「大気特論」15問の攻略
大気特論は15問。燃やし方そのもので汚染を減らすという考え方が全体に通っています。装置を後ろに付けるより、燃焼を変えるほうが根本的だからです。
最終確認:2026年8月18日 根拠:国家試験の問題と正解 ほか
目次から選ぶ4の項目から読みたいところへ
バーナーと燃焼方式
| 拡散燃焼形 | 燃料と空気を別々に出す。管内に可燃混合気ができないので逆火しにくい |
|---|---|
| 予混合形 | あらかじめ混ぜてから燃やす。燃焼は安定するが逆火の危険がある |
| 部分予混合形 | 一部だけ混ぜる。燃料が空気を吸い込む方式と、空気が燃料を吸い込む方式の両方がある |
| 高圧気流式 | 粘度の高い燃料も細かく霧化できるが、燃焼騒音が大きい |
| 回転式 | 遠心力で飛ばす。噴霧角度は高圧気流式より大きい |
「予混合形は逆火しにくい」のように、拡散燃焼形と予混合形の性質を入れ替えた選択肢が定番です。管の中に燃える混合気があるかどうか、で判断できます。
図解で確認:拡散形は逆火しにくい、予混合形は逆火の危険
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図解の参考:産業環境管理協会「令和7年度 国家試験の問題と正解」大気特論 問5(図解追加:2026年9月10日)
図解で確認:NOx対策は「高温をつくらない」か「還元して窒素に戻す」
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図解の参考:産業環境管理協会「令和7年度 国家試験の問題と正解」大気特論 問10(図解追加:2026年9月10日)
図解で確認:空気比=実際の空気量÷理論空気量
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図解の参考:産業環境管理協会「令和7年度 国家試験の問題と正解」大気特論 問1(図解追加:2026年9月10日)
流動層燃焼が有利な理由
石炭と石灰石などの粒(1〜5mm程度)を空気で吹き上げ、浮かせた状態で燃やす方式です。0.01mm程度まで細かくする微粉炭燃焼とは別物です。
層の中に石灰石を混ぜておけるので燃やしながら脱硫できます。さらに燃焼温度が低めなので、空気中の窒素から生じるサーマルNOxも抑えられます。脱硫装置を別に置かずに済むのが最大の利点です。
粒子を循環させる循環流動層では、飛び出した粒子を戻すために高温サイクロンなどが付設されます。
図解で確認:流動層燃焼は「石灰石で脱硫+低温でNOx抑制」
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図解の参考:産業環境管理協会「令和7年度 国家試験の問題と正解」大気特論 問6(図解追加:2026年9月10日)
排煙脱硫は吸収剤で副生物が変わる
| 方式 | 吸収剤 | 副生物 |
|---|---|---|
| 石灰スラリー吸収法 | 炭酸カルシウム | 石こう(回収) |
| ダブルアルカリ法 | 水酸化ナトリウム | 石こう(回収) |
| アルカリ溶液吸収法 | アンモニア水 | 硫安(回収) |
| 水酸化マグネシウムスラリー吸収法 | 水酸化マグネシウム | 硫酸マグネシウム(廃棄) |
石こうは建材、硫安は肥料として使えるので回収されます。使い道の乏しいものは廃棄になり、処分費がかかります。吸収剤の選択は、処分まで含めた費用で決まります。
石灰スラリー法は固体を扱うため、固形物の付着による圧力損失の増大やスケールの生成といった運転トラブルが中心になります。塔内が溶液だけのダブルアルカリ法は、そのぶん詰まりにくくなります。
図解で確認:排煙脱硫は「吸収剤」で副生物が変わる
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図解の参考:産業環境管理協会「令和7年度 国家試験の問題と正解」大気特論 問8(図解追加:2026年9月10日)
低温腐食は「冷やしすぎ」が原因
排ガス中の硫酸ミストが露点以下まで冷えて凝縮し、金属を侵すのが低温腐食です。原因が分かれば対策は一本の筋でつながります。
| 対策 | なぜ効くか |
|---|---|
| 硫黄分の少ない燃料を使う | 硫酸ミストのもとを減らす |
| 露点以下まで冷やさない | そもそも凝縮させない |
| 熱交換器内のガスの流れを一様にする | 局所的に冷える場所を作らない |
| 理論空気量に近づけて燃焼させる | 過剰空気が減るとSO3が減り、露点が下がる |
| 中和剤の粉末を吹き込む | 生じた硫酸を中和する |
熱を回収しようと排ガスを冷やすほど、腐食のリスクは上がります。省エネと設備の寿命が正面から競合する場面です。
図解で確認:低温腐食は「硫酸ミストが露点以下で凝縮」して起こる
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図解の参考:産業環境管理協会「令和7年度 国家試験の問題と正解」大気特論 問7(図解追加:2026年9月10日)
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