Бездымное топливо — это тип твердого топлива , которое либо не выделяет видимого дыма, либо выделяет минимальное количество дыма во время сгорания . Эти виды топлива находят применение там, где запрещено использование дымящего топлива, такого как уголь и невысушенная или влажная древесина.
В результате запрета на курение и загрязнение во многих местах исследования показали, что общее качество воздуха улучшилось, и ежегодно стало меньше смертей, связанных с дымом. [1] Бездымное топливо служит потенциальной заменой такому топливу, 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 брикетов в форме подушек .
Уголь широко использовался для приготовления пищи и отопления в домашних условиях в викторианскую эпоху и вплоть до начала 1950-х годов в большинстве городских районов Великобритании. Однако низкокачественное угольное топливо и плохо спроектированные камины создавали много локального загрязнения, выбрасываемого из дымоходов дымом и смолами из-за частичного сгорания угля. В результате дым и вредные газы часто задерживались локально, когда происходила инверсия погоды . Такие задержанные газы и дым вызывали туманы и смог , которые были серьезной опасностью для здоровья, а также обесцвечивали одежду и чернели фасады зданий. Такие гороховые супы — густые, как гороховый суп, они уменьшали видимость всего до нескольких метров — были, как правило, более распространены в крупных городах, таких как Манчестер , Бирмингем и Лондон . Токсичные газы, такие как диоксид серы ( S O
2, образующиеся из-за примесей серы в угле) и оксиды азота присутствовали и представляли значительную опасность для здоровья. S O
2было особенно несправедливым, поскольку оно далее окисляется на воздухе, образуя крайне едкую серную кислоту .
В 1952 году Великий смог Лондона напрямую убил большое количество людей, по оценкам, от 4000 до 12000 жертв, обострив существующие заболевания легких, такие как бронхит , и расстройства дыхания, такие как астма . Он также убивал косвенно, вызывая множество железнодорожных, автомобильных и пешеходных аварий из-за видимости иногда всего в пять ярдов. [2] Одежда была окрашена сажей и , как правило, обесцвечена сернистыми газами. Чтобы защититься от повторения этой трагедии, был принят Закон о чистом воздухе 1956 года . Одним из его последствий стала разработка бездымного топлива, специально разработанного для уменьшения количества производимого вредного дыма и удаления некоторых примесей, таких как сера , из угля. Такое изготовленное топливо также горело при более высокой температуре, являясь лучшим и более эффективным топливом для открытого огня, а также печей .
Бездымный уголь более эффективен, чем обычный открытый угольный огонь в помещении, потому что высокая рабочая температура высвобождается в помещение в виде инфракрасного излучения, о чем можно судить по ярко-красному цвету зрелого огня. Вырабатываемые горячие газы уходят в дымоход, тем самым снижая эффективность, как и при открытом угольном огне. Газы в основном состоят из углекислого газа , угарного газа и некоторого количества водяного пара . При небольшом количестве или полном отсутствии дыма или подобных летучих соединений дымоходы дольше остаются чистыми и требуют режей очистки. Основная реакция горения:
При ограниченном доступе воздуха или кислорода может образоваться токсичный угарный газ :
Древесный уголь, как необработанный, так и в виде формованных брикетов , широко используется для уличных грилей-барбекю из-за его относительно низкого дымообразования и интенсивного тепла, которое вырабатывается, что позволяет готовить пищу относительно быстро. То немногое количество дыма, которое производит древесный уголь, может придать копченый привкус жареной пище. Древесный уголь, чай и сырая древесина также широко используются в производстве различных копченых продуктов, таких как копченый лосось . Древесный уголь широко используется в африканских странах [ необходим пример ] для приготовления пищи в домашних условиях.
Бездымное топливо обычно имеет высокую теплотворную способность , например, у антрацита она выше, чем у сухой древесины, и из этого типа угля изготавливается много бездымных брикетов. Таким образом, антрацит имеет теплотворную способность 32,5 МДж/кг по сравнению с теплотворной способностью сухой древесины около 21 МДж/кг. Лигнит или бурый уголь еще хуже, его теплота сгорания составляет всего 15 МДж/кг из-за наличия негорючих примесей. Каменный уголь имеет теплотворную способность ниже, чем антрацит, но ни лигнит, ни каменный уголь не являются бездымными из-за содержания в них летучих веществ.
Бездымное топливо также имеет некоторые недостатки. Обычно его сложнее воспламенить из -за отсутствия летучих веществ, присутствующих в топливе, таком как антрацит . Из-за снижения количества летучих веществ пламя меньше , но, как правило, содержание золы выше. Мелочь и пыль могут образовываться в результате истирания от механического движения, но их количество минимально по сравнению с количеством, производимым битуминозным углем. Иногда его поставляют влажным, даже в запечатанных пластиковых пакетах, но его легко высушивают, поскольку влажность поверхностная. Из-за затрат на массовое производство для пользователя или потребителя увеличиваются затраты, хотя потеря летучих химических веществ, таких как каменноугольная смола, может компенсировать эти затраты для производителя. Эти дополнительные затраты делают топливо более дорогим, чем уголь, но эффект невелик, примерно на 30% больше, чем у угля по ценам 2020 года.
Поскольку все виды твердого топлива громоздкие и тяжелые, в доме их приходится переносить к камину и хранить в удобном месте рядом с домом, как правило, в угольном бункере .