第245問気体燃料の燃焼特徴として、重油などの液体燃料と比較した場合に正しい記述はどれか。
- Aガス火炎は油火炎に比べて放射伝熱量が多く接触伝熱量が少ない
- B気体燃料の燃焼には液体燃料のような微粒化や蒸発のプロセスが必要である
- Cガス火炎は油火炎に比べて放射伝熱量が少なく接触伝熱量が多い
- D気体燃料はあらかじめ燃料を加熱したり霧化媒体を使用したりする必要がある
気体・固体燃料の燃焼方式と、燃焼室・通風・大気汚染を扱う分野です。気体燃料の予混合燃焼・拡散燃焼、逆火(フラッシュバック)、固体燃料の燃焼、燃焼室の構造、通風(自然通風・押込通風・誘引通風・平衡通風)、NOx・SOx・ばいじんなど排ガスによる大気汚染とその防止が頻出テーマです。燃焼方式の違いと通風方式の分類は混同しやすいので、それぞれの仕組みと特徴を対比して整理し、環境対策の考え方まで押さえましょう。
この分野の問題47問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。
クイズモードで挑戦 →正解:A.バーナ内に可燃性混合気が存在せず逆火の危険がないため
拡散燃焼方式はバーナ内に可燃性混合気が存在しないため逆火の危険がなく、安全性が高いため広く採用されています。
この問題の解説ページを開く →正解:A.リング状のバーナ管の内部に多数のガス噴射孔があり内側に向かってガスを噴射する
リングタイプはリング状のバーナ管の内部に多数のガス噴射孔があり、空気流の外側から内側に向けてガスを噴射します。
この問題の解説ページを開く →正解:D.石炭を約0.1mmのパウダー状態にして空気とともにバーナに送り燃焼させる
微粉炭バーナ燃焼は、石炭を約0.1mmのパウダー状態(微粉炭)にして空気とともに送り、浮遊燃焼させます。
この問題の解説ページを開く →正解:D.設備が大がかりになり、発生するダストが多いため高性能の集じん装置を必要とする
微粉炭バーナ燃焼は微粉炭機(ミル)などの設備が大がかりになり、ダストが多いため高性能の集じん装置を必要とします。
この問題の解説ページを開く →正解:D.多孔板の上に粉砕した石炭と固体粒子を供給し下方から空気を上向きに吹き上げて混合物の層を流動化させ撹拌しながら燃焼させる方式
多孔板の上で石炭と固体粒子(流動媒体)の混合物を下からの空気で流動化させ、激しく撹拌して燃焼させるのが流動層燃焼です。
この問題の解説ページを開く →正解:A.石炭灰の溶融を促進して伝熱性能を上げるため層内温度を1500℃以上に保つ
流動層燃焼方式では、石炭灰の溶融を避けるために蒸発管を配置し、層内温度を700〜900℃の低温に制御します。
この問題の解説ページを開く →正解:B.層内温度を700〜900℃の低温燃焼に制御しているため
NOxは一般に1500℃以上で発生が多くなりますが、流動層燃焼は700〜900℃の低温燃焼であるため発生が少なくなります。
この問題の解説ページを開く →正解:D.すすは不完全燃焼時に炭素が分離した遊離炭素であり、ダストは灰分を主体とするちりである
すすは燃料が不完全燃焼した際に分離して残存した遊離炭素であり、ダストは灰分を主体とするちりです。
この問題の解説ページを開く →正解:C.SOxは人体への影響として呼吸器系の障害を引き起こすほか、酸性雨の原因となる
排ガス中のSOxは大部分が二酸化硫黄(SO2)であり、呼吸器系障害を引き起こしたり酸性雨の原因となったりします。
この問題の解説ページを開く →正解:A.排ガス中のNOxは、大部分が一酸化窒素(NO)である
排ガス中のNOxは大部分が一酸化窒素(NO)であり、大気中に拡散する間に一部が酸化されて二酸化窒素(NO2)になります。
この問題の解説ページを開く →正解:A.サーマルNOxは燃焼用空気中の窒素が酸素と反応して生じ、フューエルNOxは燃料中の窒素化合物から酸化によって生じる
サーマルNOxは燃焼用空気中の窒素が高温下で酸素と反応して生じ、フューエルNOxは燃料中の窒素化合物から生じます。
この問題の解説ページを開く →正解:B.排ガスの一部を燃焼用空気に混入させることで、燃焼温度を低下させるため
排ガス再循環法は、排ガスの一部を燃焼用空気に混入させることで燃焼温度を低下させ、NOxを抑制します。
この問題の解説ページを開く →正解:A.一次空気は初期燃焼を安定させ、二次空気は燃料と空気の混合を良好にして燃焼を完結させる
一次空気は噴射された燃料の周辺に供給されて初期燃焼を安定させ、二次空気はその直後に供給されて燃焼を完結させます。
この問題の解説ページを開く →正解:C.一次空気は火格子から燃料層を通して送入され、二次空気は燃料層上の可燃性ガスの火炎中に送入される
火格子燃焼では、一次空気は下方(火格子)から燃料層を通して送入され、二次空気は燃料層上の可燃性ガスの火炎中に送入されます。
この問題の解説ページを開く →正解:A.一次空気と微粉炭をあらかじめ混合(予混合)してバーナに供給する
微粉炭バーナ燃焼では、一次空気と微粉炭があらかじめ予混合され、空気と微粉炭の混合気としてバーナに供給されるのが一般的です。
この問題の解説ページを開く →正解:B.高温で体積の膨張した燃焼ガスを取り扱うため大型のファンを必要とし、大きな動力を要する
誘引通風は高温で膨張した燃焼ガスを吸い出すため、大型のファンと大きな動力を要し、ファンの腐食・摩耗も起こりやすいのが欠点です。
この問題の解説ページを開く →正解:B.羽根の形が簡単なため小形・軽量で安価であるが、効率が低いため大きな動力を必要とする
多翼形ファンは小形・軽量で安価ですが、効率が低いため大きな動力を必要とします。主に押込ファンとして利用されます。
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