金涌：執劍化學工程 代言「美麗化工」

他是半個世紀中國翻天覆地變化的「歷史親歷者」，是在中華崛起征途上奉獻自己畢生心血和智慧的「國家建設者」；他也是國際公認流態化、反應工程領域的「執劍人」，是循環經濟領域相關學科發展與實踐推動的「先驅者」；他還是以耄耋之年依舊奮戰在化學化工科普教育一線的「美麗化工」代言人。他，就是我國著名化學工程專家、中國工程院院士——金涌。

結緣流化床

執劍國際反應工程領域

結緣流化床反應工程研究，對於金湧來說是一次偶然的際遇。1959年留學蘇聯回國後，金涌先是被分配到中國科學技術大學任教。直到1973年，由於中科大不再設立放射化學專業，金湧來到清華大學繼續教學科研工作，還和同組教師，帶著18位學生，到北京化工二廠「開門辦學」。

當時1台蘇聯進口的大型流化床反應器，由於長期運行損壞，無法正常穩定生產。廠里召開工程師和技術人員集中討論如何改造設備，金涌的教改小分隊也應邀參加。這無疑是一個巨大的挑戰。沒有設計流化床方面的工程經驗，金涌帶著師生憑著紮實的基礎知識，查詢國際上流化工程學術上的最新進展，對於一些拿不準的關鍵部件尺寸，他們還特意到當時的北京化工研究院借用實驗設備測試數據和試驗驗證。在車間工廠的技術員和操作工人熱心支持和幫助下，任務圓滿完成。金涌回憶道：「當設備投產運行時一顆懸著的心才落下來，不但設備採用的先進技術運行正常，大部分技術指標還超過了原來蘇聯設備。」

1979年，金涌領銜創建了清華大學反應工程研究室（FLOTU），實驗室在多相反應器尤其是流化床反應器的基礎研究和工業應用方面建立了很高的國際聲譽，為現在的「綠色反應工程與工藝北京市重點實驗室」與「清潔能源化工技術教育部工程研究中心」奠定了基礎。

在金涌的引領下，清華大學反應工程研究室有3項研究達到了世界領先地位，並在生產中取得了突出的應用成果，分別是氣固流態化流型轉變和工程開發、氣固併流下行反應器研發以及團聚流態化基礎和應用研究。

如何控制不同反應條件的流化反應器中實現從鼓泡流到湍流的轉變是研究室成立之初研究的第一個大課題。金涌與研究生們一起從不同溫度、壓力、流體相黏度、表面張力、重度、顆粒大小、粒徑分布和兩相顆粒速度等多個影響因素出發，分別構建了相應的反應系統，並對每個系統提出了判斷氣—固兩相流化床反應器的操作狀態和流型轉變判據。後來，他們以此作為指導在生產一線改造化學反應器。從上世紀90年代至今，課題組根據這一研究成果，對於近10多項不同的工藝的大型工業反應器進行了改造，設計了新型反應器裝置30餘台，提高了反應轉化率、選擇性和設備生產能力，使該型反應器成為化工行業特定領域的標準設備。憑藉流態化反應器流型轉變等研究，金涌和他帶領研究團隊分別於1987年和1996年獲得了國家發明二等獎和國家科學進步二等獎，以及教育部、中國石油化工總公司、中國石油和化學工業聯合會等部級科技進步獎10餘項。

不久後，實驗室又開始了對催化裂化提升管反應器從併流上行到氣固併流下行的改造研究。金涌很快把研究著眼點定在氣固併流下行這個方向。在世界上率先全面明了了氣—固兩相順重力場運動的特殊規律，並成為這領域研究的領跑者。在濟南煉油廠的支持下，課題組把一個上行的提升管改成了下行反應器，充分顯示其優越性，提升了催化管反應的收率和選擇性效率。正是由於他們的堅持不懈，我國在該領域的基礎研究一直在國際上處於領先地位。

在世界範圍內納米科學興起的大背景下，金涌將傳統流態化技術應用範圍向顆粒的尺寸向更小的納米尺寸延伸。從公認「無法流態化」的微米尺度禁區，推遲到納米尺度，他們研究了納米顆粒團聚流態化基礎性行為，並進行了產業化應用研究，這在國際上屬首創。

基於在上述研究領域作出的突出貢獻，金涌研究團隊獲得了2006年美國化學工程師協會（AICHE）頒發的PSRI流態化講座獎。

歷經40多年，研究室經過幾代師生的共同努力，他們研發的氣固湍動流化床、氣固循環流化床、氣固超短接觸催化反應器、氣—液—固三相流化床、移動床重整反應器、納米材料製備團聚流化床反應器、大型節能幹燥裝置等均已成功地應用於生產，在十多個不同生產工藝中,設計出數十台大型化學反應器，獲得了顯著的經濟和社會效益。

倡導循環經濟

成為生態文明先驅者

進入新世紀，金涌退出了流化床反應器研究的第一線，開始將視野放到整個產業經濟和環境保護的大方向上，並將循環經濟這一嶄新的科學理念引入了我國。

工業革命正式宣告了人類進入工業大發展時代，但是工業社會講效率、重發展，不斷開採和生產製造，大規模使用後又大量丟棄，極致地建立了線型經濟發展模式，使得資源不斷枯竭，環境不斷污染。工業時代與自然生態發展規律背道而馳。上個世紀末期，人類逐漸認識到了尊重自然發展規律的重要性，德國、日本等國家最先將循環經濟列為發展重點進行規劃，金涌等我國一批專家學者在對循環經濟進行了深入了解實踐後，將這一理念引入我國醞釀發酵。2002年，金涌邀請了40餘位院士專家，申報了在第198次香山會議上討論「生態工業工程與生態產業園區構建」專題。也是在這次會議上，與會學者首次向國人提出了循環經濟的前身——生態經濟的概念，這次香山科學會議成果顯著：在學術界統一了認識，明確了生態經濟的定義、內涵、指導思想及發展方向。

之後，他們牽頭成立了生態工業工程和循環經濟協會，走訪並支持環保部、國家發改委推動循環經濟發展和企業生態產業園區規劃建設的試點項目。該協會每年召開學術年會，研討教育部新成立的「資源循環科學與工程」專業的課程，並進行相關的人才培養工作，為我國循環經濟的發展作出重要貢獻。

金涌參與了循環經濟在中國從概念到項目落地的全過程，並向省市的政府官員、企業家們講解宣傳循環經濟發展的戰略意義和發展理念，使全社會對循環經濟發展戰略達成了共識：循環經濟契合我國發展現狀，是我國轉變發展方式，實現可持續發展的有效手段。隨著循環經濟理念的深入人心以及相關政策措施的落地，GDP這個曾經是衡量全國和各地區經濟發展的唯一標準，不再是唯一的指揮棒。

在此期間，他撰寫了《生態工業：原理與應用》《資源·能源·環境·社會》等專著，成為我國倡導循環經濟、生態文明的先驅者之一。

金涌在工業化裝置現場。

鍾情化工科普

化身「美麗化工」代言人

從青年時代結緣化工開始，金涌就一直為畢生從事化工研究自豪。然而，近年來受種種錯誤的思想誤導，化學工業被妖魔化，被扣上了不環保、不安全、不健康的「惡名」。作為化工領域老科學家，金涌深感自己有義務向大眾推廣化工知識。

「近年來，許多負面信息把化學工業妖魔化了，民眾對化工產生了偏見，家長和學生對學習化工懷有恐懼心理。作為關係國計民生的基礎性專業，卻在專業人才培養環節遇冷。如不能及時解決這個問題，必將對我國化工學科教育和化個產業進步產生難以估量的負面影響。」金涌說，「事實上，現代社會的經濟發展和人類的衣食住行，都離不開化學和化工產品。我國每年生產的合成纖維可為全球每個人製作4套衣服；生產的農用化學品使糧食產量從建國初的1億噸提高到如今的6.5億噸；汽車生產和使用所需的汽油、柴油、電池、橡膠等同樣來自泛化學工業。化學工業還為解決能源短缺問題提供了廣闊前景。100年、500年、1000年以後，地球上的化石能源可能面臨枯竭。只有依靠化學化工開發出可再生資源和清潔能源，才能確保經濟社會的可持續發展。「

金涌意識到，向社會普及化學化工知識，尤其對青年做出正確引導，讓他們知道，我們的世界會因為化學工業而更加美麗，這已經成為一件必須抓緊去做的工作。

2009年，經金涌院士發起，中國科學院、工程院43位院士聯名發表了《振興化學與化學工程教育，從中學生抓起》的倡議書，號召通過化學化工的科普教育，讓更多青年學生了解化學化工專業的前沿進展。2010年，「高中化學與工程教育與我國經濟社會發展優化銜接研究」項目由中國工程院批准立項。2012年，該項目分別被列為中國工程院和中國科技協會重點資助項目。

由金涌院士總策劃、清華大學化工系教師組成項目實施團隊，多位院士、幾十位在高校及研究機構從事教學科研的專家，熱忱參與了短片製作及配套科普書籍的編寫。院士及專家們在幾乎沒有任何可現成利用資料的情況下，從零開始，反覆探索，召開研討、修改會議上百次，反覆打磨修改各方面的細節問題。

經過6年的不懈努力，2016年5月，題為《探索化學化工未來世界》的視頻短片及配套科普書籍終於由清華大學出版社付梓出版。「我們做這件事是無償的，就是抱著讓青年了解化學化工的一顆心。能對我們國家化學化工事業作點自己的貢獻，足矣！」金涌說。令人欣慰的是，科普視頻推出後，受到青年學生的熱烈歡迎。項目組在清華大學化工系等多所高校及多所中學進行了試映，學生們普遍反映很有啟發，提高了對21世紀化學化工的認識。

自2014年以來，金涌作為「美麗化工」高校巡迴演講最主要的演講嘉賓，相繼走進華東理工大學、北京化工大學、大連理工大學、溫州大學等高校，為數以千計的莘莘學子帶來了「美麗化工」的新理念，以獨到新鮮的視角、深入淺出的闡述，像播撒火種一般，為廣大化工學子做了「美麗化工」科學真理的第一堂啟蒙課。

除了走進高校宣講「美麗化工」，金涌還利用各種機會將「美麗化工」推薦給廣大的化工企業和園區。此外，在金涌等的大力支持下，2016年6月5日，中國石油和化工科普聯盟在京成立。因其在倡導「美麗化工」方面一以貫之的卓越貢獻，在2016年1月15日由中國石油和化學工業聯合會與中國化工報社聯合主辦的「美麗化工——風雲『十二五』精英評選頒獎儀式」上，金涌當選為中國石化行業「十二五」十佳人物。

金涌在寫書法。

授業兼顧傳道

學術傳承「四世同堂」

在金涌眼中，讓他從一個學生逐步成長為一名教師，得益於在天津大學進修時的經歷。那時，金涌兼任了中國早期化學工程學家、教育家丁緒淮老先生的助教。丁緒淮先生是中國化學工程界元老，學術造詣深邃。每周的答疑環節中，無論有沒有學生前來提問，老先生始終堅持到下課才離開。金涌利用參與答疑的機會，把自己心中的疑問向丁緒淮老先生請教，丁先生都做了詳細耐心的解答，還把他帶到家中，讓他閱讀自己的多年搜集、整理的資料。就這樣，金涌在天津大學的兩年，成了丁先生的「入室弟子」。

從丁緒淮老先生身上，金涌提升了對於化工科學的認識，也感受到了老先生的坦蕩無私、提攜後人的風骨。這段經歷不僅僅是金涌和丁緒淮先生關係的寫照，也成為了日後金涌和自己同事和學生親密關係的註腳。

據金涌的同事和學生回憶，無論是在工廠還是在實驗室，金涌都是身先士卒，親力親為。拆設備的舊保溫包裝時，玻璃棉絮飛揚，讓全身刺癢難忍。金涌卻總是和學生一起動手，從未聽他喊過累、嫌過臟。試驗取樣點在十幾米高的反應器頂端，一般人站上去都會頭暈目眩。每次取樣，金涌都會沿著很陡的鋼梯，爬上反應器頂部，親自指導取樣。

金涌的學生在談及他平時的指導時，都會對他有一項「絕活」讚不絕口，那就是手繪圖紙。在工作中，金涌的學科定位、科研定位、科研路線選擇方面具有超於常人的準確和前瞻性，總能提出創新性設計。這些想法很快他都能手繪草圖，並和設備加工人員溝通，親手調試、觀察，直到實驗成功。

金涌鑽研的精神潛移默化地影響著學生們，在他創建的清華大學反應工程研究室里，走出了6位特等獎學金獲得者、5位清華大學「學術新秀」、4名全國優秀博士論文獎獲得者，像這樣四代傳承的課題組，在清華園中並不多見。

為了獎勵更多的優秀學生投身化工研究，也為了鼓勵和鞭策在校的化工系學生奮發努力、積極進取，成為品學兼優的化工人才，以金涌命名的「金涌獎學金基金」 於2011年1月在清華大學設立。金涌將獲光華工程科技獎的獎金、幾年來為工廠服務所得的諮詢費、出去講學作報告的酬金，共計40多萬元，全部捐獻給了「金涌獎學金」。現在，該項基金在畢業學生們的襄助下已經擴大至數百萬元規模。（陳菲 ，圖片由學校提供）

金涌在《科學與中國》科普節目錄製現場。

金涌指導青年學者進行研究工作。

中國工程院院士 金涌

金涌，清華大學化學工程系教授，中國工程院院士。1973年進入清華大學工作，1986年任教授，從教45年；創建清華大學化學反應工程教研室和生態工業工程學科方向，建立北京市綠色反應工程重點實驗室，組建全國生態經濟學會下的生態工業與技術專業委員會，是國際公認的流態化、反應工程領域的領軍人物，循環經濟領域相關學科發展與實踐推動的先驅者之一。

現任中國化工學會和中國顆粒學會常務理事、中國生態經濟學會副理事長、工業生態經濟與技術專業委員會主任、《化工冶金》《化學反應工程與工藝》等雜誌編委，德國《Chem.Eng.&.Tech》雜誌顧問，兩次任中美化工大會主席，任兩屆全國學位委員會化工學科評議組召集人。編寫教材及專著5部，在國內外發表學術論文 350餘篇，獲技術專利37項。科研成果獲國家技術發明二等獎1項、國家科技進步二等獎1項、部委級科技獎8項。榮獲全國「五·一」勞動獎章及勞動模範稱號、全國優秀教師獎、中國石油和化工行業影響力人物獎、中國石化和化工行業「十二五」十佳人物獎光華工程科技獎等。

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