第七十三章 化学制肥
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“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。”
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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