假设有一个燃烧得很旺的火堆,它已经烧到只能看见一堆“炽热的余烬”了。火堆仍在释放大量的热量,但是并不冒烟。壁炉里的原木或木炭燃烧到最后都可能会出现这种现象。如果现在您向火里扔一块木头,甚至是一张纸,您将会看到新投进去的燃料在被加热的过程中会产生大量的烟。然后,它非常突然地(经常伴有很小的砰砰声)燃烧起来,之后烟就消失了。
如果您有一个壁炉或木头火炉,或者您曾经在一堆营火周围呆过,那么您会非常熟悉这个场景。它会告诉您很多关于烟的知识——让我们来看看发生了什么。
任何一块木头都含有四种成分:
当您把一块木头或纸张放入烈火里时,您看到的烟就是那些挥发性碳氢化合物蒸发时形成的。它们在温度达到149℃左右时开始蒸发。如果温度足够高,这些化合物将燃烧,形成火焰。一旦开始燃烧,就不会再有烟了,因为碳氢化合物在燃烧时转化成了二氧化碳和水(这两者都是无色气体)。
这就解释了在炭火(或已经燃尽的火)中看不到烟的原因。木炭是在无氧条件下高温加热木材的产物。也就是说,把木材放入一个钢或粘土材质的密闭箱内,并将其加热到538℃左右。该过程去除了所有的挥发性有机化合物,只剩下了碳和矿物(灰分)。点燃木炭时,燃烧的是纯碳。它与氧气结合生成二氧化碳,燃烧后最终剩下的是灰烬(矿物质)。
用煤制作焦炭也是同样的道理。焦炭是在无氧条件下对煤进行加热,从而去除有机物的产物。这一过程所产生的烟其实非常珍贵——它含有煤焦油、煤气、醇类、甲醛、氨和其他成分。这些化合物都可以从烟中蒸馏出来,以供使用。甲醇之所以也称为“木精”,原因是在过去甲醇就是通过蒸馏木头燃烧时产生的烟制成的。
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