平成30年度 公害防止管理者 大気有害物質特論 問3を解説｜ガス吸収装置の選び方
平成30年度 大気有害物質特論 問3は、有害ガスを液に溶かして除く装置をどう選び、何に気を配るかを扱った正誤問題です。誤っているものを選びます。
この問題のポイント
ガス吸収装置は、液を細かくばらまく形式と、ガスを液の中に泡として送り込む形式に大きく分かれます。どちらを選ぶかはガスと液のどちら側で移動が渋滞しているかで決まり、渋滞している側の膜を薄くする形式が正解になります。引っかけの核心はここで、選択肢は抵抗の側と形式の対応をそっくり入れ替えています。残りの選択肢は装置を選ぶ際の実務上の配慮を並べたもので、いずれも素直に正しい内容です。
※ 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(1)（誤っている記述）
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ×（誤り） | 溶解度が大きなガスはガス側の抵抗が支配的なので、選ぶべきは液分散形です。ガス分散形を選ぶとするのは逆です。 |
| (2) | ○（正しい） | 液分散形は液を小滴にして表面積を稼ぐ形式で、有効接触面積を大きくするという説明は正しい記述です。 |
| (3) | ○（正しい） | ガス分散形では気泡を乱流状態にして液側の混ざりを良くします。正しい記述です。 |
| (4) | ○（正しい） | 形式や材料の選定でガスや液の腐食性、吸収液の発泡性を考慮するのは実際の設計どおりです。正しい記述です。 |
| (5) | ○（正しい） | 閉塞が起こりにくく維持管理が容易であることは、長期に運転する装置に求められる条件です。正しい記述です。 |
選択肢(1)のポイント（ここが誤り）
ガスが液に吸収されるとき、ガスはガス側の境膜と液側の境膜という二つの薄い層を順に通り抜けます。全体の速さは、通りにくい方の膜、つまり抵抗が大きい側で決まります。よく溶けるガスは液に入った端から溶け込んでいくので液側では詰まらず、ガス側の境膜が律速になります。
この場合に効くのは、ガス側の境膜を薄くする工夫です。液を小滴や薄い液膜にして空間にばらまき、その周りをガスが相対速度をもって流れる形にすると、液滴の表面でガス側の膜が薄くなり、同時に接触面積も稼げます。これが液分散形で、スプレー塔・充塡塔・ぬれ壁塔・ベンチュリスクラバーなどが該当します。
選択肢は、ガス側抵抗が支配的だという前提までは正しく置きながら、結論としてガス分散形を選ぶとしています。ガス分散形は段塔や気泡塔のように液の中へガスを泡として送り込む形式で、液の側をよくかき混ぜて液側の境膜を薄くするのが持ち味です。つまり溶けにくいガス、すなわち液側抵抗が支配的な場合に選ぶ形式であって、ここでの答えとしては真逆になります。
覚え方としては、薄くしたい膜がある側を、細かくばらまくと結びつけるのが確実です。ガス側の膜を薄くしたいなら液をばらまく液分散形、液側の膜を薄くしたいならガスをばらまくガス分散形、という対応になります。
覚え方
- 吸収の速さは抵抗が大きい側の境膜で決まる。まずどちら側が律速かを判定する。
- よく溶けるガス＝ガス側抵抗支配、溶けにくいガス＝液側抵抗支配。
- 薄くしたい膜がある側と反対の相をばらまく。ガス側を薄くしたいなら液分散形、液側を薄くしたいならガス分散形。
- 液分散形＝スプレー塔・充塡塔・ぬれ壁塔・ベンチュリ。ガス分散形＝段塔・気泡塔。
- 装置選定では性能だけでなく、腐食性・発泡性・閉塞のしにくさ・維持管理の容易さも条件になる。
理解度チェック
溶解度が大きなガスを吸収するとき、選ぶべきなのは液分散形とガス分散形のどちらか。
液分散形です。よく溶けるガスではガス側の境膜が律速になるため、液を小滴や液膜にしてガス側の膜を薄くする形式が適します。
ガス分散形の装置では、性能を上げるためにどんな工夫をするか。
液中に送り込んだ気泡を乱流状態にする工夫をします。液側の混合を強めて液側の境膜を薄くすることが、この形式の狙いだからです。
この問題に関連する用語解説
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「平成30年度 公害防止管理者等国家試験 大気有害物質特論 問題」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月