Articles

Røyk

by admin

sammensetningen av røyk avhenger av brennstoffets natur og forbrenningsbetingelsene. Branner med høy tilgjengelighet av oksygen brenner ved høy temperatur og med en liten mengde røyk produsert; partiklene består for det meste av aske, eller med store temperaturforskjeller, av kondensert aerosol av vann. Høy temperatur fører også til produksjon av nitrogenoksider. Svovelinnhold gir svoveldioksid, eller i tilfelle ufullstendig forbrenning, hydrogensulfid. Karbon og hydrogen blir nesten fullstendig oksidert til karbondioksid og vann. Branner som brenner med mangel på oksygen gir en betydelig bredere palett av forbindelser, mange av dem giftige. Delvis oksidasjon av karbon produserer karbonmonoksid, mens nitrogenholdige materialer kan gi hydrogencyanid, ammoniakk og nitrogenoksider. Hydrogengass kan produseres i stedet for vann. Innhold av halogener som klor (f. eks. i polyvinylklorid eller bromerte flammehemmere) kan føre til produksjon av hydrogenklorid, fosgen, dioksin og klormetan, brommetan og andre halokarboner. Hydrogenfluorid kan dannes fra fluorkarboner, enten fluoropolymerer utsatt for brann eller halokarbon brannundertrykkende midler. Fosfor – og antimonoksider og deres reaksjonsprodukter kan dannes fra noen brannhemmende tilsetningsstoffer, noe som øker røyktoksisitet og korrosivitet. Pyrolyse av polyklorerte bifenyler (PCB), f.eks. fra å brenne eldre transformatorolje, og i lavere grad også av andre klorholdige materialer, kan produsere 2,3,7,8-tetraklorodibenzodioksin, et potent karsinogen og andre polyklorerte dibenzodioxiner. Pyrolyse av fluoropolymerer, f. eks. teflon, i nærvær av oksygen, gir karbonylfluorid (som hydrolyserer lett TIL HF og CO2); andre forbindelser kan også dannes, for eksempel karbontetrafluorid, heksafluoropropylen og svært giftig perfluoroisobuten (PFIB).

Utslipp av sot i røyk av en stor diesel lastebil, uten partikkelfiltre.Pyrolyse av brennende materiale, spesielt ufullstendig forbrenning eller smoldering uten tilstrekkelig oksygenforsyning, resulterer også i produksjon av en stor mengde hydrokarboner, både alifatiske (metan, etan, etylen, acetylen) og aromatiske (benzen og dets derivater, polycykliske aromatiske hydrokarboner; f.eks. benzopyren, studert som karsinogen eller reten), terpener. Det resulterer også i utslipp av en rekke mindre oksygenerte flyktige organiske forbindelser (metanol, eddiksyre, hydroksy aceton, metylacetat og etylformiat) som dannes som forbrenning av produkter, samt mindre flyktige oksygenerte organiske arter som fenoler, furaner og furanoner. Heterocykliske forbindelser kan også være til stede. Tyngre hydrokarboner kan kondensere som tjære; røyk med betydelig tjæreinnhold er gul til brun. Forbrenning av fast brensel kan resultere i utslipp av mange hundre til tusenvis av organiske forbindelser med lavere volatilitet i aerosolfasen. Tilstedeværelse av slik røyk, sot og/eller brune oljeholdige forekomster under en brann indikerer en mulig farlig situasjon, da atmosfæren kan være mettet med brennbare pyrolyseprodukter med konsentrasjon over den øvre brennbarhetsgrensen, og plutselig innstrømning av luft kan forårsake overslag eller backdraft.Tilstedeværelse av svovel kan føre til dannelse av f. eks. hydrogensulfid, karbonylsulfid, svoveldioksid, karbondisulfid og tioler; spesielt tioler har en tendens til å bli adsorbert på overflater og produsere en dvelende lukt selv lenge etter brannen. Delvis oksidasjon av de frigjorte hydrokarbonene gir i en bred palett av andre forbindelser: aldehyder( f. eks. formaldehyd, akrolein og furfural), ketoner, alkoholer (ofte aromatiske, f.eks. fenol, guaiacol, syringol, katekol og kresoler), karboksylsyrer (maursyre, eddiksyre, etc.).

de synlige svevestøvene i slike røyker består oftest av karbon (sot). Andre partikler kan bestå av dråper kondensert tjære, eller faste partikler av aske. Tilstedeværelsen av metaller i drivstoffet gir partikler av metalloksyder. Partikler av uorganiske salter kan også dannes, f. eks. ammoniumsulfat, ammoniumnitrat eller natriumklorid. Uorganiske salter tilstede på overflaten av sotpartiklene kan gjøre dem hydrofile. Mange organiske forbindelser, typisk de aromatiske hydrokarbonene, kan også adsorberes på overflaten av de faste partiklene. Metalloksider kan være til stede når metallholdige brennstoffer brennes, f. eks. fast rakettbrensel som inneholder aluminium. Utarmet uran prosjektiler etter påvirker målet antennes, produsere partikler av uranoksider. Magnetiske partikler, sfærer av magnetittlignende jernholdig jernoksid, er tilstede i kullrøyk; deres økning i innskudd etter 1860 markerer begynnelsen på Den Industrielle Revolusjonen. (Magnetiske jernoksid nanopartikler kan også produseres i røyken fra meteoritter som brenner i atmosfæren. Magnetisk remanens, registrert i jernoksidpartiklene, indikerer styrken Til Jordens magnetfelt når De ble avkjølt utover Curie-temperaturen; dette kan brukes til å skille magnetiske partikler av jordbasert og meteorisk opprinnelse. Flyveaske består hovedsakelig av silika og kalsiumoksid. Cenospheres finnes i røyk fra flytende hydrokarbonbrensel. Små metallpartikler produsert av slitasje kan være tilstede i motorrøyker. Amorfe silikapartikler er tilstede i røyker fra brennende silikoner; liten andel silisiumnitridpartikler kan dannes i branner med utilstrekkelig oksygen. Silikapartiklene har omtrent 10 nm størrelse, klumpet til 70-100 nm aggregater og videre agglomerert til kjeder. Radioaktive partikler kan være til stede på grunn av spor av uran, thorium eller andre radionuklider i drivstoffet; varme partikler kan være til stede i tilfelle branner under atomulykker(F. Eks.røykpartikler, som andre aerosoler, er kategorisert i tre moduser basert på partikkelstørrelse:

  • kjernemodus, med geometrisk middelradius mellom 2,5 – 20 nm, som sannsynligvis dannes ved kondensering av karbongrupper.akkumuleringsmodus, som varierer mellom 75-250 nm og dannet ved koagulering av kjernemoduspartikler
  • grovmodus, med partikler i mikrometerområde

Det Meste av røykmaterialet er primært i grove partikler. De gjennomgår rask tørr nedbør, og røykskaden i fjernere områder utenfor rommet der brannen oppstår, er derfor primært formidlet av de mindre partiklene.Aerosol av partikler utover synlig størrelse er en tidlig indikator på materialer i en preignition stadium av en brann.

Forbrenning av hydrogenrikt drivstoff produserer vann; dette resulterer i røyk som inneholder dråper med vanndamp. I fravær av andre fargekilder (nitrogenoksider, partikler…), slik røyk er hvit og skyaktig.

røykutslipp kan inneholde karakteristiske sporstoffer. Vanadium er til stede i utslipp fra oljefyrte kraftverk og raffinerier; oljeverk avgir også noe nikkel. Kullforbrenning produserer utslipp som inneholder aluminium, arsen, krom, kobolt, kobber, jern, kvikksølv, selen og uran.

Spor av vanadium i høytemperaturforbrenningsprodukter danner dråper av smeltede vanadater. Disse angriper passiveringslagene på metaller og forårsaker høy temperaturkorrosjon, noe som er en bekymring spesielt for forbrenningsmotorer. Smeltet sulfat og bly partikler har også en slik effekt.

Noen komponenter av røyk er karakteristiske for forbrenningskilden. Guaiacol og dets derivater er produkter av pyrolyse av lignin og er karakteristiske for trerøyk; andre markører er syringol og derivater og andre metoksyfenoler. Retene, et produkt av pyrolyse av nåletrær, er en indikator på skogbranner. Levoglucosan er et pyrolyseprodukt av cellulose. Hardwood vs softwood røyker varierer i forholdet mellom guaiacols / syringols. Markører for kjøretøyeksos inkluderer polycykliske aromatiske hydrokarboner, hopaner, steraner og spesifikke nitroarener (f.eks. 1-nitropyren). Forholdet mellom hopaner og steraner til elementært karbon kan brukes til å skille mellom utslipp av bensin og dieselmotorer.

mange forbindelser kan være forbundet med partikler; enten ved å bli adsorbert på deres overflater, eller ved å bli oppløst i flytende dråper. Hydrogenklorid absorberes godt i sotpartiklene.

inerte partikler kan forstyrres og føres inn i røyken. Av særlig bekymring er partikler av asbest.Avsatte varme partikler av radioaktivt nedfall og bioakkumulerte radioisotoper kan gjeninnføres i atmosfæren ved skogbranner og skogbranner; dette er en bekymring i F. eks. sonen for fremmedgjøring som inneholder forurensninger fra Tsjernobylkatastrofen.

Polymerer er en betydelig kilde til røyk. Aromatiske sidegrupper, f. eks. i polystyren, øker genereringen av røyk. Aromatiske grupper integrert i polymer ryggraden produserer mindre røyk, sannsynligvis på grunn av betydelig charring. Alifatiske polymerer har en tendens til å generere minst røyk, og er ikke-selvslukkende. Tilstedeværelsen av tilsetningsstoffer kan imidlertid øke røykdannelsen betydelig. Fosforbaserte og halogenbaserte flammehemmere reduserer røykproduksjonen. Høyere grad av kryssbinding mellom polymerkjedene har en slik effekt også.

Synlige og usynlige partikler av forbrenningrediger

røyk stiger opp fra ulmende restene av en nylig extingished fjellbrann i sør-afrika.

det blotte øye oppdager partikkelstørrelser større enn 7 µ (mikrometer). Synlige partikler som slippes ut fra en brann kalles røyk. Usynlige partikler er generelt referert til som gass eller røyk. Dette er best illustrert når risting brød i en brødrister. Når brødet varmes opp, øker forbrenningsproduktene i størrelse. Røyk opprinnelig produsert er usynlig, men blir synlig hvis toast er brent.en røykvarsler av ioniseringskammertype er teknisk sett et produkt av forbrenningsdetektor, ikke en røykvarsler. Ioniseringskammertype røykvarslere oppdager forbrenningspartikler som er usynlige for det blotte øye. Dette forklarer hvorfor de kan ofte falsk alarm fra røyk slippes ut fra de rødglødende varmeelementene i en brødrister, før tilstedeværelsen av synlig røyk, men de kan unnlate å aktivere i tidlig, lav varme ulmende stadium av en brann.

Røyk fra en typisk husbrann inneholder hundrevis av forskjellige kjemikalier og røyk. Som et resultat kan skaden forårsaket av røyken ofte overstige det som skyldes brannens faktiske varme. I tillegg til den fysiske skaden forårsaket av røyk av en brann – som manifesterer seg i form av flekker – er det ofte enda vanskeligere å eliminere problemet med en røykfylt lukt. Akkurat som det er entreprenører som spesialiserer seg på ombygging/reparasjon boliger som har blitt skadet av brann og røyk, stoff restaurering selskaper spesialiserer seg på å gjenopprette stoffer som har blitt skadet i en brann.