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郭慕孙

来源: 本站原创 日期:2011-04-11 加入收藏

  \郭慕孙 化工与冶金学家,中国科学院院士,原籍广东潮州市,1920年出生于湖北汉阳一个知识分子家庭。1928年入学于杭州明敏小学,1930年家迁上海,转入上海协进小学。1933年入上海圣约翰青年会中学初中,继而进上海圣约翰大学附属高中。1939年考入上海沪江大学化学系,曾被选为英文校报编辑。
  1943年5月大学毕业后,郭慕孙相继在上海汉堡化学厂和生化药厂任化学师。1945年5月赴美国普林斯顿大学研究生院进修化工,1946年10月获硕士学位。在普林斯顿,他在R·威廉(Wilhelm)教授指导下进行流态化研究,共同撰文《固体颗粒的流态化》,发表于1948年美国《化工进展》。这篇论文对液-固和气-固体系进行了共同关联,指出两体系截然不同的行为,命名为"散式"和"聚式",并列出了大量实验数据。长期以来,此文在流态化领域中被广泛引用。
  从1946年10月到1948年1月,郭慕孙在美国碳氢研究公司任工程师,从事煤的气化等研究。为了回国工作,1948年1月,他接受了美国可口可乐公司的聘任,前后被派任中国和印度锡兰区工程师,在新德里建造了印度第一个可口可乐工厂,后来又任纽约总部实验市负责人。1950年他与老同学、社会学硕士桂慧君女士结婚,生有2子1女。1952年5月郭慕孙又返回美国碳氢研究公司继续进行煤的气化、气体炼铁和低压空气分离等研究。
  郭慕孙在美国化工会志和食品工业等杂志发表论文8篇,获"低温气体吸收"、"含碳固体料气化工艺"、"含碳固体的气化"3项专利。
  回归祖国发展祖国的科技事业,一直是郭慕孙的愿望。他于1956年8月偕妻子及子女回到北京,参加了中国科学院化工冶金研究所的筹建工作,创建了我国第一个流态化研究室,任室主任。他把全部心血倾注于开拓和发展流态化这一新领域,亲自讲授流态化,培养骨干,指导刚毕业的大学生开展工作。在短短的两年时间里,建成了流态化研究体系,包括液固和气固实验手段,开展了以应用理论为基础的、结合国民经济发展的多项课题研究。为了使我国更多的科研、设计及操作人员了解和掌握流态化技术,郭慕孙在1958年发表了《流态化技术在冶金中之应用》,1963年发表了《流态化垂直中均匀球体的运动》,并发表了"广义流态化"、"流态化冶金中的衡相传递过程"等论文,带动了一系列的工业研究。例如,流态化硫酸化焙烧贫铁矿,流态化多层床溢流管,压力孔板加料,流态化气体炼铁,流态化干燥矿浆,稀相换热,流态化床分布板设计等。流态化技术逐步被我国工业界所重视,从事流态化研究的机构先后崛起,科技人员从化冶所原有十几人发展到全国近千人的队伍。由于郭慕孙在短短几年里给新中国做出的贡献,1959年他应邀参加了全国群英会,被授予全国先进工作者称号。为了扶持流态化技术在我国的发展,1962年中国科学院命他组织第一届全国流态化学术会议,到1993年他共组织或参与组织了6次全国流态化学术会议。从50年代开始,他通过合作将实用型的实验室研究成果扩大至中间实验。例如,对我国低品位与复杂矿的资源综合利用,进行了含铜铁矿的流态化硫酸化焙烧,放大到15吨/日;低品位铁矿的两相流态化磁化焙烧,放大到100吨/日;红土矿流态化还原焙烧,放大到85吨/日;钒钛磁铁矿的直接还原焙烧,放大到3吨/日;铁精矿和铁磷的直接还原生产铁粉,放大到3吨/日。这些中间实验成果均获国家或中国科学院科技成果奖。郭慕孙的应用研究大都与应用基础研究同步开展,例如在进行矿石的流态化浸取和洗涤的同时,他开展了散失流态化研究,包括广义流态化、锥型床流态化的延伸等工作。发表了《化工冶金中的散失流态化》、《流态化浸取和洗涤》等著作。
  “文化大革命”中郭慕孙受到冲击。他虽丧失了在第一线进行研究的权利,但没有放松自己的追求。不能搞实验,他就转向学科发展,整理过去积累的数据和编写各种备忘录。由于化工冶金研究所转搞半导体器件和材料,郭慕孙只能作为一个普通劳动者去拉单晶硅,但夜间他系统地总结了散失流态化和聚式流态化和现象上的异同之外,酝酿如何对气-固体系系统地开展传递效率更高的"无气泡气固接触"研究。
  1972年化工冶金研究所恢复了原有的方向和任务,郭慕孙与同事们继续开展流态化研究,遵循他所提出的"无气泡气固接触"的理论,开辟了快速床、浅层流态化床等的研究,并为创立后期的多相化学反应开放实验室打下基础。
  1978年郭慕孙任化工冶金研究所负责人,1980年任所长,1986年任名誉所长和多相化学反应开放室主任。1980年他被选为中国科学院学部委员,同年全国总工会又授予他全国劳动模范称号。
  郭慕孙担任所长期间,他的指导思想明确:一要面向国民经济,为生产服务;二要发挥中国科学院的特长,突出基础、提高、开拓性的工作;三要自力更生,独立自主,创造出适合我国资源、社会、经济特点的工艺技术。他提倡科学上要造成不断创新的局面,因此要求管理部门一要抓智力开发,二要抓新思想的产生,三要抓课题更新。在这些思想指导下,化冶所在人才成长和研究工作方面都出现了新的生机,结束了"文化大革命"带给化冶所方向任务动荡不定的局面。他从化冶所原有的高温冶金、湿法冶金、流态化三种技术中又提炼出了冶金物理化学和冶金反应工程两个学科方向,并赢得了联合国开发署对后一学科的研究,并于1985年和1986年成立了相应的研究室,打破了化冶所建所20余年来固守的学科领域和应用技术,给化冶所增添了新的活力。 
  郭慕孙是第四、五、六、七届全国政协委员,中国金属学会常务理事,中国化学学会理事,中国化工学会副理事长,中国化学工程专业学会理事长,中国颗粒学会理事长,国家科委化学工程学科组副组长、冶金学科组成员。他在国内外的学术职务还有:《化学工程》编委会委员,《钢铁》杂志编委会委员,《化学工程科学》(在英国牛津出版)国际编辑,国际循环流态化会议顾问委员会委员,国际数据库(CODATA)中国委员会国家代表(1984-1988,1989年起为名誉代表)。他工作虽多,但从未停止学术研究,不断指导研究生,确定和修改课题方案,还指导和组织了历届全国流态化会议和中日流态化会议。1985年,他组织了颗粒形态与表征的研究,得到国家自然科学基金会的支持,1986年组建了中国颗粒学学会,1988年又牵头在我国召开了中、日、美三国颗粒学学术会议。
  为了在化工冶金研究所开展应用基础研究,郭慕孙于1981年争取到联合国对"金属提取过程中化学反应工程"研究的赞助,在高温冶金、湿法冶金、流态化和计算机应用方面完成了60余篇论文,派出国外22人次进行学习,为化工冶金研究所进行应用基础研究培训了骨干。1986年10月,在郭慕孙亲自领导下,多相化学反应开放实验室成立。该室以气固、液固和气液固等两个以上相间的非催化反应和固相加工为主要对象,在3年中根据科学院开放、流动、联合、高水平的要求,取得科研成果11项,发表论文185篇,出版专著5部,批准专利项,培养博士、硕士38人,成立我国化学工程应用基础研究方面一个有利新思想萌芽和青年人成长的场所。
  郭慕孙从事化学工程特别是流态化方面的工作40余年,大致可分为三个时期。1945-1956年留美时期,在他的导师威廉教授指导下,第一个发现和区分了散式流态化。从1957-1978年的21年时间里,他将流态化技术应用于我国不同矿产资源的综合利用,并建立了广义流态化理论,形成了自己的理论特色,在一定程度上为我国流态化技术的发展奠定了基础。1978年后,依靠多年的知识积累和洞察能力,他提出了关于"散式流态化"和"无气泡气固接触"的较完整的理论体系。
  在应用基础研究方面,郭慕孙的主要工作如下:
  ①"散式"和"聚式"流态化两个截然不同现象的发现、区分及命名,并在40年后与他的研究生共同提出了"多尺寸度能量最小化"数字模型,既可定量地叙述流态化中不同区域的过渡,又可在理论上统一散式和聚式不同的现象,并预测可能存在的过渡态。
  ②系统的"广义流态化"理论及其在流态化浸取和洗涤、颗粒分级、移动床输送、连续受阻沉降等方面的应用。
  ③"无气泡气固接触"概念的提出,以及实现无气泡气固态接触的实际方法、工艺、设备设计和基础理论,主要包括以下方案:稀相流态化、快速流态化、浅床流态化、漂浮和震动流态化、磁性颗粒在磁场中的流态化。
  郭慕孙在工作中取得以上成就,其原因是多方面的:
  ① 随着流态化技术在国民经济中应用越来越广泛,国内外对流态化的研究也相继开展, 从不同的学科出发提出了新思想,获得了新发现与新规律。这种形势孕育着流态化理论的突破。郭慕孙在认真总结前人工作的基础上,提出了自己的设想,逐步建立了系统的"广义流态化"理论和"无气泡气固接触"的概念与技术,使其成为流态化研究中的一个独立的、完整的理论体系。
  ② 郭慕孙自1956年回国以来,即在中国科学院化工冶金研究所从事流态化基础与应用 研 
郭慕孙
究。30多年来,该所研究方向基本稳定(不计"文化大革命"时期),形成了一支有丰富实践经验和一定学术水平的科技队伍,并具有能从事基础与应用研究的实验市。这些均为郭慕孙专心从事流态化理论研究提供了有利条件。
  ③ 郭慕孙的成功与哀叹本人的勤奋及勇于创新、善于总结分不开。他经常要求自己和 大家在理论上有所创新、有所发现,在应用上有所发明。他刻苦勤奋,充分利用时间,又有高效率的方法。他经常工作到深夜,在出差旅途中仍不倦工作,把全部精力献给了科学事业。
  ④ 在学术上,郭慕孙认为"研究工作不是知识的传播而是知识的创造。如果一个科学 工作者对创造和改造自然不感兴趣,那就应该改做别的工作"。他对自己要求严格,从不放松自己的追求,撰文严谨,推理详尽,思路鲜明,对自己的构思,总是先行演算和推导再进行实验,从实践中完善自己的设想和理论。他对学生同样要求极严,认真指导实验方案的确定,对文字撰写,包括标点符号,都亲自修改。他经常说:"不愿拿二等品交给国家和人民"。他爱惜人才,在1990年纪念儿童节时曾谆谆教诲青年一代:"儿童是生命中最富有好奇心、进取心和创造心的时代。作为研究工作者,我们要尽一切可能保住这三'心'"。
  ⑤ 郭慕孙认为:"一个发展中的国家走向发达的途径中,仅能在有限程度上依靠引进技 术,模仿技术一般仅能改进。只有用自己的科学技术针对自己的资源和国情,才能达到技术上独立的目标"。在应用研究中他一贯重视基础性的工作。他说:"30多年来化工冶金的实践已为边缘科学创立了先例,生物化工也正在复制这一模式。我们的实践已充分说明了边缘科学的超反馈作用,也能指出了基础研究为创立独立自主的技术作用"。
  郭慕孙于1982年和1990年两次获国家自然科学二等奖,于1989年在加拿大获国际流态化成就奖,1994年获何梁何利基金奖。
  郭慕孙是国际流态化技术学科领域有声望的科学家之一,是我国流态化技术的开拓者和学术带头人。1989年荣获“国际流态化成就奖”,1994年获“何梁何利基金科学与技术进步化学奖”,1997年获“美国化学工程师学会奖”。他长期从事化学工程-流态化技术方面的研究,理论上有独创见解并自成体系,提出了“理想流态化”和“无气泡气固接触”的概念,并进行了统一关联。通过延伸“散式流态化”的特征,设想了一种完全均匀的“理想流态化”体系,用较简单的数学模型描述这种理想体系中各种参数之间的关系,从而分析许多工程计术问题,已在生产实践和科研中得到应用。《化工冶金中的散式流态化》于1982年获国家自然科学二等奖。为改善聚式流态化中的气固接触研究开拓“稀相流态化”、快速流态化“、”浅床流态化“、并建立了三者能相互贯穿的理论体系和实施方案《无气泡气固接触》,该理论于1990年获国家自然科学二等奖。
  先后在国内外发表学术论文170多篇。出版专著有《流态化技术在冶金中之应用》、《流态化:垂直系统中均匀球体和流体的运动》、《流态化冶金中的稀相传递过程》、《流态化浸取和洗涤》、《化工冶金中的散式流态化》、《理想和无气泡流态化》。在他主持下举办了六次全国流态化学术会议,五次中日流态化学术会议,一次中日美颗粒学学术会议。

 

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