ミニテスト 燃料及び燃焼

大気汚染防止と燃焼障害 ミニテスト【第1回】

大気汚染防止と燃焼障害(NOx・SOx・ばいじん・低温腐食の抑制)」の内容から出題するミニテスト第1回(全5問)です。NOxとSOxの発生原因の違い・排ガス再循環法の目的・低温腐食の仕組み・ばいじんの発生原因・天然ガスの環境面メリットなど基本事項を出題しています。

大気汚染防止と燃焼障害 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

ボイラーの燃焼で発生するNOx(窒素酸化物)とSOx(硫黄酸化物)の発生原因として、正しいものはどれか。

(1)NOxもSOxも、燃料中の硫黄分が原因で発生する
(2)NOxは主に燃焼時の高温が原因で、SOxは燃料中の硫黄分が原因で発生する
(3)NOxは燃料中の硫黄分が原因で、SOxは高温が原因で発生する
(4)NOxもSOxも、空気不足による不完全燃焼が原因で発生する
(5)NOxもSOxも、燃料中の水分が原因で発生する

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正解:(2)NOxは主に燃焼時の高温が原因で、SOxは燃料中の硫黄分が原因で発生する
NOxは燃焼温度が高いときに空気中の窒素と酸素が反応してできます(サーマルNOx)。一方SOxは燃料に含まれる硫黄分が燃焼時に酸化されてできます。「NOx=温度、SOx=硫黄分」という違いは試験の超頻出ポイントです。

第2問

排ガス再循環法(EGR)の目的として、正しいものはどれか。

(1)SOxを減少させるために排ガス中の硫黄分を除去する
(2)ばいじんを減少させるために排ガスをフィルターに通す
(3)NOxを減少させるために排ガスの一部を炉内に戻して燃焼温度を下げる
(4)燃焼効率を上げるために排ガス中の酸素を再利用する
(5)一酸化炭素を減少させるために排ガスを完全燃焼させる

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正解:(3)NOxを減少させるために排ガスの一部を炉内に戻して燃焼温度を下げる
排ガス再循環法(EGR)は、燃焼後の排ガスの一部を炉内に戻すことで、炉内の酸素濃度を下げて燃焼温度を低下させ、サーマルNOxの発生を抑制する方法です。NOx対策の代表的な手法として試験に頻出です。

第3問

低温腐食の説明として、正しいものはどれか。

(1)排ガス温度が高すぎることで金属が溶ける現象
(2)ボイラー水中の酸素が金属を腐食する現象
(3)排ガス中のSO₃が水蒸気と結合して硫酸となり、露点以下に冷えた金属面で凝縮して腐食する現象
(4)燃料中の窒素分が金属を腐食する現象
(5)スケールが金属面を侵す現象

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正解:(3)排ガス中のSO₃が水蒸気と結合して硫酸となり、露点以下に冷えた金属面で凝縮して腐食する現象
低温腐食は、燃料中の硫黄分から生じたSO₃が排ガス中の水蒸気と結合して硫酸(H₂SO₄)を生成し、排ガスの温度が露点(約150℃前後)以下に下がった部分で硫酸が凝縮して金属面を腐食する現象です。エコノマイザや空気予熱器など排ガス温度が低くなる部分で特に発生しやすいです。

第4問

ばいじん(すす)の発生原因として、最も関係が深いものはどれか。

(1)燃焼温度が高すぎる
(2)燃料中の硫黄分が多い
(3)不完全燃焼(空気不足や燃料の霧化不良)
(4)排ガスの温度が低すぎる
(5)ボイラー水の水質が悪い

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正解:(3)不完全燃焼(空気不足や燃料の霧化不良)
ばいじん(すす)は、空気が不足して燃料が完全に燃えきらない「不完全燃焼」で発生します。油だきボイラーでは燃料の霧化が悪い場合にも増加します。対策は適切な空気量の供給とバーナの調整・保守です。

第5問

天然ガス(都市ガス)を燃料として使用するメリットとして、誤っているものはどれか。

(1)硫黄分がほとんどないため、SOxがほぼ発生しない
(2)ばいじん(すす)がほとんど発生しない
(3)低温腐食のリスクが非常に低い
(4)NOxがまったく発生しない
(5)重油に比べてクリーンな燃焼が可能

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正解:(4)NOxがまったく発生しない
天然ガスは硫黄分がほとんどないためSOxや低温腐食のリスクは非常に低くなります。しかし、NOx(特にサーマルNOx)は燃焼時の高温で空気中の窒素と酸素が反応して発生するものなので、どんな燃料でも高温燃焼すればNOxは発生します。「まったく発生しない」は誤りです。

結果の振り返り

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