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中国现代化学工业的先驱者

中国现代化学工业的先驱者

 在中国化学工业史上,论文联盟http://有一位杰出的科学家,为祖国的化学工业事业奋斗终生,并以独创的制碱工艺闻名于世界,他就像一块坚硬的基石,托起了中国现代化学工业的大厦,这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。侯德榜一生在化工技术上有三大贡献。第一,揭开了苏尔维氨碱法制纯碱的秘密;第二,创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法;第三,为发展小化肥工业做出了巨大的贡献。
  1890年8月9日侯德榜生于福建省闽侯县一个普通农家。自幼半耕半读,勤奋好学,有“挂车攻读”美名。后来在姑妈的资助下来到福州英华书院学习。他目睹外国工头蛮横欺凌我码头工人,耳闻美国的旧金山种族主义者大规模迫害华侨、驱逐华工等令人发指的消息,使之产生了强烈的爱国心。他曾积极参加反帝爱国的罢课示威。后来又就读于上海闽皖铁路学院。毕业后,在英资津浦铁路当实习生。这期间,侯德榜进一步感受到帝国主义者凭技术经济优势对贫穷落后的中国和人民进行残酷剥削与压迫,立志要掌握科学技术,用科学和工业来拯救苦难的中国。1911年,侯德榜考入北平清华留美预备学堂,以10门功课1000分的优异成绩被保送入美国麻省理工学院化工科学习。后又入普拉特专科学院、哥伦比亚大学研究院学习研究制革,1921年获博士学位。
  在国外留学时,他时刻怀念祖国,惦记着处于水深火热中的苦难同胞。此时侯德榜在纽约遇到赴美考察的陈调甫先生。wwW.11665.cOm原来陈调甫先生是受爱国实业家范旭东的委托,为在中国兴办碱业特地到美国来物色人才。当陈先生介绍帝国主义国家不仅对我国采取技术封锁,而且利用我国缺碱而卡我国民族工业的脖子的情况时,具有强烈爱国心的侯德榜马上表示,“可以放弃在美国的舒适生活,立即返回祖国,用自己的知识报效祖国。”
  1921年10月侯德榜回国,出任范旭东创办的永利碱业公司的技师长(即总工程师)。他深刻地体会到创业之艰难,要创业首先需要实干的精神,他脱下了白领西服,换上了蓝布工作服和胶鞋,身先士卒,同工人们一起操作。哪里出现问题,他就出现在哪里,经常干得浑身汗臭,衣服中散发出酸味、氦味。他这种埋头苦干的作风赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下,技师、工人们团结一心,为建成中国自己的碱厂而奋战。
  突破氨碱法制造纯碱的奥秘
  1861年比利时人苏尔维发明了氨碱法制纯碱,它的原理虽然很简单,即把氨气通入食盐水,然后向氨盐水中通二氧化碳,生产溶解度较小的碳酸氢钠,再将碳酸氢钠过滤出来,经焙烧得到纯净洁白的碳酸钠。但是具体的生产工艺却为外国公司所垄断,所以侯德榜要掌握此法制碱,得完全靠自己进行摸索,困难是很多的。且不说工艺设计、材料选择、设备的挑选和安装等经过了一个又一个难关,仅从试生产的过程也可略见一斑。其中包括蒸氨堵塔、巨震、碳化塔液泛、结疤,煅烧炉结疤、咬刀、烧裂、产品带色等重大技术问题。例如干燥锅结疤了,浑圆的铁锅在高温下停止了转动,时间长了后果是很严重的。技师们都急得团团转,侯德榜果敢地拿起玉米棒子粗的大铁杆往下捅,操起10~15公斤重的铁杆上下捅可不比举重运动员举杠铃轻松,累得他双眼直冒金星,汗水湿透了工装。他觉得单靠力气难于解决这一技术问题,经过大家商量,他们采用加干碱的办法终于使锅底上的碱疤脱水掉下来。
  侯德榜奋不顾身地把全部身心都扑到了生产上,从调换碳酸化塔的水管,另行设计分解炉,到多次加强冷却设备,改造过滤机以及处理不断发生的生产故障,他都以探索者的勇气、生产者的细心和科学家的严谨来对待。1924年8月13日,永利碱厂正式投产。正当大家兴高彩烈地等待雪白的纯碱从烘烧干燥炉中出来时,出现在眼前的却是暗红色的纯碱。这无形给大家泼了一盆冰水。作为总工程师的侯德榜冷静地去寻找事故的原因,经过分析他很快就发现纯碱变成暗红色是由于铁锈污染所致。随后他们以少量硫化钠和铁塔接触,致使铁塔内表面结成一层硫化铁保护膜。再生产时纯碱变成纯白色了。日产180吨纯碱的永利碱厂终于矗立在中国大地上。侯德榜彻底掌握了氨碱法制碱的全部技术秘密,而且比苏尔维法有所创造,有所改进。1926年8月,永利碱厂生产的“红三角”牌纯碱在美国费城举办的“万国博览会”上荣获了金质奖章,并被誉为“中国工业进步的象征”。
  永利制碱公司曾长期遭受别人垄断技术、独霸市场的折磨,多次濒临夭折,侯德榜对此感受很深,在碱厂生产成功之后,他不愿看到后来人再受箝制。他坚守老师杰克逊的铭言:“科学技术是属于全人类的,它应该造福于人类”,他说:“我们决不做第二个苏尔维,第二个卜内门”,决心把自己多年实践获得的制碱技术经验公布于世。范旭东对此大为赞赏、支持。1933年,侯德榜用英文撰写了《纯碱制造》一书,作为美国化学会丛书之一,在纽约出版。这本书的出版,结束了氨碱法制碱技术被垄断、封锁的历史,在学术界和工业界受到高度重视,被公认为制碱工业技术的权威著作。美国著名化学家威尔逊教授称赞这是“中国化学家对世界文明所作出的重大贡献”。
  发明联合制碱新工艺
  由于氨碱法消耗原料(食盐)多,不经济;废液量甚大,要占用大片土地来堆积且污染水源。为了克服这些缺点,1931年,察安公司首先用碳酸氢铵处理盐卤的方法在捷克建了一座日产纯碱和氯化铵各10吨的工厂,其食盐利用率可达90%~95%。
  1937年,日本发动侵华战争,侵略者看到永利公司的军事价值,年产一万吨硝酸,可以制造几万吨烈性炸药。他们派人企图收买范旭东和侯德榜。范、侯明确地表示:“宁肯给工厂开追悼会,也决不与侵略者合作。”侵略者加大压力,甚至派飞机对碱厂进行狂轰滥炸。在战火逼近的情况下,侯德榜当机立断,布置技术骨干和老工人转移,组织重要机件设备拆运西迁。1938年,侯德榜率西迁的全部员工在四川岷江岸边的五通桥建设永利川西化工厂。新厂采取什么工艺是首先要考虑的。制碱的主要原料食盐,在川西只能来源于深井中的盐卤浓缩。盐卤浓度低,所以食盐的成本很高。加上苏尔维法的食盐转化率不高(只有70%),这就进一步提高了制碱的成本。固此继续采用苏尔维制碱法,生产就难以维持。
  侯德榜率队到德国洽购察安法专利。在德意日已结成法西斯轴心的政治背景下,他们一行在旅途和工作中

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遭遇困难重重。谈判中,对手先以高价勒索,后又提出:“用察安法生产的产品,不准向满州国出售。”公然否定东三省是我国论文联盟http://领土。对这种损权辱国的条件,侯德榜十分气愤,当即据理批驳,中止谈判,撤离德国。之后,侯德榜利用他的丰富经验和渊博知识,组织指导永利公司大批技术骨干开展了新法制碱的研究。第一步,先摸索仿试察安法。当时,四川科研器材、试剂、资料十分匮乏,举步维艰。次年春,侯德榜安排科研人员将试验迁到香港进行,他自己在纽约函电联系指导。在侯德榜的严格指导下,通过500多次循环试验,分析了2000多个样品后,侯德榜和几位技术骨干基本掌握了察安法。第二步,侯德榜研究用碳酸氢铵水溶液与食盐粉直接复分解的方法。1940年初,试验获得了初步结论,随即在上海法租界安排进行扩大试验。同时,增派技术人员到美国深入进行补充试验,并着手进行碱厂设计。1941年初,在美国的试验得到了准确的结论,并查明了察安法专利报告所谓“该法的关键在中间盐的加入”的虚妄论断。不久,太平洋战争爆发,上海法租界被日军占领,新法制碱的扩大试验被迫中断;设备器材等尽陷敌手,川厂的建设收到严重威胁。在范旭东的支持下,侯德榜仍继续他的第三步试验,即研究制碱流程与合成氨流程结合,连续生产纯碱与氯化铵的工业试验方案。1943年秋,试验运行顺利,确立了“侯氏碱法”的原则流程。它融合了氨碱法与察安法,使碱厂与氨厂密切结合,食盐利用率达95%~98%,没有废液排出,投资和产品成本比分别建厂可大幅度降低。
  发明碳化法制碳酸氢铵的新工艺
  1957年初,化工部彭涛部长提出了遍地开花办小氮肥厂的战略构想,经广大技术人员讨论,得出氨加工品种选择是关键问题。同年7月,侯德榜在大连碱厂参观食用碳酸氢铵小装置时受到了启发。他运用联合制碱新工艺的思路,进一步想出了把碳酸氢铵的生产融入合成氨生产之中的方法。侯德榜设想,将合成氨流程中用水吸收变换气中的二氧化碳的水洗工序,改为用氨水洗,这样可以在净化合成气的同时生成碳酸氢铵,使脱碳工序与氨加工车间合而为一。这种办法,既不要特殊材料,又能大幅度降低氮肥厂的投资、能耗和产品成本。他的这种想法很快得到了部领导和广大技术人员的支持。通过进一步研讨、计算,侯德榜和有关设计人员拟定了工艺流程和设计方案。并在上海化工研究院进行示范试验。
  1958年春,侯德榜率领一批技术人员到上海,与有关单位合作,进行设计、设备试制、安装及试验。在“大跃进”的热潮中,68岁的侯德榜与大家同吃同住,爬高塔,下地沟,挑灯夜战,抢时间搞设计、施工。在工作中,侯德榜高度重视工程质量与节约,对技术问题一丝不苟,每张图纸都经他校核到每一个尺寸确实无误,再签字发出。侯德榜特别注意革新制造工艺。其中,对于采用铸钢工艺取代锻造工艺制造高压容器(包括合成塔、铜液塔、碱洗塔等)之类重大问题,他既积极,又慎重。一方面,他积极倡导,大力支持;另一方面,再三组织上海机电系统的有关人员研讨落实其可行性、可靠性及其相应措施。还亲自找当时在上海工作的德国机械专家孔歇尔教授讨论,证核无误之后,才确定进行试制和试验。对其中高压高温运转的关键设备合成塔,他还亲自参加爆破试验,确证安全可靠才同意在小氮肥厂中采用。1958年4月底,示范装置建成,“五一”节那天按计划开车试验,当天下午顺利打通了全流程,生产出了第一批碳酸氢铵化肥。接着,在化工部安排下,在部分省市陆续建设13套县级氮肥厂试验装置。
  但是由于各地条件不尽相同,这13套装置存在不少因地制宜的差异,试验工作十分复杂,其中,二氧化碳与氨是否平衡问题,众说纷纭,莫衷一是,而影响却很大。为了防止不平衡对全流程的影响,有的厂已在流程中增加了高压水洗,回收高浓度的二氧化碳,用以提高碳化效率,调节平衡。但这样一来,新工艺的许多优点就不存在了。侯德榜对这些试验,尤其对平衡问题抓得很紧。一面自己查阅资料,组织检测、计算、试验,一面深入各试验现场,调查研究,总结交流。他先后提出了吸氨与碳化工序影响稳产高产的主要操作条件和适宜的参数,碳酸氢铵的湿度与稳定性的关系,降低碳酸氢铵湿度的方法以及其他提高碳酸氢铵稳定性的措施等等,指导各地搞好试验。特别是对丹阳化肥厂尤其关心,曾亲自八下丹阳,与该厂一起研讨问题,总结经验,观察措施效果。1962年实现了全流程二氧化碳和氨的平衡,保证了高产、稳产、低能耗,这标志碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥的新工艺通过了技术关和经济关。从70年代中期开始,这种小氮肥厂的产量长期占全国氮肥总产量一半以上,为我国农业的发展作出了不可磨灭的贡献。
  侯德榜一生谦虚谨慎,平易近人,生活俭朴。他为科学技术和化学工业发展做出了卓越贡献。1973年,侯德榜病重,他写下最后一封信给敬爱的周恩来总理:“……德榜年迈,体弱多病,恐亦不久于人世。一生蒙党和国家栽培,送外国留学,至今无以为报。拟于百岁之后,将家中所存国内较少有的参考书籍贡献给国家……”这是他最后仅有的家产,也是他最后留给我们攀登科技高峰的又一块阶石。1974年8月26日,侯德榜先生与世长辞,享年84岁。

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  •  作者:李翠哲 [标签: 中国 现代化 现代化 中国 现代化 ]
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