李洪鐘（1941— ）

化學(xué)工程學(xué)家，中國科學(xué)院院士，中國科學(xué)院過程工程研究所研究員。1960年考入太原工學(xué)院（現(xiàn)太原理工大學(xué)）化工系基本有機(jī)合成專業(yè)，畢業(yè)后進(jìn)入中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所工作。1978年考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院，1986年獲得中國科學(xué)院化工冶金研究所（現(xiàn)過程工程研究所）博士學(xué)位。1986—1988年為加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)博士后和訪問學(xué)者。2005年當(dāng)選中國科學(xué)院院士，2008年當(dāng)選英國皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士。

上世紀(jì)60年代參與全國順丁橡膠攻關(guān)會(huì)戰(zhàn)是化學(xué)工程學(xué)家、中國科學(xué)院院士李洪鐘科研生涯的起點(diǎn)，他沒有因?yàn)橐讶〉玫某煽兌Ｏ聦W(xué)習(xí)的腳步。1978年，我國恢復(fù)研究生招生考試，37歲的李洪鐘開始攻讀碩士、博士，并在45歲獲得博士學(xué)位，隨后赴國外留學(xué)開展博士后研究工作。也許正因?yàn)橛羞@份堅(jiān)持和韌性，他們這輩科學(xué)家才能做出比肩國際的研究成果。

以接近滿分的成績考入大學(xué)

1965年，李洪鐘在母校太原理工大學(xué)化工原理實(shí)驗(yàn)室前留影。

李洪鐘1941年1月21日出生在山西省昔陽縣巴洲村。父親早年曾擔(dān)任中共昔陽西區(qū)地下抗日組織秘書，發(fā)動(dòng)和組織昔陽人民反抗日本帝國主義的侵略。抗日戰(zhàn)爭勝利后，父親編寫了贊揚(yáng)解放區(qū)土地改革的快板，還讓幼小的李洪鐘上街宣傳，愛黨愛國的種子在李洪鐘年幼的心中萌芽。母親是位心靈手巧、勤勞儉樸的家庭婦女，雖然文化程度不高，卻十分重視子女教育，節(jié)衣縮食供5個(gè)孩子上學(xué)。正是在這樣的家庭環(huán)境中，李洪鐘學(xué)習(xí)努力、成績優(yōu)異，最終順利考入了山西省太原市第五中學(xué)。

太原五中是山西省最好的中學(xué)之一，師資力量雄厚，老師很稱職，不僅教學(xué)水平高，態(tài)度也很認(rèn)真。化學(xué)老師汪伯華、物理老師賴興華、數(shù)學(xué)老師張根民、語文老師賈肯堂等都是太原市優(yōu)秀教師。在課堂上，李洪鐘被邏輯嚴(yán)密的幾何證明、魔術(shù)般的化學(xué)實(shí)驗(yàn)、神奇的光電現(xiàn)象等深深吸引，逐漸萌生了對(duì)科學(xué)的興趣。在校期間，李洪鐘的成績一直名列前茅，太原五中至今珍藏著他的成績單。

1960年，李洪鐘以接近滿分的成績考入太原工學(xué)院工程數(shù)理力學(xué)系高分子化學(xué)專業(yè)，后因院系調(diào)整成為化工系基本有機(jī)合成專業(yè)。5年的大學(xué)時(shí)光，一方面他踏實(shí)奮進(jìn)努力學(xué)習(xí)，各科成績優(yōu)秀，另一方面，作為班長和團(tuán)支部書記，他誠心誠意為同學(xué)服務(wù)，積極申請(qǐng)入黨，被黨支部列為重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象。

由于在學(xué)期間表現(xiàn)突出，1965年，李洪鐘被分配到中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所（以下簡稱煤化所）工作，從此走上了科學(xué)研究之路。

科研新兵參加科技會(huì)戰(zhàn)

1988年，李洪鐘在加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)從事博士后研究時(shí)，在他設(shè)計(jì)與安裝的熱態(tài)循環(huán)流化床煙氣凈化設(shè)備前留影。

至今，李洪鐘回憶起在煤化所參加順丁橡膠攻關(guān)會(huì)戰(zhàn)的火紅年代，仍百感交集。

合成橡膠是重要的戰(zhàn)略物資和工業(yè)原料。新中國成立伊始，西方國家對(duì)我國實(shí)行橡膠禁運(yùn)，同時(shí)對(duì)合成橡膠技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密封鎖。國內(nèi)天然橡膠產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，研究與開發(fā)合成橡膠技術(shù)勢在必行，其中順丁橡膠因性能優(yōu)越、應(yīng)用廣泛而備受矚目。

1965年，國家科委、石油部、化工部決定集中力量開發(fā)順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)，在蘭州化工研究院和錦州石油六廠分別建立順丁橡膠中試基地，開展以丁烯氧化脫氫制丁二烯、丁二烯/丁烯分離精制、丁二烯聚合三項(xiàng)核心技術(shù)為主的實(shí)驗(yàn)室研究、模擬和中試，同時(shí)在兩個(gè)基地采用不同的技術(shù)路線并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。1966年國家科委召開全國合成橡膠會(huì)議，最終決定集中國內(nèi)科研、生產(chǎn)各方面優(yōu)勢力量在錦州石油六廠完成順丁橡膠全流程的中試。

李洪鐘參加了這次會(huì)戰(zhàn)。1965年，李洪鐘和一位同學(xué)被學(xué)校安排到煤化所進(jìn)行大學(xué)畢業(yè)論文實(shí)習(xí)，指導(dǎo)老師是從蘇聯(lián)留學(xué)回國的楊貴林研究員。課題是“流化床內(nèi)擋板效應(yīng)的研究”，屬于順丁橡膠攻關(guān)會(huì)戰(zhàn)丁烯氧化脫氫制丁二烯流化床反應(yīng)器項(xiàng)目的基礎(chǔ)研究部分。在煤化所幾位老師的指導(dǎo)下，他們研究了網(wǎng)狀擋板和百葉窗單旋擋板兩類結(jié)構(gòu)的橫向擋板對(duì)流態(tài)化質(zhì)量的影響效果。得出的結(jié)論是百葉窗結(jié)構(gòu)擋板的強(qiáng)化效果優(yōu)于網(wǎng)狀擋板。這為以后的丁烯氧化脫氫制丁二烯擋板流化床的設(shè)計(jì)、中試與工業(yè)放大提供了最初的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

他們寫好畢業(yè)論文回校答辯時(shí)，煤化所所長賈晨林親臨指導(dǎo)，對(duì)順丁橡膠攻關(guān)會(huì)戰(zhàn)相關(guān)的課題非常重視。大學(xué)畢業(yè)后，李洪鐘順利留在煤化所工作。

研究一直在進(jìn)行中。李洪鐘回憶說，在完成兩種流化床反應(yīng)器對(duì)比和3000小時(shí)催化劑壽命試驗(yàn)后，他們馬不停蹄地趕到錦州中試基地，在石油六廠研究所很快搭建起一套雙流化床中試裝置，與研究所的技術(shù)人員和工人在一起倒班工作，進(jìn)行了多次連續(xù)性試驗(yàn)。

在錦州石油六廠的日子讓李洪鐘記憶深刻。廠里的招待所騰出了一間大屋子搭建大通鋪，他們把自帶的被褥在大通鋪上依次鋪開。這間大屋子既是宿舍又是學(xué)習(xí)和辦公場所。吃飯則在招待所小食堂，李洪鐘第一次到食堂就餐時(shí)，買了一碗白米飯，以為是大米飯，但一吃到口里覺得味道不對(duì)，食堂大師傅說這是東北特有的白高粱米飯。即便如此，他也吃得很香。

李洪鐘說：“那時(shí)出差補(bǔ)貼是每天7分錢。盡管物資比較匱乏，但是大家精神飽滿，奮發(fā)圖強(qiáng)，在‘備戰(zhàn)、備荒、為人民’的戰(zhàn)斗口號(hào)鼓舞下，大家一心一意要把順丁橡膠制造出來。”

錦州基地的中試優(yōu)化結(jié)果讓研究組最終選擇了設(shè)有多層百葉窗式多旋斜片橫向擋板的單流化床反應(yīng)器。1971年，兩臺(tái)直徑2400mm丁烯氧化脫氫制丁二烯擋板流化床反應(yīng)器工業(yè)裝置在北京勝利化工廠建成投入試運(yùn)行。

之后基于李洪鐘對(duì)移動(dòng)床立管料封的研究積累，煤化所指派他完成“北京勝利化工廠丁烯氧化脫氫制丁二烯流化床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)管設(shè)計(jì)計(jì)算”，為該大型流化床裝置的改造提供了方案。

作為一名科研新兵，李洪鐘親身經(jīng)歷了一個(gè)科研項(xiàng)目從實(shí)驗(yàn)室小試、中試到工業(yè)放大的全過程，從中增長了見識(shí)，得到了鍛煉。1985年，李洪鐘在煤化所工作期間參與的項(xiàng)目“順丁橡膠工業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)”獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

李洪鐘認(rèn)為，在物資匱乏、工資待遇低的條件下，思想和信仰對(duì)科研工作的促進(jìn)作用不可或缺。通過這次參與全國順丁橡膠科研攻關(guān)，他體會(huì)到我國社會(huì)主義制度集中力量辦大事的優(yōu)越性，也感受到中華民族自力更生、艱苦奮斗的優(yōu)秀品質(zhì)和屹立于世界民族之林的決心、能力。

37歲師從名師繼續(xù)深造

1981年，李洪鐘（右二）碩士畢業(yè)時(shí)和導(dǎo)師郭慕孫（右一）在一起。

“理想是人生之路標(biāo)，創(chuàng)新乃科學(xué)之靈魂。”工作后，無論受到何種干擾影響，李洪鐘從未放棄理想，始終堅(jiān)持追尋科學(xué)真理。1978年，我國恢復(fù)了研究生招生考試，當(dāng)時(shí)已經(jīng)37歲并且是3個(gè)孩子父親的李洪鐘，在家人的支持與鼓勵(lì)下，積極備考，最終被中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院錄取，師從中國科學(xué)院化工冶金研究所研究員郭慕孫。

郭慕孫1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員（院士），是我國流態(tài)化學(xué)科與顆粒學(xué)的開拓者和奠基人。在他的言傳身教下，李洪鐘的科研能力顯著提升，懂得要做一名合格的科技工作者，既要有嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精的科學(xué)態(tài)度，又要有追求創(chuàng)新、不斷進(jìn)取的科學(xué)精神。他的碩士和博士工作內(nèi)容分別在國際化工期刊Chem.Eng.Res.Des.和Chem.Eng.Sci.上發(fā)表。

1986年11月，經(jīng)郭慕孫推薦，李洪鐘作為中國科學(xué)院公派留學(xué)人員，到加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)化工系，在全世界僅有的5位國際流態(tài)化成就獎(jiǎng)獲得者之一、加拿大工程院院士J.R.Grace的指導(dǎo)下從事博士后研究工作，研究課題為“多種燃料在中試規(guī)模循環(huán)流化床中的燃燒特性以及超細(xì)顆粒的快速流態(tài)化”，這在當(dāng)時(shí)屬于世界前沿課題。上述工作在1989年美國召開的第十屆國際流化床燃燒會(huì)議上獲得大會(huì)最佳論文獎(jiǎng)。

國外留學(xué)期間，李洪鐘不僅開闊了眼界、結(jié)識(shí)了朋友，還接觸到該領(lǐng)域一些前沿課題，例如納米和超細(xì)顆粒的散式流態(tài)化，這是當(dāng)時(shí)國際上剛剛開始研究并有發(fā)展前景的課題，也是李洪鐘回國后重要的研究方向之一。

在國際學(xué)術(shù)界占有一席之地

2010年，李洪鐘（右二）在新疆石河子考察流化床氯乙烯生產(chǎn)裝置。

“聰明出自勤奮，真知源于實(shí)踐。”這是李洪鐘常說的一句話。學(xué)成回國后，他主要致力于非流態(tài)化氣固兩相流理論及應(yīng)用、氣固流態(tài)化的散式化理論與方法、過程工程的新理論與新方法等方面的研究。

工業(yè)移動(dòng)床氣固兩相流裝置中存在著串氣、架拱、氣壓與固體流率波動(dòng)等不連續(xù)、不穩(wěn)定現(xiàn)象，操作困難且易造成事故。李洪鐘根據(jù)移動(dòng)床中氣固相互作用的特點(diǎn)，提出顆粒群體內(nèi)的相間曳力與重力相似并具有體積力特性，散料力學(xué)適用于氣固移動(dòng)床的論點(diǎn)，并進(jìn)一步將多相流基本原理與散料力學(xué)相融合，建立了移動(dòng)床氣固兩相流理論，繪制了垂直氣固移動(dòng)床流動(dòng)相圖。

根據(jù)上述理論，李洪鐘取得了多項(xiàng)與移動(dòng)床相關(guān)的專利技術(shù)，豐富了多相流學(xué)科的科學(xué)內(nèi)涵，指導(dǎo)解決了生產(chǎn)中的技術(shù)難題，出版了專著《非流態(tài)化氣固兩相流理論及應(yīng)用》，并撰寫了美國化工進(jìn)展叢書中的專章Hardware Development。相關(guān)成果“移動(dòng)床氣固兩相理論及應(yīng)用”獲1997年中國科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

為解決傳統(tǒng)氣固流化床中存在著大量氣泡和顆粒聚團(tuán)，大大降低氣固接觸效率與傳遞反應(yīng)速率，從而限制流化床反應(yīng)器生產(chǎn)能力的問題，李洪鐘又對(duì)氣泡和顆粒聚團(tuán)的形成與調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的研究。

他帶領(lǐng)科研人員通過自制微觀攝像探頭，首次拍攝到快速流化床內(nèi)瞬態(tài)聚團(tuán)和稀密兩相結(jié)構(gòu)的照片，證實(shí)了顆粒聚團(tuán)的存在。

該工作具有重要意義。在理論方面，厘清了氣固不均勻流態(tài)化與液固均勻流態(tài)化兩個(gè)范疇現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化條件，使之形成統(tǒng)一的專業(yè)體系，是對(duì)多相流理論的重要發(fā)展，使中國這一學(xué)科領(lǐng)域在國際學(xué)術(shù)界占有一席之地；在實(shí)用方面，使原本不均勻流態(tài)化轉(zhuǎn)化為均勻散式流態(tài)化，大大改善流化質(zhì)量，提高了設(shè)備反應(yīng)效率，擴(kuò)大了氣固流態(tài)化的應(yīng)用范圍，從而產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

由此，李洪鐘撰寫出版了專著《氣固流態(tài)化的散式化》，其研究成果“氣固流態(tài)化的散式化理論與方法”獲1999年中國科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，與納微顆粒流態(tài)化相關(guān)的研究成果“細(xì)粉流態(tài)化過程強(qiáng)化理論與方法”獲2012年中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

2008年，郭慕孫、李洪鐘兩位院士共同主編的中國首部《流態(tài)化手冊(cè)》出版，國內(nèi)外60余位專家受邀參與撰寫，全書共316萬字，獲得當(dāng)年國家新聞出版總署組織評(píng)選的第二屆“三個(gè)一百”原創(chuàng)圖書獎(jiǎng)以及2011年第二屆中國出版政府獎(jiǎng)圖書獎(jiǎng)。

在過程工程的新理論和新方法方面，李洪鐘認(rèn)為化學(xué)工程的服務(wù)對(duì)象已從化學(xué)工業(yè)擴(kuò)展到冶金、材料、能源、環(huán)境、生物等諸多物質(zhì)與能量協(xié)同轉(zhuǎn)化的過程工業(yè)。化學(xué)工程學(xué)科本身也在不斷豐富其科學(xué)內(nèi)涵，向著研究物質(zhì)和能源在化學(xué)、物理和生物轉(zhuǎn)化過程中的流動(dòng)、傳遞和反應(yīng)及其相互關(guān)系，以及過程的綠色化和集約化為科學(xué)內(nèi)涵的過程工程學(xué)科轉(zhuǎn)移。2010年，他主編的專著《過程工程——物質(zhì)·能源·智慧》出版，此書是一部較系統(tǒng)完整的過程工程學(xué)著作，為過程工程科學(xué)的發(fā)展及工業(yè)應(yīng)用作出了新的貢獻(xiàn)。

他倡導(dǎo)理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬三者并重的研究方法，提出了快速、鼓泡和湍動(dòng)等不同流化床型局部結(jié)構(gòu)與“三傳一反”的關(guān)系理論并作出預(yù)測，且注重科學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證杜絕主觀臆測，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)化學(xué)過程的優(yōu)化調(diào)控和模擬放大，后出版《流化床結(jié)構(gòu)傳遞理論與工業(yè)應(yīng)用》，有效推動(dòng)了計(jì)算機(jī)模擬成功應(yīng)用于流化床反應(yīng)器的放大和優(yōu)化操作中。

從20多歲到耄耋之年，李洪鐘數(shù)十年如一日，在學(xué)術(shù)科研這片熱土上默默追求、探索、奉獻(xiàn)，用行動(dòng)詮釋著科技工作者的情懷和擔(dān)當(dāng)。他常常用“盛名之下，其實(shí)難副”提醒自己，低調(diào)做人、勤懇做事。李洪鐘的座右銘是：科學(xué)無國界，科學(xué)家有祖國，做一個(gè)愛祖國、愛人民、愛科學(xué)，對(duì)祖國富強(qiáng)和人類文明有所貢獻(xiàn)的中國人。

1995年，李洪鐘（左五）在臨界移動(dòng)床輸送成果鑒定會(huì)現(xiàn)場做講解。