第二十三章 深固根本（九）

　　十二月份的平安镇天气已经开始逐渐转暖了，平安县城（平安镇）北方的桔树乡（原桔树村）内一座新的工厂已经初见雏形。由于北方火药厂和新规划中的这座极为重要的第一化工厂的相继落户，这个原本以农业为主、工业只有一座小小的水果罐头加工厂的北方乡村地区陡然间涌进了数百常住人口，以及数量更为庞大的南非建筑队劳务工。

　　人口激增后，平安县县长钱浩干脆向政务院申请将桔树村撤村设乡，日前已经获得批准。桔树乡成功设立后，平安县的辖下已经囊括了平安镇、煤河乡、桔树乡这一镇两乡三块地区，在坐稳了北方第一重镇的同时，平安县无论是人口规模还是工农业产值都开始直追位于南方的东方县，而其在执委会心目中所占据的分量也越来越足。

　　眼下桔树乡这间新设立的第一化工厂厂长由自然科学研究院化学所的所长宋强兼任，该厂现阶段的生产产品主要是硫酸。是的，你没看错，在迁延多日、并解决了一系列的前置问题后，硫酸这种极端重要的化工基础原料的生产终于可以进入实质性操作阶段了。

　　从去年开始，随着国内工业化进程的逐步加深，各行各业（如造纸、印染、纺织等）对硫酸产生了不小的需求。为此，自然科学研究院的几名穿越众化学老师带着一帮学生开始了工业化生产硫酸的尝试。

　　虽然早已在实验室的情况下成功制备了大量浓硫酸，但是工业化生产与实验室制备却是完全不同的两个概念。这帮人首先开始研究的是耐酸材料，即耐酸砖和耐酸水泥。耐酸水泥的研究目前还没有太大进展，不过耐酸砖却已经成功烧制了。河南玻璃厂、建筑材料厂的技术员们经过大半年的研究与试制，已经在数月前成功烧制出了一批二氧化硅含量高达70%的耐酸砖，经试验对各种无机强酸的耐性都很强，完全可以应用在硫酸的工业化生产之中。

　　工厂的主要设备、生产线和厂房都是由宋强设计的。而政务院为了表示自己的重视程度，更是指令交通部技术力量最雄厚、经验最丰富的建设一局（目前一共五个局）承建，就是为了保障整个厂区建设和设备安装的质量。

　　宋强本人从未从事过硫酸生产行业，对于早期的生产硫酸方法的印象也只存在于以前在某份杂志上看到过的土法生产硫酸的文章。不过这并不妨碍他和几名同事们群策群力，通过讨论、实验逐步还原出了工业制取硫酸的生产步骤。

　　第一化工厂的主要生产设备是七座生产塔，分别是第一至第四生成塔、氧化塔和第一、第二吸收塔，此外还有一些卫生塔、捕雾器之类的尾气清洁装置。

　　制取硫酸的原料是硫磺和一些实验室制备出来的含硝硫酸。单质硫磺（也可是金属硫化物，如黄铁矿等）在焚烧炉内燃烧，所产生的炉气（其中二氧化硫约占7%）经过除尘室后进入第一生成塔底部，与从顶部淋洒下来的含硝硫酸（含有亚硝基硫酸HNSO5）相遇。亚硝基硫酸在炉气的高温作用下水解脱硝，生成硫酸（H2SO4）和许多氮的氧化物（三氧化二氮N2O3）。

　　这些氮的氧化物具有强氧化性，可将二氧化硫（SO2）氧化成三氧化硫（SO3），三氧化硫可与水反应生成硫酸，同时放出大量的热。

　　而氧化过程中再次产生了大量的氮的氧化物（NO），而NO可以与氧气反应再次生成二氧化氮（NO2）。从此可以看出，一氧化氮、二氧化氮这些氮的氧化物其实只是起一种催化剂的作用，在消耗的同时又不断生成新的，可以被循环利用。而在此过程中，硫酸也在不断生成。

　　从第一生成塔出来的炉气（大约反应掉了40%的二氧化硫）依次通过后面三个同样的硫酸生成塔后，进入氧化塔，此时二氧化硫已大部分被反应掉，剩下的气体主要成分为NO。NO被部分氧化，然后进入后面的第一、第二吸收塔，被塔顶淋洒下来的硫酸吸收生成亚硝基硫酸，从而实现的了氧化氮类的回收利用。最后的尾气则经由卫生塔、捕雾器后进入烟囱，排放于大气之中。

　　整个生产流程设计巧妙，可实现循环生产、重复利用。其中，第一生成塔出来的硫酸已经脱硝，冷却后经由管线导出，部分作为成品，部分作为后面两个塔（第一、第二吸收塔）的淋洒酸。而第一、第二吸收塔出来的酸（含硝基硫酸），又可作为前面几个塔（第一、第二、第三、第四生成塔）的淋洒酸，氧化塔因无填充物而不进行酸的淋洒，整个过程实现了循环生产。

　　在这条生产线中，宋强等人充分发挥了自己的聪明才智，没有照搬历史上18、19世纪的欧洲铅室法、塔式法制取硫酸的套路，而是依据实际情况进行了大胆的改进，整体技术已经达到了20世纪初的水准。比如除尘室就是欧洲本来没有的设计，再比如加热炉气的管道（以保持炉气温度）也是原来没有的设计。

　　生产线的核心设备“塔”是用耐酸砖粉料在窑中整体烧制而成的，呈圆筒状，安放在地面上。底部有填充料，为耐酸的玻璃球、石英块、焦炭等，这是为了增大反应面积。塔的顶部是一个装淋洒酸的淋酸盆，同样用耐酸材料制成。淋酸盆底部是一些小孔，以便让淋洒酸下漏到塔内。

　　在欧洲人早期生产过程中，他们都是让工人提着一个装满淋洒酸的大桶往淋酸盆内倾倒硫酸，在这个过程中酸液很容易溅出，从而造成事故。而在宋强的设计中，他大胆采用了虹吸原理设计了一个自动加酸装置。

　　即在淋酸盆旁边高处放置了一个底部有管道直通淋酸盆内的、装满酸液的大酸瓶，大酸瓶的顶部还另有一根管道垂下来。当加酸的工人提着酸桶过来后，他只需将酸瓶顶部垂下来的管道接入酸桶内酸液液面下方，然后将酸瓶通往淋酸盆的管道打开。酸瓶内的酸液进入淋洒盆后，酸瓶内酸液液面下降，此时大气压便开始将酸桶内的酸液开始压入酸瓶内，使酸瓶内的酸液液面始终保持一定高度，从而实现自动加酸。

　　而卫生塔和捕雾器的设计就更是独一无二了。要知道，早期欧洲的硫酸生产作坊那可真是一种极为严重的污染源，经常遭到厂区附近居民抗议从而被迫四处搬迁，其主要原因就是那时候的生产商并不会对生产过程中产生的尾气（少量二氧化硫、一氧化氮以及酸雾）进行处理。而在宋强的设计中，尾气在被排放进大气之前要先进入卫生塔，卫生塔内放置有浓硫酸，可将尾气中的二氧化硫、一氧化氮吸收掉；剩下的尾气再进入捕雾器（一个密闭容器，内部放满焦炭）吸收掉酸雾，最后的气体经由烟囱排入大气。此处的烟囱要造得尽量高，以便抽气。

　　而在卫生塔之前，化学所内有人提出是否可加装一个蒸汽抽风机，以使前面几个塔内部保持负压，从而让气体顺利按照次序通过各个塔，最后进入卫生塔、捕雾器后排入大气。宋强想了想后觉得这个主意还是不错的，因此果断从善如流，又加上了这个设计。

　　六个圆柱形“塔”的直径为1.2米，高度为1米，建造完成并投入实际生产后，预计每日可出成品硫酸1吨左右，而纯度则大约在70%以上。如果整个生产工艺流程控制得比较出色的情况下，大约可制得纯度为75%左右的硫酸。这些硫酸到时候还要拿到隔壁的蒸浓车间内进行蒸煮，以制得能够为工业生产所使用的浓硫酸。

　　整个硫酸的生产工艺、流程全部依托现有的技术和工业水平，而且兼顾到了经济效益，即放弃了昂贵的铅室法（而且铅室法会产生很多杂质），全部设备几乎全是由不怎么值钱的红砖耐火砖（焚烧炉）、耐酸粉料（反应塔）、玻璃（酸瓶）等制成，成本低廉到不可思议。

　　有了浓硫酸后，华夏东岸共和国的化工工业才能算是真正打开了局面。此后，盐化工（氯化钠与浓硫酸反应制取盐酸和硫酸钠）可以逐步发展起来了，而小规模工业化制取硝酸（硝酸钾与浓硫酸反应）的可行性也逐步进入了化学所一帮技术员的眼帘内。

　　总而言之，第一化工厂硫酸生产线的顺利投产与否对于华夏东岸共和国工业发展的影响是深远的，对于国家产业升级和工业进步的促进作用也是不言而喻的。毕竟，只有重工业的发展进步才能代表一个国家工业水平的进步，而三酸两碱这样的基础化工又是重工业的根本之一，发展好这些产业，是深固国家工业根本的大事。(未完待续。)


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