Кіріспе

Баяу, жалынсыз жану (британдық ағылшын тілінде) немесе жалынсыз жану (американдық ағылшын тілінде; орфографиялық айырмашылықтарға назар аударыңыз) – конденсирленген фазадағы отынның бетіне оттегі тікелей шабуыл жасағанда бөлінетін жылу есебінен ұсталатын, жалынсыз жанудың баяу түрі. Көмір, целлюлоза, ағаш, мақта, темекі, қанап, торф, өсімдік қалдықтары, гумус, синтетикалық көбіктер, полиуретан көбігі сияқты полимерлерді қарарту және кейбір шаң түрлері сияқты көптеген қатты материалдар жалынсыз жану реакциясын қолдай алады. Жалынсыз жану құбылысының кең таралған мысалдары – тұрмыстық өрттердің тұрған жиһазды әлсіз жылу көздерінен (мысалы, темекі, қысқа тұйықталған сым) тұтандыруы және орман өрттерінің жалынды фронтынан кейін биомассаның үздіксіз жануы.

Негізгі қағидалар

Түтіндеудің және жалыстаудың негізгі айырмашылығы – түтіндеу қатты дененің бетінде, ал емес газ фазасында жүреді. Түтіндеу – беттік құбылыс, бірақ егер отын өтімді болса, ол кеуекті отынның ішкі жағына таралуы мүмкін. Түтіндеу кезіндегі температура және бөлінетін жылу жалыстауға қарағанда төмен болады. Түтіндеудің таралуы баяу, шамамен, қатты бетке жайылған жалыздан он есе секіріп төмен. Өте жану қабілеті төмен болғанына қарамастан, түтіндеу маңызды өрт қатері болып табылады. Түтіндеу жалыстау отқа қарағанда көбірек уытты газдарды (мысалы, көміртек монооксидін) бөліп шығарады және көп мөлшерде қатты қалдықтар қалдырады. Бөлінетін газдар тұтанады және кейін газ фазасында тұтанып, жалыстауға көшуге себеп болуы мүмкін.

Түтіндеу материалдары

Көптеген материалдар тұншығу реакциясын ұстап тұра алады, соның ішінде көмір, темекі, шіріген ағаш және ұсақ ағаш қырлары, орман бетіндегі (дуф) және жер астындағы (торф) биомасса отындары, мақта киім және жіп, полимерлі көбіктер (мысалы, жиһаз және төсек материалдары). Тұншығу отындары әдетте кеуекті, газ өте алатын және агрегаттардан (бөлшектер, дәндер, талшықтар немесе ұяшықты құрылымнан) тұрады. Бұл агрегаттар отын арқылы газ ағынын қамтамасыз ету арқылы, сондай-ақ бірлік көлемге үлкен беттік аумақты ұсыну арқылы оттегімен беттік реакцияны жеңілдетеді. Олар сонымен қатар жылу оқшаулағышы ретінде әрекет етеді, жылу шығындарын азайтады. Бүгінгі күнге дейін ең көп зерттелген материалдар – целлюлоза және полиуретан көбіктері.

Түйіріліп жатқан өрт қаупі

Жанатын өрттердің сипаттамалары оларды жаңа деңгейдегі қауіпке айналдырады, олар үлкен жер асты өрттері немесе өрт қауіпсіздігіне қатысты жасырын қауіптер түрінде көрінеді, төменде сипатталғандай. Өрт қауіпсіздігі: Жанатын өрттердің негізгі қауіптері оның оңай тұтануынан (жалынды тұтандыруға жеткіліксіз жылу көздерінен) және анықтаудың қиындығынан туындайды. Өрт статистикасы тұрғын үйлердегі өлімнің басты себебі ретінде жанатын өрттердің масштабына назар салады (Америка Құрама Штаттарындағы өрттен қаза тапқандардың 25% астамы жанатын өрттерден басталады, дамыған басқа елдерде де ұқсас көрсеткіштер байқалады). Көбінесе кездесетін жағдай – темекінің матамен қапталған жиһаздың бөлігін тұтандыруы. Бұл тұтану ұзаққа созылады (бірнеше сағатқа дейін), баяу және үнсіз тарап, қауіпті жағдайларға жеткенде жалынның кенеттен пайда болуына әкеледі; тұтанудан туындаған өрт қаупін азайту үшін жалынға төзімді темекілер жасалған. Жанатын жану ғарыш объектілерінде де (мысалы, Халықаралық ғарыш станциясы) өрт қауіпсіздігіне қатысты алаңдаушылық тудырады, себебі гравитацияның болмауы жанатын тұтану мен таралуын күшейтеді деп есептеледі. Орман өрттері: Орман төсегінің жанатын жануы жалынды жану сияқты көзге түспейді, бірақ орман экожүйесі үшін маңызды салдарлары бар. Биомассаның жанатын жануы жалын тоқтағаннан кейін күндер немесе апталар бойы жалғасуы мүмкін, нәтижесінде көп мөлшерде отын жанып, атмосфераға эмиссияның жаһандық көзіне айналады. Баяу таралу ұзақ қыздыруға әкеледі және топырақты стерилизациялауға немесе жер бетіндегі тамырларды, тұқымдарды және өсімдік сабақтарын өлтіруге мүмкіндік береді. Жер асты өрттері: Жер бетінен бірнеше метр тереңдікте пайда болатын өрттер – бұл өте үлкен масштабтағы жанатын оқиға. Көмір шахталарындағы, торфты жерлердегі және полигондардағы жер асты өрттері сирек кездеседі, бірақ белсенді болған кезде айлар немесе жылдар бойы жанатын күйде қалуы мүмкін, атмосфераға өте көп мөлшерде жану газдарын бөліп, ауа сапасының нашарлауына және денсаулық проблемаларына әкеледі. Әлемдегі ең көне және ең үлкен өрттер – ғасырлар бойы жанып келе жатқан жанатын өрттер. Бұл өрттер табиғи құбыр желілері, жарықтар, жарықтар, ашық жерлер немесе тасталған шахталар арқылы ауаның кішкентай, бірақ үздіксіз ағынымен қоректенеді, бұл ауаның жер астына айналуына мүмкіндік береді. Жер астындағы жылу шығынының төмендеуі және жоғары жылу инерциясы, сондай-ақ отынның көп болуы ұзақ мерзімді жанатын жануды ынталандырады және кең таралуға мүмкіндік береді. Бұл өрттерді анықтау қиын, және оларды сөндіруге жасалған көптеген әрекеттер сәтсіз аяқталады. 1997 жылы Борнеодағы торфты жерлерде болған ауқымды өрттер жер астындағы жанатын өрттердің экономикалық, әлеуметтік және экологиялық тұрғыдан маңызды жаһандық қауіп ретінде танылуына себеп болды. 2006 жылдың жазында Борнеодағы торфты жерлердегі өрттер қайта жанданды. Дүниежүзілік сауда орталығының қирандылары: 2001 жылдың 11 қыркүйегіндегі шабуылдан, өрттен және кейіннен құлаған Егіз мұнаралардан кейін, нысан аумағында қалған 1,8 миллион тонналық қирандылар тобысы бес айдан астам уақыт бойы жанатын күйде болды. Өрт сөндірушілер оны сөндіруге тырысқанда, көптеген қирандыларды алып тастағанға дейін қарсылық көрсетті. Жанатын өнімдердің газдары мен аэрозольдерінің өрт сөндірушілердің денсаулығына тигізген әсері маңызды болды.

Пайдалы қолданбалар

Жанаудың (тұтанған күйдірудің) кейбір пайдалы қолданыстары бар. Биокөмір – биомассаны тұтандыру және/немесе пиролиз процесінен алынатын көмір. Ол атмосферадағы CO2 концентрациясын төмендетудің қысқа мерзімді шешімі болуы мүмкін. Көмір – тұрақты қатты зат және көміртегіге бай, сондықтан оны топырақта көміртегіні сақтау үшін пайдалануға болады. Ағаштардың табиғи шіруі мен жануы, сондай-ақ ауыл шаруашылығы қалдықтары атмосфераға көп мөлшерде CO2 шығаруға себеп болады. Биокөмір осы көміртегінің бір бөлігін топырақта сақтауға мүмкіндік береді, сонымен бірге топырақтың өнімділігін де арттырады. Биокөмір энергия өндірінде көміртегін тазалайтын (көміртегі теріс) қолданыстарға ие. Орман өрттерін басқаруда, табиғи отынның беткі қабаттарын баяу таралу жылдамдығымен азайту үшін бақыланатын тұтанған жануды қолдануға болады. Мұндай өрттердің өте беткі қабаттарда болуының екі артықшылығы бар: оларды бақылау оңай және орман егістігіне аз зиян тигізеді. Шиналарды қайта өңдеудің бір әдісі – шиналарды жанау арқылы қара шайыр мен энергия алу. Мұнай алаптарындағы жер астындағы (in situ) жану, дәстүрлі өндіру әдістері тиімсіз немесе тым қымбат болған кезде мұнайды өндіру үшін жиі қолданылады. Жер астындағы тұтанған жану топырақ ластануын жоюдың жаңа технологиясы ретінде зерттеп қарастырылуда.