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令和2年度 公害防止管理者 大気関係技術特論 問10を解説|直列集じん装置の出口濃度

令和2年度 大気関係技術特論 問10は、集じん率80 %のサイクロンと集じん率95 %の電気集じん装置を直列に接続したときの出口ダスト濃度を求める計算問題です。入口ダスト濃度は3.0 g/m3(標準状態の乾きガス)とします。

この問題のポイント

直列に並べた集じん装置は、それぞれの通過率(=1−集じん率)を掛け合わせるのがコツです。集じん率どうしを足したり掛けたりするのではありません。サイクロンは20 %(0.2)を通し、電気集じん装置は5 %(0.05)を通すので、装置全体を通り抜ける割合は0.2×0.05=0.01です。入口濃度にこの0.01を掛ければ出口濃度が出ます。単位はg/m3からmg/m3への換算(×1000)も忘れないようにします。

※ 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)

各選択肢の正誤

選択肢出口濃度(mg/m3)判定
(1)10× 通過率の掛け合わせと合いません。
(2)12× 計算値になりません。
(3)24× 集じん率を単純に足すなどの誤り計算に対応する値です。
(4)30○ 3.0 g/m3×0.2×0.05=0.03 g/m3=30 mg/m3
(5)36× 通過率の値を取り違えると出やすい誤答です。

計算の手順

  • サイクロンの通過率:1−0.80=0.20。
  • 電気集じん装置の通過率:1−0.95=0.05。
  • 全体の通過率:0.20×0.05=0.01(全体の集じん率は99 %)。
  • 出口濃度:3.0 g/m3×0.01=0.03 g/m330 mg/m3

集じん率(80 %と95 %)を足して合成すると全体を過大に見積もってしまいます。直列は通過率どうしの掛け算で扱うのが正しく、これが選択肢(4)の30 mg/m3につながります。

覚え方

  • 直列の合成は通過率(1−集じん率)の掛け算。集じん率の足し算ではない。
  • 全体の集じん率=1−(通過率の積)。80 %と95 %なら1−0.01=99 %。
  • 最後にg/m3→mg/m3×1000を忘れない。

理解度チェック

Q.

集じん装置を直列につないだとき、全体の効果はどう計算する?

各装置の通過率(1−集じん率)を掛け合わせます。集じん率を足すのではありません。全体の集じん率は1から通過率の積を引いて求めます。

Q.

80 %と95 %を直列にしたときの全体の集じん率は?

通過率の積は0.20×0.05=0.01なので、全体の集じん率は1−0.01=99 %です。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2年度 公害防止管理者等国家試験 大気関係技術特論 問題・正解」(公式PDF