解开工业固废“转身”的绿色密码
——记“国家卓越工程师”程芳琴
韩 荣
2024年04月02日09:25 | 来源：科技日报小字号
近日，山西臣功固废综合处置利用有限公司工厂内呈现出一派火热的生产景象。该公司与山西大学合作的年消纳6000吨“电解铝废渣资源化高值利用”中试项目日前已正式投产运行。
“该项目的投产运行，标志着山西省固废资源化利用向链接新能源产业迈出了关键性的一步。” 山西大学副校长程芳琴说。
山西省是国家重要的能源重化工基地，固废处理是令不少能源企业头疼的难题。为了解决此问题，多年来程芳琴致力于工业固废处理与处置的关键技术研发与工程化应用，在工业固废减量化、资源化、无害化处置领域取得了创新性的突破。在今年举行的“国家工程师奖”表彰大会上，程芳琴被授予“国家卓越工程师”称号。
攻关20年 让煤矸石变废为宝
粉煤灰、煤矸石和煤泥等固体废弃物资源化利用是世界级的环保技术难题。2004年，刚刚调入山西大学不久的程芳琴就暗自思忖，期望破解此难题。
万事开头难。没有实验用品，程芳琴就自己掏腰包买；没有实验室，就自己想办法建；团队缺人才，就跑出去引。一步一个脚印，通过咬牙坚持，她凝练科研方向，目标越来越明确，思路越来越清晰。2011年，程芳琴团队把对煤矸石、煤泥清洁高效利用的研究方向对准了煤电企业的大规模工业化利用。
山西大学资源与环境工程研究所教授杨凤玲是程芳琴团队的成员，她告诉记者：“由于煤矸石硬度大，颗粒入炉后会磨损锅炉的耐火材料和水循环系统。”想让“吃”惯了电煤的锅炉改吃“难消化”的煤矸石、煤泥，难度可想而知。
要解决这些一线的实际问题，“钻锅炉”就成了科研的“必修课”。锅炉检修时，内部温度也能达到40℃到50℃，炉膛和烟道内满是灰，环境特别差。但团队成员们经常爬高爬低，毫无怨言。“只有深入一线，我们的理论和实际才能对上。”程芳琴说。
为了尽可能收集到生产一线的一手资料，程芳琴带领团队，从山西到内蒙古、陕西、甘肃等地深入了解煤炭产业发展现状，为解决难题提供了有力支持。在理论和实践的指导下，她带领团队成员探明了煤矸石燃烧活化—污染物控制—活性灰渣形成规律，发明了煤矸石固硫控温燃烧与灰渣高效耦合利用方法。相关成果应用后，煤矸石、煤泥入炉量大于90%，且实现了宽负荷下二氧化硫和二氧化氮的超低排放。
除此以外，程芳琴还带领团队开发出分质资源化利用——分类无害化填充技术，形成了煤矸石清洁燃烧发电、煤泥清洁型煤及配套炉具、灰渣高值化利用及协同矸石无害化处置等一系列成果。
初心不改 让科研事业薪火相传
每天早上，程芳琴做的第一件事就是梳理回顾课题组研究过程中出现的问题，并在早会上就工作内容对骨干教师和研究生进行指导。当日事当日毕，这是多年来她一直坚持的习惯。
有人曾这样评价程芳琴，“程教授一年365天，至少有200天在出差”。尽管经常日夜奔波在企业考察、学习培训的路途上，但程芳琴始终牵挂着教育事业。她常说：“科技的未来属于年轻人，只有千方百计育人才，科技事业才能基业长青。”
为此，有时在睡梦中想到要紧的事，程芳琴都会赶快拿起手机记录下来。她的团队成员经常开玩笑道：“早晨起来第一件事就是打开手机，看程教授留言布置的任务，上班后迅速执行。”
程芳琴还关爱学校青年教师的成长，经常帮助他们分析当前科学研究的热点和难点，讨论技术问题及其背后深藏的关键科学问题，逐字逐句给年轻教师修改论文和项目申报书，许多论文及项目申报书上都写满了她的修改意见。
“每个优秀的人，都有一段沉默的时光。那段时光，是付出很多努力却得不到结果的日子，我们把它叫作‘扎根’。”山西大学青年教师杨凤玲对程芳琴在开学时给学生的寄语仍记忆犹新，这句话也成了她在科研最煎熬、最迷茫时的指路明灯。
“把科学论文写在祖国大地上，把研究成果应用在实现中国式现代化的伟大事业中，把人生理想融入为实现中华民族伟大复兴的中国梦的奋斗中。这是程教授教会我们最重要的事。”杨凤玲说。