下列那一個可燃性氣體產生火災爆炸之風險最低？

本題考點

可燃性氣體燃燒界限（爆炸界限）的判讀與危險度比較，考的是下限高低與界限範圍寬窄對火災爆炸風險的影響。

正解理由

可燃性氣體須在燃燒界限範圍內才可能起火爆炸，故下限愈高、範圍愈窄者風險愈低；量化指標為危險度 H＝（燃燒上限－燃燒下限）÷燃燒下限。四個選項計算後：A 為（25－16）÷16≒0.56；B 為（36－7.3）÷7.3≒3.93；C 為（18－5.3）÷5.3≒2.40；D 為（75－4.0）÷4.0≒17.75。A 的下限最高、範圍最窄、危險度最小，風險最低，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   16%～25%，下限高達 16%，需累積相當高的濃度才進入可燃範圍，範圍寬度僅 9 個百分點，危險度約 0.56，為四者中最低，是本題答案。

2. (B)

   7.3%～36%，範圍寬度 28.7 個百分點，危險度約 3.93。

3. (C)

   5.3%～18%，範圍寬度 12.7 個百分點，危險度約 2.40。

4. (D)

   4.0%～75%，下限最低且範圍寬度達 71 個百分點，危險度約 17.75，是四者中風險最高者。

記憶點

燃燒界限又稱爆炸界限，指可燃性氣體或蒸氣在空氣中能夠持續燃燒（傳播火焰）的體積濃度範圍，下限稱燃燒下限（LFL 或 LEL），上限稱燃燒上限（UFL 或 UEL）。濃度低於下限時燃料太稀、單位體積放熱不足以維持火焰傳播；高於上限時氧氣相對不足，同樣無法持續燃燒；只有落在兩者之間才會燃燒或爆炸。因此判斷一個氣體「危不危險」，要同時看兩件事：外洩後多快能到達下限，以及可燃的濃度窗口有多寬。

危險度 H＝（上限－下限）÷下限，把這兩件事合成一個數字：分子是窗口寬度，分母是達到可燃所需的最低濃度。分母愈小代表微量外洩就進入可燃範圍，分子愈大代表可燃狀態能維持得愈久，兩者都指向風險升高。以本題為例，下限 16% 的氣體要在密閉空間累積到相當高的濃度才會燃燒，而下限 4% 者稍有外洩即進入可燃範圍，實務上的差距遠大於兩個數字表面的差距。

燃燒界限並非固定常數，會隨條件變動：溫度升高時下限略降、上限上升，範圍變寬；壓力升高時上限通常明顯上升；以氮氣、二氧化碳等惰性氣體稀釋時，上限下降、下限上升，範圍收窄，濃度降到最小氧濃度以下即無法燃燒，這正是惰性化（inerting）防爆的原理。混合氣體的下限則以勒沙特列公式估算：1÷L＝Σ（Vi÷Li），其中 Vi 為各成分在可燃氣體中所占之體積百分比，Li 為該成分單獨的燃燒下限。

教科書常見的參考數值可用來建立直覺：氫氣約 4%～75%、乙炔約 2.5%～81%、一氧化碳約 12.5%～74%、甲烷約 5%～15%、丙烷約 2.1%～9.5%、氨約 15%～28%。前三者都是下限低或範圍極寬的高風險氣體，後三者的窗口則窄得多。本族題型的變化通常有三種：直接比較危險度、給定混合比例要求以勒沙特列公式求下限，或問溫度、壓力、惰性氣體加入後界限如何變化，三種都建立在同一組定義上。