打造绿色化工装备 推动行业高质量发展
——喻九阳教授科研团队工作纪实
通讯员 许守飞
喻九阳，二级教授、博士生导师，全国化工科技工作先进个人，中国化工学会化工机械专业委员会副主任，湖北省机械工程学会副理事长，教育部全国“过程装备与控制工程”专业教学指导委员会委员，国家级特色专业“过程装备与控制工程”负责人，国家首批“一流本科”建设专业“过程装备与控制工程”负责人，省级精品课程《压力容器及过程设备》负责人。
喻九阳教授领衔的“绿色化工装备团队”，面向化工产业革新和持续健康发展的需要，致力于打造新型高效、绿色化工装备，解决重大能源生产和深度开发利用领域的技术难题。该团队主要从事化工装备智能清洁技术、强化传热技术、结构完整性技术、过程高效分离技术，先进水处理技术，以及新型绿色化工装备等方面的研究。团队现有教授3人、副教授3人，博士生导师1人、硕士生导师6人，已培养博士3人、硕士90余人。团队主持及完成国家自然科学基金项目6项，湖北省重点研发计划等省部级项目20余项；承担横向科研项目的经费3000余万元；获得省科技进步一等奖1项、省级科技进步奖二等奖4项、省级技术发明奖三等奖1项、中国化工教育科学研究成果奖三等奖1项；发表SCI、EI收录论文100余篇，主编专著2部、国家“十一五”规划教材1部，获授权国家发明专利50余项，科研成果转化10余项。
振打除灰装置攻坚，首运创记录
为解决煤气化装置的连续高效稳定运行问题，喻九阳教授亲自带队深入湖北双环生产现场，现场测量收集第一手数据。返回校内，顾不上休息，团队成员即开展研发攻坚。数次研讨后，喻教授将项目分解为不同的研发任务，团队成员各领任务并立下军令状。大家都很清楚，研发耽搁一天，企业就要停车一天，损失不是小数目。很快，振打实验平台搭建起来了，第一次振打实验成功了，振打机理研究逐步清晰了，振打器布局设计图完成了，密封结构实验平台搭建起来了，密封性能测试完成了……，“那段时间确是刻骨铭心，激情飞扬啊”徐建民教授谈起那段研发时光时，总是这样不自主的感慨。
“研发的进展并非一帆风顺。在振打除灰装置的关键材料使用上就发生过这样一件事情。”徐建民教授回忆说。由于振打除灰装置上的关键零件需要使用的材料性能极为特殊，国内用量很少，不仅市场上极为少见，而且国内能够生产的厂家也不多。最初，从市场采购材料，所制作的材料在试验和现场试用中明显达不到预期的设计指标。经过对材料的分析测试，发现这类关键材料从市场采购质量稳定性很难保证。为此，经过多方辗转终于找到一家特钢制造企业，从钢厂直接订购特制了两炉钢材，专供振打除灰装置关键零件的制造使用。“为了保证质量，不计代价，这也是研发的产品能够成功的关键”，徐建民教授总结到。
深入现场紧密合作，成功解决难题
该团队于2015年至2016年与山西潞安矿业有限公司及上海惠生工程公司展开了合作，为山西省长治市的潞安煤气化项目提供煤气炉振打装置。
前期，为确保产品的效率和质量，多次派出团队骨干成员赶赴项目现场对煤气炉上振打装置安装口的分布和尺寸进行测量确认。在现场工作中，团队成员表现出了较强的专业性和韧性。记得在2015年11月份，在工期紧张的情况下，为保证设备的及时供应，林纬博士等再次前往现场展开供货前的最后一次尺寸测量工作。时值11月份，山西省长治市温度较低，尤其是在工作开展的几日中下着小雪，他们克服诸多困难，在经山西潞安矿业有限公司许可后，于距地面高度70多米的脚手架上经受着冷风和小雪展开了工作，保证了产品的供应和工程项目的正常开展。
2016年初，林纬博士、龚程硕士和邹宇硕士奔赴山西省长治市的施工现场常驻，与施工人员一同工作和吃住，现场指导施工人员安装振打设备，保证了设备安装工作的顺利进行。在安装期间，喻九阳、徐建民、王成刚、郑小涛等几位教授心系工程的开展情况，多次往返于施工现场和公司，检查施工质量并现场为施工人员展开振打设备的相关答疑。
在喻九阳教授的带领下，团队成员深入一线，现场测试和试验，成功解决了狭小空间下的安装和调试问题，赢得了合作单位的尊重和信任，并在行业内获得了良好的口碑。
疫情下坚持研发突破，急企业所急
2020年，突如其来的疫情使研发工作受到了很大影响。神木天元化工低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺的旋风分离器及配套管道长期受到积灰堵塞的影响，工艺运行周期始终难以突破，严重影响陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司660万吨/年粉煤分质综合利用示范项目（二期）项目的推进。喻九阳教授团队多次深入企业生产一线，对660℃高温条件下，夹套装置内筒除灰除尘技术开展研究，并围绕机械振打器轻量化、高温密封等技术瓶颈进行重点突破。原计划在4月份向企业交付新型振打除灰工业化试验装置，然而，疫情防控之下，武汉封城，学校封闭，实验室测试全部暂停。在三月份得到可以复工的通知后，喻九阳教授、徐建民教授、郑小涛教授等团队核心成员第一时间办理了复工证明，返回武汉。回到实验室，在缺少研究生辅助的情况下，加班加点开展试验、设计、制造、实验和装配工作，并按照原定计划交付产品。“实在没想到你们还能够按计划交付，你们晚点儿没关系的，疫情影响可以理解的”，当企业收到交付的产品时，短短一句真诚的话语，就是对团队所一直坚守的“急企业所急”的信念的肯定。现在该装置的工业化试验在企业成功应用，证明了新型除灰装置完全能够适应低阶粉煤回转热解工艺的苛刻操作条件，为该工艺的长周期运行提供了保障，使得该工艺技术可以正式大范围推广，同时也为振打器带来了数亿元的应用市场。
油气高效分离技术，再创新佳绩
为解决低等级油田资源的气-水-砂高效分离问题，团队成员郑小涛、汪威领衔开发了具有节能、紧凑和无人值守功能的非常规页岩气田井口气-水-砂分离技术及其撬装设备，撬块集成度高，占地面积、现场施工量和设备成本分别较常规气田分离设备减小了57%、82%和10.5%，分离效率提高了18%。该技术成功解决了非常规油气井大规模加砂压裂改造作业后超高压条件下对油气流体进行出砂的难题，提高了页岩气田中天然气的分离效率，为页岩气行业的发展提供了高效的天然气分离收集技术，促进了页岩气开采的蓬勃发展，已累计处理天然气120 亿方，服务于80余个站场，300余口油气井，取得了显著的经济效益和社会效益。2020年，该成果获得湖北省科技进步二等奖。
耐腐蚀免维护阀门，踏上新征程
为解决强腐蚀介质环境下的管道元件防腐蚀问题，该团队提出了采用新型复合材料和精密模压成型技术开发一体式阀门及配套管件。该产品在满足耐腐蚀，免更换等基本工作要求的基础上，还具有重量轻的优点，可实现大尺寸阀门便捷化安装，降低安装作业难度。目前产品已进入中试阶段，预计2021年面向市场推广，后期将形成系列化的球阀、闸阀等产品。
面对化工行业绿色化、智能化发展趋势，以及化工装备升级改造的需求，该团队始终将化工装备升级发展和运行安全作为研究的重要方向，几十年如一日，持之以恒，兢兢业业地为企业解决实际难题，体现了科技工作者不畏挫折、敢为人先的责任担当。只要能够真正为企业解决实际问题，一定能够找到稳定的研发方向，并形成系列化的研发成果，转化成生产力，实现校企双赢。
审稿：刘治田 杨海波
