Когда-то почти в каждом доме, на предприятии и на фабрике был хотя бы один дымоход или дымовая труба, извергающая струю дыма. Когда дома были разбросаны по разным адресам, а фабрики были небольшими, дым, возможно, не представлял серьезной проблемы. Однако по мере роста населения и фабрик эффект от всех этих дымящихся труб стал гораздо более очевидным.
Определение дымовой трубы
Дымовые трубы - это большие трубы, похожие на дымоход, которые позволяют дыму и газам выходить из зданий. Первое использование термина «дымовая труба» появилось в 1836 году, в начале промышленной революции. Хотя «дымовая труба» может быть записана двумя словами («дымовая труба»), сложное слово дымовая труба является предпочтительным написанием. Термин труба относится к части дымохода над крышей.
Хотя камин это другое слово для дымовой трубы, обычно люди используют камин когда речь идет о дымоходе в домах, и дымовая труба когда речь идет о дымовых трубах промышленного завода или электростанции.
Дизайн дымовой трубы
Конструкции дымовых труб должны быть достаточно высокими, чтобы выпускать газы и дым над локальным инверсионным слоем. Затем дым поднимается и уносится, а не оседает в непосредственной близости. Поверхностные инверсии происходят, как правило, ночью, когда холодная земля охлаждает воздух прямо над ними, а более тяжелый холодный воздух остается на месте. Ночные инверсии могут иметь толщину в несколько сотен футов, поэтому дымовые трубы должны быть выше, чем в местных условиях.
Поскольку дым должен подниматься, использование дождевиков может быть запрещено. Проектировщики также должны учитывать, как окружающие здания или природные объекты могут влиять на поток выделяемых газов и дыма.
Современные стеки могут иметь электрофильтры установлен для улавливания твердых частиц (золы и сажи) для уменьшения загрязнения воздуха. В этих электрофильтрах используются два электрода. Первый электрод вызывает отрицательный заряд сажи или золы. Второй электрод имеет сильный положительный заряд, который притягивает и удерживает частицы. Электрофильтры различаются в зависимости от типа сажи и золы, проходящей через дымовую трубу.
Воздушное движение требует дополнительных мер безопасности для дымовых труб: они должны иметь огни для предупреждения самолетов. В зависимости от района высота электростанции и заводских дымовых труб может превышать 900 футов.
Дымовые трубы и загрязнение воздуха
Как правило, загрязнение наружного воздуха включает мелкие частицы, ядовитые газы и приземный озон. Мелкие частицы образуются при сжигании топлива, такого как древесина, нефть, природный газ, бензин и уголь. Вредные газы включают диоксид серы, оксиды азота, диоксид углерода, монооксид углерода и химические пары. Приземный озон возникает в результате реакции городского смога на солнечный свет.
Электростанции, сжигающие ископаемое топливо, особенно уголь, требуют дымовых труб для выпуска дыма и газов, образующихся во время горения. Более высокие дымовые трубы снижают воздействие загрязняющих веществ на местность за счет распространения выпущенных загрязняющих веществ на большую территорию.
Загрязняющие вещества от сжигания угля различаются в зависимости от химического состава угля, но в целом сжигание угля выделяет диоксид углерода, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, ртуть, мышьяк и бензол. Около 40 процентов электроэнергии в мире вырабатывается угольными установками. Южная Африка вырабатывает около 94 процентов своей электроэнергии за счет сжигания угля, в то время как Индия и Китай вырабатывают от 70 до 75 процентов своей электроэнергии за счет сжигания угля.
Генераторы угля и загрязнение воздуха
Агентство по охране окружающей среды требует, чтобы выбросы дымовых труб угольных электростанций ежегодно проверялись независимым аудитором. Несмотря на это тестирование, загрязнение воздуха электростанциями вызывает около 52000 преждевременных смертей в США, согласно данным 2013 года. Массачусетский технологический институт исследования, с более высоким числом смертей, происходящих в восточной части США, где уголь имеет более высокое содержание серы. Загрязнение воздуха углем, выбрасываемое через дымовые трубы, исторически имело аналогичные смертельные последствия.
В декабре 1952 года комбинированный дым от горящего угля, выходящий из домашних труб Лондона и заводских дымовых труб, стал особенно густым. Неожиданная инверсия температуры задержала дым. Оксиды серы в дыме реагировали с водяным паром в тумане с образованием капель серной кислоты. Эти капли особенно сильно повлияли на людей с существующими заболеваниями легких.
Великий смог Лондона 1952 года прямо или косвенно привел к гибели примерно 12 000 человек. Кроме того, недавнее исследование детей младше одного года или чьи матери были беременны во время Великого Смога, показало, что заболеваемость астмой примерно на 20 процентов выше.