مدخنة

هو احتراق وقود يحوي الفحم والهدروجين وبعض الأكسجين والآزوت أحياناً، وينتج من ذلك ثاني أكسيد الفحم CO2 وبخار الماء ونيتروجين والأكسجين الزائد. يكون غاز الفحم مؤذياً إذا ارتفعت نسبة تركيزه في مكان سيئ التهوية، أما إذا كانت المواد المحترقة تحتوي على الكبريت فسينتج من الاحتراق غاز بلا ماء حمض الكبريت SO2 ذو الخواص المخرشة المؤذية عند انحلاله بالماء.

وفيه يتحول الوقود إلى غاز أول أكسيد الفحم CO السام والشديد الخطورة، وتتضمن الغازات المنطلقة في هذه الحال حموض الفحم التي يتكاثف بعضها كقطيرات زفتية الشكل على ذرات الفحم، مما يعطي الشكل المعروف للدخان، وتترسب على جدران المداخن على شكل «سخام»، ويمكن أن تُطرد خارجاً بفعل الغازات المندفعة. يمكن لغازات الاحتراق الناتجة من وقود مشتقات النفط أن تتكاثف كقطيرات حمضية (رذاذ) عند مرورها في المناطق الأكثر برودة إذا لم يكن احتراقها كاملاً، فإذا اختلطت هذه القطيرات مع الذرات التي لم تشتعل من الوقود النفطي، أعطت ما يشبه الدخان الناتج من الفحم الذي لم يحترق جيداً في أثناء التصنيع وهو مؤذٍ ومسبب للتلوث. إن أنواع الوقود التي تترك رماداً بعد الاحتراق تنتج غازات محملة بالغبار، كما أن استعمال مختلف أنواع الفحم وقوداً ينتج غازات بخار الماء فيها قليل، بينما يعطي الوقود الغازي الهدروجيني غازات رطبة (وهذا ضروري من أجل تسهيل مرورها في المناطق المنخفضة من المسار). يتبين مما سبق أن الغازات التي يجب التخلص منها عبر المدخنة هي:

• غازات صافية.
• أدخنة صافية، أحياناً مؤذية ومخرشة مع احتمال وجود دخان العرّاط.
• أدخنة محملة بجزيئات سوداء بمقادير مختلفة.
• أدخنة بخارية.

ينتشر الدخان بصورة أفضل كلما كان منسوب إطلاقه أعلى في الجو. ويتبع هذا المنسوب لارتفاع المدخنة ولسرعة اندفاع الدخان الصاعد فيها، والذي يستمر صاعداً بسبب حرارته ضمن طبقات الجو الأكثف نسبياً، ثم يميل إلى الشكل الأفقي تبعاً لاتجاه الريح مع استمرار انتشاره وتوزعه إلى أن تنخفض حرارة مكوناته إلى حرارة الجو المحيط فتبدأ بالهبوط إلى الأرض ليتوضع على مسافات متناسبة مع مربع ارتفاع المدخنة، وبسماكات متناسبة عكساً مع هذا المربع. وفي المجمعات السكنية حيث الأبنية على ارتفاع واحد تقريباً، لا تُلاحظ الغازات الناتجة من الاحتراق الكامل، لأنها تتلاشى بسرعة مادامت فوهات المداخن أعلى قليلاً من السطوح والشرفات العليا إن التعليمات الرسمية المتعلقة بمداخن الأبنية في أغلب دول العالم تمثّل المتطلبات التي تضمن عدم إلحاق الأذى بالجوار في حالة الاحتراق غير الكامل، حيث تنتشر أدخنة سامة وذات روائح كريهة وتسبب ترسب أوساخ مخرشة. فمن الضروري اختيار مواد الوقود بعناية والاهتمام بحرقها حسب الأصول، والتخلص من النتائج المؤذية. في المراجل الضخمة، يستعمل عادة وقود رخيص الثمن كالفحم الناعم، لذا يجب اختيار مواقع المدخنة بدقة، وزيادة ارتفاعها لكي يتم توزع الغبار المرافق لذرات الفحم على مساحة أكبر خارج المناطق المأهولة قدر الإمكان. ولكن هذا لا يفيد إلا في تخفيف حدة التلوث الذي من الأفضل الحد منه بإزالة الغبار من الدخان قبل إطلاقه في الجو، الأمر الذي يعد سهلاً بالقياس لضخامة هذه المراجل.