Articles

Kouř

složení kouře závisí na povaze hořícího paliva a podmínkách spalování. Požáry s vysokou dostupností kyslíku spálit při vysoké teplotě a s malým množstvím kouře vyrobené; částice jsou většinou složeny z popela, nebo s velkými teplotními rozdíly, kondenzovaného aerosolu vody. Vysoká teplota také vede k produkci oxidů dusíku. Obsah síry poskytuje oxid siřičitý nebo v případě neúplného spalování sirovodík. Uhlík a vodík jsou téměř úplně oxidovány na oxid uhličitý a vodu. Požáry hořící s nedostatkem kyslíku produkují výrazně širší paletu sloučenin, z nichž mnohé jsou toxické. Částečná oxidace uhlíku produkuje oxid uhelnatý, zatímco materiály obsahující dusík mohou produkovat kyanovodík, amoniak a oxidy dusíku. Místo vody lze vyrábět plynný vodík. Obsah halogenů jako jsou chlor (např. v polyvinylchloridu nebo bromované zpomalovače hoření), mohou vést k produkci chlorovodík, fosgen, dioxiny, a chlormethan, brommethan a jiných halogenových uhlovodíků. Fluorovodík může být vytvořena z fluorokarbony, zda fluoropolymery vystaveny ohni nebo halokarbon hasicí prostředky. Fosfor a antimon oxidy a jejich reakční produkty mohou být vytvořeny z některých zpomalovač hoření přísady, zvyšující kouř, toxicita a žíravost. Pyrolýza polychlorovaných bifenylů (PCB), např. ze spalování starší transformátor ropy, a nižší míry také z jiných chlor-obsahující materiály, může produkovat 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin, silný karcinogen, a další polychlorované dibenzodioxiny. Pyrolýza fluoropolymerů, např. teflon, v přítomnosti kyslíku výnosy karbonylové fluoridy (která snadno hydrolyzuje na HF a CO2); další sloučeniny mohou být vytvořeny stejně, např. oxid tetrafluoride, hexafluórpropylén, a vysoce toxické perfluoroisobutene (PFIB).

Emise sazí v výpary z velké dieselové auto, bez částicových filtrů.

Pyrolýzní spalování materiálu, zejména neúplného spalování nebo doutnající bez adekvátní dodávky kyslíku, také výsledky v produkci velkého množství uhlovodíků, alifatickým (metan, etan, ethylen, acetylen) a aromatické (benzen a jeho deriváty, polycyklické aromatické uhlovodíky, např. benzo, studoval jako karcinogen, nebo retene), terpeny. To také výsledky v oblasti emisí rozsah menší okysličené těkavé organické látky (methanol, kyselina octová, kyselina hydroxy aceton, methyl-ethyl-acetátu a formiátu), které jsou vytvořeny jako spalovací produkty, stejně jako méně volatilní okysličené organických druhů, jako jsou fenoly, furanů a furanones. Mohou být také přítomny heterocyklické sloučeniny. Těžší uhlovodíky mohou kondenzovat jako dehet; kouř s významným obsahem dehtu je žlutý až hnědý. Spalování tuhých paliv může mít za následek emise mnoha stovek až tisíců organických sloučenin s nižší těkavostí ve fázi aerosolu. Přítomnost takového kouře, sazí a/nebo hnědé olejovité usazeniny při požáru označuje možnou nebezpečnou situaci, protože atmosféra může být nasycený s hořlavými produkty pyrolýzy s koncentrací nad horní mezní hodnota hořlavosti, a náhlý příval vzduchu může způsobit vzplanutí nebo backdraft.

Přítomnost síry může vést k tvorbě např. sirovodík, karbonylové sulfid, oxid siřičitý, sirouhlíkem, a thioly, zejména thioly mají tendenci se adsorbovat na povrchy a produkovat přetrvávající zápach i dlouho po požáru. Částečná oxidace uvolněných uhlovodíků výnosy v široké paletě jiných sloučeniny: aldehydy (např. formaldehyd, akrolein, a furfural), ketony, alkoholy (často aromatické, např. fenol, guajakol, syringol, katechol, a kresoly), karboxylové kyseliny (kyselina mravenčí, kyselina octová, atd.).

viditelné částice v těchto kouřech se nejčastěji skládají z uhlíku (sazí). Jiné částice mohou být složeny z kapek kondenzovaného dehtu nebo pevných částic popela. Přítomnost kovů v palivu poskytuje částice oxidů kovů. Mohou také vznikat částice anorganických solí, např. síran amonný, dusičnan amonný nebo chlorid sodný. Anorganické soli přítomné na povrchu částic sazí mohou způsobit, že jsou hydrofilní. Mnoho organických sloučenin, typicky aromatických uhlovodíků, může být také adsorbováno na povrchu pevných částic. Oxidy kovů mohou být přítomny při spalování paliv obsahujících kov, např. tuhá raketová paliva obsahující hliník. Projektily ochuzeného uranu po dopadu na cíl se vznítí a produkují částice oxidů uranu. V uhelném kouři jsou přítomny magnetické částice, sféry magnetitového oxidu železitého; jejich nárůst vkladů po roce 1860 znamená začátek průmyslové revoluce. (Magnetické nanočástice oxidu železa mohou být také produkovány v kouři z meteoritů hořících v atmosféře.) Magnetická remanence, zaznamenané v oxid železa částice, udává sílu magnetického pole Země, když oni byli chlazený mimo jejich Curieova teplota; to může být použit k rozlišení magnetické částice pozemní a raketový původu. Popílek se skládá hlavně z oxidu křemičitého a oxidu vápenatého. Cenosféry jsou přítomny v kouři z kapalných uhlovodíkových paliv. Drobné kovové částice produkované otěrem mohou být přítomny v kouřech motoru. Amorfní částice oxidu křemičitého jsou přítomny v kouřech z hořících silikonů; malý podíl částic nitridu křemíku může být vytvořen při požárech s nedostatečným kyslíkem. Částice oxidu křemičitého mají velikost asi 10 nm, shlukují se na agregáty 70-100 nm a dále se aglomerují do řetězců. Radioaktivní částice mohou být přítomny v důsledku stopy uranu, thoria, nebo jiné radionuklidy v palivu; horké částice mohou být přítomny v případě požárů během jaderných havárií (např. Černobylské katastrofy), nebo jaderná válka.

Kouřové částice, stejně jako ostatní aerosoly, jsou rozděleny do tří režimů na základě velikosti částic:

  • režimu jádra, s geometrickými střední poloměr v rozmezí 2,5–20 nm, pravděpodobně tvoří kondenzací uhlíkových složek.
  • hromadění režimu, v rozmezí mezi 75-250 nm a tvoří koagulační jader režimu částic
  • hrubé režimu, s částicemi v mikrometru

Většina z kouře materiálu je především v hrubé částice. Ty podléhají rychlému suchému srážení a poškození kouře ve vzdálenějších oblastech mimo místnost, kde dochází k požáru, je proto primárně zprostředkováno menšími částicemi.

Aerosol částic nad viditelnou velikost je časným ukazatelem materiálů ve fázi předběžného zapálení požáru.

spalování paliva bohatého na vodík produkuje vodu; výsledkem je kouř obsahující kapičky vodní páry. Při absenci jiných barevných zdrojů (oxidy dusíku, částice…), takový kouř je bílý a oblačný.

emise kouře mohou obsahovat charakteristické stopové prvky. Vanad je přítomen v emisích z ropných elektráren a rafinérií; ropné elektrárny také emitují nějaký nikl. Spalování uhlí produkuje emise obsahující hliník, arsen, chrom, kobalt, měď, železo, rtuť, selen a uran.

stopy vanadu ve vysokoteplotních produktech spalování tvoří kapičky roztavených vanadátů. Ty napadají pasivační vrstvy na kovech a způsobují korozi při vysokých teplotách, což se týká zejména spalovacích motorů. Roztavený síran a částice olova mají také takový účinek.

některé složky kouře jsou charakteristické pro zdroj spalování. Guajakol a jeho deriváty jsou produkty pyrolýzy ligninu a jsou charakteristické pro kouř ze dřeva; ostatní značky jsou syringol a derivátů, a další methoxy fenoly. Retene, produkt pyrolýzy jehličnatých stromů, je indikátorem lesních požárů. Levoglukosan je pyrolýzní produkt celulózy. Tvrdé dřevo vs měkké dřevo kouří se liší v poměru guajakolů / syringolů. Markery pro výfuk vozidla zahrnují polycyklické aromatické uhlovodíky, hopany, sterany a specifické nitroareny (např. 1-nitropyren). Poměr hopanů a steranů k elementárnímu uhlíku lze použít k rozlišení mezi emisemi benzínových a dieselových motorů.

mnoho sloučenin může být spojeno s částicemi; ať už adsorbováním na jejich povrchu nebo rozpuštěním v kapičkách kapaliny. Chlorovodík je dobře absorbován v částicích sazí.

inertní částice mohou být rušeny a unášeny do kouře. Zvláštní obavy jsou částice azbestu.

Uloženy horké částice z radioaktivního spadu a docházet k bioakumulaci radioizotopů může být znovu zavedena do atmosféry tím, požáry a lesní požáry; to je problémem např. v Zóně odcizení, které obsahují kontaminující látky z Černobylu.

polymery jsou významným zdrojem kouře. Aromatické vedlejší skupiny, např. v polystyrenu, zvyšují tvorbu kouře. Aromatické skupiny integrované v polymerní páteři produkují méně kouře, pravděpodobně kvůli významnému zuhelnatění. Alifatické polymery mají tendenci vytvářet nejméně kouře a nejsou samozhášivé. Nicméně přítomnost přísad může výrazně zvýšit tvorbu kouře. Zpomalovače hoření na bázi fosforu a halogenů snižují produkci kouře. Vyšší stupeň zesítění mezi polymerními řetězci má také takový účinek.

Viditelné a neviditelné částice combustionEdit

Kouř z požáru

Kouř stoupající z doutnající ostatky nedávno extingished mountain fire v Jižní Africe.

pouhým okem detekuje velikost částic větší než 7 µm (mikrometry). Viditelné částice emitované z ohně se označují jako kouř. Neviditelné částice jsou obecně označovány jako plyn nebo výpary. To je nejlépe ilustrováno při opékání chleba v toustovači. Jak se chléb zahřívá, produkty spalování se zvětšují. Původně produkované výpary jsou neviditelné, ale stanou se viditelnými, pokud je toast spálen.

detektor kouře typu ionizační komory je technicky produktem detektoru spalování, nikoli detektoru kouře. Detektory kouře typu ionizační komory detekují částice spalování, které jsou pouhým okem neviditelné. To vysvětluje, proč mohou často planý poplach z výparů emitovaných z žhavých topných těles topinkovače, před přítomností viditelného kouře, přesto se nemusí aktivovat v rané fázi ohně s nízkým teplem.

kouř z typického požáru domu obsahuje stovky různých chemikálií a výparů. V důsledku toho může poškození způsobené kouřem často překročit škody způsobené skutečným teplem ohně. Kromě fyzické škody způsobené kouřem z ohně, který se projevuje ve formě skvrn – je často ještě těžší, odstranit problém kouřové zápach. Stejně jako existují dodavatelé, kteří se specializují na obnovu/opravu domů, které byly poškozeny ohněm a kouřem, tkaniny obnova společnosti se specializují na restaurování textilií, které byly poškozeny při požáru.