問題
次の粉じん爆発の発生条件に関する説明のうち、正しいものはどれか。
(1) 粉じんが堆積した状態であれば、空気中に浮遊していなくても爆発する。
(2) 粉じん爆発は、可燃性粉じんが空気中に適当な濃度で浮遊し、着火源が存在すると発生する。
(3) 粉じんの粒子が粗いほど表面積が大きくなり、爆発しやすくなる。
(4) 粉じん爆発は、酸素が存在しない窒素雰囲気中でも発生する。
(5) 粉じん爆発では、火源があっても密閉された空間でなければ発生しない。
危険物取扱者乙種４類｜粉じん爆発の発生条件を解説
粉じん爆発は、可燃性の粉じんが空気中に細かく浮遊し、酸素とよく混ざった状態で着火源に触れることで急激に燃焼し、爆発的な圧力上昇を起こす現象です。答えは(2)です。粉じん爆発では、可燃物、酸素供給源、着火源に加えて、粉じんが空気中に浮遊していること、適当な濃度であることが重要です。単に粉があるだけ、火があるだけではなく、燃えやすい状態で空気中に分散しているかどうかが正誤判断の中心になります。
(1) 粉じんが堆積した状態であれば、空気中に浮遊していなくても爆発する。
不適切です。粉じん爆発は、粉じんが空気中に浮遊して酸素とよく混ざった状態で起こりやすくなります。床や設備の上に堆積しているだけの粉じんは、表面部分が燃えることはあっても、ただちに爆発するとは限りません。ただし、堆積した粉じんが振動や風、最初の小さな爆発などで舞い上がると、空気中に粉じん雲ができ、粉じん爆発につながる危険があります。試験では「堆積しているだけで爆発する」と「浮遊して爆発する」を区別することが大切です。
(2) 粉じん爆発は、可燃性粉じんが空気中に適当な濃度で浮遊し、着火源が存在すると発生する。
適切です。粉じん爆発の基本条件を正しく述べています。可燃性粉じんが空気中に細かく分散すると、粒子一つ一つが酸素と接触しやすくなり、非常に燃えやすい状態になります。そこに火花、静電気、熱面、炎などの着火源があると、急激な燃焼が広がり、爆発的な現象になります。また、粉じんが薄すぎても濃すぎても燃焼が広がりにくいため、適当な濃度で浮遊していることも重要です。
(3) 粉じんの粒子が粗いほど表面積が大きくなり、爆発しやすくなる。
不適切です。一般に、粉じんは粒子が細かいほど全体の表面積が大きくなり、酸素と接触しやすくなるため、燃焼しやすく爆発の危険も高くなります。粗い粒子は、同じ質量でも空気に触れる面積が小さく、細かい粒子に比べると燃焼が広がりにくくなります。ここでは「粗いほど」という部分が誤りです。乙種4類では、細かい粉ほど危険、表面積が大きいほど反応しやすい、という考え方を押さえておくと判断しやすくなります。
(4) 粉じん爆発は、酸素が存在しない窒素雰囲気中でも発生する。
不適切です。通常の燃焼や爆発には、可燃物、酸素供給源、着火源が必要です。窒素は一般に燃焼を助ける気体ではなく、酸素濃度を下げることで燃焼を起こりにくくする目的で使われることもあります。酸素が存在しない窒素雰囲気中では、可燃性粉じんがあっても通常の粉じん爆発は発生しません。粉じん爆発は「粉が燃える現象」ですが、粉だけで燃えるのではなく、酸素との混合が必要です。
(5) 粉じん爆発では、火源があっても密閉された空間でなければ発生しない。
不適切です。密閉された空間では、爆発による圧力が逃げにくいため、被害が大きくなりやすいのは事実です。しかし、粉じん爆発そのものは、完全に密閉された空間でなければ発生しないわけではありません。可燃性粉じんが空気中に浮遊し、酸素と混ざり、着火源があれば、配管、集じん機、サイロ、工場内の一部空間などでも発生する危険があります。「密閉」は被害を大きくする条件として重要ですが、発生に絶対必要な条件とまではいえません。
この問題で覚えるポイント
粉じん爆発は、可燃性粉じんが空気中に浮遊し、酸素と混合し、着火源があると発生する危険があります。重要なのは、粉じんが単に存在することではなく、空気中に細かく分散して粉じん雲をつくることです。粉じんは粒子が細かいほど表面積が大きくなり、酸素と接触しやすくなるため、燃焼や爆発の危険が高くなります。堆積した粉じんはそれだけで爆発するとは限りませんが、舞い上がると爆発性の混合気をつくるおそれがあります。燃焼には酸素が必要であり、窒素雰囲気のように酸素が不足した状態では通常の粉じん爆発は起こりにくくなります。密閉空間は爆発圧力を高め、被害を大きくする要因ですが、密閉されていなければ絶対に粉じん爆発が起こらないという意味ではありません。試験では、可燃性粉じん、浮遊、適当な濃度、酸素、着火源、粒子の細かさを一組で覚えると正誤判断が安定します。
ひっかけポイント
粉じん爆発の問題では、「粉じんがある」というだけで爆発すると考えさせる表現に注意が必要です。実際には、空気中に浮遊して酸素と混ざっていることが重要です。また、「粗い粒子ほど危険」という日常感覚とは逆に、試験では細かい粒子ほど表面積が大きくなり危険性が高いと判断します。さらに、窒素雰囲気でも爆発する、密閉空間でなければ発生しない、というように条件を極端に言い切る文章も誤りになりやすいです。粉じん爆発は、燃焼の三要素に加えて、粉じんの浮遊と適当な濃度がそろうことで起こると整理しておくと、似た選択肢に迷いにくくなります。
