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创新龙江创新故事⑧学霸张承虎:让烟气余热变身城市热源
2023-01-03 07:49:35 来源:黑龙江日报  作者:毛晓星
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  黑龙江日报1月3日讯 “对我来说,创新过程主要难在应用层面。实验室里做得都很好,可到工程现场往往会出现各种各样预料之外的情况。从另一个层面讲,这就需要突破固有思维进行二次创新,失败的风险压力与成功的幸福动力同样巨大。”张承虎是哈尔滨瀚清节能环保科技有限公司总工程师,他凭着扎实的理论功底和大胆的科学设想,攻坚克难,实现了瓦斯烟气等热湿废气的自驱动全热深度回收再利用,服务于矿区供热、燃气分布式能源等多种节能应用场景。

  哪里来的奇思妙想?

  光看微信头像图片,白底蓝色的哈工大主教学楼,也是哈工大百年校庆LOGO,你肯定能白描出张承虎的人物及心理肖像:学霸、工大情怀、梦想……是的,你全说中了。

  张承虎的老家在湖北,在哈工大进行了9年的本硕博学习,不仅打下了坚实的理论基础,还让他能站在更高的维度理解专业、看待世界。

  主持国家自然科学基金项目、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目子课题、国家“十二五”科技支撑项目课题等科研项目及企业横向项目累计20余项。

  荣获黑龙江省技术发明奖一等奖,黑龙江省科技进步奖二等奖,第一届黑龙江省专利奖优秀奖,国家发明专利32项。

  ……

  这么多创新成果,哪里来的奇思妙想?“扎实的理论功底是所有奇思妙想的基础。”张承虎说,创新中大胆假设、小心求证、乐于请教,创新就是一次次提新想法新思路,一次次论证可行性的过程。

  烟气余热深度回收的奇思妙想

  采访中,张承虎句句离不开节能减排、国家“双碳战略”。作为老工业基地,如何将工业余废热变废为宝,变身城市新热源,近年来一直是黑龙江科技工作者的重大课题之一。

  为此,张承虎查阅了国内外上百份参考文献,提出了瓦斯梯级利用及自驱动烟气全热深度回收技术。一是充分利用瓦斯燃烧的高品位化学能进行发电;二是充分利用瓦斯烟气里面的“水”:因为瓦斯里的氢元素燃烧后变成水蒸汽,蕴含了大量凝结潜热,占到烟气废热总量的一半左右。问题来了:如何低成本地提取这部分潜热?水蒸气凝结需要低温条件,但热回收的价值在于实现高温供热,一个系统内实现“一冷一热”共存是第一个难点。

  张承虎想到了空调:一个室内机(制冷)一个室外机(排热)。但第二个难点又来了,设备驱动力从哪儿来?用电驱动成本太高,能不能实现系统自驱动?通过充分论证,张承虎把进口约400℃的烟气分成三段利用:高温段做驱动力,驱动吸收式热泵创造低温条件,对低温段做深度潜热回收,将烟气温度降至30℃;而中间段则用于实现高温与低温段的解耦匹配,让系统有了更大的韧性空间。最终将瓦斯的能量几乎全部利用,综合热效率达到95%以上。瓦斯烟气深度回收的热能可以用于矿区的建筑采暖、卫生洗浴、衣服烘干、新风加热等用能需求。在瓦斯充足的条件下,采用该项技术基本上可以实现矿区清洁用热的自给自足。

  这套创新的技术体系,从构思到原理到设备,冷热共存、自驱动、调适解耦等都绽放着创新思维的闪光点,实现了瓦斯气全链条清洁利用。项目成功后,张承虎又进一步做了大量深挖和拓展研究,进行理论总结和升华,提出了?驱热力过程理论体系,开发了一系列?驱热力装备,拓展了技术应用领域,从一个点的创新走向了多点开花的系统化创新。

  看看学霸的创新秘诀

  二十多年的创新创业时间里,张承虎深入理论一线、技术一线、现场一线,总结出自己的一套创新体会:必须理论指导实践,必须脚踏实地,必须实事求是瞄准科技前沿。

  科技创新,当前是最好的时代。习近平总书记在党的二十大报告中强调必须坚持守正创新。作为一名科技工作者,有责任、有义务面向国民经济主战场。张承虎表示:“我将继续坚持‘理论—实践—理论’的创新方法,深入一线努力工作踏实工作,以解决‘卡脖子’难题为己任,响应国家战略号召,与时代共鸣。”

责任编辑:李澄
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