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粉塵爆炸6大地雷 八仙全都中

華人健康網/記者林芷揚/台北報導 2015.06.29 00:00

八仙樂園粉塵事件震驚各界,吳鳳科技大學消防系教授盧守謙指出,影響粉塵爆炸有6大因素,包含粒度、濃度、紊流、水分、起火能量、多重爆炸等,此次八仙意外全部符合上述條件,導致破壞性極大的災害。意外發生當下,八仙樂園若能使用水霧方式提高現場相對濕度,可望降低爆炸機會。

八仙樂園(圖片/取材自八仙樂園官網)

奶粉、飼料、穀物都可能爆炸 造成高強度熱能

嘉義吳鳳科技大學消防系兼任助理教授盧守謙,投書今29日《聯合報》指出,一般粉塵爆炸較常發生在各種不同的細小固態物質,如穀物、飼料、木屑、染料、顏料、金屬鋁、鎂、鈦及合成橡膠等,但即使不被認為是可燃物質如阿司匹林、鋁或奶粉等,也能產生粉塵爆炸。粉塵爆炸時會釋放大量的能量,即高溫燃燒氣體,並使環境空氣升至高溫狀態。這種能量可以點燃附近的可燃物,或導致周圍人員之灼傷,此種熱輻射具有高強度及較短持續時間。

6大地雷 恐引發粉塵爆炸

至於影響粉塵爆炸的因素,盧守謙指出,主要包含以下6點:

地雷一/粒度

由於燃燒反應發生在粉塵粒子表面,由燃燒所產生壓力上升速率,在很大程度上是依賴於分散粉塵粒子表面區域,一般粒徑越小,所產生爆炸威力越大,粒徑在420 microns以下。

地雷二/濃度

粉塵在空氣中濃度,有所需之最小爆炸濃度。最小濃度隨著特定之粉塵而有不同變化,最常見粉塵粒子濃度是1000 g/m3以下。而控制其反應速率不是由最大濃度,而是粉塵粒子表面積與質量比。

地雷三/紊流

懸浮的粉塵/空氣混合物中處於紊流情況,將大幅提高燃燒率,導致壓力上升速率加快。

地雷四/水分

增加粉塵粒子水分含量,會造成其起火所需最小能量和起火溫度皆會提高。在水分極限值以上時,懸浮粉塵將無法點燃。但是,一旦起火,周圍空氣中水分含量,對其傳播反應沒有多大的影響。

八仙樂園(圖片/取材自八仙樂園官網)

地雷五/粉塵最小起火能量

能產生粉塵爆炸之起火源,已經證實有明火、菸蒂、電燈泡燈絲、焊接/切割、電弧、靜電放電、摩擦火花、高溫表面以及自燃。對於大多數粉塵之起火溫度範圍從320℃到590℃之間,而粉塵比大多數易燃氣體有較高之最小起火能量,一般範圍是在10至40 mJ。

地雷六/多重爆炸

在一定空間內的粉塵爆炸,通常會形成一系列發生。即第一次爆炸時,會把更多粉塵揚起產生懸浮狀態,這會導致更多的爆炸。

提高空氣濕度 降低粉塵爆炸機會

盧守謙指出,想要防止粉塵爆炸,必須將粉塵濃度控制在下限值以下,還要消除火源、增加濕度等。以此次八仙樂園意外而言,可用噴霧法將空氣的相對濕度提高到65%以上,除了可減少粉塵飛揚之外,水分子也能大量吸收粉塵氧化產生的熱量,增加空氣和粉塵的導電性能,從而減少靜電。

空氣中的水分除了有吸熱作用,盧守謙指出,水蒸氣占據空間就會稀釋氧含量,因而降低粉塵的燃燒速度。另外,水分可增加粉塵的凝聚沉降,使爆炸濃度不易出現。另一方面,現場聚光燈設施應具有防爆性態,禁止使用火源,減少其主要起火所需能量。

現場粉末紊流加上起火能量 引發連鎖爆炸

針對八仙意外,盧守謙分析,因舞台區使用大量彩色疑似玉米粉,粒度小、大量噴灑濃度,又使用電風扇造成現場空間大量粉末紊流狀態,加上現場設施可能有菸蒂、投射光(高溫電燈泡燈絲)、電氣電弧、靜電放電及摩擦火花等因素,造成粉塵起火所需能量,在以上條件都具備狀況下,使空氣中粉塵引起整體連鎖爆炸,造成現場大面積人群之高輻射熱瞬間灼傷。

文章連結 http://www.top1health.com/Article/241/26248

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