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從明朝開始第二次工業(yè)革命

第五十章 制氨

  他的這個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)可以說是相當(dāng)有含金量了。

  因?yàn)橛晒^程中產(chǎn)生的氨產(chǎn)生的肥料,估計(jì)維持三分之一的地球人口。

  一戰(zhàn)后,制氨工藝的發(fā)展,對(duì)人口爆炸上貢獻(xiàn)巨大,據(jù)估計(jì),人類中的一半的蛋白質(zhì)中的氮,是由用這種方法達(dá)到最初的固定的,而其余氮是由固氮細(xì)菌和古細(xì)菌生產(chǎn)的。

  ……

  朱棣對(duì)于制氨工藝眼饞許久了,不說尿素的合成對(duì)于氨氣需求,單單是氨氣做為炸藥的原材料,就已經(jīng)相當(dāng)吸引人了。

  就是因?yàn)楣谔岢龅闹瓢惫に嚕谝粦?zhàn),導(dǎo)致使得德國可以解除,因?yàn)榻\(yùn)對(duì)火藥原材料的獲取的困難,這也導(dǎo)致一戰(zhàn)的歐洲佬打得更加焦灼。多死了不少人。

  但是對(duì)于朱棣來說,他現(xiàn)在就覺得很香,反正大概率是他打別人,死的又不是自己人?;鹚庍@種東西的原材料還是掌握在自己手中才放心,依賴別的地方買入或者進(jìn)口,始終是不安全的。

  制氨需要的就是氫氣和氮?dú)狻?p>  氫氣主要來源于固體燃料、重質(zhì)烴、輕質(zhì)烴或氣體烴加熱至高溫并與水蒸氣反應(yīng),生產(chǎn)含氫和一氧化碳為主的水煤氣。一氧化碳進(jìn)一步與水蒸氣變換為氫氣和二氧化碳。

  而氮?dú)饩拖鄬?duì)簡單一些,通過液化并分餾空氣,除去氧氣,即可得到氮?dú)狻?p>  得到氫氣和氮?dú)夂?,混合為合成氣,還需經(jīng)過純化將殘余的硫和碳的化合物脫除,以防止它們和催化劑反應(yīng),導(dǎo)致催化劑失效。

  而凈化之后合成氣,經(jīng)過壓縮達(dá)到合成氨需要的壓力,最后送進(jìn)反應(yīng)塔進(jìn)行反應(yīng)。

  反應(yīng)之后,混合氣體要經(jīng)由冷凝器,將氨液化,因而將氨分離出來就得到氨了。

  而氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w經(jīng)壓縮再次送入合成塔,形成循環(huán)。

  這就是整個(gè)過程,但是朱棣光是想一想就感覺自己還有很長的路要走,雖然有了前人的探路,不需要朱棣再去一步步探索。

  比如何種反應(yīng)條件最好?那種催化劑效率最高?……

  這些東西都是現(xiàn)成的,只需要拿來用就好了。這就是一個(gè)探路的人,和一個(gè)摸著石頭過河的人的區(qū)別。

  比如大規(guī)模合成氨的問題,就卡了人類幾十年,而朱棣只要達(dá)到條件就可以直接上,而且還是一步到位,直接就上最優(yōu)條件、最優(yōu)催化劑。這個(gè)發(fā)展速度比自己探索不止快了一丁半點(diǎn)。

  當(dāng)然,這有個(gè)條件就是自己的工業(yè)實(shí)力跟得上。

  比如現(xiàn)在工業(yè)上氨合成是在壓力 15.2~30.4MPa、溫度400~520℃下進(jìn)行的。首先,你就要制造出能承受這么多壓力的容器。

  其次,為防止高壓、高溫下氫氣對(duì)鋼材的腐蝕,氨合成塔由耐高壓的封頭、外筒和裝在筒體內(nèi)耐高溫的內(nèi)件組成。

  外筒只承受高壓,可用低合金高強(qiáng)度鋼制作。

  內(nèi)件雖然是在高溫下操作,只承受氨合成塔進(jìn)出口的壓力差,可以使用耐熱鎳鉻合金鋼制作。

  ……

  除了這些,還有冷卻塔、加熱器、換熱器等等一些列設(shè)施。

  這都不是朱棣短時(shí)間內(nèi)能搞定的東西。

  就說相對(duì)簡單的外筒,這就不是一個(gè)兩個(gè)技術(shù)好的鐵匠就能敲出來的。就算把人類歷史上最好的鐵匠找出來,給他一塊鋼,他也敲不出來。這是考驗(yàn)一個(gè)工業(yè)體系的綜合能力。

  或許朱棣五年后可能還有一點(diǎn)希望。但是目前朱棣就只有慢慢種田,只有打好基礎(chǔ),才能在將來騰飛時(shí)更快更穩(wěn)。

  ……

  隨著朱棣的思緒逐漸飄遠(yuǎn),外面的鐵水也運(yùn)到了轉(zhuǎn)爐里面,即將開始這個(gè)世界上的第一次轉(zhuǎn)爐煉鋼。

  在1856年,英國人貝斯麥才發(fā)明了底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法,這種方法是近代煉鋼法的開端,它為人類生產(chǎn)了大量廉價(jià)鋼,促進(jìn)了歐洲的工業(yè)革命。

  而朱棣使用的堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法,更是1879年才出現(xiàn)。

  現(xiàn)在才是1380年,提前了近五個(gè)世紀(jì)的技術(shù)將在這個(gè)時(shí)代綻放出它的第一次光芒,為工業(yè)革命之花的盛開打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  隨著操作的進(jìn)行,在吹入空氣的那一刻,整個(gè)轉(zhuǎn)爐里面劇烈冒出了大量的火花,非常激烈的反應(yīng),不斷冒出的火花就像煙花一樣濺出。讓人炫目不已。

  在火花濺射的同時(shí),還冒出大量棕色煙氣。

  它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳?xì)怏w等。一般來說都必須加以凈化回收,綜合利用,以防止污染環(huán)境,但是還是那個(gè)原因,沒有條件,朱棣對(duì)于這些問題就只能先將就一下。

  不過精確的回收利用朱棣做不到,簡單的回收還是可以的,比如那些煙塵通過過濾后,其中的氧化鐵塵粒就能回收,這是就比較簡單的回收了。

  而一氧化碳等氣體,朱棣也只能通過碳酸鈉等溶液,溶解其中的二氧化硫等嚴(yán)重危害性的氣體后,再輸入到煉鐵爐那邊燃燒掉。

  碳酸鈉這種東西還是很好找的,不需要朱棣自己去研究工業(yè)化制備,目前的自然界存在的都足夠朱棣使用。

  至于還可能存在的其他氣體,朱棣也只能是盡量處理,如果實(shí)在處理不掉,那朱棣也沒辦法。只能慢慢來。

  不可能說為了環(huán)境,要等朱棣停下鋼鐵冶煉,把其他化學(xué)工業(yè)發(fā)展好后,再開始煉鐵。

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