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令和元年度 公害防止管理者 ばいじん・粉じん特論 問15を解説|乾き排ガス中のダスト濃度

令和元年度 ばいじん・粉じん特論 問15は、湿りガス中のダスト量から標準状態の乾き排ガス中のダスト濃度を求める計算問題です。ガス温度・圧力・水分量の補正を順に行って、標準状態(0℃、101.3 kPa)の乾き排ガス中のダスト濃度を求めます。

この問題のポイント

測定した湿りガスの体積を、そのままダスト量で割ってはいけません。まず温度と圧力で標準状態の体積に換算し、次に水分を除いて乾きガスに直してから、ダスト量を割ります。核心は3つで、(1)絶対圧=大気圧+ゲージ圧(-5.4 kPaは引く)、(2)標準状態換算は温度の絶対温度比と圧力比を掛ける、(3)乾きガスは湿りガスに(1-水分率)を掛けることです。乾き補正を忘れると値が少し大きくなり、誤答に誘導されます。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(4)(約5.2 mg/m³)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)×(誤り)3.8。計算結果(約5.2)と一致しません。
(2)×(誤り)4.2。計算結果と一致しません。
(3)×(誤り)4.7。乾き補正(水分を除く操作)を忘れると近い値になりますが、正しくありません。
(4)○(正しい)5.2。絶対圧・温度・乾き補正まで正しく行った計算結果と一致します。
(5)×(誤り)5.8。計算結果と一致しません。

計算の手順

  • 絶対圧=大気圧101.3+ゲージ圧(-5.4)=95.9 kPa。
  • 湿りガス2.0 m³を標準状態へ換算:2.0×(273/(273+155))×(95.9/101.3)=2.0×0.638×0.947=約1.21 m³。
  • 水分10%を除いて乾きガスへ:1.21×(1-0.10)=約1.09 m³。
  • ダスト濃度=5.7 mg÷1.09 m³=約5.2 mg/m³。

以上より、標準状態の乾き排ガス中のダスト濃度は約5.2 mg/m³で、選択肢(4)が正解です。なお乾き補正を忘れると約4.7となり、選択肢(3)の誤答に誘導されます。

覚え方

  • 絶対圧=大気圧+ゲージ圧(-5.4は引く→95.9 kPa)。
  • 標準状態換算:×273/(273+t)×(絶対圧/101.3)。
  • 最後に×(1-水分率)で乾きガスに。忘れると値が大きめ(4.7)になり誤答。

理解度チェック

Q.

大気圧101.3 kPa、ゲージ圧-5.4 kPaのときの絶対圧は?

95.9 kPaです。絶対圧=大気圧+ゲージ圧で、101.3+(-5.4)=95.9 kPa となります。

Q.

湿りガスを乾きガスに直すには何を掛ける?

(1-水分率)です。水分10%なら(1-0.10)=0.9 を掛けます。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 ばいじん・粉じん特論 問題・正解」(公式PDF