Бездымное топливо - Smokeless fuel

Немного древесного угля брикеты формы, аналогичной угольным брикетам

Бездымное топливо это тип твердое топливо который либо не выделяет видимого дыма, либо выделяет минимальное количество во время горение. Эти виды топлива становятся все более популярными в областях, где запрещено использование угля и других видов топлива, таких как несезонная или влажная древесина, выделяющая много дыма. Открытый огонь по-прежнему популярен среди многих домашних потребителей, особенно среди тех, кто живет в старых домах, где открыт камины не были удалены или заменены печи Например. Все дома старше 1970 года оборудованы открытыми каминами, когда уголь широко использовался для отопления домов. Однако современные дома редко оборудованы каминами и центральное отопление с натуральный газ или электричество - обычный выбор. В результате введения во многих местах запрета на курение и загрязнение окружающей среды, некоторые исследования показали, что общее качество воздуха улучшилось, а также снизилось количество смертей от дыма в год.^[1] Многие считают, что бездымное топливо в ближайшем будущем заменит все другие твердые виды топлива, которые вызывают выбросы токсичного дыма. Этот термин в целом используется для обозначения твердое топливо, Такие как: антрацит, кокс, уголь и гексаминовые топливные таблетки. Бездымное углеродсодержащее топливо обычно поставляется в виде стандартной подушкообразной формы. брикеты из порошкового угля или древесного угля. Топливные таблетки используются туристами и пешеходами для временного приготовления пищи в небольшой складной металлической печи.

История

Дым поднимается в Лохкаррон, Шотландия, останавливается вышележащим слоем более теплого воздуха (2006 г.).

Уголь широко использовался для приготовления пищи и обогрева дома в викторианский период и до начала 1950-х годов в большинстве городов Великобритании. Однако бедные каменный уголь топлива и плохо спроектированные камины создавало значительное количество локальных загрязнений из-за дыма и смол, образовавшихся при частичном сгорании угля, и исчезало в дымоходе. В результате дым и ядовитые газы часто задерживались локально, когда инверсия погоды произошел. Такие захваченные газы и дым вызывают туманы и еще хуже, смог которые обесцвечивали одежду и представляли серьезную опасность для здоровья. Такой гороховые супы были, как правило, более распространены в крупных городах, таких как Манчестер, Бирмингем и Лондон. Были также токсичные газы, такие как Диоксид серы и оксиды азота присутствуют в одной и той же ядовитой смеси, оба из которых раздражают легкие людей, подвергшихся воздействию смога. Прежний газ, производимый примесями серы в угле, был особенно распространен, так как он окисляется в воздухе, чтобы произвести серная кислота, очень едкая и сильная кислота.

Лондон

Колонна Нельсона во время Великого смога 1952 года

В 1952 г. Великий лондонский смог непосредственно убил большое количество людей, варьирующихся от 4 до 12 тысяч человек, в результате обострения существующих заболеваний легких, таких как бронхит и нарушения дыхания, такие как астма. Он также убил косвенно, вызвав множество железнодорожных, автомобильных и пешеходных аварий, вызванных непроницаемым мраком смога.^[2] Одежда была испачкана сажа и обычно обесцвечиваются сернистыми газами. Из-за этой трагедии Закон о чистом воздухе 1956 года был передан, чтобы попытаться решить эту проблему.^[3] Одним из результатов этого закона стала разработка бездымного топлива, которое было разработано специально для защиты окружающей среды за счет уменьшения количества выделяемого дыма, а также удаления некоторых примесей, таких как сера в угле. Такое промышленное топливо также горит при более высокой температуре и, таким образом, является лучшим и более эффективным топливом для открытого огня, а также печи.

Преимущества

Огатан, угольные брикеты из опилок

Топливные таблетки гексамина

Бездымное топливо может иметь несколько преимуществ перед другими твердое топливо Такие как битуминозный уголь или же антрацит. Обычно они дороже угля и часто состоят из брикеты стандартного размера (около 3 дюймов в длину и 1 дюйм в ширину) для транспортировки, погрузки-разгрузки и разжигания огня. Однако уголь часто может поставляться в самых разных размерах, от мелочи до крупных кусков. Грязь, такая как камень и сланец, или даже угольная пыль, может заглушить огонь и обычно выделяет большое количество дыма. Переменный размер угля приводит к непостоянному горению: более мелкие частицы горят быстрее, чем более крупные. Преимущества брикета бездымного угля стандартного размера включают регулярное горение в течение более длительного времени (требуется меньшая дозаправка) и горение при более высокой температуре, что делает открытый огонь более эффективным. Они также могут улучшить качество воздуха за счет уменьшения дымообразования.^[4] Как правило, они более стабильного качества, поскольку массово производятся прессование порошкообразного угля и связующего, такого как крахмал. Их можно использовать во многих различных устройствах, таких как закрытые печи, а также открытый огонь.^[5]

Бездымный уголь более эффективен, чем обычный открытый угольный огонь, потому что высокая рабочая температура излучается в комнату как инфракрасная радиация, о чем можно судить по ярко-красной окраске от зрелого огня. Образующиеся горячие газы по-прежнему теряются в дымоходе, что снижает эффективность, как при открытом угле. Газы в основном состоят из углекислый газ и немного водяной пар, который теряется в окружающей среде, пока углекислый газ необходим для жизни растений в фотосинтез. При отсутствии дыма или его небольшом количестве дымоходы дольше остаются чистыми и требуют менее частой чистки, так как выделяется меньше летучих веществ или дыма, и поэтому они не могут конденсироваться в охладителе. дымовая труба. Основная реакция горения

C (т) + O2 (г) → CO2 (г)

При ограниченном доступе воздуха или кислорода, то токсичен монооксид углерода могут быть сформированы:

2C (т) + O2 (г) → 2CO (г)

Древесный уголь в виде необработанных стержней или в форме брикеты широко используется для барбекю благодаря относительно низкому дымообразованию и высокой температуре, необходимой для быстрого приготовления мяса и рыбы. Небольшое количество дыма придает блюдам особый аромат. Древесный уголь и необработанная древесина также обычно используются для производства различных копченых продуктов, таких как копченый лосось. Древесный уголь широко используется в африканских странах для приготовления пищи в домашних условиях.

Гексамин Топливные таблетки предназначены исключительно для удобства туристов и туристов, а топливо состоит из белых таблеток, изготовленных из триоксан, поэтому это полностью синтетическое топливо, изготовленное из формальдегид.

Теплотворная способность

Бездымное топливо обычно имеет высокую теплотворная способность, с тем из антрацит например, больше, чем сухая древесина, и многие бездымные брикеты изготавливаются из этого вида угля. Таким образом антрацит имеет теплотворную способность 32,50 МДж / кг по сравнению с сухим дерево около 21 МДж / кг. Лигнит или бурый уголь еще хуже с теплотой сгорания всего 15,00 МДж / кг из-за наличия негорючих примесей. Битуминозный уголь имеет меньшую ценность, чем антрацит, но ни лигнит, ни битуминозный уголь не являются бездымными из-за содержания летучих веществ.

Минусы

Бездымное топливо также имеет некоторые недостатки, обычно их сложнее зажигать из-за отсутствия летучих веществ, присутствующих в антрацит Например. Меньше пламя из-за пониженного содержания летучих веществ, но обычно более высокого содержания золы. Мелкие частицы и пыль могут образовываться истирание от механического движения, но его количество минимально по сравнению с количеством, производимым битуминозным углем. Иногда его поставляют влажным, даже в запечатанных пластиковых пакетах, но его легко сушить, так как влажность поверхностная. Существует повышенная стоимость для пользователя или потребителя из-за затрат на массовое производство, хотя потеря летучих химических веществ, таких как каменноугольная смола может компенсировать эти затраты производителю. Эти дополнительные затраты делают топливо более дорогим, чем уголь, но эффект небольшой - примерно 30% -ная надбавка к углю в ценах 2020 года.

С твердое топливо громоздкие и тяжелые, их нужно переносить к камину вручную и хранить в удобном месте рядом с домом, например угольный бункер.

Смотрите также

Брикет
Поправки к Закону о чистом воздухе 1990 г.
Закон о чистом воздухе 1956 года
Кокс (топливо), бездымное топливо, полученное путем карбонизации угля
Плотность энергии