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首屆“全國創(chuàng)新爭先獎”日前頒獎，西安交通大學郭烈錦教授成為獲獎者之一。

從高壓水/蒸汽兩相流與傳熱研究開始，到大膽嘗試超臨界水煤氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，迄今他在多相流熱物理熱化學研究的道路上執(zhí)著追求了34年。

在中學時代就對物理很感興趣的郭烈錦，1979年考入西安交通大學鍋爐專業(yè)學習，1983年大學畢業(yè)后，繼續(xù)讀研深造。1989年獲得西安交通大學熱能工程博士學位，后留校任教。

2016年底，西安交通大學的一個重大科研成果產(chǎn)業(yè)化項目——“煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”項目產(chǎn)業(yè)化工作正式啟動。這項重大科研成果源自郭烈錦教授率領(lǐng)的團隊20年磨一劍的執(zhí)著、持續(xù)不斷的創(chuàng)新。

在國家自然科學基金委1997年組織的一次能源高技術(shù)赴美考察中，一項運用超臨界水氣化處理有機污染物的研究引起了郭烈錦的關(guān)注，他意識到超臨界水可能是解決燃煤污染、提高煤炭資源轉(zhuǎn)化能效的一個關(guān)鍵出路。

回國后，當他提出這個大膽設(shè)想時，迎接他的卻是強烈的質(zhì)疑，畢竟“煤炭通過氧化燃燒釋放出化學能”已經(jīng)是世界的共識和習慣做法。長期以來，高溫高壓的超臨界水意味著危險并難以把控，是對傳統(tǒng)流體與傳熱實驗科學的挑戰(zhàn)。

“剛開始并不順利，在頭3年里并沒有取得什么實質(zhì)的進展，申請立項也到處碰壁。但我堅信這個方向沒有錯，于是繼續(xù)堅持做下去。終于在2000年研制出第一套小型連續(xù)式實驗裝置，2003年又在國際專業(yè)雜志上發(fā)表了相關(guān)論文，引起廣泛關(guān)注?！惫义\說。

在國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金重大項目和創(chuàng)新群體項目，國家“973計劃”“863計劃”等系列項目的持續(xù)支持下，“超臨界水蒸煤”技術(shù)的研發(fā)取得了積極的進展。

這些年郭烈錦團隊曾多次拒絕了國內(nèi)外著名企業(yè)財團對早期技術(shù)買斷的要求，因為他們研發(fā)這項技術(shù)的初心就是服務于國家的重大需求。

傳統(tǒng)燃煤、煤氣化鍋爐及其發(fā)電技術(shù)均采用“一把火燒煤”的模式，總能效和煤電轉(zhuǎn)化率低、污染嚴重、耗水量大，后續(xù)除塵、脫硫、脫硝和二氧化碳富集的代價高昂。

而“超臨界水蒸煤”技術(shù)則成功運用超臨界水的特殊物理化學性質(zhì)，實現(xiàn)了超臨界水完全吸熱——還原與煤炭氣化耦合的制氫反應，直接將煤炭化學能高效轉(zhuǎn)化為氫能，而煤中含有的硫、氮及其他雜質(zhì)因為沒有像燃燒那樣的高溫富氧環(huán)境而不被氧化，最終可以凈化沉積到反應器底部以沉渣方式排出，不再生成污染物。

這樣的煤氣化制氫技術(shù)若用于發(fā)電可大大提高煤電轉(zhuǎn)化效率，而且從源頭上解決了燃燒伴生的氧化污染物排放問題。（許祖華）

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