文/柴玉田
我國(guó)“精餾”學(xué)科的開拓者
——記中科院院士、天大天久有限公司顧問余國(guó)琮教授
文/柴玉田
余國(guó)琮
革命導(dǎo)師卡爾·馬克思曾經(jīng)說過:“在科學(xué)上沒有平坦的大道,只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人,才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)?!敝锌圃涸菏?,我國(guó)杰出的化工蒸餾專家、全國(guó)政協(xié)常委余國(guó)琮教授,就是這樣一位沿著化工科學(xué)領(lǐng)域崎嶇山路奮勇攀登者、教育領(lǐng)域辛勤耕耘者、學(xué)術(shù)領(lǐng)域執(zhí)著創(chuàng)新者。
余國(guó)琮,1922年11月18日出生于廣州市,原籍臺(tái)山。他的父親余慈和早年曾留學(xué)日本,攻讀商科,后在廣州經(jīng)商;母親陳秀霞是賢妻良母型的家庭婦女。余國(guó)琮7歲時(shí)就讀于類似私塾的坤儀學(xué)校,次年插班進(jìn)入廣州市立第73小學(xué)三年級(jí)。小學(xué)畢業(yè)后考入廣州市立第二中學(xué),后并入市一中。1938年10月,日本侵占了廣州,全家逃難到香港,當(dāng)時(shí)他剛上高三,在香港知用中學(xué)借讀。1939年考入西南聯(lián)合大學(xué)化工系,1943年畢業(yè),獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位。
1944年余國(guó)琮考取自費(fèi)留學(xué)赴美國(guó)密執(zhí)安大學(xué)研究生院就讀,1945年底獲科學(xué)碩士學(xué)位,1947年秋,獲匹茲堡大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位,應(yīng)邀留在該?;は等谓?,并繼續(xù)進(jìn)行科研工作。他先后任講師、助理教授,曾主講本科生及研究生的化工熱力學(xué)、傳質(zhì)分離過程等多門課程,并指導(dǎo)碩士生和博士生的畢業(yè)論文。他的講課效果很好,以致他為研究生開的“高等化工熱力學(xué)”課程的選修人數(shù)達(dá)到五六十人之多,包括一些來自企業(yè)的工程師,為該校極罕見的研究“大班課”。在此期間他進(jìn)行了化工熱力學(xué)及蒸餾理論的研究,先后在美國(guó)《化學(xué)工程進(jìn)展》發(fā)表論文4篇及其他著作。由于成就卓著,他被吸收為3個(gè)榮譽(yù)學(xué)術(shù)組織的成員,并列入1950年的美國(guó)科學(xué)家名錄。面對(duì)驕人的成就、榮譽(yù),濃郁的學(xué)術(shù)氛圍和優(yōu)越的科研條件,他既沒有陶醉,依然在科學(xué)的領(lǐng)域不懈地探索著;又沒有沉湎,魂?duì)繅?mèng)縈的依然是他那依依不舍的祖國(guó)。
中華人民共和國(guó)成立后,余國(guó)琮十分向往祖國(guó)的建設(shè)。他積極參與“留美科學(xué)工作者協(xié)會(huì)”的籌備工作。這是一個(gè)與北京有聯(lián)系并動(dòng)員留美學(xué)生回國(guó)的組織。協(xié)會(huì)的成立大會(huì)就在他任教的匹茲堡大學(xué)主樓內(nèi)舉行,他當(dāng)選為第一屆理事。20世紀(jì)50年代初,由于當(dāng)時(shí)的美國(guó)政府執(zhí)行麥卡錫主義,實(shí)行仇視中華人民共和國(guó)的政策,千方百計(jì)阻撓許多學(xué)有所成的海外赤子回國(guó)。余國(guó)琮巧妙地以到香港探親為名,1950年8月避開美國(guó)政府的注意,毅然返回祖國(guó),他也是首批歸來的學(xué)者之一。
回國(guó)后他應(yīng)北方交通大學(xué)校長(zhǎng)茅以升的邀請(qǐng),到該校唐山工學(xué)院成立不久的化工系任教授、系主任。1952年夏,院系調(diào)整,唐山工學(xué)院化工系調(diào)往天津大學(xué),余國(guó)琮隨之調(diào)任天津大學(xué)任化工系教授。歷任教研室主任、系副主任、化學(xué)工程研究所所長(zhǎng)、名譽(yù)所長(zhǎng),天津大學(xué)化工學(xué)院名譽(yù)院長(zhǎng),精餾技術(shù)國(guó)家工程研究中心技術(shù)委員會(huì)主任,1991年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。
余國(guó)琮長(zhǎng)期從事化工分離科學(xué)與工程研究,特別在蒸餾理論和技術(shù)方面,取得了重大成果。20世紀(jì)60年代,他提出較完整的不穩(wěn)態(tài)蒸餾理論;80年代提出動(dòng)態(tài)蒸餾多變參數(shù)新策略并發(fā)展了相應(yīng)的技術(shù),其成果應(yīng)用于生產(chǎn)并取得顯著經(jīng)濟(jì)效益;90年代又提出新的復(fù)合分離過程--吸附蒸餾,受到國(guó)內(nèi)外同行的重視,已與國(guó)內(nèi)外合作開發(fā)。他還成功地發(fā)展了蒸餾過程中的氣液兩相的計(jì)算流體力學(xué)并開辟了計(jì)算傳質(zhì)學(xué)這一新領(lǐng)域;此外,他在采用近代激光技術(shù)精密測(cè)定近氣、液界面的濃度場(chǎng)及速度場(chǎng),以及蒸餾系統(tǒng)最優(yōu)熱集成網(wǎng)絡(luò)等方面均取得了重要成果。
70年代起,石化、化工等工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備日趨大型化,設(shè)備的模擬放大成為急待解決的問題。余國(guó)琮繼50年代開始研究的基礎(chǔ)上,迅速開展了這方面的研究。1980年5月他在美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)年會(huì)宣讀了《大型蒸餾塔板的模擬》論文,文中提出的蒸餾塔板上二維定數(shù)混合池模型,是塔板模擬方法的新發(fā)展。80年代后,提出大型蒸餾過程的三維模擬新途徑,同時(shí)還發(fā)展出具有新型塔內(nèi)件的填料塔技術(shù),打破了國(guó)外技術(shù)的長(zhǎng)期壟斷,開拓了面向企業(yè)的應(yīng)用研究,使其成果在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,獲得了廣泛的工業(yè)應(yīng)用,目前國(guó)內(nèi)直接應(yīng)用上述成果的工業(yè)精餾塔超過了60OO座,輻射全國(guó)除西藏以外30個(gè)省市自治區(qū)。
50年代末,他領(lǐng)導(dǎo)成立了當(dāng)時(shí)以分離重水為重點(diǎn)的穩(wěn)定同位素分離科研組。周恩來總理曾視察并加以鼓勵(lì)。1961年他參加我國(guó)自行研制生產(chǎn)重水的攻關(guān)工作,為主要技術(shù)負(fù)責(zé)人之一,并承擔(dān)重點(diǎn)科研項(xiàng)目精密精餾,取得了關(guān)鍵性的成果,為我國(guó)的重水生產(chǎn)和核工業(yè)的發(fā)展作出了重大的貢獻(xiàn)。
研究的目的全在于應(yīng)用。余國(guó)琮為了使科研成果盡快走出實(shí)驗(yàn)室,1976年創(chuàng)建了天津大學(xué)填料廠(現(xiàn)為天大天久科技股份有限公司),并任公司顧問,現(xiàn)已發(fā)展成為具有研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、安裝與技術(shù)服務(wù)為一體的高新科技企業(yè)。2010年9月該公司設(shè)計(jì)制造的百萬噸乙烯裝置特大型超大填料塔在中國(guó)石化天津分公司成功運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)自主研發(fā)制造的特大型超大填料塔達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這座三段工藝的填料/塔盤復(fù)合塔采用的增強(qiáng)型金屬矩鞍環(huán)、穿流式支撐裝置、大孔穿流篩板、一梁托多盤桁架梁、微型折流板、空間網(wǎng)架支撐、三維復(fù)合導(dǎo)流式進(jìn)氣初始分布器、角鋼塔盤二次氣體分布盤和抗堵型噴嘴式液體分布器等一系列專利技術(shù)和產(chǎn)品,是該公司集成創(chuàng)新的產(chǎn)物,節(jié)能減排效果顯著,較采用其他方法設(shè)計(jì)和制造可為石化天津分公司每年增加1億多元的經(jīng)濟(jì)效益。目前,天大天久公司其技術(shù)和服務(wù)已進(jìn)入2000余家企業(yè),成功的應(yīng)用于石油化工、空氣分離、化肥、輕化工、煤化工、精細(xì)化工、制堿、制藥、食品、冶金及原子能等工業(yè)領(lǐng)域的精餾、吸收、解吸、萃取、換熱、洗滌等過程,改造和新建塔器5500余座,累計(jì)為社會(huì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益數(shù)10億元。
余國(guó)琮十分重視科技平臺(tái)建設(shè)。1982年,教育部批準(zhǔn)在天津大學(xué)建立化學(xué)工程研究所后,他不辱使命,積極籌辦,并親任所長(zhǎng)。建成后,使蒸餾學(xué)科各個(gè)方面的研究在短短幾年內(nèi)有了很大發(fā)展,包括蒸餾過程與設(shè)備的模擬,不穩(wěn)態(tài)蒸餾過程,節(jié)能蒸餾技術(shù)以及蒸餾傳質(zhì)學(xué)等重要領(lǐng)域,成為我國(guó)蒸餾學(xué)科的研究中心。1985年他又創(chuàng)建了天津大學(xué)化工分離技術(shù)與新型填料開發(fā)中心,下設(shè)填料廠,從而形成了研究—開發(fā)—生產(chǎn)“一條龍”的格局,大大促進(jìn)了蒸餾學(xué)科與其工程技術(shù)的發(fā)展。1988年又建立了精餾技術(shù)國(guó)家工程研究中心。1990年經(jīng)國(guó)家科委批準(zhǔn),在此基礎(chǔ)上成立了一個(gè)國(guó)家級(jí)的研究推廣中心——新型填料塔和高效填料推廣中心。1991年,由國(guó)家計(jì)委投資在天津大學(xué)成立化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蒸餾實(shí)驗(yàn)室,由余國(guó)琮擔(dān)任主任并向國(guó)內(nèi)外開放。在不到10年的時(shí)間里,我國(guó)的精餾技術(shù)國(guó)家工程研究基地便一舉躍上新臺(tái)階。
在科技研發(fā)上取得巨大成就的同時(shí),余國(guó)琮院士始終把自己定位為一個(gè)高校教師,把能為更多的學(xué)生傳授化工專業(yè)知識(shí)是他最大的心愿。他長(zhǎng)期堅(jiān)持在教學(xué)第一線,擔(dān)任著繁重的教學(xué)工作。他為大學(xué)本科學(xué)生先后講授過十幾門課程。在培養(yǎng)研究生方面,早在1952年已為二年制研究生授課。1956年、1978年和1981年分別招收我國(guó)第一批副博士研究生、碩士研究生和博士研究生,是我國(guó)首批博士生導(dǎo)師。多年來,培養(yǎng)出碩士、博士和“文化大革命”前畢業(yè)的研究生近百人。他對(duì)學(xué)生和科研組人員一貫嚴(yán)格要求,對(duì)他們的報(bào)告及論文都反復(fù)審閱、討論和修改,并經(jīng)常鼓勵(lì)他們?cè)趯W(xué)術(shù)上要不斷創(chuàng)新。在他的學(xué)生中,不少已是國(guó)內(nèi)外著名的化學(xué)工程學(xué)家、博士生導(dǎo)師或者已擔(dān)任重要的領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)。
他在創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探索中潛心研究,大膽實(shí)踐,為我國(guó)化工類創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在他的帶領(lǐng)下,經(jīng)過近10年的教學(xué)改革研究與實(shí)踐,教學(xué)改革工作取得了豐碩的研究成果?!丁盎瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)”創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案》的制定完成,構(gòu)造了全方位的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,形成了新的教學(xué)模式,構(gòu)建了培養(yǎng)化工類創(chuàng)新人才的課程體系,編寫出一批不同風(fēng)格的高水平化工基礎(chǔ)與專業(yè)教材,開發(fā)了百余種化工多媒體課件與網(wǎng)絡(luò)課程。對(duì)推動(dòng)我國(guó)化學(xué)化工類專業(yè)的教育教學(xué)改革起到了輻射和示范作用,對(duì)各類學(xué)校各類專業(yè)的教育教學(xué)改革也有重大參考作用。憑借這一教改成果,余國(guó)琮院士分別于2001年、2005年獲得國(guó)家級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。令人感動(dòng)的是,余國(guó)琮院士并沒有自己保留這珍貴的獲獎(jiǎng)證書,而是把榮譽(yù)獻(xiàn)給學(xué)校,把證書捐贈(zèng)給學(xué)校檔案館,希望能夠影響天津大學(xué)一代又一代青年教師成長(zhǎng),激勵(lì)他們?yōu)樽鎳?guó)的教育教學(xué)、人才培養(yǎng)事業(yè)做出自己的貢獻(xiàn)。2002年11月,天津大學(xué)隆重舉行慶祝大會(huì),慶賀余國(guó)琮教授執(zhí)教55周年暨80壽辰,《中國(guó)教育報(bào)》作了專題報(bào)道。60多年來,余國(guó)琮教授輝煌的執(zhí)教歲月,可謂桃李滿天下,教學(xué)、科研碩果累累。
余國(guó)琮在實(shí)驗(yàn)室
余國(guó)琮的著作很豐富,歷年來在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物及學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表的論文近200篇,先后主編了《化學(xué)工程辭典》、《化工容器及設(shè)備》、《化工機(jī)械手冊(cè)》等專著或教材7種。同時(shí)還有技術(shù)專利3項(xiàng),并多次獲得國(guó)家圖書獎(jiǎng),如:1988年,《化工容器與設(shè)備》獲國(guó)家教委全國(guó)高等學(xué)校優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。1997年,《化學(xué)工程手冊(cè)(第一版)》獲化工部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1999年,《化學(xué)工程手冊(cè)(第二版)》獲全國(guó)優(yōu)秀科技圖書一等獎(jiǎng)及國(guó)家圖書獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)。同年出版的《化工百科全書》獲部級(jí)化工優(yōu)秀圖書一等獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀科技圖書獎(jiǎng)。
余國(guó)琮還是一位社會(huì)活動(dòng)家,除擔(dān)任全國(guó)政協(xié)常委,中國(guó)民主促進(jìn)會(huì)中央委員會(huì)常委等多項(xiàng)社會(huì)職務(wù)外,還是國(guó)家科委化學(xué)工程學(xué)科組成員,分離工程分學(xué)科組組長(zhǎng)。他曾多年擔(dān)任中國(guó)化工學(xué)會(huì)常務(wù)理事。他關(guān)心國(guó)家大事,20世紀(jì)50年代中期,參與制定我國(guó)12年科學(xué)技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。他是化工部科技圖書出版委員會(huì)委員,《化工學(xué)報(bào)》編委,《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)》編委,《化工百科全書》編委等。他又是大慶石油管理局技術(shù)顧問,天津市化工局技術(shù)顧問和天津市高新企業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)等。他多次出國(guó)講學(xué)、訪問,并與英、美、德、瑞士著名同行專家及企業(yè),建立了長(zhǎng)期科研合作及聯(lián)合開發(fā)協(xié)議,進(jìn)行著頻繁的國(guó)際交往。他還擔(dān)任歐洲化學(xué)工程學(xué)會(huì)蒸餾、吸收和萃取專業(yè)委員會(huì)特邀委員。在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上多次作主旨報(bào)告、大會(huì)報(bào)告和特邀報(bào)告。2003年6月上旬,中央電視臺(tái)黃金欄目《科學(xué)先鋒》中播出了系列人物資料片之一《余國(guó)琮院士》,節(jié)目播出后在社會(huì)各界特別是青少年中引起了強(qiáng)烈反響。與此同時(shí),在中央電視臺(tái)“三星智力快車”節(jié)目中,他雖已年過八十,仍然神采奕奕,作為特邀嘉賓出現(xiàn)。
2010年2月3日昊華王述綱副書記看望余國(guó)琮
余國(guó)琮教授以求實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度在他所熱愛的化工領(lǐng)域執(zhí)著探索了六十余載,將滿腔熱忱和畢生精力都投入到化工分離科學(xué)與工程研究的事業(yè)中,投入到祖國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的事業(yè)中,取得了令世人矚目的巨大成就。1978年,不穩(wěn)態(tài)精密蒸餾技術(shù)獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。1985年,大慶引進(jìn)原油穩(wěn)定裝置提高輕烴收率研究,獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1987年,具有新型塔內(nèi)件的高效填料塔,獲國(guó)家科學(xué)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。1988年,動(dòng)態(tài)精餾新分離技術(shù),獲國(guó)家科學(xué)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。1989年,30萬噸/年乙烯裝置汽油分餾塔技術(shù)改造,獲國(guó)家教委科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。1999年,精餾塔氣液兩相流的流動(dòng)特性及計(jì)算流體力學(xué),獲教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2002年,蒸餾學(xué)科若干理論問題的研究,獲天津市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。并榮獲全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?、全?guó)優(yōu)秀科技工作者和天津市特等勞動(dòng)模范等光榮稱號(hào)。
2010年2月3日,昊華公司黨委副書記王述綱一行來到天大天久公司親切看望余國(guó)琮院士,余老異常興奮,他表示,“老驥伏櫪,志在千里;烈士墓年,壯心不已?!惫湃松星胰绱耍鳛槿嗣窆埠蛧?guó)的一名院士,還要把自己的知識(shí)全都傳授給學(xué)生們,帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)攻破新的科學(xué)難題,為祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)盡一份力。
有人說“夕陽(yáng)無限好,只是近黃昏”。殊不知,在中國(guó)共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下的老一輩科學(xué)家,正像葉劍英元帥所贊許的“老夫喜作黃昏頌,滿目青山夕照明”,生命不息,奮斗不止,這才是余國(guó)琮教授的真實(shí)寫照!