第七十三章 化学制肥
“林先生,还是先讲化学吧!”
朱瞻基很快做出了抉择,先听化学再听物理,也不是来不及。
“化学,顾名思义,探索事物变化之学术。简单点来说,就是用不同的几种事物,在特殊环境状态下结合,就会发生异常的变化,从而产生全新的东西,这就是化学的原理。”
林煜尽可能用着两人能听懂的话,将化学的概念简单解释了一遍。
于谦微微点头:“探索事物变化之道,谓之化学。”
朱瞻基跟着问道:“林先生,那用化学的方法,制造出的化肥与土制化肥,有什么区别吗?”
“区别?”
林煜想了想,说道:“若论肥效的话,土制化肥比之真正化肥还是有着差距,但胜在可以实现大规模量产,并且也足够廉价便宜。”
“就像我刚刚写给你们的那两种土化肥,只要告诉百姓方法,他们自己就可以自行制肥。”
“只不过,我还是希望,你们在出去以后,要是有机会的话,能用化学的方法,制作一些真正的化肥出来。”
林煜自觉时间不多,不可能真的引领明初的这些人,去一步到位把工业革命搞出来,就算搞出来了,这工业化肥也很难实现量产。
因为化肥要量产,得先解决石油产能的问题,可以说没有石油就不能量产化肥。
后世的朝鲜连原子弹都有了,还不能自主生产化肥,最主要的原因就是没有充足的石油产能,源头上就给卡死了。
纵使林煜勉强解决了石油问题,那后面还有工业制取非单质态氮(氨气)的难题需要解决。
这也是工业制取氮肥的核心难点,即如何打破氮气中牢固的氮氮三键,从而得到工业合成氨。
目前姑且行之有效的办法只有两种,第一是生物合成,可以是酿酒、制糖时候的副产品,还有种植大豆也可以获取。
但这种办法获得的,不仅含量极低,而且也很不稳定,根本不可能作为工业化肥的原料。
而第二种就是传统的工业合成法,又叫哈伯法,就是在20到50MPa的高压和500℃的高温环境下,用铁作为原始催化剂,从而合成氨。
这其实也不是很难,只需要做到无缝焊接和高硬度钢材就行了。
所以,都有这技术水平了,咱还造什么工业化肥,直接去造坦克战舰不香吗?
而且,工业化肥虽然肥效胜过常规粪肥,但也有致命缺陷,长期使用工业化肥,会导致土壤板结、酸碱化等问题,从而影响到农作物的正常生长。
这才是为啥林煜选择了土化肥,而不去强求工业化肥的另一个重要原因。
土化肥实用,工业化肥只是用来讲课,好让这两个便宜学生,能尽可能提前的看到化学的重要性。
来都来了,总得改变点什么。
“林先生,那要用化学的方法制造真正的化肥,具体应该怎么做呢?”朱瞻基好奇问道。
对于林煜的要求,他自然没有任何意见。
而且,他也很想知道,真正的化肥与土制化肥,从制造方法到肥效方面,到底有什么不同的地方。
林煜四下扫了两眼,这才扯嘴笑道。
“很简单,首先你要找个炉子,平时冬天取暖用的就行,再弄一些炼焦煤,就是你们用来炼焦炭的那种煤。”
取暖用的火炉和炼焦煤?
朱瞻基先是一愣,旋即说道:“林先生是不是夜里睡得不习惯?若是如此,我为先生弄几个暖炉进来,还有普通焦煤的烟气很大很呛人,还是用煤炭比较好。”
林煜摇头:“不用,焦煤就行,而且我也不是为了取暖。”
“今天我就来教你们一个如何简易制取氨气,也就是氮肥原料的化学方法——土法炼焦。”
土法炼焦的工艺,早在宋元时期就已经被古人掌握,到了明清之际发扬光大。
方以智《物理小识》中记载:“煤则各处产之,臭者烧熔而闭之成石,再凿而入炉日礁。”
这也是最早关于煤炼焦的明确史载。
林煜提出土法炼焦,也正是看中了这项工艺的简单。
简单到什么程度呢?
弄个炉子,也不用密闭隔绝空气,就一个普通的炉子,在里面放入炼焦煤,点火开始燃烧就行了。
因为炼焦煤本身就含有的丰富氮元素,在炼焦过程中会自然的跟随煤烟一起顺着炉口飘出来。
只要利用硫酸溶液在通道口收集,就能轻松得到硫酸铵化肥了。
这也是除去技术壁垒极高的高温高压催化剂法,和没啥实用性的生物合成法外,另一个能够切实实现的人工制取氨气的办法。
唯一的缺陷就是土法炼焦周期太长、煤耗高、利用率极低,最多就是实验室用途,基本不可能进入化肥实用化。
“只是暖炉和焦煤倒是没什么问题,外面市集很容易就能买到。”
朱瞻基微微点头:“林先生,还有别的要求吗?”
林煜说道:“当你准备好了炉和煤,下一步才是最关键的,你得找一个道士……嗯,会炼丹的道士。”
土法炼焦只能制取氨气,而收集氨气并且制作简易的硫酸铵溶液,就需要另外制取硫酸。
说到制取硫酸,听起来似乎很困难,但实际上,别说现在的明初了,就是换到一千多年前的东汉,也能轻松办的到。
这很合理,早在东汉时期的传统炼丹术士,为了琢磨炼丹,就已经完全掌握了“干馏法”。
什么是干馏法?
很简单,把炼丹用的胆矾(硫酸铜)、绿矾(硫酸亚铁)放在容器里,点火烤灼,使其产生汁液。
这些烧烤出来的汁液,就是硫酸了。
“等你们找到了会炼丹的道士,就可以让他按照平时怎么炼丹的,把浓硫酸从绿矾或者胆矾里给烤炼出来。”
林煜说着,又补充叮嘱道:“你们不用管浓硫酸是什么,只需要知道这东西很危险,触之会灼烧融化人的皮肤。如果一不小心碰到,就要立刻用大量清水冲洗,直至没有灼烧感。”
“但也要记住,除此以外,千万不要往制取的浓硫酸里加水。因为浓硫酸遇水会发生剧烈反应,从而导致硫酸溶液飞溅。”
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