孫師白 - 簡(jiǎn)介
孫師白,原名潯,字師白,出校后以字行。他于1907年出生在安徽省安慶市。10歲前父母雙亡,胞舅周叔韜接他們弟兄到天津撫育。1920年人天津南開(kāi)中學(xué)讀理科。在著名教育家張伯苓校長(zhǎng)的薰陶下,從小培植起“愛(ài)國(guó)、勤學(xué)、實(shí)干”的南開(kāi)精神,這對(duì)他以后事業(yè)的發(fā)展起了很大作用。1926年考人上海交通大學(xué)電機(jī)系,1930年畢業(yè),獲學(xué)士學(xué)位。
畢業(yè)后,孫師白到清華大學(xué)技術(shù)科任職。這期間,由于強(qiáng)烈的求知欲,使他有機(jī)會(huì)旁聽(tīng)了吳有訓(xùn)教授的近代物理學(xué)課程。不久,他患病咯血,退職休養(yǎng)。1936年,孫師白受南京國(guó)民政府資源委員會(huì)委派,去英國(guó)引進(jìn)電纜廠設(shè)備。在倫敦半年,舊病復(fù)發(fā),去德國(guó)邊城阿亨療養(yǎng)。
“七七事變”后,中國(guó)半壁江山淪陷,很多建設(shè)停止。孫師白回國(guó),仍疾病纏身。1942年,他和表哥周伯鼎在上海創(chuàng)辦了中國(guó)電化廠,生產(chǎn)碳化鈣(即電石),產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,可同日貨競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)時(shí)在國(guó)際上英國(guó)、德國(guó)已有碳化鈣技術(shù)專著,國(guó)內(nèi)尚屬空白。他懷著強(qiáng)烈的民族自尊感,發(fā)奮編寫(xiě)了《碳化鈣工業(yè)概論》。抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利后,美國(guó)戰(zhàn)時(shí)剩余物資(包括電石)大量低價(jià)傾銷(xiāo)中國(guó),電化廠被迫停產(chǎn)。
1946年,孫師白的舅舅周志俊從美國(guó)化學(xué)建設(shè)公司引進(jìn)一套技術(shù)先進(jìn)的接觸法硫磺制酸設(shè)備,委托孫師白建廠,定名為新業(yè)制酸廠。孫師白這時(shí)面臨改行的抉擇。當(dāng)時(shí)中國(guó)硫酸產(chǎn)量不過(guò)三四萬(wàn)噸,較之國(guó)外上百萬(wàn)噸,微乎其微。隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)的發(fā)展,對(duì)作為“工業(yè)之母”的硫酸需求量越來(lái)越大。他毅然改行,獻(xiàn)身硫酸工業(yè)。為了不辱使命,他白天在圖書(shū)館博覽資料,晚上挑燈夜戰(zhàn),孜孜不倦地鉆研硫酸制造理論。美國(guó)設(shè)備運(yùn)抵中國(guó)后,設(shè)備安裝、試車(chē)仍需外匯,代價(jià)昂貴。他決定在國(guó)內(nèi)組織技術(shù)力量,自行安裝、試車(chē)。于是邀請(qǐng)了上海交通大學(xué)、圣約翰大學(xué)、廈門(mén)大學(xué)等校的高材生前來(lái)參與,并與曾在內(nèi)地兵工廠硫酸車(chē)間工作過(guò)的技術(shù)人員李兆禧、衛(wèi)呈祥、王玉亨和土建工程師黃鐘沂等通力合作施工安裝。試車(chē)時(shí)又請(qǐng)東吳大學(xué)教授吳志高臨場(chǎng)指導(dǎo)。一時(shí)人材濟(jì)濟(jì),安裝、試車(chē)一舉成功,就連美國(guó)化學(xué)建設(shè)公司也感到驚異,他們說(shuō)“沒(méi)想到中國(guó)自己會(huì)出色地完成設(shè)備的安裝和試車(chē)”。此后孫師白更有信心,并和硫酸結(jié)下“良緣”,踏上了技術(shù)改革、創(chuàng)新的征途。
中華人民共和國(guó)成立不久,新業(yè)制酸廠實(shí)現(xiàn)公私合營(yíng),孫師白擺脫了經(jīng)理職務(wù),以全部精力投身于硫酸工藝和設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)工作。1956年他首先采用文氏管,取代龐大的電除塵器和經(jīng)典型中空洗滌塔,得到了化工部的肯定和前蘇聯(lián)專家的贊同。1958年他開(kāi)發(fā)成功了適合國(guó)情的獨(dú)特的接觸法硫酸“三文一器”水洗流程新工藝。1964年5月,侯德榜副部長(zhǎng)主持“三文一器”鑒定會(huì),肯定了這一成果。1965年2月10日國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任聶榮臻頌發(fā)“三文一器”水洗流程發(fā)明證書(shū),并獎(jiǎng)給發(fā)明者孫師白人民幣5萬(wàn)元。孫師白將該款捐贈(zèng)給上海硫酸廠建立科技圖書(shū)館。70年代初,孫師白又開(kāi)發(fā)了具有高效、傳動(dòng)、傳質(zhì)、傳熱功能的“復(fù)噴復(fù)檔”新工藝,這一技術(shù)革新成果在中國(guó)得到迅速推廣。大連、四川、上海、蘇州等地不少硫酸廠均采取“復(fù)噴復(fù)檔”工藝,用氨來(lái)吸收硫酸尾氣中的低微濃度二氧化硫,然后排放,使之達(dá)到國(guó)家規(guī)定的環(huán)保指標(biāo)。
60年代初,為了解決固定床催化劑層的壓差增長(zhǎng)和催化劑結(jié)疤問(wèn)題,孫師白就著手試驗(yàn)沸騰轉(zhuǎn)化,后因“文化大革命”而被迫中斷。進(jìn)入80年代,孫師白已年過(guò)七旬,但仍以極大的熱情鉆研接觸法制酸沸騰轉(zhuǎn)化新技術(shù)。1982年,在化工部科技局的支持下,他進(jìn)行了沸騰轉(zhuǎn)化中間試驗(yàn),確立了生產(chǎn)模式并取得了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。1985—1988年,他在上海硫酸廠、江蘇吳縣化肥廠和廣東茂名化肥廠分別進(jìn)行了3000噸、5000噸和2.5萬(wàn)噸的中間試驗(yàn)和生產(chǎn)規(guī)模試驗(yàn)。測(cè)定的大量數(shù)據(jù),驗(yàn)證并顯示了沸騰轉(zhuǎn)化具有溫度和壓力穩(wěn)定、換熱面積小、催化劑用量少、能低濃轉(zhuǎn)化、自熱生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)沸騰轉(zhuǎn)化的工業(yè)化,孫師白總結(jié)了經(jīng)驗(yàn),撰述了自創(chuàng)模式的沸騰轉(zhuǎn)化理論與實(shí)踐,為今后繼續(xù)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)提出了自己獨(dú)特的見(jiàn)解。
孫師白對(duì)于幫助青年技術(shù)人員的成長(zhǎng)十分熱忱。50年代后期,中國(guó)開(kāi)始創(chuàng)建合成洗滌劑工業(yè),按照輕工業(yè)部的部署,決定將上海永星肥皂廠改建為中國(guó)第一座合成洗滌劑廠。這項(xiàng)工程需要建設(shè)一套液體二氧化硫—硫酸聯(lián)合生產(chǎn)裝置,承擔(dān)這一項(xiàng)目的是北京輕工業(yè)設(shè)計(jì)院的一批青年工程技術(shù)人員。由于他們?nèi)狈@方面的經(jīng)驗(yàn),便慕名向?qū)O師白請(qǐng)教。盡管當(dāng)時(shí)孫師白正忙于第一套“三文一器”水洗流程試車(chē),但他卻一口答應(yīng)擔(dān)任“義務(wù)顧問(wèn)”。多少個(gè)夜晚,每當(dāng)孫師白精疲力盡地踏進(jìn)家門(mén),見(jiàn)輕工業(yè)設(shè)計(jì)院的青年技術(shù)人員正在等著他,便臉也不洗,飯也顧不上吃就和他們一起研究圖紙,回答提出的問(wèn)題,一干就是幾個(gè)小時(shí),直到問(wèn)題解決。經(jīng)過(guò)半年多時(shí)間的合作,1959年5月,中國(guó)第一批合成洗衣粉投入市場(chǎng),這里面飽含了孫師白不可磨滅的功勞。
1987年,孫師白退休了,他將10年定息存款8.6萬(wàn)元上交,由上海硫酸廠補(bǔ)足10萬(wàn)元作為基金,成立了“孫師白硫酸技術(shù)發(fā)展獎(jiǎng)勵(lì)基金會(huì)”,獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)中國(guó)硫酸工業(yè)作出貢獻(xiàn)的集體和個(gè)人,以不負(fù)他暮年的殷切期望。
孫師白是九三學(xué)社成員,中國(guó)化工學(xué)會(huì)第一屆無(wú)機(jī)酸堿鹽學(xué)會(huì)理事,《硫酸工業(yè)》編委會(huì)第一副主任,中國(guó)人民代表大會(huì)第三屆代表,中國(guó)政治協(xié)商委員會(huì)第四屆委員。
孫師白 - 硫酸水洗流程
早在中華人民共和國(guó)成立初期,孫師白就立志要對(duì)硫酸工藝進(jìn)行技術(shù)改革。首先碰到的問(wèn)題是如何以廉價(jià)的硫鐵礦代替昂貴的硫磺作為制酸原料。礦石制酸要經(jīng)過(guò)爐氣凈化工序,經(jīng)典的凈化設(shè)備“兩電兩塔”(即:靜電除塵器、靜電除霧器、中空冷卻塔、填充洗滌塔)非常復(fù)雜龐大,改革并非易事。他查閱了大量國(guó)外資料,想把高大笨重的設(shè)備化為短小輕巧的裝置,以求減少投資,上馬快,適合當(dāng)時(shí)的國(guó)情。他了解到美國(guó)化學(xué)建設(shè)公司發(fā)明了一種“文丘里”洗滌器,用于造紙工業(yè),除塵效果很好,便想在硫酸制造工藝上采用這種技術(shù)。憑著新業(yè)制酸廠以往與美國(guó)化學(xué)建設(shè)公司的協(xié)作關(guān)系,他寫(xiě)信索要有關(guān)資料,然而回信卻是無(wú)可奉告。面對(duì)西方國(guó)家的技術(shù)封鎖,他出于民族自尊心,發(fā)誓不搞出“文丘里”絕不罷休。寒冬臘月,他伏案疾書(shū),三伏酷暑,他冥思苦索,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)不眠之夜,“文丘里”設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)藍(lán)圖終于搞出來(lái)了。1955年新業(yè)制酸廠改建一個(gè)年產(chǎn)5000噸的礦石制酸車(chē)間,他大膽地用“文丘里”取代了經(jīng)典型電除塵器和中空塔。試車(chē)時(shí),從文氏管出口測(cè)定塵濃,不見(jiàn)礦塵的痕跡;同時(shí),400℃高溫爐氣瞬間降溫到50℃。除塵、降溫的效率驚人。而“文氏管”體積僅為所取代設(shè)備的1/100。“文丘里”試驗(yàn)成功后,下一段還存在龐大的填充洗滌塔和電除霧器。孫師白發(fā)展自己的關(guān)聯(lián)式,設(shè)想用三個(gè)“文氏管”串聯(lián),逐級(jí)除霧;同時(shí)采用間接冷凝器,用冷水間接冷卻爐氣,使其中的飽和水汽冷凝,減少了原用填充塔水洗所產(chǎn)生的大量污水。由此形成“一文”、“二文”、“間冷”、“三文”串連的流程,取代全部龐大的設(shè)備,最后爐氣再經(jīng)水洗,污水經(jīng)中和、排放。
1957年,孫師白同王福德、高瑞棟在化工部開(kāi)會(huì)時(shí),提出了“三文一器”水洗流程的設(shè)想,得到了重視。化工部派遣基本化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)院的虞鈺初、孫宗海到新業(yè)制酸廠同孫師白共同做單一文氏管除霧試驗(yàn),結(jié)果證明在一定條件下文氏管可以除霧。這一試驗(yàn)增強(qiáng)了孫師白的信心。他利用在試驗(yàn)中取得的參數(shù),并到圖書(shū)館參考有關(guān)專著和資料,對(duì)比理論依據(jù),著手制訂“三文一器”工藝的設(shè)計(jì)方案。
1958年,新業(yè)制酸廠改為國(guó)營(yíng)上海硫酸廠,孫師白任總工程師。為了解決當(dāng)時(shí)上海急需硫酸的問(wèn)題,上海市計(jì)劃委員會(huì)確定在上海吳淞地區(qū)新建一座年產(chǎn)5萬(wàn)噸的硫酸車(chē)間,采用“三文一器”水洗流程。同年4月,工程破土動(dòng)工。首先碰到的難題是所需高壓鼓風(fēng)機(jī)國(guó)內(nèi)不能制造,進(jìn)口又有困難。孫師白挑起了這副重?fù)?dān),決定自己設(shè)計(jì),自己制造。他和王福德、張勛輝、陸兆麟合作,四次試制均告失敗。他面對(duì)困難和挫折并不氣餒,以知難而進(jìn)的精神尋找其中的原因。最后找到了關(guān)鍵問(wèn)題在葉輪材料。孫師白就和汽輪機(jī)廠聯(lián)系,利用他們報(bào)廢的葉輪毛坯經(jīng)過(guò)自己加工改造,雖然葉輪直徑偏小,達(dá)不到所需壓強(qiáng),對(duì)風(fēng)量也略有影響,但關(guān)鍵問(wèn)題一經(jīng)解決,其他問(wèn)題就迎刃而解。經(jīng)過(guò)6個(gè)月的奮戰(zhàn),10月1日工程竣工投產(chǎn),耗資420萬(wàn)元,比原標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)投資節(jié)約了380萬(wàn)元,建設(shè)速度加快了1倍。經(jīng)過(guò)大量技術(shù)測(cè)定,很多指標(biāo)均已達(dá)到要求,但產(chǎn)量?jī)H為4萬(wàn)噸,未達(dá)到5萬(wàn)噸設(shè)計(jì)要求。他先讓職工對(duì)新的工藝摸熟摸透,穩(wěn)定生產(chǎn)半年,再采取增產(chǎn)措施。其后,又制造了一臺(tái)低壓耐中溫的鼓風(fēng)機(jī),裝在三氧化硫冷卻器出口,和前面主機(jī)串聯(lián),以增壓加大風(fēng)量,產(chǎn)量立即超過(guò)5萬(wàn)噸。至此,“三文一器”水洗流程技術(shù)均已過(guò)關(guān)。1959年,孫師白和副廠長(zhǎng)蔣福海應(yīng)邀到北京參加中國(guó)群英大會(huì)。
當(dāng)時(shí)的國(guó)情是工農(nóng)業(yè)均迫切需要大量的硫酸,尤其農(nóng)村急需以硫酸為原料的化肥,如硫酸銨和普通過(guò)磷酸鈣。如果采用經(jīng)典酸洗法,中小型廠無(wú)此財(cái)力,時(shí)間也等不及。而文氏管水洗流程卻能適應(yīng)這種形勢(shì),因而很快在中國(guó)得到推廣。孫師白從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)一竿子插到底,協(xié)助各地建立文氏管水洗硫酸廠,不辭辛勞地奔波于中國(guó)各地。北起哈爾濱,南至廣東湛江,東起福州、廈門(mén),西至新疆,先后于12個(gè)省市自治區(qū)建起了20余家示范工廠。至1988年,中國(guó)硫酸產(chǎn)量高達(dá)1110萬(wàn)噸,居世界第三位。在近480家硫酸廠中,采用文氏管水洗的中小型廠近400家。這表明文氏管水洗流程在當(dāng)時(shí)對(duì)發(fā)展中國(guó)硫酸工業(yè)起了重大作用。
1965年上海黑色冶金設(shè)計(jì)院采納孫師白的建議,將文氏管水洗工藝推廣到上海第一鋼鐵廠應(yīng)用于純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣除塵。孫師白為上海第一鋼鐵廠設(shè)計(jì)了一套調(diào)徑型文氏管,一試成功,為該廠消除了褐色煙塵。
孫師白 - 復(fù)噴復(fù)檔工藝
“文化大革命”時(shí)期,孫師白雖身處逆境,但仍不斷探索硫酸工藝設(shè)備的革新。一次,他在草棚里正伏案繪制旋風(fēng)器中粒子軌跡(即拋物線行程),點(diǎn)煙不慎,將燃余的火柴棒落在下面的圖紙上,恰好截?cái)嗔藪佄锞行程,他卻從中悟出了復(fù)檔的原理。
“復(fù)噴”是在一根大直徑管內(nèi)裝置多排水管,管上裝配多個(gè)噴嘴,噴射出的液體同管內(nèi)逆向氣流沖擊進(jìn)行三傳(動(dòng)量、熱量、質(zhì)量的傳遞)。復(fù)噴管有兩個(gè)基本特點(diǎn)不同于經(jīng)典型中空塔:一是排管與排管之間距離很近;二是每排管上都裝有很多小口徑噴嘴,這樣可使液滴分布密而均勻,以利三傳。用這種復(fù)噴設(shè)備取代龐大的中空塔、填充塔、干燥器和吸收塔,可大大縮小設(shè)備的體積,減少投資,而且可免除年度清洗,節(jié)約大量勞動(dòng)力!皬(fù)檔”是一種高效低阻除沫設(shè)備,復(fù)檔除沫器中有若干塊導(dǎo)向板,可使拋物線縮短,塵粉與液滴易于落在壁上,檔板愈多,效果愈佳。“復(fù)噴復(fù)檔”新工藝的開(kāi)發(fā),受到不少學(xué)者、專家的重視。
1970年,在上海硫酸廠進(jìn)行了2萬(wàn)噸規(guī)模鋅精礦爐氣凈化生產(chǎn)試驗(yàn)。用3個(gè)復(fù)噴管串聯(lián),以取代當(dāng)時(shí)的凈化工段。結(jié)果,除塵、除霧、降溫3項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求,且不增加污水量。同年,在上海硫酸廠三車(chē)間還做了4萬(wàn)噸規(guī)模爐氣干燥生產(chǎn)試驗(yàn),結(jié)果表明干燥效率和原有填充塔相同,體積為原設(shè)備的1/30。由于復(fù)噴傳質(zhì)效率高,同樣可以用于氨水吸收二氧化硫的尾氣處理,經(jīng)用于上海硫酸廠14萬(wàn)噸規(guī)模制酸設(shè)備上,以代替泡沫塔尾氣吸收,體積僅為原來(lái)的幾十分之一,至今已運(yùn)轉(zhuǎn)20多年,效率恒定。目前,國(guó)內(nèi)各大廠的尾氣處理均已采用復(fù)噴。這一工藝也被成功地推廣到鋼鐵企業(yè)。1970年,上海第三鋼鐵廠決定建設(shè)30噸純氧頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼,孫師白提議采用復(fù)噴除塵。當(dāng)時(shí)有功無(wú)賞,有過(guò)重罰,有些好心人勸他不要搞了。但他還是毅然同冶金設(shè)計(jì)人員一起研究、試驗(yàn),直至成功。這充分反映了他的自信和對(duì)科技事業(yè)的執(zhí)著追求。他注重理論聯(lián)系實(shí)際,從1975年到1979年他先后撰寫(xiě)了《復(fù)噴復(fù)檔》等專論5篇,從實(shí)踐提高到理論,旁征博引,闡述了自己獨(dú)特的見(jiàn)解。
孫師白 - 個(gè)人簡(jiǎn)歷
1907年1月13日出生于安徽省安慶市。
1920—1926年就讀于天津南開(kāi)中學(xué)理科。
1926—1930年就讀于上海交通大學(xué)電機(jī)系,獲學(xué)士學(xué)位。
1930—1932年在北京清華大學(xué)技術(shù)科任職。
1942—1946年任上海中國(guó)電化廠經(jīng)理。
1946—1952年任上海新業(yè)制酸廠經(jīng)理。
1952—1958年任上海公私合營(yíng)新業(yè)制酸廠廠長(zhǎng)。
1958—1987年任國(guó)營(yíng)上海硫酸廠總工程師。
1987年退休。
1998年1月8日病逝于上海。
孫師白 - 主要論著
1孫師白.碳化鈣工業(yè)概論.上海:永祥印書(shū)館,1944
2孫師白.關(guān)于接硫文氏管水洗流程的技術(shù)總結(jié).硫酸工業(yè)(分冊(cè)),1963
3黃以恪,孫師白.硫酸工業(yè)中黃鐵礦的流態(tài)化焙燒:中國(guó)流態(tài)化會(huì)議報(bào)告選集.北京:科學(xué)出版社,1964
4孫師白.復(fù)噴復(fù)檔理論與實(shí)踐.硫酸工業(yè),1975(5),1977(2)(4),1978(6),1979(5)
5孫師白.沸騰轉(zhuǎn)化.硫酸工業(yè),1983(2)
6孫師白.沸騰轉(zhuǎn)化流化床中自由空間初步設(shè)計(jì).硫酸工業(yè),1988(5)
7孫師白.兩次沸騰轉(zhuǎn)化流程可行性及有關(guān)技術(shù)問(wèn)題的探討.硫酸工業(yè),1991(2)