■ 本报通讯员 曹 旻
陕北高原的寒风席卷着黄沙，在榆林化工厂区的钢架与管线上呼啸不止。然而，就是在这样严酷的自然环境中，一场始于“十四五”蓝图中的化学革命正悄然打通痛点难点，日夜不歇地上演。装置深处，空气、水与阳光——这些大自然最基础的元素，被一套全球首创的“钢铁丛林”精巧地编织、转化，最终化作汩汩流出的纯净氨水。这不只是工业流程的突破，更是一个正在黄土高原上扎根生长属于中国工业的绿色梦想。
闯出百年“围城”
一场风沙中的绿色突围
合成氨，被誉为“孕育丰收的化学工程”，是农作物化肥的“粮食”，关乎国计民生。然而，一个多世纪以来，主导全球氨生产的传统“哈伯法”依赖化石燃料，在高温高压下进行“蛮力”反应，每年消耗全球约2%的能源、产生1.6%的碳排放。这条“高能耗、高排放”的老路，在绿色低碳发展的今天，已到了非变革不可的时刻。
在时代命题下，榆林化工携手西安交通大学、华陆工程科技有限责任公司，毅然向这座百年工业高峰发起挑战：能否摒弃传统的“氮气—氢气”原料，取用大自然赐予的“空气—水”？能否将动力源从化石燃料转向清洁的“太阳能”？联合攻关的号角就此吹响，目标是建成全球首套百吨级“空气—水”光电催化合成氨工业示范装置。
理想蓝图宏伟，但现实之路布满荆棘。如何在温和条件下活化空气中的氮气？如何让水中的质子与氮高效结合生成氨？又如何将实验室规模的催化剂薄膜放大到平方米级别的工业装置？这些都是横亘在团队面前的关键技术难题。
风沙淬炼誓言
钢铁意志扎根高原
“开发合成氨关键技术正当其时、志在必得！”在项目启动会上，执行经理胡华贵的声音压过了窗外风沙的呼啸，语气斩钉截铁。这不仅源于合成氨工业作为国民经济“压舱石”的战略地位，更源于一群化工工作者对绿色未来的执着追求。誓言很快迎来了严酷的检验。项目建设期恰逢北方数九寒天，滴水成冰的施工现场给了所有人一个“下马威”——管道残留水汽瞬间凝结，钢铁工具粘手便能撕下皮肤。刺骨寒风如细密的针，穿透层层棉衣。装置老师傅后来回忆道：“那时候，扳手冻得直粘手，得哈好几口气才能勉强拧动，睫毛上全是白霜……可没人喊苦喊退。为啥？因为大家心里都揣着一团火——都知道这事儿要是成了，意义有多大。”
从日夜值守到投料调试，挫折从未间断。仅溶剂循环泵的操作温度、密封材料与流量调节，项目团队就历经数十轮激烈研讨，常常争得面红耳赤。“胡哥，西侧平台循环泵的密封压盖又漏液了。”对讲机里传来急促呼叫，胡华贵眉头一紧，抓起安全帽便往外冲：“先做应急处理，我马上到。”
在核心反应器控制间里，气氛同样凝重。操作员马工紧盯屏幕上跳动的数据，手指在键盘上精细微调，“胡哥，反应器流量稳定在1.4立方米每小时，接近设计值，还要再上调吗？”胡华贵俯身凝视曲线，声音沉稳而坚决：“调，必须精确到1.5立方米每小时。物料平衡差之毫厘，效率就可能失之千里。”
1.41，1.42……1.44，时间仿佛被拉得很长很长。
淬炼创新之光
闯过产业化突破口
功夫不负有心人。凭借顽强的意志与集体的智慧，项目团队在经历无数个日夜的攻坚后，终于在关键环节实现了三大核心突破。
2022年12月20日，团队成功开发出3大类高性能催化剂，掌握公斤级批量制备技术，攻克大面积、均匀、稳定催化电极薄膜的制备工艺。这些自主掌控的关键材料，为反应器的工程放大扫清了障碍。
2023年4月29日，团队创新采用“两步走”策略，第一步，利用低温微波等离子体这把“精准手术刀”，在常温常压下将空气中惰性的氮气分子“激活”为活泼的氮氧化物；第二步，利用太阳能光伏产生的绿电，在特制催化反应器中，将氮氧化物与水提供的质子高效合成为氨。这条“光伏供能驱动+低温微波等离子体串联电催化还原”的独创路径，摒弃传统的高温高压“蛮力”模式，实现在温和条件下的高效、定向转化。
2023年12月15日，一座完整示范装置巍然矗立于榆林化工厂区内。160千瓦的光伏阵列为其注入源源不断的绿色动力，由1140个单元并联组成的庞大“反应器阵列”高效协同运转，实现高达454毫摩尔每克每小时的产氨速率和超过90%的系统能量利用效率。其中，智能化蒸氨系统通过精馏与联锁控制，稳定产出浓度10%的氨水，全套流程由PLC系统控制，实现自动化运行与安全联锁，关键设备国产化率达到100%。
风沙见证新路径
绿氨梦想照进现实
2023年12月31日，这个寒风凛冽却注定被历史铭记的日子。当最后一道阀门开启，物料在全流程内平稳运行，屏幕上显示出合格产品的数据曲线时，控制室内爆发出经久不息的欢呼声！
胡华贵看着屏幕上稳稳产出的氨水流量，紧绷的脸上露出笑容：“看，咱们到底把这事干成了！”“是呀，我们成了！”所有的疲惫与艰辛在那一刻化为成功的喜悦与自豪。
自此，这套历经风沙冰雪考验的“钢铁丛林”持续稳定运行，展现出强劲的产业化前景：能源供给“绿”，核心反应“效”，系统运行“稳”。截至今年1月11日，该装置已实现连续稳定运行1200小时，年产百吨级10%氨水的能力得到充分验证。
首套百吨级示范项目的成功，证明了利用阳光、空气和水这些最基础的资源，在温和条件下进行高效、零碳的合成氨生产，已从理论走进现实。这项变革性技术的成熟与推进，将有望重塑全球合成氨工业新格局，为我国乃至世界的粮食安全、能源结构优化及“双碳”目标注入强劲的绿色动能。
陕北高原的风沙，见证着从荒凉到绿色变革的历程。如今，呼啸的北风裹挟新的希望——一条绿电、绿氢、绿氨的新链条，正在黄土间萌发，这也将属于“十五五”，属于丰足的粮仓、湛蓝的天空，更属于一个民族以科技重塑发展的远见。