“設(shè)備個頭”變小，廢氣凈化效率還有較大幅度提升；難以降解的工業(yè)有機廢水，可以被輕松搞定；通過濕法捕集，有效降低工業(yè)氣體中細(xì)顆粒物的濃度；運用超重力催陳技術(shù)處理白酒，1小時便可達到白酒自然老熟1年的效果……這些顯著成效的取得，離不開神奇的超重力技術(shù)。而我們國家超重力技術(shù)的不斷創(chuàng)新突破，離不開中北大學(xué)劉有智教授等學(xué)者的不斷探索和艱辛付出。

劉有智是國內(nèi)最早探索超重力理論研究和技術(shù)應(yīng)用的學(xué)者之一，40余年孜孜以求，勇闖“超重力世界”，形成了系統(tǒng)的超重力化工過程理論與實踐體系，并先后獲得國家科技進步二等獎、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎、光華工程科技獎、全國創(chuàng)新爭先獎、侯德榜化工成就獎等榮譽。

從“0到1”的不懈追求

稍有物理常識的人都知道，地球表面的任何物體都會受到地球重力的作用。人能夠站立在地面上，物體會下落，都是重力的原因。

物質(zhì)由于地球的吸引而受到的力叫重力，比地球重力加速度g大得多的環(huán)境下，物質(zhì)所受到的力叫超重力。

劉有智首次接觸到“超重力”這個概念，還是在20世紀(jì)80年代。

1982年，他結(jié)束了4年的本科學(xué)習(xí)生涯，從太原機械學(xué)院（今中北大學(xué)前身）畢業(yè)。畢業(yè)后，他留校任教，開啟了化工教學(xué)與研究的歷程。他發(fā)現(xiàn)，原料轉(zhuǎn)化率低，設(shè)備體積大、能耗高，是困擾我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。他下定決心將解決這一難題作為自己的科研方向。在深入研究的過程中，他偶然看到一篇英文文獻中提到了“超重力”這個概念，并引起了他的注意。他認(rèn)為，超重力化工技術(shù)就是把化工操作置于比地球重力加速度大數(shù)十倍乃至數(shù)百倍的超重力環(huán)境中來完成，將極大地提高效率，解決化工行業(yè)存在的問題。但是當(dāng)時，國內(nèi)外關(guān)于超重力技術(shù)的資料非常少，幾乎無資料可參考、無設(shè)備可借鑒，只能從零起步。

從理論計算到圖紙繪制，從裝置研制到實驗設(shè)計，他經(jīng)常在實驗室一干就是十幾個小時。最終，歷時1000多個日日夜夜，第一臺工程化的超重力裝置終于被研發(fā)成功，在應(yīng)用中顯示了超重力強化化工過程的倍增效率特性。

探索拓展新理論

理論是技術(shù)的先導(dǎo)，技術(shù)是理論的支撐。與傳統(tǒng)化工技術(shù)相比，超重力技術(shù)具有傳遞效率高（數(shù)千倍）、設(shè)備體積小、氣相壓降小、液體利用率高、能耗低、適用范圍廣等優(yōu)勢，是節(jié)能減排降耗及資源有效利用的品質(zhì)技術(shù)，是化工裝置小型化、微型化和本質(zhì)安全的核心技術(shù)，具有平臺技術(shù)、效率倍增和可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)特征。劉有智隨后帶領(lǐng)科研團隊夜以繼日，繼續(xù)深入開展理論研究，先后提出CAS—RPB、IS—RPB、HG—MB等超重力分離新機制、新概念，創(chuàng)新氣膜控制的氣—液分離操作，發(fā)明液—液操作、氣—固吸附、多相分離、電化學(xué)等超重力分離操作并拓展應(yīng)用新領(lǐng)域：

——他提出的“氣流對向剪切旋轉(zhuǎn)填料床（CAS—RPB）”新機制，創(chuàng)新互嵌式雙轉(zhuǎn)子相向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的超重力裝置，強制氣相剪切和湍動，氣相傳質(zhì)系數(shù)提高1.5～2倍，開辟強化氣膜控制過程新途徑。

——他提出的“撞擊流—旋轉(zhuǎn)填料床（IS—RPB）”新機制，創(chuàng)立超重力液—液化工新技術(shù)，開拓了液—液萃取、液膜分離、反應(yīng)分離等超重力分離操作。

——他提出的“旋轉(zhuǎn)式移動吸附床（HG—MB）”新機制，創(chuàng)建超重力氣—固吸附化工新技術(shù)。強化了相間接觸效率和吸附/脫附速率，同時延長穿透時間，提高吸附劑利用率，突破傳統(tǒng)床脫附時間長、效率低的技術(shù)瓶頸。

在理論探索的基礎(chǔ)上，劉有智先后出版了《超重力化工過程與技術(shù)》《化工過程強化方法與技術(shù)》《超重力分離工程》等專著6部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文600余篇，為超重力分離理論與技術(shù)體系建立作出了突出貢獻。2020年，劉有智擔(dān)任叢書編委會執(zhí)行副主任的《化工過程強化關(guān)鍵技術(shù)叢書》正式出版，該叢書是“十三五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目、國家出版基金項目，共20個分冊。叢書具有原創(chuàng)性和自主知識產(chǎn)權(quán)，反映了國內(nèi)過程強化的最新科研成果和生產(chǎn)技術(shù)水平。

致力轉(zhuǎn)化新成果

在多年的科研實踐中，劉有智始終緊密結(jié)合化工行業(yè)特點，堅持不懈攻關(guān)超重力旋轉(zhuǎn)“動設(shè)備”的工程化技術(shù)，實現(xiàn)了超重力裝備“轉(zhuǎn)軸密封不泄漏、8000小時運行不停車、耐壓防爆無隱患”的跨越式技術(shù)進步，突破大型超重力裝置綜合技術(shù)瓶頸，全面創(chuàng)新推動超重力分離技術(shù)進入化工主流程，牽頭制定了我國首部《超重力裝置》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，授權(quán)國家發(fā)明專利151件，省部級科技成果鑒定16項，獲省部級以上獎項13項，研制的“超重力+X”化工過程強化系列技術(shù)及裝置在化工、能源、材料、環(huán)境、生物技術(shù)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用，總計減排大氣污染物30余萬噸，減碳200余萬噸，回收產(chǎn)品創(chuàng)收16.8億元，經(jīng)濟效益31.6億元，促進行業(yè)科技進步和技術(shù)跨越發(fā)展。

——開發(fā)的大通量、低氣阻錯流超重力技術(shù)與裝置，構(gòu)建了強化吸收硫化氫同時抑制吸收二氧化碳的超重力環(huán)境，解決了高選擇性脫硫難題，脫硫選擇性比美國同類技術(shù)提高28.5%。

——首創(chuàng)超重力回收碘技術(shù)，從含碘60ppm的稀磷酸中提取碘，替代原篩板塔工藝開工率由38%提高到95%以上，碘回收率由40%提高到82%以上，達到國際領(lǐng)先水平。

……

矢志創(chuàng)新永不止步，追求卓越再登高峰。劉有智表示，科技創(chuàng)新就像短道速滑，要看誰速度更快、誰的速度更能持續(xù)。在強國復(fù)興路上，面對全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型趨勢，他作為一名科研工作者，將緊緊圍繞國家重大發(fā)展戰(zhàn)略需求，加快科技研發(fā)速度，培養(yǎng)更多創(chuàng)新型人才，推動超重力技術(shù)更廣泛應(yīng)用，為國家綠色低碳轉(zhuǎn)型和山西經(jīng)濟社會發(fā)展作出更大貢獻。