哈伯似乎松了口气,身体向后靠了靠
“很高兴您能理解这一点,阁下。有时候政治家会认为科学是万能的魔法,只要投入足够的金钱和时间,就能变出任何想要的东西。但现实是科学有自己的节奏。”
“那么,让我们回到铁基催化剂。”克劳德向前倾身,“您刚才提到卡尔·博施正在设计高压反应器。这是工业化的关键一步,对吗?”
“对,这的确是关键,也是最大的技术难关。合成氨的反应需要在高温高压下进行,至少400摄氏度,200个大气压以上。在这种条件下长期运行,任何材料的缺陷都会被无限放大。”
“铁基催化剂本身呢?在实验室条件下表现如何?”
“不稳定。高温下活性组分容易烧结,催化剂颗粒会团聚、长大,表面积减小,活性下降。而且,原料气中的杂质,特别是硫和磷的化合物会让催化剂永久中毒。一旦中毒催化剂可就废了。”
“有解决方法吗?”
“我们在尝试添加助催化剂。氧化铝、氧化钾、氧化钙……像做菜加调料一样,一点点试,看哪种组合能在高温高压下保持结构稳定,又能抵抗中毒。”
“但这又带来了新问题,每种添加物都会影响反应,需要重新优化工艺参数。而且,助催化剂本身在高温下也可能挥发、迁移,或者与催化剂主体发生副反应。”
克劳德沉默了一会,在记忆的碎片中搜寻
他记得……二十一世纪的初中化学教材……某个关于哈伯-博施法的章节……铁基催化剂的缺点列表……
“反应器壁……你们考虑了吗”
“什么?”
“高压反应器的内壁。在高温高压的氢气氛下,氢会渗透进钢材内部,与碳结合生成甲烷。”
“钢材会脱碳,变脆,最终在压力下开裂,而一旦开裂,高温高压的混合气体喷涌而出……”
哈伯的表情凝固了
几秒钟后,他低声说
“您怎么会想到这个?我们在实验室的小型反应器上已经观察到类似现象,但……那只是理论推测,还没有在工业规模上证实。”
“那就证实它,在实验室用小型反应器模拟工业条件,测试不同钢材的抗氢脆性能。如果现有钢材都不行,那就研发新的钢材,添加铬、钼、钨,提高钢材的高温强度和抗氢渗透能力。”
哈伯的眼睛越睁越大
“还有,反应器的密封。法兰连接、螺栓、垫片……在200个大气压、400摄氏度下,任何微小的泄漏都会成为灾难。而一旦开始泄漏,高温高压的氢气和氮气混合,遇到空气……”
“会爆炸。”哈伯借口道
“所以需要多重密封设计。金属垫片不够,就用缠绕垫片。螺栓的预紧力要精确计算,热膨胀系数要匹配。最好设计成整体锻造的反应器,减少法兰连接。”
“整体锻造……那意味着需要巨型锻压机,而且一旦内部催化剂需要更换,或者内壁需要检修……”
“那就设计可拆卸的内衬。反应器外壳是承压主体,用抗氢脆的特种钢。内衬是耐高温、耐腐蚀的材料,定期更换。”
哈伯猛地抬起头,他觉得这个思路似乎很可行,他现在很想去和博施聊聊,但在此之前他得再确认一下
“您……阁下,这些想法是从哪里来的?那个美国手稿?”
“一部分是。”克劳德含糊道,“另一部分……是我和工程师们讨论时的思考。”
这当然是谎言。但哈伯似乎接受了这个解释,或者说他被这些想法本身吸引,顾不上追问来源
“可拆卸内衬……冷却夹套……”哈伯从口袋里掏出一个小笔记本和铅笔,飞快地记录着
几秒钟后,他停下笔,抬起头,目光重新聚焦在克劳德脸上。
“阁下,请恕我直言。这些想法它们很有启发性,甚至可以说是革命性的。但您为什么会跟我说这些?又为什么会选择我来谈这些?”
“我之前就说过了,”克劳德平静地说,“您是帝国最好的化学家。”
“可是这世界上有很多优秀的化学家,很多德国化学家,我只是其中之一。”
“而且我在卡尔斯鲁厄和威研究所的工作虽然有些名气,但远不是最受军方青睐的那种。我更擅长基础研究,而不是直接制造火药。”
“我选择您,哈伯教授,正是因为您能看到基础研究如何改变世界。”
克劳德站起身,走到壁炉旁,拿起火钳拨弄了一下木柴,火星噼啪作响
“合成氨不仅仅是化肥,也不仅仅是炸药。它是改变人类与自然关系的关键,人类第一次从空气中固定氮。这比任何火炮的改良都要伟大。”
哈伯沉默了几秒。