第961章 制氨法
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被父亲下令之後，李文全不敢怠慢，第二天便开始着手了解肥料生产的现状。
他先是去了城外的肥田粉作坊。
说是作坊，其实是附属於炼钢厂的一间厂房，占地不大，十几名工匠守着几口铅制的反应釜。
李文全在门口站了一会儿，看到工匠们将炼焦炉出来的煤气通入硫酸溶液中，反应後结晶出白色的硫酸铵粉末。
整个过程又脏又呛，煤气的刺鼻气味弥漫整个车间，工匠们脸上都蒙着一层灰黑的粉尘。
这座作坊的主事姓蒋，是京师钢铁厂的老工匠，被调过来管这摊子事。
他见李文全亲自来了，连忙迎出来，在围裙上擦了擦手：「李董事长，您怎麽亲自来了？这地方脏，屋里坐。」
李文全疑惑地看向这个主事，这名主事说道：「咱们作坊也是倭银公司投资的产业之一，我在倭银公司的董事大会上见过您。」
原来这也是倭银公司的产业啊。
倭银公司如今已经不是个简单的贸易企业，它将利润投入到京畿地区很多的工厂中，控制了不少产业。
李文全摆摆手说道：「不坐了，你跟我说说，这肥田粉一天能产多少？」
蒋主事挠了挠头：「实话说，一天也就三五百斤。咱们这作坊全靠炼钢铁产生的煤气，煤气多的时候能多产点，煤气少了就没法干。」
「钢厂那边也是看产量说话的，人家炼钢才是正事，咱们这肥田粉，说到底就是个搭头。」
他顿了顿说道：「产量上不去，销量也一直不大。京畿附近的农户，用肥田粉的也就那些种菜的大户，种粮食的小农户嫌贵，一亩田撒个二十斤肥田粉，成本比农家肥高出一大截，他们也舍不得。」
李文全点了点头，这个和他之前的市场调研结果一样。
化肥好不好？化肥能不能增产，经过这些年来的宣传，农户也明白化肥的作用。
但是化肥的价格对他们来说还是太高了。
李文全又问了几个细节。
蒋主事告诉他，现在用的方法是「回收法」，就是利用钢铁厂炼焦和造煤气时产生的氨气废气，导入硫酸中反应生成硫酸铵。
这个方法最大的问题就是完全依附於钢铁厂，钢铁厂不停产，才有氨气可回收，钢铁产量上不去，氨气的量也就上不去。
而且氨气在煤气中的含量本来就不高，提取效率也低，导致产量一直上不去。
离开作坊後，李文全又去了城东的农具铺子，找铺主聊了聊肥田粉的销路。
这座商铺也是当年东宫旗下的商铺，李文全在当今皇帝做太子的时候，负责过东宫旗下商铺的经营。
这掌柜也是李文全的老熟人了，当年筹建倭银公司的时候，他还想要将这个掌柜带去倭银公司，但是对方年事已高，不愿意去海外折腾拒绝了李文全。
掌柜说道：「说到底，还是产量太小，价格下不来。」
「要是能把产量翻个几番，把价格降下来，那农户肯定抢着买。」
李文全回到马车上，把今天打听到的信息在心里过了一遍。
回收法受制於钢铁厂的产量，大规模量产肯定不能靠这个。
如果要用硫酸铵，就得另想办法，不用废气回收。
但这涉及到化学反应工艺和新建工厂，投入和技术门槛都不低。
马车在长安街上哒哒前行，李文全靠在车壁上，闭上眼盘算着。
父亲说得对，化肥这事要是真做成了，不仅是赚钱的事，更是功在社稷的事。
也不知道实学会那边，陶学士能不能有办法。
等到李文全回到家中，却发现家中有客人。
管事的将他引入父亲的书房，武清伯李伟正在和一名中年人热情交谈。
「来来来，陶博士，这是犬子文全。」
接着李伟向李文全介绍道：「这是陶学士最器重的弟子，建工学院的博士祭酒陶勘陶博士。」
陶勘虽然是实学研究者，但也不是两耳不闻天下事的书呆子，知道李文全富可敌国。
而他是陶观的弟子，也清楚经费对於科研的重要性，热情地向李文全行礼。
李文全连忙向陶勘回礼。
陶勘向李文全说道：「李世子，实不相瞒，我已经研究了两年多的肥田粉。」
李文全示意他继续说。
「肥田粉是民间的叫法，按照陶师的命名方式，应该叫做硫酸铵。」
陶观能成为学士，除了他的众多发明之外，最重要的是两个贡献。
一个是他统一了化学的命名方法，他在苏泽的启发下，建立了一套化学物质命名方法，比如硫酸、硝酸，这套方法已经在化学研究的圈子里广泛使用。
第二个是他开始了定量分析，通过定量的分析，确定了物质的构成，将化学反应公式化和定量化。
在如今，这套方法已经被广泛接纳，甚至不是研究实学的产业界人士，比如李文全都能听得懂了。
陶勘从袖中取出一卷图纸，铺在桌上：「硫酸铵这东西，说到底就是氨气溶於硫酸生成的。」
「我仔细分析过，真正对庄稼起作用的，是氨气中含有的氮元素。而氨气这东西，味道和尿味一模一样。」
李文全皱眉问道：「这和尿有什麽关系？」
陶勘说道：「我做了个小实验。把新鲜的人尿密封加热，收集冒出来的气体，通入硫酸里，同样得到了硫酸铵的结晶。」
李文全愣了一下：「你是说肥田粉和农家肥，本质上是一样的东西？」
陶勘点头说道：「正是如此，农家肥之所以能肥田，是因为其中的含氮有机物在土壤中被微生物分解，缓慢释放出氨气。」
「而硫酸铵施入土中，遇水直接溶解，庄稼根系吸收更快。两者的真正有效成分，都是氨。」
李文全若有所思，手指轻轻敲着桌面。
陶勘继续说道：「所以问题的关键，就是如何大规模制造氨气。回收法只能依赖钢铁厂，产量永远上不去。」
「我这两年在建工学院的实验室里试了不少方法，最後摸索出一条可行的路子。」
李文全问道：「什麽路子？」
陶勘指着图纸上画的一个反应装置图：「我找到了一种方法，可以用电石制作氨。」
李文全没有听懂，示意他详细解释。
陶勘说道：「电石这东西，李世子应该知道，京师钢铁厂已经开始小规模生产了。它的本名是碳化钙，是煤和石灰石在电炉中高温熔炼出来的。」
「我发现的反应是这样的：把电石磨成粉末，先通入氮气进行反应生成新的化合物，这种化合物再加水，就能释放出氨气。」
「这个反应速度很快，可控性也比回收法强得多。只要把电石准备好了，生产一环接一环，不需要像回收法那样看钢铁厂的脸色。」
李文全眼睛一亮，如果肥田粉能够脱离钢铁厂独立生产，那产量不就上来了吗？
他连忙问道：「预计产量能有多大？」
陶勘说道：「如果设备够大，工艺够稳定，理论上产量可以比回收法高出几十倍。关键在於反应需要高温高压，这一点我目前还没完全解决。」
「高温高压？」李文全面色微紧，「要多少度？」
陶勘说道：「我试过几次，反应温度至少要在二百度以上，压力需要密封的反应容器，这样的条件，普通的铁锅铁釜承受不住，空气会膨胀漏气，甚至会炸开。」
李文全倒吸一口气：「那是会出人命的。」
陶勘点头：「是。所以我想建一座专门的容器，用厚壁的铁罐，罐体要能完全密封，内部要衬一层耐腐蚀的釉面或陶瓷。罐体外面加夹层蒸汽加热，把温度升上去。」
「还要装安全阀，当压力超过安全线时自动放气。」
李文全沉默了一会儿，问道：「这东西造得出来吗？」
陶勘说道：「能。京师钢铁厂已经在生产高炉用的铸铁件了，造这种厚壁罐体应该问题不大。」
「关键是加工精度和焊接手艺。如果季世子能帮我联系钢铁厂的巧匠，按照我的图纸铸造，我有信心造出来。」
李文全看向父亲李伟。
李伟说道：「工部那边，本会长还是能说得上话的，京师钢铁厂只要能造出来，咱们下订单购买就是了。」
李文全毕竟是商人，他更考虑成本问题。
他问道：「这工厂大概需要多少银元？」
陶勘说道：「我刚才算过，如果只建一座小型的实验装置，盖个厂房，连设备加材料，大约需要这个数。」
他伸出一根手指。
李文全倒吸一口气问道：「一万元？」
陶勘点头：「一万银元。如果实验成功，再扩建到能供应一府之地的大厂，後续投入恐怕要五万到十万元。」
这个投入还是超过了李文全的预算，但是他注意到陶勘说的是「一府之地」。
他问道：「一府之地？一座工厂，能够供应一府之地的农田？陶博士，你知道一府之地多少田吗？」
陶勘说道：「李世子，在下当然知道一府需要多少，但是这工业生产就是这样，只要工厂运转起来，就是日夜不休的生产，产量是非常巨大的。」
「李世子，还记得硫酸的价格吗？陶师说当年东宫商铺制作酱油的时候，绿钒是所有原料中最贵的，现在硫酸的价格呢？」
这下子李文全明白了，他点头。
硫酸是工业的重要原料，他也知道不少京畿的商人投资建设了硫酸工厂。
自从使用铅室法制作硫酸後，硫酸的产量大增，市场上的硫酸价格也连续走跌。
他也曾经去考察过硫酸工厂，见到一座硫酸工厂的产量後，他才熄灭了投资的想法，这已经是激烈竞争的市场了，不再是以往的暴利行业了。
不仅仅是硫酸，凡是工业化大规模生产的东西，价格很快都会落下来。
李文全咬了咬牙：「行。一万银元，我出了。但是陶博士，你要保证半年内看到成果。」
陶勘拱手：「李世子放心，我陶勘既然敢接这个活，心里是有底的。」
听到这里，李文全才算是稍稍安心。
陶勘既然是陶学士的得意门生，他这麽有把握，肯定是能办成的。
说定了工厂的事情，李伟又说道：「陶博士，再说磷肥的事情吧。」
陶勘说道：「其实会长和世子想错了，这磷肥反而是最容易的。」
「磷肥的原料不需要复杂的化工合成，直接开采天然矿物就行。」
「当年镇海伯经度航行时，在南海和东洋海域发现了很多堆积了鸟粪的海岛。这些鸟粪经过千百年堆积，已经形成了厚实的矿层，富含磷元素。」
李文全皱眉问道：「鸟粪也能做肥料？」
陶勘点头：「正是。鸟粪中含有的磷酸钙，磨成粉末後直接施用到地里，就有一定的肥效。」
「如果用硫酸处理一下，效果更好，可以制成过磷酸钙。陶师的实验室现在用的磷，都是从这些鸟粪石中提炼的。」
他顿了顿补充道：「京畿地区的磷肥需求不大，主要是因为产量上不去，价格下不来。但如果能大规模开采这些鸟粪石，成本就能大幅降低。」
「以世子在航海界的威望，组织船队去那些海岛开采运输，磷肥生产就能配套起来。」
李文全沉思片刻，问道：「这些海岛在什麽地方？距离大明远不远？」
陶勘答道：「具体航线，宫里有详细的海图，当年宸公公也有所记录。」
宸昊曾经作为宣慰使，和张敬修一起前往南洲，他的航海记录也存放在司礼监中。
「据陶师说，最远的一处距离广东不过半个月航程，近的就在琼州府以南。只要派几艘船，带足人手和工具，一年之内就能运回几千吨鸟粪石。」
李伟插话道：「那还等什麽？文全，你赶紧联系倭银公司的旧部，把船和人手调起来」」
。
李文全立刻说道：「行。我明日就去倭银公司，看看还有没有闲置的船。」
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整个过程又脏又呛，煤气的刺鼻气味弥漫整个车间，工匠们脸上都蒙着一层灰黑的粉尘。
这座作坊的主事姓蒋，是京师钢铁厂的老工匠，被调过来管这摊子事。
他见李文全亲自来了，连忙迎出来，在围裙上擦了擦手：「李董事长，您怎麽亲自来了？这地方脏，屋里坐。」
李文全疑惑地看向这个主事，这名主事说道：「咱们作坊也是倭银公司投资的产业之一，我在倭银公司的董事大会上见过您。」
原来这也是倭银公司的产业啊。
倭银公司如今已经不是个简单的贸易企业，它将利润投入到京畿地区很多的工厂中，控制了不少产业。
李文全摆摆手说道：「不坐了，你跟我说说，这肥田粉一天能产多少？」
蒋主事挠了挠头：「实话说，一天也就三五百斤。咱们这作坊全靠炼钢铁产生的煤气，煤气多的时候能多产点，煤气少了就没法干。」
「钢厂那边也是看产量说话的，人家炼钢才是正事，咱们这肥田粉，说到底就是个搭头。」
他顿了顿说道：「产量上不去，销量也一直不大。京畿附近的农户，用肥田粉的也就那些种菜的大户，种粮食的小农户嫌贵，一亩田撒个二十斤肥田粉，成本比农家肥高出一大截，他们也舍不得。」
李文全点了点头，这个和他之前的市场调研结果一样。
化肥好不好？化肥能不能增产，经过这些年来的宣传，农户也明白化肥的作用。
但是化肥的价格对他们来说还是太高了。
李文全又问了几个细节。
蒋主事告诉他，现在用的方法是「回收法」，就是利用钢铁厂炼焦和造煤气时产生的氨气废气，导入硫酸中反应生成硫酸铵。
这个方法最大的问题就是完全依附於钢铁厂，钢铁厂不停产，才有氨气可回收，钢铁产量上不去，氨气的量也就上不去。
而且氨气在煤气中的含量本来就不高，提取效率也低，导致产量一直上不去。
离开作坊後，李文全又去了城东的农具铺子，找铺主聊了聊肥田粉的销路。
这座商铺也是当年东宫旗下的商铺，李文全在当今皇帝做太子的时候，负责过东宫旗下商铺的经营。
这掌柜也是李文全的老熟人了，当年筹建倭银公司的时候，他还想要将这个掌柜带去倭银公司，但是对方年事已高，不愿意去海外折腾拒绝了李文全。
掌柜说道：「说到底，还是产量太小，价格下不来。」
「要是能把产量翻个几番，把价格降下来，那农户肯定抢着买。」
李文全回到马车上，把今天打听到的信息在心里过了一遍。
回收法受制於钢铁厂的产量，大规模量产肯定不能靠这个。
如果要用硫酸铵，就得另想办法，不用废气回收。
但这涉及到化学反应工艺和新建工厂，投入和技术门槛都不低。
马车在长安街上哒哒前行，李文全靠在车壁上，闭上眼盘算着。
父亲说得对，化肥这事要是真做成了，不仅是赚钱的事，更是功在社稷的事。
也不知道实学会那边，陶学士能不能有办法。
等到李文全回到家中，却发现家中有客人。
管事的将他引入父亲的书房，武清伯李伟正在和一名中年人热情交谈。
「来来来，陶博士，这是犬子文全。」
接着李伟向李文全介绍道：「这是陶学士最器重的弟子，建工学院的博士祭酒陶勘陶博士。」
陶勘虽然是实学研究者，但也不是两耳不闻天下事的书呆子，知道李文全富可敌国。
而他是陶观的弟子，也清楚经费对於科研的重要性，热情地向李文全行礼。
李文全连忙向陶勘回礼。
陶勘向李文全说道：「李世子，实不相瞒，我已经研究了两年多的肥田粉。」
李文全示意他继续说。
「肥田粉是民间的叫法，按照陶师的命名方式，应该叫做硫酸铵。」
陶观能成为学士，除了他的众多发明之外，最重要的是两个贡献。
一个是他统一了化学的命名方法，他在苏泽的启发下，建立了一套化学物质命名方法，比如硫酸、硝酸，这套方法已经在化学研究的圈子里广泛使用。
第二个是他开始了定量分析，通过定量的分析，确定了物质的构成，将化学反应公式化和定量化。
在如今，这套方法已经被广泛接纳，甚至不是研究实学的产业界人士，比如李文全都能听得懂了。
陶勘从袖中取出一卷图纸，铺在桌上：「硫酸铵这东西，说到底就是氨气溶於硫酸生成的。」
「我仔细分析过，真正对庄稼起作用的，是氨气中含有的氮元素。而氨气这东西，味道和尿味一模一样。」
李文全皱眉问道：「这和尿有什麽关系？」
陶勘说道：「我做了个小实验。把新鲜的人尿密封加热，收集冒出来的气体，通入硫酸里，同样得到了硫酸铵的结晶。」
李文全愣了一下：「你是说肥田粉和农家肥，本质上是一样的东西？」
陶勘点头说道：「正是如此，农家肥之所以能肥田，是因为其中的含氮有机物在土壤中被微生物分解，缓慢释放出氨气。」
「而硫酸铵施入土中，遇水直接溶解，庄稼根系吸收更快。两者的真正有效成分，都是氨。」
李文全若有所思，手指轻轻敲着桌面。
陶勘继续说道：「所以问题的关键，就是如何大规模制造氨气。回收法只能依赖钢铁厂，产量永远上不去。」
「我这两年在建工学院的实验室里试了不少方法，最後摸索出一条可行的路子。」
李文全问道：「什麽路子？」
陶勘指着图纸上画的一个反应装置图：「我找到了一种方法，可以用电石制作氨。」
李文全没有听懂，示意他详细解释。
陶勘说道：「电石这东西，李世子应该知道，京师钢铁厂已经开始小规模生产了。它的本名是碳化钙，是煤和石灰石在电炉中高温熔炼出来的。」
「我发现的反应是这样的：把电石磨成粉末，先通入氮气进行反应生成新的化合物，这种化合物再加水，就能释放出氨气。」
「这个反应速度很快，可控性也比回收法强得多。只要把电石准备好了，生产一环接一环，不需要像回收法那样看钢铁厂的脸色。」
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他连忙问道：「预计产量能有多大？」
陶勘说道：「如果设备够大，工艺够稳定，理论上产量可以比回收法高出几十倍。关键在於反应需要高温高压，这一点我目前还没完全解决。」
「高温高压？」李文全面色微紧，「要多少度？」
陶勘说道：「我试过几次，反应温度至少要在二百度以上，压力需要密封的反应容器，这样的条件，普通的铁锅铁釜承受不住，空气会膨胀漏气，甚至会炸开。」
李文全倒吸一口气：「那是会出人命的。」
陶勘点头：「是。所以我想建一座专门的容器，用厚壁的铁罐，罐体要能完全密封，内部要衬一层耐腐蚀的釉面或陶瓷。罐体外面加夹层蒸汽加热，把温度升上去。」
「还要装安全阀，当压力超过安全线时自动放气。」
李文全沉默了一会儿，问道：「这东西造得出来吗？」
陶勘说道：「能。京师钢铁厂已经在生产高炉用的铸铁件了，造这种厚壁罐体应该问题不大。」
「关键是加工精度和焊接手艺。如果季世子能帮我联系钢铁厂的巧匠，按照我的图纸铸造，我有信心造出来。」
李文全看向父亲李伟。
李伟说道：「工部那边，本会长还是能说得上话的，京师钢铁厂只要能造出来，咱们下订单购买就是了。」
李文全毕竟是商人，他更考虑成本问题。
他问道：「这工厂大概需要多少银元？」
陶勘说道：「我刚才算过，如果只建一座小型的实验装置，盖个厂房，连设备加材料，大约需要这个数。」
他伸出一根手指。
李文全倒吸一口气问道：「一万元？」
陶勘点头：「一万银元。如果实验成功，再扩建到能供应一府之地的大厂，後续投入恐怕要五万到十万元。」
这个投入还是超过了李文全的预算，但是他注意到陶勘说的是「一府之地」。
他问道：「一府之地？一座工厂，能够供应一府之地的农田？陶博士，你知道一府之地多少田吗？」
陶勘说道：「李世子，在下当然知道一府需要多少，但是这工业生产就是这样，只要工厂运转起来，就是日夜不休的生产，产量是非常巨大的。」
「李世子，还记得硫酸的价格吗？陶师说当年东宫商铺制作酱油的时候，绿钒是所有原料中最贵的，现在硫酸的价格呢？」
这下子李文全明白了，他点头。
硫酸是工业的重要原料，他也知道不少京畿的商人投资建设了硫酸工厂。
自从使用铅室法制作硫酸後，硫酸的产量大增，市场上的硫酸价格也连续走跌。
他也曾经去考察过硫酸工厂，见到一座硫酸工厂的产量後，他才熄灭了投资的想法，这已经是激烈竞争的市场了，不再是以往的暴利行业了。
不仅仅是硫酸，凡是工业化大规模生产的东西，价格很快都会落下来。
李文全咬了咬牙：「行。一万银元，我出了。但是陶博士，你要保证半年内看到成果。」
陶勘拱手：「李世子放心，我陶勘既然敢接这个活，心里是有底的。」
听到这里，李文全才算是稍稍安心。
陶勘既然是陶学士的得意门生，他这麽有把握，肯定是能办成的。
说定了工厂的事情，李伟又说道：「陶博士，再说磷肥的事情吧。」
陶勘说道：「其实会长和世子想错了，这磷肥反而是最容易的。」
「磷肥的原料不需要复杂的化工合成，直接开采天然矿物就行。」
「当年镇海伯经度航行时，在南海和东洋海域发现了很多堆积了鸟粪的海岛。这些鸟粪经过千百年堆积，已经形成了厚实的矿层，富含磷元素。」
李文全皱眉问道：「鸟粪也能做肥料？」
陶勘点头：「正是。鸟粪中含有的磷酸钙，磨成粉末後直接施用到地里，就有一定的肥效。」
「如果用硫酸处理一下，效果更好，可以制成过磷酸钙。陶师的实验室现在用的磷，都是从这些鸟粪石中提炼的。」
他顿了顿补充道：「京畿地区的磷肥需求不大，主要是因为产量上不去，价格下不来。但如果能大规模开采这些鸟粪石，成本就能大幅降低。」
「以世子在航海界的威望，组织船队去那些海岛开采运输，磷肥生产就能配套起来。」
李文全沉思片刻，问道：「这些海岛在什麽地方？距离大明远不远？」
陶勘答道：「具体航线，宫里有详细的海图，当年宸公公也有所记录。」
宸昊曾经作为宣慰使，和张敬修一起前往南洲，他的航海记录也存放在司礼监中。
「据陶师说，最远的一处距离广东不过半个月航程，近的就在琼州府以南。只要派几艘船，带足人手和工具，一年之内就能运回几千吨鸟粪石。」
李伟插话道：「那还等什麽？文全，你赶紧联系倭银公司的旧部，把船和人手调起来」」
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李文全立刻说道：「行。我明日就去倭银公司，看看还有没有闲置的船。」
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