中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)

　　本報記者 王慶 通訊員 蘭娜

　　“變壓吸附空氣分離制氧技術(shù)裝備，其主要特點(diǎn)是能耗低、設備簡(jiǎn)單可靠、建設周期短、開(kāi)停機快、自動(dòng)化程度高、可實(shí)現無(wú)人化管理?！边@是《中國冶金報》記者2003年夏天采訪(fǎng)國內該項技術(shù)工藝的主要發(fā)明者和發(fā)明專(zhuān)利獲得者——北京大學(xué)謝有暢教授時(shí)，他言簡(jiǎn)意賅地介紹該技術(shù)裝備的開(kāi)場(chǎng)白。據時(shí)任北京北大先鋒科技有限公司總經(jīng)理張佳平介紹，由該公司研發(fā)成功并采用該技術(shù)負責承建的西林鋼鐵集團 阿城鋼鐵有限公司 3000m3 /hVPSA 制氧工程項目，已于2003年7月17日正式通過(guò)驗收并交付使用。記者關(guān)注到——從那以后，變壓吸附空分制氧技術(shù)裝備在作為耗氧大戶(hù)的鋼鐵企業(yè)，得到了更多的應用。 

　　歲月如歌，初心不變。約20年后的今天，謝有暢教授獲得中國催化成就獎的消息，再次引起了記者的關(guān)注—— 

　　2021年10月16日，第二十屆全國催化會(huì )議在武漢盛大開(kāi)幕，北京大學(xué)化學(xué)院謝有暢教授榮獲中國催化成就獎。催化成就獎是中國化學(xué)會(huì )催化委員會(huì )頒發(fā)的最高學(xué)術(shù)獎勵，以中國催化科學(xué)的先驅者——張大煜冠名，授予在催化科學(xué)和技 術(shù)研究中取得原始創(chuàng )新性或創(chuàng )造性成果、對我國催化科學(xué)的發(fā)展或對催化領(lǐng)域重大應用方面做出突出貢獻的催化科學(xué)工作者，在國內外催化界有較大的影響和較高的認可。

　　沉浸催化領(lǐng)域，發(fā)現自發(fā)單層分散現象 

　　謝有暢1957年從北大化學(xué)系研究生畢業(yè)后留校任教，長(cháng)期致力于物理化學(xué)、結構化學(xué)和固體表面化學(xué)的教學(xué)，以及催化劑、吸附劑和納米材料等的基礎研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。1973年，他與唐有祺教授在北京化工研究院合作研究聚乙烯 高效催化劑及氧氯化催化劑的過(guò)程中，發(fā)現活性組分在載體表面存在單層分散現象，且在活性組分達到單層分散閾值時(shí) 催化活性達到最大值。1979年7月，相關(guān)論文《聚乙烯高效催 化劑的結構和機理研究》在《中國科學(xué)》上發(fā)表。1990年，他與唐有祺應邀在“Advances in Catalysis”發(fā)表自發(fā)單層分散總 結性論文，單篇被引用800多次，是該年我國被引用最多的一篇科學(xué)論文。該基礎研究成果獲 1986 年國家教委科技進(jìn)步 獎一等獎，在中國表面化學(xué)和催化領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。經(jīng)過(guò)三十多年的探索與發(fā)展，自發(fā)單層分散現在已成為催化材料制備普遍應用的理論，利用自發(fā)單層分散原理形成的技術(shù)，已經(jīng)應用到催化和吸附的多個(gè)領(lǐng)域。 

　　在幾十年的工作中，謝有暢對如何平衡好科研、教學(xué)和工 業(yè)應用研究三個(gè)方面的關(guān)系，總結出了扎實(shí)可行的經(jīng)驗。他認為：“在教學(xué)中能打下扎實(shí)的理論基礎，在基礎研究中能快 速抓住問(wèn)題的本質(zhì)，而且在基礎研究中發(fā)現有重大應用機會(huì ) 時(shí)，可進(jìn)一步做出工業(yè)應用成果?！睂χx有暢來(lái)說(shuō)，教學(xué)、科研和工業(yè)應用三者非但不矛盾，反而是相輔相成、相得益彰的，這也促成了他在科技創(chuàng )新之路上的諸多發(fā)現和成就。

　　研制高效吸附劑，致力于實(shí)現產(chǎn)業(yè)化夢(mèng)想 

　　自發(fā)單層分散原理除了用于催化劑研究，在材料科學(xué)有關(guān)領(lǐng)域也可應用。在該原理發(fā)現后不久，謝有暢便想到將其用于一氧化碳吸附劑研制。 

　　根據一氧化碳可與一價(jià)銅生成絡(luò )合物這一原理，謝有暢推測，如果將一價(jià)銅的化合物單層分散到有大比表面的載體上，就有可能制得對一氧化碳有高吸附量和高選擇性的吸附 劑。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗，謝有暢團隊用 CuCl分散在分子篩內表 面，制得了一氧化碳高效吸附劑，其性能居國際領(lǐng)先水平，曾獲中國、美國和加拿大專(zhuān)利。采用該吸附劑的吸附分離一氧 化碳技術(shù)于2005年獲得教育部科學(xué)技術(shù)獎發(fā)明獎一等獎，入選2005年度高等學(xué)校十大科技進(jìn)展，2006年獲國家技術(shù)發(fā)明 獎二等獎。

　　一氧化碳高效吸附劑的開(kāi)發(fā)成功，曾經(jīng)吸引了國外公司的目光，但與國外公司的合作并不順利。由于供貨條件談判 拖延了近 10 個(gè)月，外方研制出了自己的吸附劑，中斷了與謝有暢團隊的合作，謝有暢科研組為此背上了上百萬(wàn)元債務(wù)。巨額的債務(wù)，并沒(méi)有止住謝有暢推動(dòng)吸附劑產(chǎn)業(yè)化的腳步，而是集中力量將一氧化碳吸附劑推向國內應用，以設計建造成套一氧化碳分離設備的思路切入國內市場(chǎng)。 

　　1999年底，北大資源集團和北京大學(xué)科技開(kāi)發(fā)部合作成立北京北大先鋒科技有限公司，給謝有暢團隊投資1000萬(wàn)元，進(jìn)行吸附劑及成套分離設備的研制和工業(yè)開(kāi)發(fā)。謝有暢團 隊開(kāi)始建設吸附劑生產(chǎn)廠(chǎng)，通過(guò)不斷摸索，他們確定了合理 的生產(chǎn)流程和設備選型，發(fā)明了高效離子交換工藝，設計出有特色的焙燒爐，實(shí)現了大規模生產(chǎn)，吸附劑質(zhì)量達國際先 進(jìn)水平。

　　與此同時(shí)，謝有暢還帶領(lǐng)團隊研制出高效空氣分離制氧吸附劑，開(kāi)發(fā)成功高效變壓吸附制氧技術(shù)，已在國內外建設了將近300套大中型制氧裝置，其中單一用戶(hù)的制氧設備最大規模已達到87500m3/h，這也是我國正在運行的最大規模 變壓吸附制氧裝置群。據最新數據統計，該項技術(shù)經(jīng)北大先鋒推廣應用，2021年訂單金額已超過(guò)13億元。這一成果在我國乃至世界范圍的變壓吸附制氧領(lǐng)域也屬前所未有，為鋼 鐵、有色等富氧熔煉和助燃提供了經(jīng)濟可靠的氧氣來(lái)源，創(chuàng )造間接經(jīng)濟效益數百億元。

　　中國化學(xué)會(huì )催化委員會(huì )主任、中國科學(xué)院院士李燦在談及謝有暢教授的科研成果時(shí)，給予了極高贊譽(yù)：“變壓吸附分離一氧化碳技術(shù)、空分制氧技術(shù)是北大化學(xué)院科研成果產(chǎn)業(yè) 化應用最成功的項目之一，也是二十世紀八九十年代中國催化界從基礎研究走向規?；I(yè)應用不多見(jiàn)的例子之一，這是一個(gè)把論文寫(xiě)在大地上的典型例子?！?nbsp;

　　如今已近九十高齡的謝有暢教授仍然精神矍鑠，多次應 邀參加各種交流活動(dòng)，激勵青年學(xué)子潛心學(xué)術(shù)，勇于創(chuàng )新，為我國的科技發(fā)展積極貢獻力量。