扎根思源學院育棟梁 獻身能源化工做學問
2016-11-23 16:40:07
來源：西部決策網
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扎根思源學院育棟梁 獻身能源化工做學問
——訪美籍華人、西安思源學院能源化工首席教授李東
西部決策網訊（王瑞鵬 黃超）有人說，他是一個杰出的科學家，30多年來一直專注于能源化工的科研工作，并獲得了美國俄亥俄州辛辛那提大學碩士及博士學位，還曾就職于洛克伍德等全球知名的化工企業；
也有人說，他是一個優秀的教育家，曾受聘于密蘇里州圣查爾斯Sanford Brawn學院及美國華盛頓大學生物醫學工程系。如今，為了祖國能源化工高端人才的培養及能源化工科研事業，毅然從美國回到祖國的懷抱，在白鹿原之上的西安思源學院為能源化工科研及人才培養孜孜不倦地奉獻著。
他，就是西安思源學院能源化工首席教授、美籍華人李東博士。
投身科研30余載 學成歸來報祖國
李東教授這一生自從與能源化工接觸之后便結下了不解之緣。大學期間他就讀于四川大學化學系，1976年畢業后一直從事能源化工方面的研究工作。為了進一步提升自己，李教授于1990在美國俄亥俄州辛辛那提大學攻讀碩士，1991在美國俄亥俄州辛辛那提大學攻讀博士，還獲得了“美國聯邦注冊化學工程師（PE）”。
在獲得辛辛那提大學博士學位后，由于在能源化工方面的突出貢獻，他被密蘇里州圣查爾斯Sanford Brawn學院聘為客座教授；此外，還被美國華盛頓大學生物醫學工程系聘為副研究員。由于在這兩所美國知名的大學展露出了卓越的才華，因此受到了許多國際知名化工企業的青睞，并于2004年3月-2010年10月供職于美國洛克伍德公司，且由該公司中國項目組項目工程師一步步地成長為公司研發工程師。
而現在，李東教授已回到祖國的懷抱，并受聘為西安思源學院能源化工首席教授。有一位中國工程院院士曾對李教授說：“李博士，你如果能夠培養出幾個像你這樣既有優秀的實踐經驗又有扎實的理論基礎的工程師的話，那么你回國來報效祖國的愿望就比較圓滿了。”為了院士這一句話，李教授立志一定要在能源化工領域為祖國干出點“名堂”來。他說：“今后的日子，我將全心身地投入到祖國的能源化工科研事業里，為祖國培育出更多的高端能源化工人才。”
如今，李東教授憑借著自己在能源化工領域的聲望，還被聘為中國能源學會煤炭專家組專家、寧夏寶塔石化研究院客座研究員、中國能源學會石油天然氣專家組專家等職。更值得一提的是，他還曾獲得了寧夏回族自治區第六屆“六盤山友誼獎”。
扎根思源搞科研 為節能事業獻身
近年來，西安思源學院將環保再利用技術作為學院可持續發展的重點研究工作，并在國內眾多高校中率先使用國際先進技術實現了資源節能和循環再利用，為國家環保工作做出了巨大貢獻。特別是在資源節能研究和化工技術創新越來越成為國內外高校研究的重要領域中展示出強大的學科吸引力。
其實這一切成果離不開西安思源學院的研究團隊和優秀學生的努力與奉獻，特別是該校能源化工首席教授李東的深入研究，更使西安思源學院在能源化工領域的研究走在了全國高校前列。李教授目前的研究方向主要與煤有關。煤是我國重要的能源資源，是我國“一帶一路”戰略目標的主要支撐。陜西雖然是一個煤炭能源大省，但過去在煤的利用方面卻主要以粗放型為主，這不利于節能與環保。因此，李東教授在綜合考慮目前及今后對環保與節能的發展需求后，將研究重點及方向主要集中在煤炭的研究上。
李東教授向《西部大開發》介紹，他的研究主要集中在四個方面：首先是配煤燃燒研究，也就是煤的清潔燃燒上的研究。實際上煤如果用得好可以像燃氣或是油一樣實現清潔燃燒。這一點在國外已經實現，但在我國的研究和實踐中，陜西也正向這個目標靠攏；其次是關于煤層氣的開發、利用和研究。一般情況下煤層中儲存著一種氣體，那是人們俗稱的“瓦斯”。其實瓦斯也是一種能源，燒起來就是煤氣，如果放到空氣中間就是大氣溫室效應，它的一個甲烷相當于七個二氧化碳。因此，如果不合理地從煤層中開采瓦斯，可能會導致瓦斯爆炸等安全事故，隱藏著巨大的安全隱患。所以，如果能把煤層氣體或是瓦斯有效發掘及預估它的儲量后，并合理加以利用的話，這不僅是一種巨大的資源，還將對我國“一帶一路”建設產生重要的影響；再次是配煤煉焦的研究。焦炭與鋼鐵冶煉密切相關，過去中國每年大概要消耗七億噸焦炭，如果能把劣質煤加以運用的話就能夠產生巨大的經濟效益。也就是說如果能夠合理、科學地運用當地的運輸資源就可以節省巨大的資金；最后是大數據的開發利用。我們知道，現在的工業不論是化工還是能源系統都是一個大的系統，一個系統一個工廠中間每時每刻都在產生幾百上千的數據，如何把這些數據加以歸納分析，找出之間的相關性來加以利用，這就是我們所講的大數據的概念。
在煤炭得研究方面，西安思源學院及李東教授已經在全國高校中做出了杰出的貢獻，而在中水回用領域的研究也取得令人矚目的成就。如今，西安思源學院率先采用的中水回用系統已達到了國際先進水平，因此還得到了國家環保部、陜西省政府的表彰及肯定，并被陜西省政府命名為“綠色學校”稱號。提到思源學院的中水回用系統，李東教授介紹道：“生物膜反應系統在十幾年前就已經提出來了，而且思源學院當時也在使用，在這方面卻是做的很超前且非常出色的，思源學院在中水系統建設、運轉、維修等積累了很多的經驗，思源每年從中水回用、雨水收集中至少可節省幾百萬元的資金，之所以能取得今時今日的成就，就是因為思源學院在建校選址時就已經把設計、施工和使用中水系統考慮進去了。”
在中水循環利用方面，思源學院走在了全國高校前列，并積累了豐富的經驗。李東教授介紹，目前思源學院在中水回用方面的研究主要是一種總結性的研究，其目的就是把思源學院目前在中水回用方面的研究成果系統化、標準化、規范化，然后研發成成熟的工藝推廣出去，使之繼續惠及社會，為節能環保做出更大的貢獻。“中水回用這個系統要是做不好，就不會有人使用，質量達到了但不節省資金也不會有人用。所以這個系統不光是要有過硬的質量而且要有長期的經濟效益，比方說原來按照設計是三到五年壽命，你的產品用一年就壞了，這個投資成本就回收不回來了，它就肯定不合算。”李教授說道。而思源學院在這個過程中從環保理念出發，設計、施工和使用同時進行，從設計建造到運行再到設備的管理和維修，都有一整套科學的根據，所以這個經驗很值得總結并推廣。
建立教學研究中心 助力“一帶一路”戰略
國家“十三五”規劃中能源是亮點，而煤炭又是能源十三五規劃中的重中之重。能源十三五規劃主要集中在供給側改革、能源消費總量的控制、能源布局的優化，煤炭清潔高效利用、大力發展清潔能源方面。
特別是2015年底，“一帶一路”戰略已經從國家頂層設計走向實質落實，主要體現在這么三個方面：一、有利于拉動國內消費、緩解國內煤炭產能過剩的壓力；二、有利于煤炭企業走出去開發國外煤炭資源；三、有利于開拓國際市場、促進煤炭的國際貿易。“一帶一路”沿線下有不少國家煤炭資源十分豐富，如中蒙俄通道上的俄羅斯、蒙古是世界重要的煤炭生產國和出口國，哈薩克斯坦是中亞通道上的煤炭重要生產國，這為陜西的煤炭企業提供了良好的合作空間和平臺。為適應新形勢新任務的目標要求，西安思源學院在李東教授等學校專家的努力下，成立了“能源及化工大數據應用教學研究中心”。
李東教授介紹，能源及化工大數據應用教學研究中心研究方向主要集中在四個方面，一、建立煤田煤層氣資源預測模型并指導生產；二、建立高效煤粉鍋爐配煤系統，優化利用本地資源，穩定企業生產，提高經濟效益；三、建立基于煤巖分析的煉焦配煤專家系統，優化穩定焦炭質量；四、網絡-工業大數據。
在建立煤田煤層氣資源預測模型并指導生產方面的研究，能源及化工大數據應用教學研究中心將主要工作集中在四個方面：一、建立煤層氣含量預測模型；二、預測煤層氣總儲量；三、各鉆孔煤層瓦斯含量計算及校核。根據有關合同，以寧夏回族自治區吳忠市韋一礦地質勘探報告為數據進行上述3項工作的實測值與理論值的比較研究，取得初步驗證。并與陜西省煤層氣開發利用有限公司進行合作，在彬長礦區拓展；四建立全煤層吸附曲線。
李東教授介紹，從環境保護的視角來看，我國能源結構調整有兩種途徑可供選擇：一是大力發展天然氣、核能、風能、太陽能等新能源，加速去煤化進程；二是盡快轉變傳統粗放的煤炭利用方式，著力推進煤炭清潔高效利用。“相比而言，我們覺得后者更加符合我國國情和經濟發展實際，是破解我國能源困局的最有效途徑，也是我國能源結構調整實現“軟著陸”的必然選擇。根據我們所到企業以及官方公布的數據，發展清潔能源為重點的能源結構調整有以下幾個非常突出的戰略優勢：一、化解煤炭行業產能過剩有利于職工就業和生活保障，有利于減輕政府負擔，保持社會穩定；二、化解煤炭產能過剩可以避免浪費大量投資，可以減緩金融系統的壓力，減少對宏觀經濟的影響；三、化解煤炭產能過剩有利于產業持續健康發展。”李東教授說道。而根據有關已簽合同，能源及化工大數據應用教學研究中心正在執行陜西煤業化工新型能源有限公司的“煤粉鍋爐配煤燃燒研究”和“低階煤水煤漿增濃增效技術研究開發”。
目前，中國已經形成了世界第一規模的高爐煉鐵和煉焦生產能力，協調好二者的關系是充分利用已有社會資源和煉焦煤資源，實現煉焦與煉鐵行業可持續發展的重要措施。因此，能源及化工大數據應用教學研究中心注意到不光焦炭行業需要配煤，其他行業也仍然可以用到配煤技術，如半焦(蘭炭)和活性炭。李東教授介紹，將塊狀半焦(蘭炭)和搗固焦搭配用于高爐煉鐵，為降低鋼鐵企業高爐煉鐵生產成本，有效地節約優質煉焦煤資源開辟一條新的技術路線。同時，半焦(蘭炭)還是制作碳烯（高性能、高附加值的材料）的半成品。而陜西地區作為國家級較早的大型煤化工基地，國家企業和私營企業都已投了巨資進行煤的轉化生產蘭炭（半焦）或活性炭裝置。因為這類煤化工的下游企業多，且附加值高，所以應該還有市場。因此，中心將在發展水煤漿鍋爐和高效煤粉工業鍋爐的配煤煉焦外，還將看好配煤進行煤的轉化生產蘭炭（半焦）或活性炭這一市場。“現在，中心在模糊集合配煤煉焦的科研成果已于2014年用于昆明鋼鐵集團安寧分公司生產一級冶金焦。取得了主焦煤少用5——10%，減少質量波動，質量可設計人為控制在一定范圍之內的成果。而2015年應用于寧夏寶豐能源集團生產的80焦和85焦，也取得令人滿意的結果。”李東教授自豪地說道。
在專注于實際應用研究的同時，中心還對大數據在能源化工領域的應用進行了深入的研究。對于大數據的認識，中心及李東教授有著獨到的看法，并將之運用于實踐。李東教授及中心認為，大數據首先是大量，至少幾千，少則幾萬，幾十萬；其次數據不一定要自己做（因為不可能做到）。關鍵是數據一定要自己搜集，否則別人就會當成記錄備查的資料，最重要是大數據一定要自己處理。在李東教授看來，現代化工業生產的環節都是密切相關，有機聯系的。其最重要的表征是自動化和大數據。大數據可以加快生產速度，降低生產成本，提高產品的產量和質量；大數據可以減輕勞動強度，改善勞動條件；同時，大數據能夠保證生產安全，防止事故發生或擴大，達到延長設備使用壽命，提高設備利用能力的目的；此外，大數據生產過程自動化實現能根本改變勞動方式，提高工人文化技術水平，為逐步消滅體力勞動和腦力勞動之間的差別創造條件，在化工行業，通過現代自動化技術，將生產工藝、設備、控制與管理連成為一個有機的整體。而根據中心近段時間的實踐，李東教授體會到了大數據的優點，“首先是風險小。大數據的操作既不需要改變原有的操作程序、規定和要求；又不需要增加新的設備，從而改變原有的操作程序、規定和要求；其次是投資少，僅需要數據分析費用，和后期的計算機程序編制費用；再次是可檢驗；最后是可智能化。數據越多，效果越好。時間越長，數據越多。”李東教授介紹到。目前，中心正在與陜西煤業化工新型能源有限公司神木分公司洽談，爭取立項2017年陜西煤業化工集團的科研項目。
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