趣话烟囱

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  古老的防污染装置
  
  早在1986年,世界烟囱制造商在威尼斯召开了一次大会。会议期间,与会者不时有一种难以名状的窘迫感。丹麦的约翰逊教授说:“瑞典人指责我们正在毁坏他们的森林。”英国的博蒙特先生也抱怨说:“所有的人都指责我们,甚至欧洲枯了一棵树,或是死了一条鱼,我们都会遭到责骂。”
  这次会议的地点选在威尼斯是相当合适的。这是因为在威尼斯,与会者可以透过弥漫的烟雾清楚地看到周围一切,连湖对面梅斯特雷和马格拉两地喷云吐雾的烟囱也清晰可辨。意大利政府为了改变威尼斯单纯旅游城市的状况,努力把它建成一个工业基地,曾在20世纪30年代前创办了许多炼油厂和化工厂,这些工厂释放出来的大量硫酸强烈地侵蚀着当地的名胜古迹。现在,威尼斯人愤怒地注视着所发生的一切,并认为梅斯特和马格拉这两个地方是污染的罪魁祸首。
  人们通常把污染的责任归咎于耸立的大烟囱,而忽视了成百万计的市民在取暖及驾驶汽车时所排出的大量有害气体,以致威尼斯也像匹兹堡、鲁尔谷以及世界上大多数工业区一样,烟囱已成为肮脏和文明衰败的象征,成为丑陋而又碍眼的标记。这与集成电路和太阳能为特征的洁净的时代格格不入。
  然而,谴责烟囱倾泻污染的人们一开始就忽视了论据的充分性,要知道你想使用电力,就得有发电厂;你想乘飞机,就得有炼铝厂。你想看杂志,就得有纸浆厂,而所有这些工厂都离不开烟囱。事实上,倘若把烟囱全部销毁,人类文明生活中的大部分便利之处和许多生活必需品也将随之而去。
  在人类历史上,烟囱是最古老、最重要的防污染装置之一。早在50万年前,当原始人发现火时,也同时发现了这样一个道理:哪里有火,哪里必有烟。
  当他把“火”带进室内做饭和取暖时,烟也随之而入。烟损害他的肺,刺激了他的眼睛,也使他的身体面临致癌物的危害。这就迫使他不得不设法在屋顶和墙壁上开些通气孔,以此来驱除屋内的烟雾。这种方法作为一种规范的人类实践活动已保留了几十万年。直到今天,世界上仍有许多地方采用它。
  人类曾花了很长的时间来改进大烟囱。过去,至少在学术界普遍认为:人类文明的发源地埃及和美索不达米亚气候温暖,因而家庭取暖也就没有成为一个紧迫的问题。
  最近,当一个法国考察队宣布他们在幼发拉底河上游挖掘庞大的废墟城市马里时,发现了一座配备着许多烟囱的约有4000年历史的宫殿,至此,上述观点才有所改变。
  诚然,罗马人在发展设计新颖的热气取暖系统时,也大大地改进了烟囱。但目前流行的观点仍认为,“烟囱”这一概念是1200多年前由叙利亚人、埃及人以及犹太商人从东方引入西欧的。
  
  财富和权力的象征
  
  几个世纪以来,烟囱一直是财富和权力的象征。11世纪,挪威国王奥拉夫三世统治时期,在皇宫中设置许多带有烟囱的壁炉就是值得一书的事迹之一。迄今依然耸立的最古老的烟囱或许在12世纪丰特夫罗圣母院大教堂的厨房建筑物中,那里还埋葬着英国的亨利二世、他的妻子埃莉诺和他们的儿子理相德一世L·哈特。同时,给教堂几百人做饭的五座巨大的燃木壁炉上,精巧地安装着20个尖顶石制烟囱,他们与周围的罗马式建筑物和谐地交融在一起。
  15世纪末,画家卡尔帕乔的《忠实的基督教义的奇迹》一画中,描绘了这种时尚是如何进入到中产阶级家庭的作品题目中的“奇迹”就体现在画面左边的那个俯瞰大运河的阳台上,威尼斯的大主教正在那儿给一个疯子治病。当然,在这个喧闹的生机勃勃的城市生活中,这只不过是一件微不足道的小事而已,那种刺向天空的郁金香形的烟囱在这个城市到处可见,这正是威尼斯商人别出心裁的享受方式的最好例证。
  开始,烟囱的安装是毫无规律的,它们往往随意从需要它们的每一间房屋的顶上伸出。在文艺复兴时期,建筑师发现装饰烟囱有了可行性。不久,英国出现了各异的烟囱。由弗兰西斯一世1519年开始建造的尚博尔城堡有365个烟囱,形状不一,分别饰有盾牌、花环、圆柱、动物和仙女。
  从历史上看,烟囱建筑曾经是一种工匠式的艺术,上一代建造者把他们的秘密传给下一代。直到18世纪末,多才多艺的发明家冯·拉姆福德伯爵才消除了这种神秘感。
  他的关于壁炉和烟囱的基本设计的科学研究,达到了我们今天所认识的程度。这个设计是:一个为把热量引入屋内的后背倾斜的燃烧室,其上面有一个狭窄的孔,安装一个调节气流的风门和一个把烟和废气引向烟囱的烟道。烟道底部有一块搁板,其用途在于防止煤烟倒灌到屋内。后来,烟囱成为普遍的温暖、防护和人类团结的象征。
  事情往往是这样的:当一个疲惫不堪的旅行者缓慢且痛苦地前行时,远处冉冉升起的烟雾能顷刻使他振奋起来。他知道那里一定有人类的同伴在等待着他。而当他到达一座城市的时候,只要数一下冒烟的烟囱,就能知道有多少个住宅里正住着人。
  然而,数烟囱也可能有不好的一面。曾经在一个星期六,西班牙宗教法庭庭长来到塞维利亚的一座塔的顶部。他对身边的人说:“你看天气够冷的,可是你能看到有多少烟囱在冒烟呢?”实际上他说这话主要是针对那些犹太家庭的,他们为了生存而皈依基督教,但又不愿在犹太安息日升火,因此他们就这样莫名其妙地被赶出了基督教。
  在17世纪,英国有一项不得人心的税收,即每个烟囱必须纳税十先令。而税务官们都非常喜欢这项税收工作,因为要想把烟囱藏匿起来逃避税收是不可能的。在1688年,英国光荣革命后最重要的成果之一就是取消了这项令人生厌的税收。
  18世纪拉姆福德伯爵所处的年代,可以说是烟囱的黄金时代。这一时期,在英国、荷兰和美国那宁静的绿色大地上,到处都可以看到高雅新奇的烟囱在造型精巧的砖瓦房上悠然地冒着浓烟,从秋天到春天,城市居民由于找到了取暖的好办法,再也不像以前那样在床上冻得发抖了。烟囱也由此而像雨后春笋一样,在人们的房屋顶上出现了。这种别致的景色,今天依然能在伦敦和巴黎的古老住宅区看到。
  由于烟囱内不可避免地要积满烟灰,因此必须清除。本来人们完全可以用长刷清扫烟囱,但那时的人们却认为用“烟囱清扫孩”更为有效和经济。有些烟囱只有两块砖宽的空间,“烟囱清扫孩”的个头就必须很小,英国法律规定“烟囱清扫孩”必须在8岁以上,事实是通常他们只有4岁。他们又哭又怨地往上爬,下面的钉子不时地刺入他们赤裸的脚掌。这些孩子在又黑又脏的烟囱内受到烟熏火烤,往往很早就死于肺病或“烟囱清扫病”(“阴囊癌”)。一直到1875年,英国议会才禁止使用“烟囱清扫孩”。
  
  烟囱与污染
  
  工业革命使烟囱越来越高。许多工厂主完全置职业安全设施和工人的身体健康于不顾,但有一点却是显而易见 的,即如果男人或女人都被浓厚的烟雾所包围,或工厂不时地处在火灾威胁的状况中的话,那么工作就无法进行。
  起初,他们想用风扇把烟赶跑,但烟却吹进了附近的住家和工厂,所以他们被迫建造独立式的烟囱。而这些烟囱不断向高空延伸,工厂主知道烟囱的高度与烟囱所产生的气流的密度之间存在着一定的相互关系。同时,他们还知道煤气的耗费量、煤气的温度与外部空气的温度都是产生这种密度的变量。
  在建筑烟囱的过程中,他们也发现了一个过去几个世纪以来一直被家庭房屋建筑者们所忽视的问题,这就是倒灌风并不是由于神奇的力量产生的,而是由于风碰到了像山、树或建筑物这样一些障碍物而引起的。烟顺着障碍物从一边上去,又从另一边下来。因此,烟囱就必须造得比附近的树、建筑物或山要高些。
  烟囱几乎都是圆柱的——像一个圆筒,或是一个截去了上端的锥筒——这是抵抗外部气流冲击烟囱、同时使内部热气以每小时100公里的速度旋转上升的最好的气动形式。
  无论烟囱外形如何,它们都必须耐用。倘若一个工厂的烟囱坏了,这个工厂就得停工。所以,工业用烟囱都建得非常牢固。它们往往能经受住飓风、地震、爆炸、连续的暴雨的侵袭以及热气向外喷发时对其内壁的腐蚀。19世纪的大烟囱一般都是砖石结构的,这种结构很坚固,烟囱壁常有几米厚。
  如果你驾车随意行驶在美国或欧洲的一些偏僻道路上,当你经过早已被废弃的工厂遗址时,你就能领略到砖制大烟囱的耐久力。在那里,工厂的主体建筑早已荡然无存,那裸露的基石或锈坏了的机器碎片隐约可见,而巨大的烟囱却巍然屹立。
  现在,大烟囱都是由钢筋混凝土、纯钢或玻璃纤维制成的。其基本设计方法很简单:一个防止风雨侵蚀的外壳和一个不受烟气从中冒出影响的密封衬筒。许多现代化的大烟囱,其外壳与衬筒是分离式结构,它们之间的空气起着绝热作用,可以防止温度急剧变化,同时还为检修人员提供操作空间。有些大烟囱有四至五个甚至多个衬筒。
  烟囱制造商认为对污染控制的简单答案,首先一条就是把烟囱建造得更高些,以便把硫化物带到更高的对人类无害的大气层中飘散。这样做使当地的人们由衷欣喜。大炼油厂很受欢迎地来到了渔村当中并且既干净又繁荣地存在下去。
  但与此同时,远处又不断传来令人不安的报道,其中有一份报道这样说:“国际烟囱制造商协会的成员谈到了世界上最高的烟囱,位于加拿大安大略省的萨德伯里市,这座为镍铜冶炼厂而建造的大烟囱高380米。镍铜冶炼厂因向大气层注入大量的硫化物而臭名昭著。”
  
  烟尘净化技术
  
  污染随烟囱而异。它取决于不同的燃烧、处理或提炼的物质,因而,净化技术也就各异了。
  目前,限制二氧化硫排放的重要设备是管道涤烟器,它把有害物质转化成容易消除的泥灰,这些细小的颗粒经过过滤器和除尘器处理后从烟气中除出,碳氢化合物则全部被燃烧掉。
  涤烟器具有不可想象的美学效果,它们能把烟气变成乳白色,以致粗心的人容易得出烟气很干净的结论。然而,事实并非如此,尽管涤烟器非常有效,大部分污染物质能被清除,但是剩下的百分之几的污染物质仍具有破坏性。它以酸雨的形式,危害生命,有时甚至影响国际关系。
  如今,烟囱制造商们极为关注已经提出的能抑制酸雨产生的新技术。其中包括瑞士的一项碎煤技术,这项技术是利用机械方法,使煤在燃烧之前巧妙地把硫颗粒分离开来。此外,新技术还包括多种把硫化合成硫化钠的方法,硫化钠不能燃烧,也就不会随烟冒出。
  亚特兰大烟囱建造商沃伦说:“只要你使用燃料,就会有废料产生,因为它不可能全部燃烧掉。而能放置废物的地方只有陆地、海洋和空间。由于近几年来化学和核工业的不断发展,也给陆地和海洋带来了许多难以解决的问题。只有空间是块唯一的空地,而通向空间的道路只能是某种形式的大烟囱——希望最好是没有污染的一种。”
  人人都离不开烟囱。也许有一天,如人们所预言的。新的奇迹会出现,人们将从太阳光、氢原子或其他纯净的能源获得大部分能量。届时,世界烟囱制造商协会就得解散了。但烟囱仍将保留下去。
  这些烟囱很牢固,体积庞大,加上拆除的开销太多,因此很难拆掉。它们像堡垒一样抗拒着狂风和恶劣天气。
  毫无疑问,它们将耸立在22世纪明净的天空中,成为伟大工业时代的纪念物,时常提醒人们回忆起那段烟尘弥漫的岁月。
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