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由于心里揣着坑旅长的心思,所以林言这段时间干事精力相当充沛,面试学生的速度也快上三成。
面试完毕后连休息都没有,连夜马不停蹄地赶往辽省的化工厂,准备开始制炸弹。
而林言在火车上经过各种深思熟虑后,决定第一步先是煤炭制氨乃至制硝酸铵。
煤炭制氨除了能制造氨以及铵化合物外,焦煤油的副产物还能用来提炼甲苯。
而混合炸弹的原材料是TNT+硝酸铵+铝粉,而TNT的原材料是甲苯+浓硝酸+浓硫酸,刚好能用煤炭制氨的副产物焦煤油,并且制造的硝酸在加浓后也可以用来制造TNT。
不仅如此,铝粉的制造业需要用氮气做保护气,而煤炭制氨的时候会顺带将液氮分馏的科技树点出来,所以制氨就是一切炸药的起点。
很多人可能不知道,制氨最难的并不是制氮,而是制氢。
这时候的科学界已经点亮煤炭制氢法与电解水制氢法,但哪怕在大力提倡环保的2026年,我国用煤炭制氢的吨数超过2300万吨,而电解水制氢的吨数仅仅不足25万吨。
而1958年这时候的技术远远不如后世那般先进,所以这时候如果选电解水制氢法完全属于是自讨苦吃,林言毫不犹豫地选择煤炭制氨。
煤炭制氢乃至制氨的理论其实相当简单:
煤和焦炭进煤气发生炉,出来半水煤气,经过脱硫、变换、脱碳,送进合成塔,在高压下生成液氨,这便是煤炭制氨法。
液氨通过奥斯特瓦尔德法进行氧化,NH3先被氧化成NO,再被氧化成NO2,最后融入水,得到稀硝酸。稀硝酸浓缩后与氨气在中和器里反应,生成硝酸铵溶液。
得到溶液后,经过浓缩、熔融、冷却等方法形成固态颗粒,最后筛分、包装、入库。
整个硝酸铵的制造理论过程,可以说是普通的高中生都能看懂,但实际操作却是处处卡脖子:
第一关是合成氨的压缩系统。
普通情况下,N2和H2哪怕是在高压情况下,生成的NH3比例都相当低,而且一旦压力变低或者处于常态下,NH3会渐渐自动分解成N2和H2,所以正常情况下转化率只有10%~20%,大部分的原料还没进行反应便出来。
所以如果不想原料浪费的话,必须要制造压缩机把低压原料重新压回高压系统中。
但压缩机分为往复式压缩机以及透平式压缩机,往复式压缩机效率高,压力范围大,可以做到高压、超高压;
但缺点是流量小、震动大,易损件多、机器需要经常维护等等。
而透平式压缩机流量大、运转平稳、易损件少;只不过高压不如往复机,一般属于中低压,一直到70年代以后,大型化肥厂才普遍用透平式进行高压。
这时候1958年,中国连第一台透平式压缩机的图纸都没有,更别提高压作业的透平式压缩机,哪怕林言都暂时没法以当前条件立刻制造。但为了能稳定大量的生产,林言只能结合两者的优势,随后用土进行改造:
先用B级母机加工气缸、活塞环、填料函和高压阀门,先把密封和耐压做稳,再慢慢把系统从“能转”改成“能连续稳定转”。
而搞了这么多,才仅仅是弄出初代压缩机,在制氨工业仅仅只跨了一小步。
接下来还有2关硝酸、3关中和、4关蒸发,5关造粒等等卡人的工序。
硝酸关:硝酸对设备的腐蚀性特别强,而且根据浓度不同,需要的材质愈发特殊高级。而且有的存储地方是罐头,有的是吸收塔,还有的是管道,所以为了方便加工制造以及避免被腐蚀,林言还得用各种材料进行组合搭配,并满足硝酸制造过程中需要用到的综合法、常压氧化、加压吸收等等工艺,可谓是困难重重。
中和关:氨气和稀硝酸在反应堆中反应生成硝酸铵时,中和的pH值必须要卡死,否则偏酸容易产品结块、偏碱氨损失大,林言又要设计一个精度极高的pH计才行。
造粒关:熔融硝铵从造粒塔顶喷下来,在塔里下落的过程中冷却成颗粒。造粒喷头的孔径和喷射角度决定颗粒的大小和均匀度,喷头加工精度不够,颗粒大小不一,储存的时候容易结块。
为了克服这些困难,林言带着学生们足足搞了2个多月,期间又毕恭毕敬地磕了两次头和两张机魂愉悦卡,这才将初代的硝酸铵厂线给弄出。
然而,这仅仅只是制造混合炸弹的第一步,第二步便是批量生产TNT这头拦路虎。
TNT的生产在中国也是有的,1921年到1922年间,广州石井兵工厂曾试制出TNT;
1924年前后,东三省兵工厂从德国引进三段硝化法设备,开始成规模生产TNT,月产从12吨逐步提高到120吨。
抗战时期,延安自然科学院也曾小范围制得三硝基甲苯,但产量相当低。
真正能称得上是中国工业化的TNT产线,是1964年建成的甘肃白银805厂,足足是6年后,而且开始的产量也并不高。
而林言为了要保证国家的炮弹产量,准备暂时忽略废酸回收、粉尘污染、工人中毒等等这些因素,以保证TNT产量为目的,进行工艺的生产设计。
没有办法,如果想要保障环境和工人安全问题,那他必须要攻克:连续沉降槽、薄膜蒸发、废酸浓缩塔、碱液吸收塔、结晶离心机等等的科技树,
这一套组合拳下来,至少也得花个一年半载的时间,期间万一出了什么变故的话,那真的是黄花菜都凉了。
所以林言只能牺牲工厂工人的身体健康为代价,先满足国家的TNT需求。
但即使这样,初代的TNT产线工厂依旧需要点亮焦化粗苯精馏、合成汽油C7馏分环化、间歇式三段硝化三段的科技点,并且搓出密封硝化锅、夹套冷却、人工或半自动加料、防腐蚀高精温度计压力表、结晶机等等仪器设备。
又是近两个月过去,这条产线最终建成,第一个月的月产量超过500吨,并且纯度接近95%,可以勉强满足国家航弹的需求。
但车间内的安全性相当堪忧,无论是温度失控、搅拌转停、污染、中毒等等都存在相当多的隐患,放在后世完全是属于黑心工厂级别。
然而这还没完,还有铝粉的制造。
铝粉很容易爆炸,只要含氧量超过8%就会爆炸(空气本身含氧量21%),而且碰到悬浮粉尘也会爆炸。
所以这玩意想制造的话,不仅需要技术,而且相当的危险。
哪怕林言已经提前掏出当时国内还没有引进的氮气雾化法,来降低铝粉爆炸的风险,
可由于这种产品本身危险度就相当的高,所以就算林言已经竭尽全力,甚至对机器求爷爷告奶奶,这条产线上每隔一段时间依旧会出现爆炸事故,甚至有些事故严重到让工人无法复工。
但是没有办法,这便是这个年代搞军工的残酷之处,许多工人乃至厂领导都在搞枪炮实验的时候牺牲。例如1963年天津铝制品厂因铝粉爆炸,直接导致19人死亡、24人受伤,甚至1949年试制枪炮阶段,亲自实验的厂长吴屏周当场殉职。
那个年代搞军工的,伤亡全都是写在岗位责任书里,甚至许多还在岗位上的老工人,身上或多或少都有些残缺,例如脸上几道坑坑洼洼的疤、少一节小指头等等,几乎是家常便饭。
因此,当林言的产线出现许多事故,乃至存在各种安全隐患时,
这些工人们不仅没有丝毫的抱怨和不满,反而还各种鼓励和夸赞林言,说是林言已经是相当厉害,不仅搞出了他们从未见过的高精度生产线,而且产线的事故概率在军工中也算是极低的存在,所以他们已经相当满意,希望林言不要因为他们的安全问题而耽搁生产进度。
林言这时候才彻底明白,什么叫鱼与熊掌不可兼得。为了国家整片领土的安全,他只能牺牲这些工人们的生命安全换取产量和时间,在将硝酸铵、TNT和铝粉三配套全都制造完毕后,便进入最后的组装阶段——
混合炸弹!