平成28年度 公害防止管理者 大気特論 問10を解説｜低NOxバーナーの型と抑制のしくみ（分割火炎形は熱を逃がす側）

平成28年度 大気特論 問10は、窒素酸化物を出しにくくしたバーナーの型と、それぞれがどんなしくみで効いているかを対応づける組合せ問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

燃焼で窒素酸化物を減らす手立ては、突き詰めるとふたつしかありません。ひとつは炎を熱くしない、そして熱いガスがそこに居座る時間を短くすること。もうひとつは、燃えているまさにその場所の酸素を薄くすることです。五つの型は、このどちらか、あるいは両方に割り振れます。仕掛けられているのは、炎を細かく分ける型がどちらの系統に属するかという一点で、書かれているしくみが別の系統のものにすり替わっています。

※ 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)

各選択肢の正誤

選択肢(3)のポイント（ここが誤り）

ひとかたまりの炎を、噴射口の刻みや分割によっていくつもの小さな炎に散らすと、同じ熱量を出していても表面の合計面積が大きくなります。表面が広いということは、その分だけ光と熱を周りへ手放しやすいということです。手放した分、炎そのものの温度の頂点は下がります。さらに一つひとつの炎が薄くなるので、ガスがいちばん熱い領域を通り抜けるのに要する時間も短くなります。効いているのは温度と時間であって、酸素の濃さではありません。

この区別が効くのは、空気中の窒素から生まれる窒素酸化物が、温度の高さとそこに居る時間の長さの両方に強く反応するからです。温度をわずかに下げるだけでも生成量は大きく落ちますし、熱い領域を素早く抜けさせれば反応が進む前に出口へ届きます。逆に酸素を薄くする役は、燃えかすのガスを巻き込む型や、燃料と空気の出会いを段階に分ける型が担当しています。炎を小さく散らしただけでは、むしろ空気との触れ合いは細やかになるので、酸素が薄くなるという説明は筋が通りません。

整理のしかたとしては、五つの型をまず二列に並べ替えるのが早道です。熱を逃がして温度と時間を削る列には、一気に燃やす型と、炎を細かく散らす型が入ります。酸素を薄める列には、燃えかすを吸い戻す型と、段階に分ける型が入ります。ゆっくり広げて燃やす型は両方の列にまたがるので、二つのしくみが並記されていても正しい記述です。この二列を先に頭に置いてから選択肢を読むと、書かれたしくみが別の列のものだと気づけます。

覚え方

• 抑制の手は温度と時間を削る側か、酸素を薄める側かの二列に分けて覚える。
• 表面積が増える＝熱が逃げる＝温度が下がる、が細かく散らす型の理屈。
• 一気に燃やす型と細かく散らす型は、どちらも温度と時間の側。
• 吸い戻す型と段階に分ける型は、酸素の側。
• ゆっくり広げて燃やす型だけが両方にまたがる。

理解度チェック

＞ 平成28年度 公害防止管理者 過去問解説 一覧へ