奥运火炬含“绿色”

刘　江

2008年北京奥运会从各个方面体现了绿色奥运、高科技奥运和人文奥运的理念，与鸟巢，水立方等奥运场馆一样，奥运火炬无疑也是高科技的结晶，在关注运动场馆的壮观、运动员们的矫健的同时，也让我们把焦点放在那传承文明的“火把”之上。

北京奥运会火炬高72厘米，985克重，由铝制成。火炬的表面是弯曲的形状，在制作的过程中采用了刻蚀和阳极化技术。火炬能够连续燃烧大概15分钟，在没有风的环境下，火焰的高度为25～30厘米。火炬能承受每小时65千米的大风，并能在每小时50毫米的雨中保持不熄灭。火炬的火焰亮度很高，可以在太阳光和亮度很强的地方明显显现，并可采用照相机拍摄到火焰熊熊燃烧的效果。这是因为它的科技含量非常高，其精密的燃烧系统采用了火箭科学技术。

纵观奥运会火炬燃料的历史，它曾先后采用过金属(镁或铝)燃料、天然树脂、橄榄油、丙烯、丙烷及其混合气体等作燃料。随着时间的推移和技术的进步，人们对奥运会火炬的要求越来越高，特别是安全性、可靠性、环保性方面，还希望火炬的火焰在强光下也容易被看到并能够拍出好的效果。要满足这些要求，就要选择合适的燃料。在奥运会火炬曾使用过的燃料中，金属燃料可产生耀眼的火焰，但其安全性存在较大的问题：在金属燃烧的过程中，不断地有高温碎片落下，曾有因此烧伤火炬手的报道。像丙烯这样的含碳量较高的燃料(亚特兰大奥运会采用的火炬燃料)，虽然能够产生很亮的火焰，并且安全性要比金属燃料好很多，但会产生较大量的烟尘，不利于美观和环保。

北京奥运会火炬采用的燃料是丙烷，它是一种碳氢化合物，属于烃类，分子式为C3H8。丙烷是民用液化石油气的主要成分之一，在工业上主要用于有机合成，可作生产乙烯和丙烯的原料或炼油工业中的溶剂。在常温常压下，丙烷是一种无色无味的气体，在20℃时，其饱和蒸汽压约为10个大气压，即在20℃的温度下，对其加压到10个左右大气压的压力，丙烷就会变成气态和液态共存的状态。而10个大气压的压力是很容易实现的，因此丙烷的储存和携带非常方便，可将其压制成液体储存于罐中。使用时，液体燃料通过微孔等渠道喷出，在大气中呈气态。因为丙烷的这种特性，它还被考虑用作新能源技术——固体氧化物燃料电池的候选燃料，特别适合便携式应用。

丙烷燃烧后仅生成二氧化碳和水，没有其他有害物质产生，是环保的燃料。丙烷被选做北京奥运会火炬燃料的另一个主要原因是它产生的火焰为亮黄色，火炬手跑动时，动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。碳氢化合物燃料燃烧时产生的火焰的亮度遵循这样的规律：含碳量越高，火焰越亮。但如果含碳量过高，比如前面提到的亚特兰大奥运会采用的丙烯燃料和上届雅典奥运会采用的丙烯和丁烷混合气燃料，在燃烧时就会产生黑烟。含碳量太低，比如甲烷，火焰就不够亮，达不到醒目的效果。而丙烷燃烧的火焰，即能达到足够的亮度，又不至于产生黑烟。

要保持丙烷燃料的火炬产生的火焰稳定也需要采用一些技术手段。我们知道，物质从液体变成气态时，要吸收一定的能量，这个能量就是“相变潜热”。丙烷在燃烧时，从液态变成气态，会从液体燃料及其储存罐中吸收能量，使燃料及其储存罐的温度越来越低。而丙烷的饱和蒸汽压是随着温度的降低而降低的，当外界温度低至零下20℃时，丙烷燃料产生的大气压仅为2个。这个过程导致火炬的火苗越来越小。为了保持火焰的稳定，就需要给燃料系统加热。本次北京奥运会火炬就是采用丙烷燃烧产生的部分热量通过回热管对燃料进行加热，并通过稳压阀控制，从而确保了火炬火焰的稳定性。

北京奥运会火炬完全由中国设计、研究并制造，其稳定的燃烧技术和对环境的适应性在奥运会火炬的历史上又达到了一个新的高度，是我们全中国人民的骄傲。

责任编辑赵柠