令和4年度 公害防止管理者 大気特論 問4を解説｜NO発生量の比較

令和4年度 大気特論 問4は、合成空気による燃焼実験で得た石炭中N分から発生するNO量を、条件2と条件1で比較する計算問題です。条件2のNO発生量が条件1の何倍かを求めます。

この問題のポイント

この実験は、空気の窒素の代わりにアルゴンを使い、石炭中の窒素分だけから出るNOを測るための工夫です。ここで注意したいのは、測っているのが「濃度（ppm）」であって「量」ではない点です。空気を多く入れる（O₂濃度が高い）ほど乾き燃焼ガスの体積が増え、同じNOでも濃度は薄まります。したがって、条件ごとのO₂濃度から乾きガス量の違いを補正してから量を比べるのが分かれ目です。濃度をそのまま比べると誤ります。

※ 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)

各選択肢の判定

選択肢(4)のポイント（計算の手順）

石炭中N分から発生するNO量は、NO濃度×乾き燃焼ガス量に比例します。乾き燃焼ガス量は過剰の合成空気が多いほど大きくなり、その大きさは乾きガス中O₂濃度で表せます。今回の合成空気はO₂が20%なので、乾きガス量は「20−（乾きガス中O₂%）」に反比例する形で見積もれます。したがって発生量の比は次のように整理できます。

• 条件1：NO=160ppm、O₂=2.0% → 補正値 160÷(20−2)＝160÷18
• 条件2：NO=200ppm、O₂=5.0% → 補正値 200÷(20−5)＝200÷15

比を取ると、(200÷15)÷(160÷18)＝1.5倍となります。濃度そのままの比（200÷160＝1.25倍）ではなく、O₂濃度で希釈を補正することが決め手です。条件2はO₂が高くガス量が多い分、同じ濃度でも実際のNO量は多くなっています。

覚え方

• NOの「量」＝濃度×乾きガス量。濃度だけで比べない。
• 乾きガス量はO₂濃度が高いほど大きい＝「20−O₂%」に反比例で補正。
• 合成空気はO₂20%・残りアルゴン＝空気由来NO（サーマルNOx）を除く工夫。

理解度チェック

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