二級ボイラー技士の過去問
令和4年10月公表
燃料及び燃焼に関する知識 問9
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問題
二級ボイラー技士試験 令和4年10月公表 燃料及び燃焼に関する知識 問9 （訂正依頼・報告はこちら）
ボイラーの燃料の燃焼により発生する大気汚染物質について、誤っているものは次のうちどれか。
- 排ガス中のSOXは、大部分がSO2である。
- 排ガス中のNOXは、大部分がNOである。
- 燃料を燃焼させた際に発生する固体微粒子には、すすやダストがある。
- すすは、燃料の燃焼により分解した炭素が遊離炭素として残存したものである。
- フューエルNOXは、燃焼に使用された空気中の窒素が酸素と反応して生じる。
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この過去問の解説 （3件）
01
ボイラー燃料の燃焼による生成物は、SOXのような大気汚染の原因や、スラッジのようなボイラーに障害を及ぼすものが多く排出されます。
大気汚染物質について見てみましょう。
(1) 硫黄酸化物
いわゆるSOXといわれるもので、燃料中に含まれる硫黄（S）分が、燃焼によって生成した酸化物です。
主に二酸化硫黄となる割合が多く、SO2で表されます。
雨などで硫酸となり、酸性雨として建造物などへ腐蝕をもたらします。
(2) 窒素酸化物
いわゆるNOXといわれるものです。
窒素酸化物の生成には２種類あって、燃料中に含まれる窒素化合物分が燃焼し酸化反応で生じるものをフューエルNOXといい、もう一つは空気中の窒素が燃焼によって酸素と反応したサーマルNOXです。
(3) ばいじん
燃焼で発生する固体の微粒子が、「すす」や「ダスト」で、ばいじんと称されます。
ばいじんの発生の原因は、燃焼時の不完全燃焼によるもので、煙突から排出され、洗濯物を汚したり、人体の呼吸器障害など、発生対策が重要です。
(4) 大気汚染物質の抑制対策
汚染物質の抑制は、大気汚染防止法で規制されています。
また、労安法でも、通達として規制が出てて、バーナやボイラー付属品への規制がなされています。
正しいです。
SOXは、硫黄（S）が酸化反応し発生しますが、SO2が大部分を占めますが、一部、SO3も含まれます。
正しいです。
NOXは、窒素（N）が酸化反応で発生しますが、燃焼で発生する大部分がNOです。
NO2は排出中に酸素と反応して、NO2となります。
正しいです。
燃料の可燃分は炭化水素ですが、燃焼によって、水分（H2O）と二酸化炭素（CO2）になります。
これは完全燃焼した場合で、不完全燃焼によって発生する未燃物は固体微粒子となり、灰とともに、固形物として外に排出されます。
正しいです。
燃料の可燃分は炭化水素ですが、燃焼によって、水分（H2O）と二酸化炭素（CO2）になりますが、不完全燃焼で分解した炭素が、微粒化し燃焼ガス中に浮遊するものがすすです。
誤りです。
フューエルNOXは、燃料中に含まれる窒素化合物が、酸化して生じたものです。
燃焼に使用された空気中の窒素が高温下で酸素と反応して生じるNOXは、サーマルNOXです。
大気汚染物質については、発生と抑制があって問題に取り上げられますが、発生単独、抑制単独、発生と抑制混合など、大気汚染に対しては、毎年問題として出されます。
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02
【同一テーマでの出題回数】★★★★★（H27/4～R4/4公表分）
ボイラーでの燃焼で発生する大気汚染物質の削減は、現代では重要な対策課題とされています。この大気汚染物質には、大きくは「硫黄酸化物（総称してSOx）」・「窒素酸化物（総称してNOx）」・「ばいじん（すすとダストを含めた名称）」などがあります。いずれも健康被害が指摘されている物資で、大気中に浮遊するSoxやばいじんは呼吸器系に影響を与え、NOxは酸性雨となり人体や環境にすくなからず影響と与えるものです。
正しい文章です。
ボイラーの燃焼で発生する硫黄酸化物（総称してSOx）は、多くは二酸化硫黄（SO2）ですが更に大気中の酸素と化合してできる三酸化硫黄（SO3）があります。これら硫黄酸化物は、人体にはいり呼吸器系や循環器へ影響を及ぼすことが知られています。
正しい文章です。
ボイラーの燃焼で発生する窒素酸化物（総称してNOx）は、当初NOであったものが大気中の酸素で酸化されたNO2となり、さらに大気中の水分に含まれることで酸性雨となって地上に降り注いできます。
正しい文章です。
ボイラーの燃焼で発生する固体微粒子として、ばいじん（すすとダストを合わせた名称）が知られています。いずれも大気中に浮遊し、吸い込むことによって呼吸器系に害を与えるものとなります。
正しい文章です。
ばいじん（すすとダストを含めた名称）は、ボイラーの燃焼で発生する微粒子として知られています。すすとダストの違いは、大気中に浮遊する遊離炭素が「すす」であり、灰分を主体としたのが「ダスト」であり同様に大気中に浮遊し、吸い込むことによって呼吸器系に害を与えるものとなります。
誤った文章です。
窒素酸化物（総称してNOx）には、起因する窒素が燃料（Fuel）に含まれている「フューエルNOx（Fuel NOx）」と大気中の窒素と酸素が高温という熱的（Thermal）状態で発生するサーマルNOx（Thermal NOx）があり、同じような性質をしめします。名称が紛らわしいため注意しましょう。
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03
燃焼によって生じる汚染物質等についての問題です。
正しいです。
ボイラーの排ガスに含まれる硫黄酸化物（SOx）は、その多くは二酸化硫黄（SO2）が含まれています。
正しいです。
ボイラーの排ガスに含まれる窒素酸化物（総称してNOx）は、その多くはNOが含まれています。
正しいです。
燃料を燃焼させた際に発生する固体微粒子にはすすやダストがあり、これらは熱伝導率の低下を招きます。
正しいです。
すすは燃料の分解した炭素が遊離炭素として残存したものです。
誤りです。
フューエルNOXは燃焼に使用された空気中の窒素が酸素ではなく、燃料中に含まれる窒素化合物が酸化して生じたものです。
汚染物質について、どのような過程で発生し、どのようなものが排出されることになるのか、把握しておきましょう。
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