有關粉塵爆炸的敘述，下列何者錯誤？

本題考點

粉塵爆炸的發生條件，特別是粒徑（比表面積）對發火難易與發火能量的影響。

正解理由

粉塵爆炸起始於粒子表面的受熱裂解與表面氧化，其反應速率取決於粉體的比表面積，而比表面積與粒徑成反比。粒徑愈小，單位重量的表面積愈大，受熱升溫愈快、揮發分逸出愈多，發火溫度與最小發火能量隨之降低。選項所稱「粒子直徑愈大愈易發火」與比表面積原理相反，敘述錯誤，為本題應選者，故選 A。

逐項排除

1. (A)

   敘述錯誤，為本題應選者。粒徑愈大則比表面積愈小、受熱愈慢，反而愈不易發火，粗粉甚至難以形成爆炸。

2. (B)

   正確。粉塵與可燃性氣體共存形成混合系時，氣體先行燃燒提供熱源並加速粉塵裂解，使整體爆炸下限明顯下降。

3. (C)

   正確。一般可燃性粉塵的發火溫度多落在 300 至 700℃ 之間，較可燃性氣體為高。

4. (D)

   正確。粒徑愈小者比表面積愈大、著火所需能量愈低，最小發火能量隨之變小，微弱火花即足以引燃。

記憶點

粉塵爆炸的成立要件常以五項並列記憶：可燃性粉塵、助燃物（氧）、點火源、粉塵懸浮成雲、以及侷限空間，較一般燃燒三要素多出「懸浮」與「侷限」兩項。與氣體爆炸相比，粉塵爆炸的燃燒速度較慢、壓力上升率較低，但燃燒持續時間長且常燃燒不完全，因而生成大量一氧化碳；初次爆炸的震波又會揚起沉積於樑柱、地面的粉塵形成新的粉塵雲，造成威力更大的二次爆炸，總體破壞往往比氣體爆炸嚴重。

粒徑是最核心的變數。粉體的燃燒始於粒子表面，反應速率正比於比表面積，而比表面積與粒徑成反比——粒徑減半，單位重量表面積加倍。因此粒徑愈小者，發火溫度愈低、最小發火能量愈小、爆炸下限愈低、最大壓力上升率愈大。一般認為粒徑達數百微米的粗粉難以形成爆炸，數十微米以下的細粉危險度則急遽升高。

混合系（hybrid mixture）是另一常考概念：可燃性粉塵與可燃性氣體或溶劑蒸氣同時存在時，即使兩者濃度各自低於自己的爆炸下限，混合後仍可能引燃，且整體爆炸下限與最小發火能量都明顯下降。這正是印刷、塗裝、製藥等有溶劑殘留的粉體作業風險特別高的原因。

數值可整理成一組對照：可燃性粉塵的發火溫度多在 300 至 700℃、爆炸下限多在每立方公尺數十公克的量級、最小發火能量約在數毫焦耳至數十毫焦耳，明顯高於可燃性氣體的零點幾毫焦耳。

易混淆對照：粉塵爆炸的濃度以每立方公尺重量表示，氣體爆炸以體積百分比表示，單位不同不可互套；粉塵爆炸屬非均相（異相）反應，氣體預混爆炸屬均相反應。常見易爆粉塵包括麵粉、糖粉、澱粉、煤粉、鋁鎂金屬粉與硫磺，其中金屬粉燃燒溫度最高。