第二百三十章 合成氨、电石、火柴

第二百三十章 合成氨、电石、火柴

张知木在努力地回忆煤炭制气的工艺，他说：“我们先说说制气吧。我们把煤炭放在煤气发生炉里。”根据回忆，张知木起身在黑板上画了一个煤气发生炉，这个煤气发生炉有上风口和下风口。

指着图，张知木说：“我们可以用间歇法造气，也就是空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。”

张知木看见大家记完笔记，接着讲：“一般分为几步进行，

1．空气吹风 空气从造气炉底部吹入，送风发热，提高炉温，吹风后的气体去废热锅炉回收热量后放空；

2．上吹制气 蒸汽和空气从炉底吹入制半水煤气，半水煤气通过废热锅炉回收热量，除尘、洗涤后送入气柜。

3．下吹制气 上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，使蒸汽和空气从炉顶吹入与碳反应，生成半水煤气从炉底导出，经除尘、洗涤, 送入气柜；

4．二次上吹 下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但炉温低，气质差，二次上吹时间尽可能短；

5．空气吹净 空气从炉底吹入，将残存的半水煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气(空气煤气)与2,3,4阶段制得的半水煤气在气柜中混合。

这样制取的煤气中含有很多一氧化碳，我们可以在加压一到三个大气压的条件下，分几次用水蒸气在铜作催化剂的条件下将一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气。这个反应过程是”

张知木在黑板上是下了反应方程

CO + H2O(g)= CO2 + H2

张知木继续讲：“下面的才是脱硫、脱碳、气体的精制的净化过程。

先说脱硫：简单的我们可以用纯碱液吸收硫化氢。

脱碳：用碳酸钾的碱性溶液吸收二氧化碳

气体的精制：将残余的一氧化碳和二氧化碳进一步清除。一般的我们可以将气体在一定压力下把这两种气体转变成对合成氨无害的甲烷，进一步的净化气体。”

张知木又写下了两个反应方程：

CO + 3H2＝CH4 + H2O

CO2 + 4H2=CH4 + 2H2O

李云鹤忍不住问到：“这回开始合成氨了吧？”

一屋子的的人都笑了。张知木也笑着说：“当然了，这回我们就可以把净化后的气体，加压进氨合成塔进行合成。合成后的气体一般只能有百分之几的氨气，需要分离出来。我们可以简单地用水吸收也可以制冷冷凝出来。没合成氨的气体还可以循环再利用。

这里面关键的是合成塔，氨合成是在高温、高压下进行，氢、氮对碳钢有明显的腐蚀作用。将塔设计成外筒和内件两部分。外筒一般做成圆筒形，可用普通低合金钢或优质碳钢制造,气体的进出口设在塔的上、下两端顶盖上。外筒只承受高压而不承受高温。

塔内件由热交换器、分气盒和催化剂筐三部分构成。热交换器供进入气体与反应后气体换热；分气盒起分气和集气作用；催化剂筐内放置催化剂、冷却管、电热器和测温仪器。冷却管的作用迅速移去反应热。

合成塔内的压力可以在十五到二十兆帕之内，温度要在四百到五百度之间。塔内的氢氮比要在2.8到2.9之间。”

张知木一口气讲完这些后，知道自己再也讲不出来其他东西了。

最后张知木说：“我能讲的也就是一些原理，至于如何生产出来氨气，就要靠你们大家的努力了。不过我提醒大家的你们选着合成氨厂址的时候，要考虑到有足够大地方，水源充足，还要远离其它居住区和其他工厂。还要留出来足够大的地方 ，留给建设其它生产后续产品的厂子用。”

张知木讲完后，清风子、李云鹤、李守坛他们都没了笑模样，他们知道合成氨可不是简单的事儿。

看到大家这幅表情，张知木问：“怎么了？都吓着了？方才不是豪情万丈的，这会儿都不吱声了。”

清风子说：“这回我们可是遇到棘手的事儿了。问题是这件事儿不是我们自己能做的了的，就说那些十几兆帕的压力容器以前我们就没搞过。”

李云鹤也说：“十几兆帕的压缩机我们也要从新搞，这么大压力的罐子也要攻关，好在现在有好钢和液压机，钢材都可以锻出来。”

张知木说：“这件事就由清风子师傅和李云鹤具体负责，需要啥设备工具都直接找李云鹤。建厂的场地就在冶厂那边选。”

清风子说：“张总，我看这事儿我们在化学方面先消化一下，然后再考虑设备的事儿，才可能考虑场地的事儿。我们研究完了再提出一个方案。我的建议是这么大的项目张总要亲自协调才行，因为这回涉及到窑岗的方方面面，有些事情不是我和李云鹤就能解决的。”

张知木说：“好我接受清风子师傅的意见，这件事我亲自抓。”

清风子带领李守坛他们走了之后，李云鹤问：“这回我们该研究枪管儿的事儿吧？”

张知木说：“别急，还有几件事儿都安排完了，我们再静下心来研究这件事儿。”

“还有事儿？”李云鹤问。

“当然有。我们还要把制作火柴、制冷机、电石的事儿安排一下。”张知木说着，起身到外屋让杨玉琳派人把李迪和杨昌一起叫了过来。

李迪和杨昌坐下后，张知木问了一些他们的工作情况。当张知木听说现在窑岗和这边和山洞那边已经通了电报，正在往冶厂那边连的时候，张知木说：“往也冶厂那边的电报你们现在停一下。”

李迪和杨昌同时一愣，张知木说：“等我们研究一下，以后我们要采用一种秘密的方式给冶厂和凌水码头通电报。要绝对的保密才行。现在的电报遇到有敌人来袭，人家第一件事就是会剪断我们的电报联系。”

李迪问：“用啥样的秘密方式？”

张知木说：“地下电缆，这事儿要绝对保密。”

李迪和杨昌就没再问这件事儿，他们知道张知木一定会做出新的安排。

张知木说：“以前我们已经做出来碳弧灯，这次请你们来是想让你们做出来电弧炉。其实他们的原理都是一样的，电弧灯是利用电弧发光，电弧炉是用电弧发热。这次我们要制作的电弧炉，是用电弧热融烧磷灰石粉末和石英砂粉末、碳粉混合的物。在这样的环境里，碳可以把磷灰石里的磷还原出来，变成磷蒸汽。把磷蒸汽通到水里，就会得到白磷。你们要记住白磷毒性很大，遇到空气自己就会燃烧。把白磷隔绝空气在二百多度温度加热就会变成红磷，红磷是很稳定的几乎没有毒。”

李云鹤说：“红磷就是你说的做火柴用的？”

张知木说：“是的。还要再制作一个电弧炉，这个电弧炉要将煤炭粉和石灰粉混合物用电弧炉烧熔化后，把融化的液体倒出来，冷却后敲碎就变成电石了。”

李迪问：“电石是干啥的？”

张知木说：“电石遇到水就会产生乙炔气体，乙炔气体极易燃烧。用于烧焊金属是用的之外还有很多用处。不过烧制电石的过程中会产生很多一氧化碳，以后大量生产的话，要注意回收。”

李迪说：“电弧用的电极我们会做，可是电极温度很高，需要一套在炉子里升降的装置，我们设计完，还要有人生产才行。”

李云鹤说：“这些是我来安排吧。还有电弧炉的炉子也要重新搞新的，看看怎么弄使用方便。”

李东和杨昌走了后。

张知木说：“制作火柴这事儿，你要组织个班子，专门干这个。”

李云鹤不解的问：“按理说，这些都是属于化学的东西，为啥今天没交给清风子他们。”

张知木回答说：“将来的火柴厂，是个很危险而且易燃易爆的厂子，他要和你们的子弹厂一样，都要安排到山洞后面的山沟里。所以都交给你了。”其实，张知木没说出口的是，火柴生产他要保密一段时间，他不是不信任清风子他们，因为冶厂那边人太杂了，很难做到保密。

李云鹤问：“这样的话，有了硫化锑、红磷、氯酸钾就可以做火柴了。”

张知木说：“我们运回来的硫化锑矿石，虽然经过仔细的挑拣，可是还是含有很多杂质，我们可以将他们放在坩埚里融化它们，要掌握好火候，将他们加热到刚刚熔化的时候，把沉到底的和浮在上面的杂质都去掉，然后倒出来，晾凉粉碎。这个过程就叫做融析。也是一种常用的提纯办法。”

接着张知木就按前世的火柴盒和火柴杆儿的大小，一边用笔画给李云鹤看，一边告述他，制造工艺的一般过程主要有：锯木、剥树皮、旋片、切梗、烘干；筛选、理梗、排梗、沾油、药浆调制、沾药、烘干、卸梗、旋盒片、切盒片、糊盒、烘干；套盒(纸盒为：印刷、压痕、分切、糊盒、套盒)、装盒、磷浆调制、刷磷、包封、装箱。

当然最主要的是火柴的磷面和火柴头的配方是：磷面的药剂有红磷、硫化锑、玻璃粉、树胶组成；火柴头药剂由氯酸钾、硫粉、玻璃粉、少量淀粉、树胶组成。

李云鹤也是一字不拉的将张知木讲的东西记了下来。

张知木和说：“就凭火柴这一项，我们窑岗人就可以混个吃喝不愁，所以配方一定要保密。试验的时候，你我一起试验，生产的配方也就是你我知道就行，懂吗？”

李云鹤很庄重的点点头说：“你放心，我知道轻重。回去以后我马上安排人成立一个火柴厂，现在就要安排人制作生产火柴的专用设备。”

张知木知道这事儿交给李云鹤就不用担心了，现在李云鹤的手下是兵精设备全，什么车铣刨镗钻样样齐全。这是一个十分让人放心的干将。

李云鹤整理一下手里的记的资料，说：“好了咱们别耽误时间了，就把那个制冷机的事一气说完的了。免得我还要一直惦记这事儿。”

其实今天说的已经太多，张知木有些累了。可是李云鹤这样说，张知木只好提起精神说：“以前我给你们讲过，气体的热胀冷缩原理，反过来，气体压缩的时候温度也要升高，气体释放的时候温度要降低。也就是气体压缩的时候要放热，气体扩散的时候要吸热。”

李云鹤想了一下说：“对呀。”

张知木说：“制冷机就是根据这个原理制造的。”

张知木结合电冰箱的结构，给李云鹤画了一个原理图，告诉他：

压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备及冷却系统组成。

气体液体转换的物资就叫制冷剂，我们可以用我们容易得到的氨气做制冷剂。制冷剂在气体状态时，被压缩机加压后，经喉管流到制冷机背部的冷凝器，借散热片散热(物质被压缩后，温度就会升高)后，冷凝而成液体。液体的制冷剂进入蒸发器的活门之后，由于脱离了压缩器的压力，就立即化为蒸汽，同时向制冷机内的空气吸取汽化潜热引致制冷机内部冷却。汽化后的制冷剂又被压缩器压回箱外的冷凝器散热，再变为液体，如此循环不息，把制冷机的热能泵到箱外。

李云鹤听完张知木的讲解，又问了几个问题后说：“我大概明白了，你说的制冷原理。我觉得不应该会很难。”

张知木说：“你先搞出来一个试验的原理样机。以后我们的冷库就要用这东西制冷了，就不用冬天弄那么多冰了。再以后每一家都要有一个冰箱，吃不完的东西，放到冰箱里夏天也坏不了。房间太热的时候，可以吹出来冷风，那多凉快。也可以冻一些冰块给我们的炉前工降温，那多好。”

李云鹤也被张知木的描述感动了，说：“放心吧，我会组织几个好手做这件事儿。以后天热的时候，我们也可以冻成冰块，在大街上卖。”

张知木心里发乐，说：“对，在冰块里加点糖和香精更好卖。其实，我们好多生产过程都需要有制冷手段才能进行。”张知木没说出来冰激凌的事儿，不然又要解释一番。

和李云鹤说之后，张知木就起身说：“行啦，今天就到这里吧。我今天答应小青和小虎，晚上回家给他们做饭吃，孩子们好久没吃过我做的饭了。”

李云鹤说：“好吧，我也要回家了。有事我再来找你。”

可是他们推门出来时，才发现张炳臣和一个人在外间等着呢，李云鹤冲张知木一吐舌头说：“哈哈！我先走了。”

张知木只好把张炳臣和另一个人让进里屋，张知木觉得和张炳臣一起来的人有些眼熟，再看一下二人的表情，又仔细地看了一眼那个人，张知木发现他的脸上有点儿痕迹，马上明白了这是谁，说：“哎呀，是秦鹏将军，我一下子没敢认，看来你的脸上植皮是成功了。”

秦鹏激动地有些要流泪，说：“张总，我秦鹏真的是两世为人啊。您的大恩大德我将以犬马相报。”

看到秦鹏这样，张知木也有些动容，说：“秦将军，快别这样说。你我能相隔**，却在边关相逢，那是我们的缘分。现在你脸上的字都去掉了，可以堂堂正正出来见人，这太好了。我听欧阳鹤先生，对你的评价很高。我还没见到欧阳先生对谁有如此评价。我也可以负责人告诉秦将军，如果秦将军愿意和我们窑岗人一起奋斗的话，你的才能很快会有用武之地。”

秦鹏听了张知木的话一惊，问：“我秦鹏从今之后为张总马首是瞻。可是张总您的意思。。。？”

张知木说：“请将军不用顾忌，炳臣不是外人。我直接告诉你。朝廷已经逼着孙传庭出兵南下击敌，我们都不看好他这次出兵，如果他败了，我们就要有直接面对李自成的准备。所以说，你的军事才能还真的能用得上。”

秦鹏点点头，没在说别的。张炳臣看秦鹏和张知木不说了，他说：“秦将军的植皮手术是成功了。可是中间差一点出事儿。因为他缝的刀口，别处都长得很好，可是就有一点，鼓个小包，里面出脓了。我们吓坏了，用针刺破小包把脓挤出来之后，伤口奇迹般的长好了。”

张知木说：“那是感染了，要是有青霉素就好了。”

张炳臣问：“张总你说的啥青霉素，那东西就治感染吗？”

张知木说：“那东西专治感染的，效果奇好。”

张炳臣一听还有这样的好药，说：“张总，不管怎么样都要把这要搞到。我们的伤员好多都是死在这感染上，象秦将军这样自己好的太少见了。上次不是秦将军自己好了，你这次回来几见不到他了。由于担心再化脓，另两个人植皮的事儿，我们没敢再做，师傅说‘等天凉了再说。’”

张知木说：“这青霉素可没处买去，我们就得要自己想办法生产这东西了。”

张炳臣问：“这东西生产难吗？”

“说实话，我也没弄过，但是我知道很生产这东西很难。”张知木回答。

张炳臣说：“再难也要生产出来，这是人命关天的大事。”

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微积分公式，化学元素表；东征日本，南击麻逸；青霉素，注射器。--《南宋记忆》进展。