九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來。11月3日，2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在人民大會堂隆重召開。這是科技界的榮耀殿堂，也是我國自主創(chuàng)新成就的最高檢閱臺。我校程芳琴教授領(lǐng)銜的“煤矸石煤泥清潔高效利用關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項目獲得國家科技進步二等獎。經(jīng)久不息的掌聲在莊重典雅的人民大會堂回響，程芳琴科研團隊收獲了屬于他們的榮譽，這是對他們追求真理、勇攀高峰的肯定，是對他們敢為人先、科技報國的致敬。

“黑色”變“藍色“ 煤矸石煤泥燃燒利用成本低污染少

煤矸石硬度大、灰分高，煤泥雜質(zhì)含量高，低利用率導(dǎo)致大量堆存，嚴重污染土壤和地下水。程芳琴帶領(lǐng)團隊潛心研究燃燒特性、礦相轉(zhuǎn)化、賦存形態(tài)等并在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題，創(chuàng)新性提出煤矸石分質(zhì)-煤泥分類資源化利用新途徑。

開發(fā)出煤矸石破碎-磨粉-混配新裝置，研發(fā)出煤泥固硫劑成型入爐新方法，探明煤矸石燃燒活化-污染物控制-活性灰渣形成規(guī)律，發(fā)明了煤矸石固硫控溫燃燒與灰渣高效耦合利用方法，編制成工藝軟件包應(yīng)用于發(fā)電機組，實現(xiàn)了煤矸石煤泥入爐量大于90%，在寬負荷下SOx和NOx達到超低排放。在全國300MW級循環(huán)流化床空冷機組競賽中獲“供電煤耗最優(yōu)獎”，2018年榮獲全國發(fā)電行業(yè)唯一中國工業(yè)大獎表彰獎。開發(fā)出煤泥基生物質(zhì)型煤和配套爐具，發(fā)現(xiàn)固硫劑在爐具內(nèi)形成穩(wěn)定大分子固硫產(chǎn)物，開發(fā)出民用爐具熱解區(qū)、主燃區(qū)、燃盡區(qū)分區(qū)控制技術(shù)，增加輻射面積，強化傳質(zhì)傳熱，使煤泥燃盡率大幅提高，減少了硫高溫釋放和CO中毒。核心技術(shù)及產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于山西、河北和黑龍江等北方地區(qū)農(nóng)戶，推動了我國“宜煤則煤”清潔炊暖方案的實施。研發(fā)的雙重防滲-隔氧阻燃煤矸石生態(tài)填充技術(shù)，解決了堆存過程淋溶滲漏和自燃導(dǎo)致的污染問題。這些技術(shù)已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣，促進了煤矸石煤泥的清潔高效利用和廢棄物的無害化處置。

團隊骨干郭彥霞和宋慧平分別自2007年和2010年進入課題組。讀書時一直是優(yōu)秀學(xué)生的她們在參加工作之前，從來沒有去過企業(yè)，面對企業(yè)困境無從下手。程芳琴教授親自帶領(lǐng)她們下企業(yè)工作，把基礎(chǔ)研究與實際應(yīng)用結(jié)合起來。郭彥霞感慨地說，在跟隨程老師開展煤矸石煤泥利用技術(shù)開發(fā)時，面對政府和企業(yè)每年取暖期減少污染的迫切需求，課題組積極開發(fā)系列煤泥型煤技術(shù)，在100多家型煤技術(shù)現(xiàn)場監(jiān)測煤泥煙塵、SOx、NOx排放量，我們的技術(shù)獲山西省“藍天成就獎”，后又應(yīng)用于電站鍋爐。很幸運在這個開拓創(chuàng)新的團隊打拼，我從初出校門參與國家863計劃、國家支撐計劃，到承擔(dān)國家重點研發(fā)項目，解決了系列“卡脖子”難題。十多年間，我由一名白面儒冠的書生成長為“山西省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人”“山西省新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才”。這次作為主要骨干在人民大會堂參加頒獎儀式，我深切感受到只有對接國家地方需求，才能真正把論文寫在祖國大地上。

“廢物”變“寶物” 固硫灰渣制功能材料性能好用途廣

一直以來，大家都認為煤矸石在循環(huán)流化床鍋爐燃燒后產(chǎn)生的粉煤灰是廢棄物。因其游離鈣含量高，要將其資源化利用非常難，不少研究者都覺得棄之可惜，但又不得不放棄。課題組經(jīng)過多年系統(tǒng)研究，探明了灰渣中鈣的賦存形態(tài)隨粒徑的構(gòu)效關(guān)系和膠凝活性激發(fā)機制，研發(fā)了“界面相容、雙重防滲”的防滲密封膠凝材料，替代鋪膜，用于煤矸石填埋場地阻燃防滲等復(fù)雜環(huán)境；開發(fā)了路橋材料、墻材板材、耐火阻燃材料及輕質(zhì)高強材料等系列技術(shù)，拓展應(yīng)用于高速公路、隧道等防風(fēng)、防水、阻燃等領(lǐng)域。

宋慧平發(fā)自肺腑地講：“我從一個入校時懼怕與企業(yè)對接的小老師，不斷在入企交流找問題和成果應(yīng)用過程中，成長為揭榜掛帥的首席專家，承擔(dān)了國家科技支撐計劃和山西省重大項目，也建立課題組做了小組長。在與大地民基等企業(yè)合作，帶領(lǐng)師生頻繁奔波于杜兒坪、官地礦、周家山等億噸矸石山生態(tài)修復(fù)工程的實踐中，我們堅信煤基固廢制生態(tài)修復(fù)材料用于礦山環(huán)境保護，是踐行習(xí)近平總書記‘兩山’理論的科學(xué)模式和技術(shù)路徑，也更加堅信只有校企深度合作，才能讓科學(xué)技術(shù)在祖國大地上開花結(jié)果，切實服務(wù)社會。”

站在新起點，邁步新征途。走出人民大會堂，面對央視記者采訪，程芳琴感言：“過去的成績是奮斗的足跡，已有的榮譽是前進的動力，偉大的使命是應(yīng)盡的責(zé)任。作為一名大學(xué)副校長，今后一定要培養(yǎng)更多的青年才俊，在服務(wù)地方創(chuàng)新的路上，自立自強，科技報國。我們一定要以永不滿足的奮發(fā)心態(tài)，永不懈怠的奮進姿態(tài)，永不停步的奮斗狀態(tài)，加快推進我國實現(xiàn)科技強國的偉大夢想”。

來源：黨委宣傳部資源與環(huán)境工程研究所

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