概要
粉じん爆発とは、 可燃性の固体微粒子が空気中に浮遊している状態（粉じん雲）で、 点火源などにより急激な燃焼が生じ、 その結果として多量の熱の発生・気体の体積膨張・圧力上昇が起こる現象をいいます。
発生した火炎と爆発音により、設備の破損や人的被害など、 周囲に大きな被害を与えるおそれがある、非常に危険な爆発現象です。
| 粉じん爆発が起きるための3要素 |
|---|
| ① 微粉化した粉じんが、一定濃度で空気中に浮遊（粉じん雲）していること |
| ② 発火源（例：火花・高温面・静電気放電 など）が存在すること |
| ③ 空気中に酸素が存在すること |
出る出るポイント！
粉じん爆発が起こりやすい条件は、「粉じん雲」、 「発火源」、「酸素」の 3要素セットで押さえておく。
- 微粉化した粉じんが、一定濃度で空気中に浮遊（粉じん雲）していること
- 発火源（火花・高温面・静電気放電 など）が存在すること
- 空気中に酸素が存在すること
さらに、粉じん濃度には爆発範囲（燃焼範囲）があり、 下限＝爆発下限界・上限＝爆発上限界という用語もセットで問われやすい。
最小着火エネルギーは一般に粉じん ＞ 可燃性ガスで、 粉じんのほうが着火しにくい特性をもつ点も一緒に覚えておく。
ひっかけ注意！
選択肢では、粉じん爆発の3要素をわざと崩した文章がよく出てくる。 次のような記述は NG パターンとして覚えておく。
-
「床にたい積した粉じんが燃焼して粉じん爆発が起こる」
→ 床に積もった粉じんは普通は爆発ではなく火災どまり。 爆発には粉じん雲が必要。 -
「粉じん濃度が高いほど、無制限に爆発しやすくなる」
→ 濃度が高すぎると酸素が不足して爆発しにくい。 粉じん爆発は爆発範囲内の濃度で起こる。 -
「粉じんの最小着火エネルギーは可燃性ガスより小さい」
→ 実際は粉じんのほうが大きく、着火しにくい。 ガス爆発との比較を問う選択肢は要注意。
「粉じん雲 ＋ 範囲内の濃度 ＋ 発火源 ＋ 酸素」がそろったときに爆発、 というイメージで選択肢をチェックすると、ひっかけに引っかかりにくくなる。
粉じん爆発の特徴
粉じんには爆発範囲（燃焼範囲）があり、 爆発が可能な濃度の下限を爆発下限界、上限を爆発上限界といいます。
最小着火エネルギーは、一般に粉じん > 可燃性ガスとなり、 粉じんは着火しにくいという特性をもちます。
一方で、粉じん爆発は一次爆発で舞い上がった粉じんが再着火して、 二次・三次爆発へ連鎖しやすい現象です。 このため、結果として被害規模が大きくなりやすい点に注意が必要です。
可燃性粉じんと空気の混合気は、固体粒子を含むため、 可燃性ガスと空気の混合気に比べて見かけの比重が大きくなりやすいという特徴があります。
粉じん雲では、粒子間隔が近すぎると酸素不足で燃焼が進まず、 逆に離れすぎると火炎が伝播しません。 適度に分散している状態が爆発成立の条件となります。
有機粉じんでは粒径が比較的大きく、不完全燃焼が起こりやすくなります。 その結果、一酸化炭素（CO）が多量に発生し、 CO中毒の危険性が高くなります。
粉じんの粒子径が大きいほど空気中に浮遊しにくく、 爆発の危険性は相対的に小さくなります。 さらに開放空間では粉じんが拡散しやすいため、 爆発は起こりにくくなります。
| 粉じん爆発が起こりやすい条件 |
|---|
| ① 粒子が細かいこと（比表面積が大きく、反応が速い／空気中に浮遊しやすい） |
| ② 粉じんと空気が均一に混合していること（よく撹拌・乱流で分散している） |
| ③ 空間中の粉じん濃度が爆発範囲内にあること（濃すぎても薄すぎても起こらない） |
※ 静電気は通常、粒子や物体の表面に帯電します。 塊を微粉化すると表面積が増えるため、粉体は 単位質量あたりの帯電量が増えやすくなり、 その結果、放電が発火源となる危険が高まります。
📝 出る出るポイント！
- 粉じん爆発が起こりやすいのは、細かい・よく混ざる・適度な濃度の３条件がそろったときです。
- 粉じんは着火しにくいが、いったん爆発すると二次・三次爆発で被害が拡大しやすい点をセットで覚えておきましょう。
⚡️ ひっかけ注意！
- 「粒子が大きいほど危険」という選択肢は誤りです。爆発しやすいのは粒子が細かいときです。
- 「粉じん濃度が高いほど危険」という表現も要注意です。爆発しやすいのは爆発範囲内（適度な濃度）のときだけです。
- 静電気は帯電量が増えやすい粉体ほど危険です。「粉じんは静電気とは無関係」とする選択肢は誤りです。
クイズ
次は第2章8節：消化と消化剤に進みます。