Бездымное топливо

Некоторые угольные брикеты , по форме похожие на угольные брикеты.

Бездымное топливо — это вид твердого топлива , которое либо не выделяет видимого дыма, либо выделяет минимальное количество дыма при сгорании . Эти виды топлива находят применение там, где запрещено использование дымящего топлива, такого как уголь и невысушенная или влажная древесина.

Исследования показали, что в результате того, что во многих местах был введен запрет на курение и загрязнение окружающей среды, общее качество воздуха улучшилось, а количество ежегодных смертей, связанных с дымом, уменьшилось. Бездымное топливо служит потенциальной заменой такого топлива, как уголь , который при сгорании выделяет дым . Примерами бездымного топлива являются антрацит , кокс , древесный уголь и топливные таблетки гексамина . Бездымное углеродистое топливо для бытового использования обычно поставляется в виде стандартных подушкообразных брикетов .

История

Дым, поднимающийся в Лохкарроне , Шотландия , останавливается вышележащим слоем более теплого воздуха (2006 г.).

Уголь широко использовался для приготовления пищи и отопления дома в викторианский период и до начала 1950-х годов в большинстве городских районов Великобритании. Однако низкокачественное угольное топливо и плохо спроектированные камины приводили к значительному локальному загрязнению дымом и смолами из дымоходов из-за частичного сгорания угля. В результате дым и вредные газы часто задерживались локально, когда происходила погодная инверсия . Такие захваченные газы и дым вызывали туманы и смогы , которые представляли серьезную опасность для здоровья, а также приводили к обесцвечиванию одежды и почернению фасадов зданий. Такие гороховые супы — толстые, как гороховый суп, они уменьшали видимость до нескольких метров — обычно были более распространены в крупных городах, таких как Манчестер , Бирмингем и Лондон . Токсичные газы, такие как диоксид серы ( S O
₂ , образующийся примесями серы в угле) и оксиды азота присутствовали и представляли значительную опасность для здоровья. ТАК ​
₂ был особенно вреден, поскольку на воздухе он окисляется с образованием очень агрессивной серной кислоты .

Лондон

Колонна Нельсона во время Великого смога 1952 года.

В 1952 году Великий смог в Лондоне унес жизни большого количества людей (по оценкам, от 4000 до 12 000 человек), усугубив существующие заболевания легких, такие как бронхит , и нарушения дыхания, такие как астма . Он также убивал косвенно, вызывая множество железнодорожных, автомобильных и пешеходных аварий из-за того, что видимость иногда составляла всего пять ярдов. Одежда была испачкана сажей и вообще обесцвечена сернистыми газами. Чтобы защититься от повторения этой трагедии, Закон о чистом воздухе 1956 года был принят . Одним из его последствий стала разработка бездымного топлива, специально разработанного для уменьшения количества вредного дыма и удаления некоторых примесей, таких как сера, из угля. Такое промышленное топливо также сгорало при более высокой температуре, являясь лучшим и более эффективным топливом для открытого огня, а также для печей .

Преимущества

Бездымный уголь более эффективен, чем обычный открытый угольный огонь в помещении, поскольку высокая рабочая температура передается в помещение в виде инфракрасного излучения, о чем можно судить по ярко-красному цвету зрелого огня. Образующиеся горячие газы уходят в дымоход, тем самым снижая эффективность, как и при открытом угольном пожаре. Газы в основном состоят из углекислого газа , монооксида углерода и некоторого количества водяного пара . Благодаря небольшому количеству дыма или подобных летучих соединений или их отсутствию дымоходы дольше остаются чистыми и требуют реже чистки. Основная реакция горения:

С(т) + О ₂ (г) → CO ₂ (г)

При ограниченном доступе воздуха или кислорода токсичный угарный газ может образовываться :

2 C(т) + O ₂ (г) → 2 CO (г)

Древесный уголь, как необработанный, так и в виде формованных брикетов , широко используется для уличных грилей для барбекю из-за относительно низкого образования дыма и выделяемого сильного тепла, что позволяет готовить пищу относительно быстро. Небольшое количество дыма, выделяемого древесным углем, может придать блюдам, приготовленным на гриле, дымный привкус. Древесный уголь, чай и необработанная древесина также широко используются при производстве различных копченых продуктов, таких как копченый лосось . Древесный уголь широко используется в африканских странах. для домашней кухни.

Теплотворная способность

Основная статья: Плотность энергии

Бездымное топливо обычно имеет высокую теплотворную способность : например, у антрацита она выше, чем у сухой древесины, и многие бездымные брикеты изготавливаются из этого типа угля. Таким образом, теплотворная способность антрацита составляет 32,5 МДж/кг по сравнению с теплотой сгорания сухой древесины около 21 МДж/кг. с бурым Еще хуже обстоит дело или бурым углем с теплотой сгорания всего 15 МДж/кг из-за наличия негорючих примесей. Битуминозный уголь имеет ценность ниже, чем антрацит, но ни бурый уголь, ни битуминозный уголь не являются бездымными из-за содержания в них летучих веществ.

Недостатки

Бездымное топливо также имеет некоторые недостатки. Обычно их труднее воспламенить из-за отсутствия летучих веществ в топливе, таком как антрацит . меньше Пламени из-за меньшего количества летучих веществ, но, как правило, более высокая зольность. Мелкие частицы и пыль могут образовываться в результате истирания в результате механического движения, но их количество минимально по сравнению с тем, которое образуется при использовании битуминозного угля. Иногда его поставляют влажным, даже в запечатанных пластиковых пакетах, но его легко высушить, поскольку влага поверхностная. Для пользователя или потребителя возникают повышенные затраты из-за затрат на массовое производство, хотя потеря летучих химикатов, таких как каменноугольная смола, может компенсировать эти затраты для производителя. Эти дополнительные затраты делают топливо более дорогим, чем уголь, но эффект невелик: надбавка к углю составляет примерно 30% в ценах 2020 года.

Поскольку все виды твердого топлива громоздки и тяжелы, дома их необходимо носить с собой к камину и хранить в удобном месте рядом с домом, обычно в угольном бункере .

См. также

• Брикет
• Закон о чистом воздухе 1963 г. § Поправки 1990 г.
• Закон о чистом воздухе 1956 года
• Кокс (топливо) — бездымное топливо, получаемое путем карбонизации угля.
• Плотность энергии