Фото носит иллюстративный характер«Мы получили данные о процессах образования и роста частиц сажи при горении топливных смесей различного состава. Во всех рассмотренных случаях выход сажи возрастал с увеличением высоты пламени и снижался с увеличением добавки диметилэфира», — пояснил заведующий лабораторией неравновесных процессов Объединенного института высоких температур Российской академии наук (Москва) Александр Еремин.
Ученые пришли к такому выводу при всестороннем изучении того, как меняется процесс образования сажи при сжигании смеси из воздуха и непредельного углеводорода ацетилена. Данное вещество активно используется как в химической промышленности в качестве сырья, так и в других областях производства как в форме топлива, так и в качестве источника высококачественного технического углерода.
Источником этого углерода служат частички сажи, возникающие в процессе горения ацетилена. Их число, размеры и другие свойства зависят от того, какие примеси и добавки присутствуют в сжигаемом газе. Российские ученые заинтересовались тем, можно ли управлять количеством этих важных для промышленности и вредных для экологии частиц, добавляя в ацетилен небольшие количества диметилэфира — просто устроенного органического вещества, которое почти не дает сажи при сгорании.
Руководствуясь этой идеей, исследователи подготовили большое число смесей из ацетилена и воздуха с разными концентрациями диметилэфира, сожгли их на стандартной горелке и измерили при помощи лазера число и типичные размеры частиц сажи, образующихся в процессе сгорания углеводородов. Также ученые проследили за тем, как добавление диметилэфира, для которого характерна относительно низкая теплоемкость, влияло на температуру пламени.
Проведенные замеры показали, что небольшие количества диметилэфира, концентрация которых в смеси составляла около 5,8 процента, не оказывали существенного влияния на размеры и концентрацию частиц сажи. В свою очередь, повышение его доли до 15,4 процента привело почти к двукратному уменьшению средних размеров частиц сажи, а также примерно на треть уменьшило их объемную долю. Это, как надеются ученые, позволит значительным образом снизить негативное воздействие выхлопов предприятий на экологию и климат Земли.
