令和4年度 公害防止管理者 大気特論 問3を解説｜侵入空気量の計算

令和4年度 大気特論 問3は、重油を空気比1.20で完全燃焼させたときのSO₂濃度と煙道への侵入空気量を求める計算問題です。実測245ppmが計算予測より小さい理由から、侵入空気量（重油1kg当たり）を求めます。

この問題のポイント

重油中の硫黄分から生じるSO₂の「量」は燃やした時点で決まり、あとから空気が入っても増減しません。ところが煙道に外気が入り込むと、そのSO₂が余分な空気で薄められ、出口での濃度（ppm）だけが下がります。つまり「本来の予測濃度」と「実測濃度」の比が、どれだけ希釈されたか＝どれだけ空気が侵入したかを教えてくれます。SO₂の絶対量は一定、変わるのは分母のガス量だけ、という関係が分かれ目です。

※ 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)

各選択肢の判定

選択肢(4)のポイント（計算の手順）

手順は次の順に組み立てます。

• まず、硫黄分0.5wt%から、重油1kgあたりのSO₂発生量を出す。硫黄は燃えてすべてSO₂になるので、生じるSO₂の体積が定まります。
• 次に、炭素・水素・硫黄の各成分と空気比1.20から、侵入がないときの乾き燃焼ガス量を求める。
• SO₂発生量を乾きガス量で割り、侵入がない場合の予測SO₂濃度を出す。これは実測245ppmより高い値になります。
• SO₂量は一定なので、予測濃度×(元のガス量)＝実測濃度×(元のガス量＋侵入空気量)の関係から侵入空気量を解く。

この式を解くと、侵入空気量は重油1kg当たりおよそ1.5 m³Nになります。ポイントは、実測濃度が下がったのはSO₂が減ったからではなく分母のガス量が増えたから、と押さえることです。

覚え方

• SO₂の量は一定・濃度は希釈で下がる。空気侵入は薄めるだけ。
• 侵入空気量＝(予測濃度／実測濃度−1)×元の乾きガス量。
• 硫黄分→SO₂量、成分＋空気比→乾きガス量、の2本立てで進める。

理解度チェック

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