Haber-Bosch流程概述
Haber-Bosch工藝是一種用氫氣固定氮以產(chǎn)生氨的工藝-氨是植物肥料制造的關(guān)鍵部分。該工藝是在20世紀(jì)初由Fritz Haber開發(fā)的，后來經(jīng)過修改，成為卡爾博世制造肥料的工業(yè)工藝。哈伯-博世過程被許多科學(xué)家和學(xué)者認(rèn)為是20世紀(jì)最重要的技術(shù)進(jìn)步之一。
Haber-Bosch工藝非常重要，因?yàn)樗堑谝粋€(gè)開發(fā)的工藝，允許人們由于氨的生產(chǎn)而大規(guī)模生產(chǎn)植物肥料。它也是首批使用高壓產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的工業(yè)工藝之一（Rae-Dupree，2011）。這使農(nóng)民有可能種植更多的食物>兒童讀物，從而使農(nóng)業(yè)有可能支持更多的人口。許多人認(rèn)為Haber-Bosch過程是造成地球爆炸的原因'目前的人口爆炸為"今天大約一半的蛋白質(zhì)'人類起源于通過Haber-Bosch過程固定的氮"（Rae-Dupree，2011）。
10哈伯-博世進(jìn)程的歷史與發(fā)展
到工業(yè)化時(shí)期，人口大幅增長，因此需要增加俄羅斯，美洲和澳大利亞等新地區(qū)的糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)（Morrison，2001）。為了使這些地區(qū)和其他地區(qū)的作物更具生產(chǎn)力，農(nóng)民開始尋找向土壤中添加氮的方法，并且使用糞肥以及后來的鳥糞和化石硝酸鹽生長。
在1800年代后期和1900年初，科學(xué)家，主要是化學(xué)家，開始尋找通過人工固定氮來開發(fā)肥料的方法-豆科植物在根部的方式。1909年7月2日，F(xiàn)ritz Haber從氫氣和氮?dú)庵羞B續(xù)生產(chǎn)液氨在鋨金屬催化劑上加入熱的加壓鐵管中（Morrison，2001）。這是任何人第一次能夠以這種方式開發(fā)氨。
后來，冶金學(xué)家和工程師卡爾·博世（Carl Bosch）致力于完善這一氨合成過程，以便在世界范圍內(nèi)使用。1912年，德國Oppau開始建造具有商業(yè)生產(chǎn)能力的工廠。該工廠能夠在5小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)一噸液氨，到1914年，該工廠每天生產(chǎn)20噸可用氮（Morrison【俄語】，2001）。
隨著第一次世界大戰(zhàn)的開始，工廠停止生產(chǎn)肥料用氮，制造轉(zhuǎn)向用于溝槽戰(zhàn)的爆炸物。第二個(gè)工廠后來在德國薩克森州開設(shè)，以支持戰(zhàn)爭的努力。戰(zhàn)爭結(jié)束時(shí)，兩家工廠都回到生產(chǎn)肥料。
Haber-Bosch流程如何運(yùn)作
這個(gè)過程今天的工作就像最初使用極高的壓力來強(qiáng)迫化學(xué)反應(yīng)一樣。它通過用天然氣中的氫固定空氣中的氮來產(chǎn)生氨（圖）。該過程必須使用高壓，因?yàn)榈肿优c強(qiáng)三鍵結(jié)合在一起。Haber-Bosch工藝使用由鐵或釕制成的交通安全小知識大全催化劑或容器，其內(nèi)部溫度超過800 F（426 C），壓力約為200個(gè)大氣壓，以迫使氮?dú)夂蜌錃饨Y(jié)合在一起（Rae-Dupree，2011）。然后元素移出催化劑并進(jìn)入工業(yè)反應(yīng)器，其中元素最終轉(zhuǎn)化為流體氨（Rae-Dupree，2011）。然后使用流體氨來制造肥料。
今天，化肥約占全球農(nóng)業(yè)氮投入量的一半，發(fā)達(dá)國家這一數(shù)字更高。
人口增長和哈伯-博世過程
到白天，對這些肥料需求最多的地方也是世界人口增長最快的地方。一些研究表明，2000年至2009年全球氮肥消費(fèi)增長的約34%;80%來自印度和中國"（Mingle，2013）。
盡管世界上**的國家增長，但自哈伯-博世進(jìn)程發(fā)展以來，全球人口的大量增長表明它對全球人口變化的重要性。
其他影響和哈伯-博世進(jìn)程的未來
目前的固氮過程也不是完全有效的，由于降雨時(shí)徑流和田間自然脫氣，施用于田間后大量損失。由于破壞氮和分子鍵所需的高溫壓力，其產(chǎn)生也是非常耗能的?？茖W(xué)家目前正在努力開發(fā)更有效的方法來完成這一過程，并創(chuàng)造更加環(huán)保的方式來支持世界和農(nóng)業(yè)以及不斷增長的人口。
