第七十三章 化學制肥
“林先生,還是先講化學吧!”
朱瞻基很快做出了抉擇,先聽化學再聽物理,也不是來不及。
“化學,顧名思義,探索事物變化之學術。簡單點來說,就是用不同的幾種事物,在特殊環境狀態下結合,就會發生異常的變化,從而產生全新的東西,這就是化學的原理。”
林煜盡可能用著兩人能聽懂的話,將化學的概念簡單解釋了一遍。
于謙微微點頭:“探索事物變化之道,謂之化學。”
朱瞻基跟著問道:“林先生,那用化學的方法,制造出的化肥與土制化肥,有什么區別嗎?”
“區別?”
林煜想了想,說道:“若論肥效的話,土制化肥比之真正化肥還是有著差距,但勝在可以實現大規模量產,并且也足夠廉價便宜。”
“就像我剛剛寫給你們的那兩種土化肥,只要告訴百姓方法,他們自己就可以自行制肥。”
“只不過,我還是希望,你們在出去以后,要是有機會的話,能用化學的方法,制作一些真正的化肥出來。”
林煜自覺時間不多,不可能真的引領明初的這些人,去一步到位把工業革命搞出來,就算搞出來了,這工業化肥也很難實現量產。
因為化肥要量產,得先解決石油產能的問題,可以說沒有石油就不能量產化肥。
后世的朝鮮連原子彈都有了,還不能自主生產化肥,最主要的原因就是沒有充足的石油產能,源頭上就給卡死了。
縱使林煜勉強解決了石油問題,那后面還有工業制取非單質態氮(氨氣)的難題需要解決。
這也是工業制取氮肥的核心難點,即如何打破氮氣中牢固的氮氮三鍵,從而得到工業合成氨。
目前姑且行之有效的辦法只有兩種,第一是生物合成,可以是釀酒、制糖時候的副產品,還有種植大豆也可以獲取。
但這種辦法獲得的,不僅含量極低,而且也很不穩定,根本不可能作為工業化肥的原料。
而第二種就是傳統的工業合成法,又叫哈伯法,就是在20到50MPa的高壓和500℃的高溫環境下,用鐵作為原始催化劑,從而合成氨。
這其實也不是很難,只需要做到無縫焊接和高硬度鋼材就行了。
所以,都有這技術水平了,咱還造什么工業化肥,直接去造坦克戰艦不香嗎?
而且,工業化肥雖然肥效勝過常規糞肥,但也有致命缺陷,長期使用工業化肥,會導致土壤板結、酸堿化等問題,從而影響到農作物的正常生長。
這才是為啥林煜選擇了土化肥,而不去強求工業化肥的另一個重要原因。
土化肥實用,工業化肥只是用來講課,好讓這兩個便宜學生,能盡可能提前的看到化學的重要性。
來都來了,總得改變點什么。
“林先生,那要用化學的方法制造真正的化肥,具體應該怎么做呢?”朱瞻基好奇問道。
對于林煜的要求,他自然沒有任何意見。
而且,他也很想知道,真正的化肥與土制化肥,從制造方法到肥效方面,到底有什么不同的地方。
林煜四下掃了兩眼,這才扯嘴笑道。
“很簡單,首先你要找個爐子,平時冬天取暖用的就行,再弄一些煉焦煤,就是你們用來煉焦炭的那種煤。”
取暖用的火爐和煉焦煤?
朱瞻基先是一愣,旋即說道:“林先生是不是夜里睡得不習慣?若是如此,我為先生弄幾個暖爐進來,還有普通焦煤的煙氣很大很嗆人,還是用煤炭比較好。”
林煜搖頭:“不用,焦煤就行,而且我也不是為了取暖。”
“今天我就來教你們一個如何簡易制取氨氣,也就是氮肥原料的化學方法——土法煉焦。”
土法煉焦的工藝,早在宋元時期就已經被古人掌握,到了明清之際發揚光大。
方以智《物理小識》中記載:“煤則各處產之,臭者燒熔而閉之成石,再鑿而入爐日礁。”
這也是最早關于煤煉焦的明確史載。
林煜提出土法煉焦,也正是看中了這項工藝的簡單。
簡單到什么程度呢?
弄個爐子,也不用密閉隔絕空氣,就一個普通的爐子,在里面放入煉焦煤,點火開始燃燒就行了。
因為煉焦煤本身就含有的豐富氮元素,在煉焦過程中會自然的跟隨煤煙一起順著爐口飄出來。
只要利用硫酸溶液在通道口收集,就能輕松得到硫酸銨化肥了。
這也是除去技術壁壘極高的高溫高壓催化劑法,和沒啥實用性的生物合成法外,另一個能夠切實實現的人工制取氨氣的辦法。
唯一的缺陷就是土法煉焦周期太長、煤耗高、利用率極低,最多就是實驗室用途,基本不可能進入化肥實用化。
“只是暖爐和焦煤倒是沒什么問題,外面市集很容易就能買到。”
朱瞻基微微點頭:“林先生,還有別的要求嗎?”
林煜說道:“當你準備好了爐和煤,下一步才是最關鍵的,你得找一個道士……嗯,會煉丹的道士。”
土法煉焦只能制取氨氣,而收集氨氣并且制作簡易的硫酸銨溶液,就需要另外制取硫酸。
說到制取硫酸,聽起來似乎很困難,但實際上,別說現在的明初了,就是換到一千多年前的東漢,也能輕松辦的到。
這很合理,早在東漢時期的傳統煉丹術士,為了琢磨煉丹,就已經完全掌握了“干餾法”。
什么是干餾法?
很簡單,把煉丹用的膽礬(硫酸銅)、綠礬(硫酸亞鐵)放在容器里,點火烤灼,使其產生汁液。
這些燒烤出來的汁液,就是硫酸了。
“等你們找到了會煉丹的道士,就可以讓他按照平時怎么煉丹的,把濃硫酸從綠礬或者膽礬里給烤煉出來。”
林煜說著,又補充叮囑道:“你們不用管濃硫酸是什么,只需要知道這東西很危險,觸之會灼燒融化人的皮膚。如果一不小心碰到,就要立刻用大量清水沖洗,直至沒有灼燒感。”
“但也要記住,除此以外,千萬不要往制取的濃硫酸里加水。因為濃硫酸遇水會發生劇烈反應,從而導致硫酸溶液飛濺。”
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