他提取纯度99.9%的重水,让被“卡住脖子”的中国出了一口气


茫茫大海上,漂浮着一艘由美国到中国香港的邮轮。阔别祖国6年的年轻学子正站在邮轮前端,远望着虽遥远却越来越清晰的祖国轮廓。邮轮乘着风破着浪势不可挡地向前冲去,就像他虽被美国当局阻挠却势不可挡的回国之心。

六年前,这海拦不住他,跨过重洋也要去美国学习精湛的化工科学技术;六年后,他再次穿越这片海域,义无反顾回国尽忠。

他是余国琮,天津大学教授、化工学院名誉院长、化学工程研究所名誉所长,精馏技术国家工程研究中心技术委员会主任,《中国化学工程学报》主编。1991年他当选为中国科学院院士。


他提取纯度99.9%的重水,让被“卡住脖子”的中国出了一口气

1991年,余国琮在西南联大旧址


求学路漫漫,一心为报国

1922年11月18日,余国琮出生于广东台山县的一个普通家庭。家中经济条件不好,且孩子众多,余国琮的几位兄弟因学费问题中学辍学。在困难的处境下,他踏上了艰辛漫长的求学之路。

余国琮在市一中念中学时,每天家里会给他一毛五分钱。一毛钱是家和学校往返的车费,五分钱是中午的饭钱——一大碗饭、一盆菜、一碗汤。他不舍得花这一毛钱的路费,宁肯走一小时的路,也要把节省下来的钱用来买书。


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1939年,余国琮高中时留影

1939年,余国琮被西南联大的化工系录取。在西南联大,他接受了全面系统的化学理论教育。

1944年,余国琮前往美国密歇根大学求学。一年后,他获得科学硕士学位,并前往匹兹堡大学研究院继续深造。

1947年,余国琮获匹兹堡大学哲学博士学位,并于1948年至1950年在匹兹堡大学任化工系助理教授。

余国琮刻苦攻读、勤奋工作,主讲本科生及研究生多门课程。同时,他从事化工热力学及蒸馏理论研究,发表多篇论文,并被列入1950年的美国科学家名录。


他提取纯度99.9%的重水,让被“卡住脖子”的中国出了一口气

余国琮在匹茨堡获得博士学位时的照片

新中国成立后,远在大洋彼岸的数千名中国留学生和科研人员备受鼓舞,回国效力之心如雨后春笋纷纷萌发。

那时,余国琮是留美中国科学工作者协会(简称留美科协)首届理事。留美科协一直在组织中国留学生回国,在协会活动中,余国琮听到祖国对人才的呼唤,他回国的念头也愈发强烈。

1950年,余国琮决定回国效力。

他的友人林宗彩在唐山工学院工作,告诉他唐山工学院开办了化工系,急切需要师资。这更坚定了余国琮回国的决心。

他婉拒了恩师库尔教授的挽留,并诚恳地表示:“留在美国,我们共同合作,将会取得很大成绩。但是,我的国家很需要我,有一个岗位在等着我。”

经过一个月的行程,余国琮终于回到了他魂牵梦萦的祖国。

言传身教,培养化学人才

余国琮回国之后,上海交通大学、北京大学也向他发来邀约,可他一一拒绝了。唐山工学院的化工系因为没有师资而“危在旦夕”,帮助其化工系有序发展、培养更多的化工人才,这正是余国琮回国的初心。

1951年,余国琮动员了5名“海归”一起为唐山工学院化工系的建设添砖加瓦,又在国内招来了两位老师,化工系的课程便可以排出来了。

余国琮还在化工系建立了一个化学实验基地。虽然学校马上要进行院系调整,投资有限,但在他的领导和带动下,基地可以开展的化学实验虽规模小,但是可以马上利用。

从邀请新的专业老师,到建立化学实验室基地,不到两年时间,“奄奄一息”的化工系被他“救活了”。

1952年夏,全国高校院系调整,唐山工学院化工系被并入天津大学,余国琮也由此被调到了天津大学化工系。他主讲2门课——化工热力学与化工设计。那个时候其他学校的同学也来上这两门课,所有学生都挤在一间阶梯教室里面,满满当当的。

没有教科书,余国琮就自己编写讲义,讲课的时候也没有扩音器和多媒体设备,他只能加大音量,嗓子因此落下了病根。

余国琮承担的教学任务重,但他的教学质量受到同学们的一致认可。

余国琮说:“不管哪天有课,我都会凌晨4点起床,一遍遍审视讲课内容。即使这门课已经教授很多年、很多遍,我也要充分备课,更新教学内容,如此精益求精,就像精馏提纯的过程。”

他致力于为国家输送化工类人才,在化工教育方面做出了重大贡献。


不负期待,成功提纯重水

20世纪50年代,我国炼油工业刚刚起步,蒸馏(现称精馏)技术是其中关键技术。已在天大任教的余国琮敏锐地发现国家对这一产业的重大需求,开始进行化工精馏技术领域的科研攻关。

1954年,由余国琮指导,在天大化工机械教研室建立了我国第一套大型塔板实验装置。经过两年研究,1956年,余国琮撰写的论文《关于蒸馏塔内液体流动阻力的研究》引起化工部的注意,遂被邀请参与精馏塔标准化的大型实验研究。

经过努力,天大的化工“蒸馏”科研被列入《十二年科技规划》之中,天大化学工程专业也于1958年设立。

1959年5月28日,周总理来到天津大学视察,特地参观了余国琮分离重水的实验室。

他对重水研究寄予厚望,他握着余国琮的手说:“我听说你们在重水研究方面很有成绩,我等着你们的消息。现在有人要卡我们的脖子,不让我们的反应堆运作。我们一定要争一口气,不能使我们这个反应堆停下来!”

余国琮受到极大鼓舞和振奋,为“争一口气”,他更加废寝忘食地投入到研究工作中。

当时,中国化工基础薄弱,重水生产面临很多困难。其中最大的难题是相关技术人员稀缺,单凭余国琮等少数科学家的努力是远远不够的。为了培养有关重水的人才,余国琮等人成立了“稳定同位素专门化”专业,从化工机械系四年级抽出部分学生,给他们讲授“稳定同位素分离原理”课。除了听课,余国琮还会组织学生做实验。这个授课活动从1961年一直进行到1966年,培养了四届40余名毕业生。

除此之外,重水生产还面临科研经费短缺,没有经验、没有资料的困境,余国琮只能带领团队从零开始攻关。

没有科研经费,他就向学校申请材料自行加工;科研人员匮乏,他就请学校的学生帮忙。天津大学的第1教学楼有一个大平房,余国琮和其他科研人员除了回家吃饭睡觉就一直待在这里,搭建了一个个实验装置,攻克了一个又一个难关。

1960年,余国琮在上海召开了“820”重水攻关会议上,做了一个较长的报告,提出重水生产采用两个办法。第一步是硫化氢交混,将低纯度提纯到20%~30%;第二步是进行高效的精密精馏,将纯度提到99.9%。

同年,总理专门打来电话,询问重水研究的进展情况。余国琮回复:“研究进行得很顺利。”

重水在天然水中的浓度约为0.014%,余国琮带领的科研团队,为提取纯度达99.9%的重水提供了关键技术。经过小试和中试,1965年,余国琮的多项成果终于带来我国重水自主生产工业技术突破,成功生产出符合要求的重水,解决了国家的燃眉之急。到20世纪70年代,我国的重水生产不仅能自给,还实现了出口,成为重要的重水输出国。

此外,余国琮还首次提出了浓缩重水的“两塔法”。该技术作为我国迄今唯一的重水自主生产技术被延用至今,为实现我国重水的完全自给,为新中国核技术起步和 “两弹一星”的突破做出了重要贡献。

成功提纯了重水是余国琮这一生中最耀眼的科技成果,可是他为中国化工行业做出的贡献远不止于此。

20世纪80年代,大庆油田向国外重金进口了原油稳定装置,但由于没有考虑我国石油品质的特殊性,这套装置在使用时不太稳定,投运后无法正常运行和生产。余国琮与团队来到大庆研究了半个月,耐心测量、观察,终于找出了原因,解决了问题。


他提取纯度99.9%的重水,让被“卡住脖子”的中国出了一口气

1982年余国琮(二排中间)赴大庆的部分科研组人员合影

1984年,北京燕山石化公司从日本引进了一套30万吨乙烯装置,运行情况一直不太理想。余国琮及团队第一次改造这么大的工程。他们胆大心细,最后提出了改造方案,结果比预期效果还好。


他提取纯度99.9%的重水,让被“卡住脖子”的中国出了一口气

余国琮做学术报告

余国琮回忆自己的一生时,对科研与教学的细节都能记得清清楚楚,对过往经历如数家珍。上善若水,他如水一样柔和又坚韧地从事科研与教育工作,为国尽忠,而这水,温柔又强大地托起了中国化工行业的基础。


图片 文:采集工程项目办公室/中国科协创新战略研究院

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页面更新:2024-04-17

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