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令和元年度 公害防止管理者 大気特論 問6を解説|ガスタービン

令和元年度 大気特論 問6は、ガスタービンに関する問題です。構成要素・使用燃料・排出特性についての記述のうち、誤っているものを選びます。

この問題のポイント

ガスタービンは、圧縮機・燃焼器・タービンの3要素で回る高温燃焼機関です。狙われるのはばいじんの発生です。気体燃料の完全燃焼ではばいじんは少ないものの、軽油・灯油などの液体燃料を使う場合や燃焼状態によってはばいじんが発生し得ます。「ばいじんは発生しない」と言い切ると誤りになります。高温燃焼のためNOxはサーマルNOxが主で、高温域の滞留時間を短くするほどNOxは減る、という向きもあわせて押さえます。

※ 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(3)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢各選択肢の判定解説
(1)○(正しい)圧縮機・燃焼器・タービンの3要素から成ります。
(2)○(正しい)都市ガス・LNGのほか、軽油・灯油なども使えます。
(3)×(誤り)液体燃料の使用時などにはばいじんが発生し得ます。「発生しない」は誤りです。
(4)○(正しい)高温燃焼のため、生成NOxはサーマルNOxが主です。
(5)○(正しい)高温燃焼領域の滞留時間を短くするほど、NOx生成は少なくなります。

選択肢(3)のポイント(ここが誤り)

ガスタービンは気体燃料をきれいに燃やせば煤(すす)は少なくなりますが、ばいじんがまったく発生しないわけではありません。軽油・灯油などの液体燃料を用いる場合や、局所的に空気が不足した燃焼状態では、未燃の炭素分が煤となって排出され得ます。したがって選択肢(3)の「燃焼過程で、ばいじんは発生しない」という断定は誤りです。なお、ガスタービンは高温で燃やすため、空気中の窒素が酸化してできるサーマルNOxが主体で、高温域の滞留時間を短くするほどNOxの生成を抑えられます。

覚え方

  • ガスタービンでもばいじんは発生し得る(特に液体燃料)。「発生しない」は言い過ぎ。
  • 3要素=圧縮機・燃焼器・タービン。
  • 高温燃焼=サーマルNOxが主。高温域の滞留時間を短くすればNOx減。

理解度チェック

Q.

ガスタービンで生成するNOxは、主にどのタイプ?

高温燃焼なので、空気中の窒素が酸化してできるサーマルNOxが主体です。

Q.

高温域の滞留時間を短くすると、NOxはどうなる?

窒素が酸化される時間が減るため、NOx生成は少なくなります。

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 大気特論 問題・正解」(公式PDF