氣孔比均為 2.5ft2/ 100ft3 的狀態下，下列何者產生粉塵爆炸時造成的最大爆炸壓力最小？

本題考點

粉塵爆炸在洩爆條件相同時，不同粉體所能建立之最大爆炸壓力比較。

正解理由

題幹先把氣孔比固定，也就是洩爆面積與容積之比一致，等於排除容器洩壓條件的差異，單純比較粉體本身的爆炸特性。最大爆炸壓力指密閉容器內爆炸過程中壓力的峰值，由粉塵雲反應所釋出的熱量與生成氣體在容器內累積而成；壓力上升速率則另受粒徑與擴散速率影響，與最大爆炸壓力是兩個不同的指標。本題所列四種粉體中，以木粉所測得之最大爆炸壓力最低，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   粗粉鎂為金屬粉塵，題幹標明為粗粉，而粒徑大小主要反映在壓力上升速率上；就本題所問之最大爆炸壓力而言，其值高於木粉。

2. (B)

   酚樹脂為合成高分子粉體，受熱先裂解出可燃揮發分再行燃燒，其最大爆炸壓力高於木粉。

3. (C)

   木粉為纖維素類粉體，於本題四者之中最大爆炸壓力最小，為本題答案。

4. (D)

   玉米粉為澱粉類食品粉體，其最大爆炸壓力高於木粉，非本題所問之最小者。

記憶點

粉塵爆炸的成立要件比氣體爆炸多兩項：除可燃物、助燃氣體與點火源之外，還需要粉體呈懸浮狀態形成粉塵雲，以及有一定程度的侷限空間讓壓力得以累積。題幹的氣孔比指的是洩爆面積與容積之比，把這個條件固定下來，等於要求考生單純比較粉體本身的爆炸特性。

衡量粉塵爆炸威力常用兩個參數：最大爆炸壓力，指密閉容器內爆炸過程中壓力的峰值；以及爆炸指數，由壓力上升速率的最大值乘以容器體積的三次方根求得，用來描述壓力建立的快慢。前者主要受單位質量放熱量支配，後者則對粒徑與擴散狀況敏感。同一種粉體磨得越細，比表面積越大，熱傳與氧氣供應越充分，壓力上升速率就越高。

各類粉體的特性可以這樣整理：鎂、鋁等金屬粉氧化放熱量大，燃燒後生成固體氧化物，滅火上屬須以金屬火災方式處理者；酚樹脂、聚乙烯等合成高分子受熱先裂解為小分子可燃氣體再燃燒；澱粉、糖粉、奶粉等食品類粉體在製粉與輸送過程最常引發事故。

延伸考點方面，粉塵爆炸最常考的還有二次爆炸：初次爆炸的壓力波把沉積在樑柱、管線上的積塵揚起，形成範圍更大的粉塵雲後再度點燃，破壞力往往超過第一次。常見的防範方向包括控制積塵、設置洩爆口、惰化與接地除靜電，這幾項也是與可燃性氣體爆炸對照時的固定命題點。

粉塵爆炸與可燃性氣體爆炸的差異也常被拿來對照命題：粉塵雲需要先經歷受熱、水分蒸發與熱裂解的過程才釋出可燃氣體，起火所需的能量與延滯時間都比可燃性氣體大；燃燒後常留下未完全反應的固體殘渣，因而燃燒不完全、一氧化碳生成量高；壓力上升過程也相對拖長，反而讓壓力波有時間把周遭積塵揚起。這幾項特性正是二次爆炸容易成立的條件，也是判斷粉塵事故現場與氣體事故現場的主要依據。