掛車攻讀的農家少年——侯德榜

 中國化工博物館

我們日常製作各種麪食的時候,常用食用鹼來中和發麪團發酵產生的酸味。

食用鹼是純鹼與小蘇打的混合物。純鹼,就是碳酸鈉。


碳酸鈉(英語:sodium carbonate),俗名蘇打(soda)、純鹼(soda ash 、soda crystals)、洗滌鹼(washing soda),生活中亦常稱“鹼”。化學式:Na2CO3,普通情況下爲白色粉末,是生產玻璃、搪瓷、紙張等許多工業品、食品和日常生活用品不可缺少的基本化工原料。


中國化工歷史上,和“鹼”緊緊聯繫在一起的名字,其中之一就是侯德榜。

侯德榜在1943年創立了聯合制鹼法(也稱爲“侯氏制鹼法”),遠遠超過當時的索爾維制鹼法,將世界制鹼工業推向更高的水平。

1990年發行的侯德榜郵票 

索爾維制鹼法的祕密

在聯合制鹼法發明以前,氨鹼法(亦稱爲索爾維制鹼法)應用最爲廣泛。是比利時人歐內斯特·索爾維(Ernest Solvay)於1862年發明的。

1870年代,索爾維制鹼法被法、德、美等國家發起組織的索爾維公會所獨佔,設計圖紙只向他們的會員國公開,對外絕對保密。除了技術之外,營業也有限制,他們採取分區售貨的辦法,例如中國市場由英國卜內門公司獨佔。由於如此嚴密的組織方式,凡是不得索爾維公會特許權者,根本無從問津氨鹼法生產詳情。

直至20世紀初,許多想要探索索爾維制鹼法奧祕的廠商,無不以失敗而告終。

歐內斯特·索爾維


1917年,第一次世界大戰爆發後,卜內門公司乘機在中國擡高鹼價七八倍,致使不少以鹼爲原料的工廠紛紛倒閉。愛國實業家範旭東爲此十分痛心,特集資開辦永利制鹼公司。經多方努力從美國買來一套東拼西湊的鹼廠圖紙和一些設備,1919年開始在天津塘沽建廠。

永利鹼廠

1921年春天,正在美國準備博士論文答辯的侯德榜接到了範旭東的來信,邀請他畢業後到“永利制鹼公司”工作,承擔起建設亞洲第一家鹼廠——永利塘沽鹼廠的重任。

紅三角純鹼

1921年,侯德榜在美國發表了他的博士論文——《鐵鹽鞣革法》。由於很有創見,被《美國製革化學師協會會刊》特予連載,全文發表,成爲製革界至今廣爲引用的經典文獻之一。

來看一下侯德榜在美國的求學之路:

1913年被保送入美國麻省理工學院化工科學習,1917年畢業,獲學士學位。

1917年入普拉特專科學院學習製革,次年獲製革化學師文憑。

1918年入哥倫比亞大學研究院研究製革,1919年獲碩士學位,1921年獲博士學位。

在那個時候,侯德榜一直以來的專業方向,其實是皮革,而非制鹼。


正是範旭東這種一往無前振興中華民族工業的熱情感動了侯德榜,讓他放棄了已小有成就的製革專業,轉而投身於尚不太專精的制鹼領域。”

——侯盛鍠(侯德榜長孫)


爲了使永利鹼廠生產出合格的純鹼,侯德榜在實踐中苦苦摸索。經過1000多個日夜的苦戰,永利鹼廠終於在1926年生產出我國乃至亞洲第一批優質純鹼——“紅三角”牌純鹼,並在同年舉行的美國費城萬國博覽會上榮獲金獎,獲得“中國近代工業進步的象徵”的評語。


純鹼製造

“科學技術是屬於全人類的,它應該造福於人類。一個真正的科學家,決不能把科學技術作爲謀求個人財富的工具。”

——侯德榜


1933年,侯德榜總結永利鹼廠10年苦戰經驗,以英文寫作的《純鹼製造》一書,於1933年在紐約列入美國化學會叢書出版。

《純鹼製造》英文版


《純鹼製造》解開了索爾維制鹼技術的奧祕,砸斷了70多年來索爾維制鹼集團技術封鎖的鐵鏈,使這一技術成爲全人類的共同財富。

此書的問世,轟動整個化工界,被國際公認爲首部制鹼鉅著,很快被譯爲各國文字出版。


侯氏制鹼法

1937年8月13日,淞滬抗戰爆發。日寇鐵蹄長驅直入,迅速向南京靠近。

國難當頭,永利鹼廠西遷重慶。侯德榜肩負華西化工基地建設的設計重任,制鹼原料的來源卻令他煞費苦心。鹽在塘沽堆積如山,賤似沙土;而在華西,卻是質差價昂。如果在華西繼續使用蘇爾維法,每天就會有大量食鹽付諸東流。

爲了擺脫“永遠呻吟於落後的不利地位”,侯德榜毅然放棄20年來最有心得的索爾維法,決定另起爐竈,尋找新的制鹼方法建設華西化工基地。


“在資料、資金、物資極端困難的情況下,侯德榜博士臥薪嚐膽,歷盡三年艱辛,終於創造了一種遠勝於察安法制鹼的新工藝——侯氏鹼法。”

——李祉川


中國化工博物館展區侯德榜雕像

侯氏制鹼法所需設備比索爾維法減少1/3,使建廠資金大幅降低,大大提高了鹽的利用率,鹼的成本比索爾維法還低40%。

侯氏制鹼法(聯合制鹼法)與索爾維制鹼法的區別,是對於碳酸氫銨的處理。索氏制鹼法使氨逸出不要。而侯氏制鹼法是加入食鹽使氯化銨結晶而出,氯化銨可以作爲化工原料繼續使用。

侯氏鹼法流程


1943年10月22日,英國化工學會授予侯德榜名譽會員稱號。在慶祝侯德榜獲此殊榮的大會上,範旭東發表了《中國化工界的偉人——侯德榜》這一長篇演說。


“這在中國化工史上應該是最光榮的一個節日。”範旭東在演講中說,“1941年3月廠務會議,全體同仁一致贊同對新的制鹼法命名爲‘侯氏鹼法’,紀念他的創作。在戰時的中國化工界,有這樣的成就,識者嘆爲奇蹟。”

——範旭東


對新中國的貢獻

“一位非常正直、愛國的科學家。”

——化工專家方德巍(曾任侯德榜祕書及技術助手)


新中國成立之時,侯德榜突破重重阻礙,從印度輾轉回國,接起永利化工廠的重任。

50年代後期,中國大力發展農業,迫切需要化肥。限於當時我國技術水平落後等實際情況,化工部通過專家論證,決定開發化肥新品種——碳酸氫銨。1950年春節剛過,以侯德榜爲首的工作組就趕赴上海進行現場設計。當時年近古稀的侯德榜與全體工作人員同吃、同住、同勞動,日夜奮戰,促使我國第一座小型氮肥示範廠在1958年6月1日建成,生產出一批農用碳酸氫銨。

侯德榜先後曾擔任中華人民共和國重工業部技術顧問、化工部副部長、中國科協副主席、中國化學會和化工學會理事長、中國科學院學部委員等職務。並於1957年加入中國共產黨。


1911年,北京清華留美預備學堂期末考試,一位農家子弟以數學、化學、物理等10門功課門門滿分,共得1000分的成績,震驚整個清華園。

英文版《純鹼製造》一書在紐約出版的時候,書商製作了這樣一幅廣告畫:一箇中國少年在稻田邊的水車上,一邊踩水車一邊手捧書本閱讀。這幅廣告畫上所描述的故事,是在閩侯流傳的 “掛車攻讀”佳話。

1817年外國雜誌上刊登的中國龍骨水車銅版畫

廣告畫上的這位中國農家少年,就是日後考出1000分的侯德榜。

侯德榜,字致本,1890年8月9日生於福建閩侯縣城尾鄉。祖父希望他長大後能有功德於世,就爲他取名“德榜”。


“就天賦而論,我不算聰明,但我深知勤能補拙的道理。我一生所以有些許成就,除許多客觀條件外,主觀上就要歸功於勤奮。”

——侯德榜

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