粉塵爆炸(Dust Explosion)是懸浮在空氣中的可燃性固體微粒接觸到火焰（明火）或電火花等火源時，在密閉空間達到爆炸極限而發生的劇烈化學反應現象，伴隨溫度和壓力的急驟升高，其安全規范執行國家標準GB 15577-2018。當懸浮在空氣的粉塵接觸到火源，其表面受熱產生可燃氣體，與氧氣混合后生成爆炸性混合氣體，被點火源點燃后產生的熱進一步使粉塵分解產生可燃氣體，與空氣混合使反應連續進行而導致了粉塵爆炸。
粉塵爆炸的影響因素有粉塵本身的性質和外部條件，粉塵本身又有化學因素和物理因素兩類，化學因素主要指燃燒熱和燃燒速度等；物理因素主要指粉塵溶度和粒度分布等。外部因素有氣流運動狀態、濕度等。粉塵爆炸具有不充分燃燒、易二次爆炸、引爆能量大的特征，爆炸時最大爆炸壓力持續時間長，破壞作用大，可產生一氧化碳等有毒氣體。涉及的范圍很廣，煤炭、化工、醫藥加工、木材加工、糧食和飼料加工等部門都時有發生，常見的粉塵包括鋁粉、鋅、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機合成藥品的中間體、浮小麥、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等。。
為防護粉塵爆炸，有在容器上設置泄放裝置的泄放技術，還有添加惰性氣體或粉體、消除引火源等預防方法。在金屬粉塵爆炸的撲救中，不可用水或泡沫撲救，亦不能用滅火器噴射沖擊或用掃帚等物撲打使其飛揚起來，可采用干粉、干沙撲救。
原理
粉塵爆炸本質是一種氣體爆炸，可把粉塵作為可燃性氣體，但它產生的能量是氣體爆炸的數倍，溫度能上升到2000~3000℃。但在爆炸過程中，熱傳導使粉塵粒子表面溫度上升，而且熱輻射也起到了很大的作用，這與氣體爆炸有所不同。
粉塵爆炸過程中懸浮的粉塵接受點火源的能量，迅速提高表面溫度，受熱表面的粉塵粒子發生熱分解或干餾，變成氣體在粒子周圍放出。釋放的可燃氣體與空氣或氧氣混合生成爆炸性混合氣體，被點火源點燃。火焰產生的熱進一步促進周圍的粉塵發生分解，連續地產生可燃氣體，與空氣混合使反應連續進行并傳播，導致宏觀上的粉塵爆炸。這種爆炸反應以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續加快和升高，并呈跳躍式的發展。
條件
粉塵爆炸，一般應同時具備以下五個條件，稱為粉塵爆炸五邊形。
(1)粉塵本身具有可燃性；(2)粉塵必須懸浮在空氣或其他助燃氣體中；(3)粉塵懸浮在空氣或其他阻燃氣體的濃度處在爆炸極限范圍內；(4)有足以引起粉塵爆炸的點火源；(5)空間受限。在一定密閉性的容器內或某種空間內，具有可燃性的固體微粒與空氣中氧充分混合且達到一定的濃度后，遇到一定能量的點火源就會產生爆炸。如果在一個敞開的空間，只能形成燃燒。
常見粉塵的爆炸極限濃度為20-6000克每立方米之間。由于粉塵具有沉降的特征，因此，在實際的生產、加工中，爆炸濃度下限更具參考價值，達到了爆炸濃度的下限，就可能會發生粉塵爆炸事故。
影響因素
粉塵爆炸比可燃氣體要復雜些，影響因素也比較多，可以分為粉塵本身的性質和外部條件兩個方面的影響。粉塵因素又有化學因素和物理因素兩類，化學因素主要指燃燒熱和燃燒速度，此外還有水汽及二氧化碳的反應性等；物理因素主要指粉塵溶度和粒度分布，還有粒子形狀、粒子比熱、熱傳導率、表面狀態、帶電性和粒子凝聚特性等。容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸，如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。這些導電不良的物質由于與機器或空氣摩擦產生的靜電積聚起來，當達到一定量時，就會放電產生電火花，構成爆炸的火源。外部因素有氣流運動狀態、氧氣溶度、可燃氣溶度、濕度等。
點火源：各種可燃粉塵都有一定的爆炸濃度范圍，在此范圍以內才能爆炸。爆炸濃度范圍的下限一般為每立方米幾十至幾百克，上限可達2-6 kg/m3。由于粉塵具有一定的粒度和沉降性，其爆炸濃度的上限很少能達到，故從安全方面考慮，重點是要求不達到爆炸濃度的下限。粉塵爆炸濃度下限是點火源參數的函數，隨點火源的強弱差異，爆炸濃度下限有2~3 倍的變化。火源強時，爆炸濃度下限較低，即容易形成達到爆炸的濃度條件。
燃燒性：燃燒熱高的粉塵（如煤塵、碳、硫等），其爆炸濃度下限低，爆炸威力也大。
燃燒速度：燃燒速度高的粉塵（如鎂粉、鋁粉、氧化亞鐵、染料等），最大爆炸壓力較大。
粒度：多數爆炸性粉塵的粒度在1~150 μm范圍內，粒度越細，越易飛揚，而且粒度細的比表面積大，吸附的氧就越多，反應容易，所需點燃能量小，所以容易點燃，發火點越低，爆炸下限也越低。因此，限制小顆粒粉塵的產生，或設法使小顆粒凝聚成大顆粒，對防止爆炸是有一定作用的。否則，要對細粒爆炸粉塵的浮游空間采用灌沖抑爆氣體等防爆措施。
含氧量：在粉塵爆炸方面，氧含量是個敏感的因素。隨著空氣中氧含量的增加，爆炸濃度范圍也擴大。純氧中的爆炸濃度下限下降到只有空氣中的 1/3~1/4，而能夠發生爆炸的最大顆粒尺寸則增大到空氣中相應值的5倍。
惰性粉塵和灰分：惰性粉塵和灰分的吸熱作用會影響爆炸。例如煤粉中含11%的灰分時還能爆炸，但當灰分至15% -30%時，難以爆炸。根據這個原理，可在煤巷頂部設巖粉斗(又稱巖粉棚)。一旦發生爆炸，巖粉斗受爆炸波作用而翻轉，將巖粉撒出，可以抑制煤塵的二次爆炸。
空氣中含水量：空氣中含水量越高或含水量越高的粉塵(金屬粉塵除外) 不容易發生爆炸和火災。空氣中含水量增加，煤塵爆炸的最小點燃能量也增加。因為水分增加了粉塵的凝聚沉降，使爆炸濃度不易出現，此外，水分的蒸發要吸收大量的熱。
特點
不完全燃燒：粉塵爆炸與氣體相比，容易引起不完全燃燒，如煤粉爆炸時，燃燒的基本是所分解出來的氣體產物，灰渣是來不及燃燒所產生的。
二次爆炸：粉塵爆炸有產生第二次爆炸的可能性。粉塵初始爆炸產生的沖擊波使其他堆積的粉塵懸浮在空氣中，再次形成粉塵云，而飛散的火花和輻射熱成為點火源，引起第二次爆炸。最后整個粉塵存在場所受到爆炸危險，由此產生的連鎖爆炸會造成嚴重的危害。
感應期長：粉塵爆炸的感應期較長，粉塵的燃燒過程比氣體的燃燒過程復雜，有的要經過塵粒表面的分解或蒸發階段，有的是要有一個由表面向中心延燒的過程，因而感應期較長，可達數十秒，為氣體的數十倍。粉塵的燃燒速度、爆炸壓力均比混合氣體爆炸小，但因為燃燒時間長，產生的能量大，所以造成的破壞程度要嚴重得多。
引爆能量大：粉塵爆炸所需起始引爆能量達10MJ的量級，約是一般可燃氣體的10~100倍，所需的點火時間也較長，可達數十秒，約為氣體的數十倍。
有毒氣體：粉塵爆炸會產生兩種有毒氣體，一種是一氧化碳，另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。粉塵爆炸后，容易引起大量人畜中毒傷亡，必須充分重視。
壓力：粉塵爆炸的壓力是由兩種原因產生的：一是生成生態產物，其分子數在多數場合下超過原始混合物中氣體的分子數；二是氣態產物被加熱到高溫。
可燃粉塵
粉塵是指粒徑小于75μm的固體懸浮物，能燃燒和爆炸的粉塵叫做可燃粉塵。以下七類物質的粉塵具有爆炸性： 金屬（如鎂粉、鋁粉）；煤炭；糧食（如小麥、淀粉）；飼料（如血粉、魚粉）；農副產品（如棉花、煙草）；林產品（如紙粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料），一般粉塵的爆炸極限下限通常認為是20~60g/m3，粉塵最小點火能量多數在400~500℃。
防護策略
粉塵爆炸必須同時具備三個條件：粉塵本身具有爆炸性；粉塵懸浮在一定氧含量的空氣中并達到一定溶度；有足以引起粉塵爆炸的點火源。故防止粉塵爆炸的技術措施就是破壞上述爆炸條件。
泄放技術
粉塵爆炸泄放技術是應用最為廣泛的爆炸防護措施，爆炸泄放的思路是在容器上設置泄放裝置，當爆炸發生導致壓力積聚時泄放裝置先于容器破裂，可燃介質、燃燒產物、火焰及壓力波通過泄放口泄放至外部空間，從而避免容器內粉塵爆炸壓力達到容器的爆破壓力。
添加惰性氣體或粉體
惰性氣體可隔絕空氣，例如將易燃固體的壓碎、研磨、篩分、混合以及運輸等工藝過程，可將惰性氣體的覆蓋性進行；其次，惰性氣體會降低空氣中的氧含量，使其降到極限氧濃度以下，以使粉塵爆炸不可能發生。常用的惰性氣體有N2、CO2、水蒸氣、鹵代烴等。生產裝置添加惰性氣體防爆炸時，實際氧含量必須保持比臨界氧含量再低20%(體積)的安全系數。如果輸入氮氣，使氣體中氧含量降到8%，可使可燃有機粉塵惰化。
添加惰性粉塵的作用，主要是添加有爆炸性粉塵的灰分，阻擋粉塵爆炸形成過程的熱輻射，破壞鏈反應，防止粉塵爆炸。可作為惰性粉塵的材料有石灰巖粉、泥巖粉。
消除點火源
引起粉塵爆炸的引火源有多種多樣，如明火、摩擦和沖擊、電火花等。
消除明火：明火一般可以分為兩類：一是生產明火，即生產過程中正常使用或產生的明火，如焊接、切割、鍋爐等中的火星和火焰；二是非生產明火，如燃著的煙頭、火柴等生產過程中不必要或不應該的明火。
消除摩擦和撞擊火花：摩擦和撞擊會產生火花，成為粉塵著火或爆炸的原因。摩擦和沖擊成為引火源的情形很多，如：對機械傳動系統中的軸承等、機器上轉動部分的摩擦、鐵器的相互撞擊或鐵制工具打擊混凝土地面、帶壓管道或鐵制容器裂開。
消除電火花火源：電火花有工作火花和事故火花，前者是電氣設備正常工作時產生的火花，事故火花是電氣設備或線路發生故障或誤操作出現的火花。
消除其他火源：生產場所的一些其他火源，如火災、氣體爆炸、爆破等，均應消除。
撲救措施
撲救粉塵爆炸事故的有效滅火劑是水，尤以霧狀水為佳。它既可以熄滅燃燒，又可濕潤未燃粉塵，驅散和消除懸浮粉塵，降低空氣濃度，但忌用直流噴射的水和泡沫，也不宜用有沖擊力的干粉、二氧化碳、1211滅火劑，防止沉積粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸。
對一些金屬粉塵(忌水物質)如鋁、鎂粉等，遇水反應，不可用水或泡沫撲救，因為水和泡沫能與金屬發生反應而助長其燃燒強度。可用 7150 滅火劑撲救，宜用干粉、干沙撲救，不可用二氧化碳滅火器撲救，不能用滅火器噴射沖擊或用掃帚等物撲打使其飛揚起來，以免發生粉塵爆炸事故。堆積的粉塵如面粉、棉麻粉等，明火熄滅后內部可能還陰燃，也應引起足夠重視；對于面積大、距離長的車間的粉塵火災，要注意采取有效的分割措施，防止火勢沿沉積粉塵蔓延或引發連鎖爆炸。
國家標準
粉塵爆炸的中國國家標準主要是《粉塵爆炸安全規程》(GB/T15577-2018)，該標準主要對防止粉塵云和粉塵層著火、粉塵爆炸控制、粉塵爆炸危險場所粉塵控制與清理進行了規定。
防止粉塵云和粉塵層著火
中國國家標準GB/T 15577-2018對防止粉塵云和粉塵層著火規定如下：(1)防止粉塵自燃：具有自燃性的粉料，貯存前應冷卻到正常貯存溫度；在通常貯存條件下，大量貯存具有自燃性的散裝粉料時，應對粉料溫度進行連續監測當發現溫度升高或氣體析出時，應采取使粉料冷卻的措施；對遇濕自燃的金屬榜塵，其收集、堆放與貯存時應采取防水防潮措施。(2)防止明火與熱表面引燃：粉塵爆炸危險場所不應存在明火。當需要進行動火作業時,應遵守相關規定。(3)防止電弧和電火花；(4)防止摩擦、碰撞火花；(5)采用惰化技術：在生產或處理易燃粉末的工藝設備中，采取防止點燃推后仍不能保證安全時，宜采用惰化技術；對采用惰化防爆的工藝設備應進行氧濃度監測；(6)采用正確的滅火劑：對于金屬粉塵和與水接觸可能產生爆炸性氣體的粉塵,不應采用水基滅火器和水滅火。
粉塵爆炸控制
粉塵爆炸控制的一般要求是粉塵爆炸的危險場所工藝設備的連接，如不能保證動火作業的安全，其連接應設計為能將各設備方便地分離和移動；在緊急情況下，應能及時切斷所有動力系統的電源；存在粉塵爆炸危險的工藝設備，應采用抑爆、泄爆、隔爆和抗爆中的一種或多種控爆方式，但不能單獨采取隔爆。
粉塵爆炸危險場所粉塵控制與清理
粉塵爆炸危險場所粉塵控制與清理要求如下：(1)企業對粉塵爆炸危險場所應制定包括清掃范圍、清掃方式、清掃周期等內容的粉塵清理制度；(2)生產、加工和儲運可燃性粉塵的工藝設備應有防止粉塵爆炸的措施，工藝設備的接頭、檢查口、擋板、泄爆口蓋等均應封閉嚴密；(3)不能完全防止粉塵泄露的特殊地點，應采取有效的收塵措施；(4)所有可能沉積粉塵的區域及設備設施的所有部位應進行及時全面規范的清掃；(5)應根據粉塵特性采用不產生揚塵的清掃方法，不應使用壓縮空氣進行吹掃，宜采用負壓吸塵方式清潔；(6)遇混自燃的金屬粉塵，不應采用酒水增濕方式清掃，清掃收集的粉塵應按規定處理。
粉塵爆炸案例
據文獻記載，200多年前發生了第一起粉塵爆炸事故。
國內事故
2005-2020年我中國（不含港澳臺）共發生粉塵爆炸事故67起，其中476人死亡，671人受傷。如發生于20世紀80年代哈爾濱市亞麻粉塵爆炸事件，造成58人死亡，177人受傷。2010年2月24日，河北省玉米淀粉爆炸事件，造成20人死亡，48人受傷。2011年5月，富士康拋光車間發生可燃粉塵意外8·12天津濱海新區爆炸事故，造成3人死亡，16人受傷。2012年8月，甌海區一幢民房在生產中發生鋁粉塵爆炸，導致坍塌并燃燒，造成13人死亡、15人受傷。2014年8月2日，昆山鋁粉爆炸事件，造成75人死亡，179人受傷。2015年6月27日，臺灣省新北市派對上的粉塵爆炸事件，造成12人死亡，500余人受傷。2021年12月29日，臺灣省臺中市漢翔公司粉塵爆炸事件，造成1人死亡，6人受傷。
國外事故
據美國化學安全和危險調查委員會公布的數據顯示，1980-2005年間，發生粉塵爆炸事故281起，其中119人死亡，718人受傷。在歐洲，平均每年發生粉塵爆炸事故2000次。2004-2014年左右，英國發生粉塵爆炸243起。在日本，1952-1979期間發生各類粉塵爆炸事故209起，傷亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸塵分離工程較突出，各為46起。
參考資料 >
安全生產以案釋法--8.2”昆山粉塵爆炸致75人亡特大事故案例分析.金堂縣人民政府.2025-04-19
粉塵防爆安全知識，以防安全事故.武城縣人民政府.2023-09-29