爆炸概論 (二)

3.高壓氣體爆炸：經過壓縮化後之氣體，因外洩後，容器內高壓環境與外部不同，產生壓力差形成爆炸，而後若壓縮後氣體為可燃氣體遇火源也可能產生爆炸。

(1) 高壓氣體之分類：高壓氣體在作業上用途，因使用高壓促進其生成，帶有著高壓力與氣體本身的雙重危險性質，也容易因此產生氣體爆炸，又因氣體本身的性質分成下列四種：

A.壓縮氣體：常用溫度下或 35ºC 時，表壓力達 10（kg/ cm²）以上之非乙炔壓縮氣體。

B.壓縮乙炔氣：常用溫度下或15ºC時，表壓力達2（kg/ cm²）以上之壓縮乙炔氣體。

C.液化氣體（液化石油氣）：常用溫度下或 35ºC 以下時，表壓力達 2（kg/cm²）以上之液化氣體。

D.特殊液化氣體：溫度在 35° C 時，表壓力超過 0（kg/ cm²）以上之液化氰化氫、液化溴甲烷、液化環氧乙烷或其他中央主管機關指定之液化氣體等。

(2) 高壓氣體之爆炸範圍：通常高壓氣體的爆炸範圍會比通常壓力下來得大，導致危險性增加。但是有二例較不規則之存在，氫氣加壓時，剛開始加壓爆炸範圍會變小，而後則又變大；而一氧化碳在高壓下的爆炸範圍會隨著壓力增加而變小。

(3) 爆炸上限公式：

A.說明：

依據 N.Anbratz 之研究，烷烴類與烯烴類之爆炸上限與壓力，得以下方公式表示：

爆炸上限公式	N=A(P–B)^c
項目	代號	單位
N	爆炸上限	%
A、B、C	根據氣體種類有所差異之常數值
P	壓力	atm

B.常用 A、B、C 值：

氣體種類	甲烷	乙烷	丙烷	丁烷	乙烯
常數值
A	56.0	52.5	47.5	41.5	64.0
B	0.9	0.9	0.9	0.9	0.2
C	0.040	0.045	0.425	0.045	0.083

(二) 液體爆炸

1.液體混合爆炸：複數液體間其化學性質混合後，容易產生化學上反應產生爆炸，如甲酸與硝酸混合會產生爆炸。

2.蒸氣爆炸：指液體急劇相態變化（通常是瞬間氣化）產生大量熱能、機械能，而引發的一種爆炸現象。具體而言液體急劇相態變化又可分為接觸高溫瞬間氣化又或是在密閉容器中，因高壓下保持蒸氣壓平衡的液體，由於容器破壞而引起高壓蒸氣泄漏，導致容器內壓力減少，液體溫度因相對原本高壓狀態而處於過熱狀態，進而發生蒸氣爆炸。

(1) 常見之型態：鍋爐破裂、沸溢、水蒸氣爆炸、鹽槽爆炸等皆屬之，但此類蒸氣爆炸之產生不會帶有火焰，屬於物理性爆炸，但後續引起之災變可能為火災。

(2) 常見預防措施：洩壓閥、限制或監控液體溫度、壓力、通風措施。

(3) 沸騰液體膨脹蒸氣爆炸與蒸氣爆炸之異同：

沸騰液體膨脹蒸氣爆炸（Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion，BLEVE）也是屬於一種蒸氣爆炸，但不同於蒸氣爆炸的是，BLEVE 為物理化學性爆炸，本身是帶有化學性質的爆炸，因此以火源存在為必要，這樣火源才能與洩漏可燃性液體之蒸氣產生燃燒反應，與前述較偏向物理性爆炸之蒸氣爆炸有所不同。

※ 補充說明

水蒸氣爆炸：

熱能與液態水接觸，瞬間使液態水沸騰氣化成水蒸氣，而由於水之液體氣化成氣體，水蒸氣體積會較液態增加 1700 倍，導致體積瞬間增加、壓力會上升，造成爆炸現象。

(三) 固體爆炸

1.混合固體爆炸：複數固體進行撞擊產生壓力波之爆炸現象。

2.粉塵爆炸：

(1) 定義：粉塵（可燃性固體微粒），漂浮於空氣中，與空氣混合到一定程度（爆炸範圍約為 25~80mg/L）後，由於微粒本身可燃遇到火花後，微粒本身表面積大，反應速度快，一旦引火，微粒互相反應，加速爆炸反應。若粉塵爆炸的暴風將微粒吹散到其他尚未引爆的空氣後，有一定機會產生二次爆炸。

(2) 粉塵爆炸之要素：粉塵爆炸是可燃物(Fuel)、助燃物(Oxygen)、熱能(Heat)、懸浮擴散 (Dispersion)、侷限空間 (Confinement)，因具備此五種因素下而發生的。

(3) 粉塵微粒之定義：NFPA 認為可燃性粉塵定義為任何細小分割之固體微粒，其粒徑小於 420 微米 ( ㎛ )，散布在空氣中，有火災或爆炸危險之微粒。

(4) 粉塵爆炸影響因素：

A.粒子大小：粒子越小則能與其他物質作用的表面積越多，越容易起反應，且熱傳導之熱損也小，引燃能力好。

B.化學組成：含有容過氧化物或硝化物，易燃性好，能降低最小起火能量。

C.含水量多寡：若含水量高則提高最小起火能量，降低引燃機率。

※ 補充說明

常見可燃性固體微粒

以微粒性質分類
金屬類	鎂、鋁、鋅、鐵、錳、錫、矽鋼、鈦、釩、鈷
有機類	碳粉、澱粉、砂糖、麵粉、小麥粉、木粉、胡椒、橡膠

以微粒燃燒性分類
易燃性粉塵（起火能量小、延燒速度快）	金屬類粉塵、糖粉、澱粉、橡膠粉
可燃性粉塵（起火能量中、延燒速度略慢）	木粉、皮革粉
難燃性粉塵（起火能量大、不易延燒）	炭粉

(5) 粉塵爆炸的過程：

A.懸浮粉塵散布在侷限空間中，與空氣混合（若粉塵除本身易燃外，也會因受熱分解產生可燃性氣體，其實也是另外一種氣體爆炸）。

B.粉塵本身或可燃性氣體與空氣混合（粉塵的最小發火能量大約是 10 ～ 40mj，比一般氣體爆炸多上不少），遇火源進行燃燒（空氣瞬間受熱而膨脹會產生爆炸）。

C.產生大量熱能迅速從粉塵中心處向外傳遞，加大燃燒範圍與爆炸規模。

(6) 粉塵爆炸之預防：

A.增加濕度，減少熱能，由於粉塵的最小發火能量大約是 10 ～ 40mj，比一般氣體爆炸多上不少，控制熱源能有效降低粉塵爆炸發生。

B.通風良好環境或吸塵裝置避免粉塵堆積。

C.使用活性低之氣體減少氧氣濃度。

D.洩爆孔或防爆牆設計，減少爆炸壓力之影響。

3.二次粉塵爆炸：第一次粉塵爆炸後，由於爆炸引起爆轟波或是爆風，捲起原先浮游在空氣中之粉塵進行堆積，產生粉塵雲，導致遇火源後，又再次引起粉塵爆炸，這種接續在第一次粉塵爆炸後之粉塵爆炸，即為第二次粉塵爆炸。

4.爆炸性物質爆炸：如火藥。

5.電線爆炸：指過大電流通（過電流）所生之爆炸。

(四) 氣體爆炸與粉塵爆炸之比較

	氣體爆炸	粉塵爆炸
燃燒速度	快	慢
爆炸壓力	大	小
爆炸感應期	較短	較長
產生之能量	較小	較大
破壞力、燒毀力	較小	較大