陳憲打算按照資料嘗試建設(shè)一個(gè)小型的鉛室法硫酸反應(yīng)裝置。
早期的鉛室法比較簡(jiǎn)單,就是將硫磺和硝石一起煅燒,將煅燒產(chǎn)生的高溫混合氣體通入一個(gè)鉛室中,再在鉛室中噴淋少量的水或者水蒸氣,讓煅燒硫磺和硝石產(chǎn)生的二氧化硫,三氧化二氮以及水進(jìn)行反應(yīng),生成硫酸。
因?yàn)殂U室法的生產(chǎn)過(guò)程中,屬于氣體反應(yīng),氣體體積大,反應(yīng)后酸霧凝結(jié)成液體的時(shí)間也比較長(zhǎng),如果連續(xù)往一個(gè)鉛室中通入混合氣體,就難免會(huì)造成未反應(yīng)的氣體溢出,而造成浪費(fèi)。
另一方面,這個(gè)反應(yīng)也是一個(gè)放熱反應(yīng),為了放熱,鉛室也必須做的足夠大。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,人們想出了串聯(lián)多個(gè)鉛室的方法,讓混合氣體連續(xù)不斷的通過(guò)一個(gè)又一個(gè)鉛室,既延長(zhǎng)了反應(yīng)時(shí)間,讓反應(yīng)更加充分,又讓多個(gè)鉛室分擔(dān)了反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。
這個(gè)原理對(duì)于有一定化學(xué)基礎(chǔ)的高中生來(lái)說(shuō),理解起來(lái)都不算太難,陳憲也很容易看明白。
他按照這個(gè)原理,設(shè)計(jì)了一個(gè)微型的鉛室反應(yīng)線。
陳憲首先設(shè)計(jì)了一個(gè)長(zhǎng)方形的爐子,這個(gè)爐子長(zhǎng)兩米,高一米,寬五十公分,在爐子的上半段的爐壁上開(kāi)著一個(gè)個(gè)十公分粗的圓孔。
陳憲又讓人燒制了一批類(lèi)似保齡球形狀的陶瓶,瓶口朝外,鑲嵌在了爐壁上的圓孔內(nèi),瓶子的底部穿過(guò)爐壁,伸入了爐子內(nèi)部。
爐子點(diǎn)燃,就能對(duì)這些陶瓶底部進(jìn)行加熱;當(dāng)陶瓶中裝入硫磺和硝石的混合物后,一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生二氧化硫和三氧化二氮混合氣體的反應(yīng)爐就成功了。
陳憲又用鉛做了管子,接在陶瓶的瓶口上,鉛管連接到一個(gè)更粗的鉛管中,鉛管有兩條,沿著爐子兩側(cè)鋪設(shè),用來(lái)接收陶瓶中產(chǎn)生的混合氣體。
混合氣體被連通到幾個(gè)串聯(lián)在一起的鉛桶上。
這些鉛桶呈圓柱形,兩端成圓錐形,被樹(shù)立在水泥基座上。
鉛室法硫酸生產(chǎn)線的鉛室,在最開(kāi)始時(shí)被做成方形,但在后來(lái)的生產(chǎn)中,人們發(fā)現(xiàn),方形的鉛室中有許多反應(yīng)死角,氣流無(wú)法流通。
后來(lái)人們將鉛室設(shè)計(jì)成又細(xì)又高的長(zhǎng)方形……
經(jīng)過(guò)上百年的演變,反應(yīng)塔才被改進(jìn)成圓柱形。
陳憲的這個(gè)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)就已經(jīng)不知道是站在多少前人的肩膀上。
……
混合氣體從鉛桶下端小孔中通入,水從上錐形的尖端淋下,水淋入鉛桶后,在高溫的混合氣體的加熱下,迅速變成蒸汽,和混合氣體發(fā)生反應(yīng),生成硫酸。
由于混合氣體不斷涌入,水蒸氣不斷產(chǎn)生,鉛桶中的氣壓增大,在氣壓的作用下,多余的氣體通過(guò)圓筒上段的一個(gè)鉛管通往下一個(gè)相同外形的鉛桶的下端入氣口……
在鉛桶中生成的酸霧漸漸凝結(jié),降落在鉛桶的底端,并通過(guò)鉛桶最底端錐形尖端的出料口,流入下面的細(xì)口陶罐中,被收集起來(lái)。
經(jīng)過(guò)幾次調(diào)試改進(jìn)后,這個(gè)微型的鉛室法硫酸生產(chǎn)線就成功的生產(chǎn)出了硫酸。
鉛室法硫酸生產(chǎn)線,無(wú)論從原理上,還是從工藝上,都沒(méi)有什么太大的難點(diǎn),以陳憲掌握的手段,建造起來(lái)并不困難。
不過(guò),光是生產(chǎn)出硫酸還并不算成功,原料的配比,噴灑水量的多少,都需要掌握,才能生產(chǎn)出雜質(zhì)比較少,濃度比較高的硫酸。
好在再那位網(wǎng)絡(luò)寫(xiě)手的資料中有元素周期表和鉛室法的反應(yīng)方程式。
根據(jù)這兩樣?xùn)|西,陳憲就能比較容易的計(jì)算出各種原材料和添加劑的比例,再通過(guò)實(shí)驗(yàn),就能將各種原料的配比固化下來(lái)。
最終,陳憲生產(chǎn)出了濃度在百分之七十左右的濃硫酸。
百分之七十的濃硫酸經(jīng)過(guò)加熱蒸餾,就能得到98%的濃硫酸。
有了濃硫酸,就缺濃度95%以上的酒精了。
這個(gè)時(shí)代酒不難找,但95%的高濃度酒精就不可能存在了。
陳憲只能通過(guò)先反復(fù)蒸餾來(lái)提高酒精的濃度;最后再通過(guò)生石灰去吸取酒精中最后的水分,終于得到了足夠濃度的酒精。
真正的難度反而是初中課上看似簡(jiǎn)單的制取乙醚的實(shí)驗(yàn)。
最大的困難并不是不知道制取乙醚所需的溫度,最大的困難是沒(méi)有溫度計(jì)!
沒(méi)有溫度計(jì),這個(gè)實(shí)驗(yàn)就變得難以控制。
以陳憲現(xiàn)在掌握的技術(shù),制造溫度計(jì)完全是癡人說(shuō)夢(mèng),他連制造玻璃的能力都沒(méi)有。
沒(méi)有溫度計(jì),陳憲只能用笨辦法,為了調(diào)節(jié)溫度,他制作了一個(gè)可以調(diào)節(jié)高度的爐子,通過(guò)調(diào)節(jié)爐子高度,控制加熱陶瓶和熱源的距離,來(lái)控制加熱的溫度。
為了取得盡量穩(wěn)定的熱源,他命令手下制作了重量完全一致的煤球,每次加入爐子的煤球要完全一致,爐子要做的密不透風(fēng),唯一的通風(fēng)口要標(biāo)記刻度……
他想到了一切自己能想到的方法來(lái)控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境,又用了一個(gè)多月的笨功夫,才終于穩(wěn)定的制造出了乙醚……
在制造硫酸的過(guò)程中,陳憲也在反復(fù)的閱讀當(dāng)年他從網(wǎng)絡(luò)寫(xiě)手的資料中抄錄的一些化工資料。
硫酸被稱(chēng)為化工之母,因?yàn)樗堑谝环N被制造出來(lái)的化學(xué)工業(yè)品,三酸中的其他兩種酸,都可以用硫酸制取,純堿也可以用硫酸制取,而純堿可以用來(lái)制造燒堿。
也就是說(shuō),以硫酸為基礎(chǔ),三酸兩堿就都可以制造出來(lái)。
有了三酸兩堿,就有了化工業(yè),有了三酸兩堿,陳憲的肥皂工廠就不用繼續(xù)使用草木灰作為原料。
硫酸,硝酸還能用來(lái)制造化肥……
硫酸的制取,好像一下子就給陳憲打開(kāi)了一道大門(mén)……
就在陳憲一心撲在化學(xué)實(shí)驗(yàn)上的時(shí)候,一場(chǎng)針對(duì)他的更大的危機(jī)正在慢慢的醞釀!
……
經(jīng)過(guò)這次戰(zhàn)爭(zhēng),陳憲希望能給自己贏得一年左右的穩(wěn)定發(fā)展期,好讓他消化勝利果實(shí),同時(shí)積蓄力量,最后一口吞下整個(gè)沂源平原。
他覺(jué)得自己的這個(gè)愿望并不過(guò)分。
作為魯西南地區(qū)最大的綠林魁首,連官府都輕易不愿招惹的劉二祖,被自己一舉擊潰,這足以震懾附近的大多數(shù)勢(shì)力,從而給自己贏得一個(gè)比較寬松的發(fā)展環(huán)境和機(jī)會(huì)。
但事實(shí)往往事與愿違。