最近のコメント

匿名
2023.01.05
最初の指摘をした者です。議論が盛り上がるのはいいことだと思います。 サイトの運営者様へ  kg, kmol, m3Nへの変更は適切です。それと誤解していましたが、ここにある解説は内容的には、私が最初に指摘した計算方法そのものになっています。化学反応ですから、その段階ではmol(kmol)で考える必要がありますが、その後のガスの量は所詮理想気体仮定なのだからm3Nで行えばいいのではというのが私の指摘でした。 河合さんへ  組成が与えられたとき、液体・固体燃料の燃焼諸量を計算するのに組成から計算する方法を公式として利用するのは大賛成です。この試験でも頻繁に登場しますから、そこから出発しても閲覧者は理解できると思います。必要ならこの公式の導出過程を別途示せばいいと思います。 ただし、使用する公式については意見があります。理論空気量の式  A₀=8.89c+26.7(h-o/8)+3.33s (1) は決して使用してはいけません。この公式は酸素濃度が21.0%の空気にしか適用できないからです。適用すべきは、  A₀=22.4/0.21 x (c/12 +h/4 -o/32 + s/32) (2) です。(1)式は、(2)式をさらに計算(8.89 = 22.4/(0.21 x 12))しただけです。 酸素濃度が21%以外の例えば、酸素濃度を25%にした酸素富化空気の場合は、上式の0.21を0.25に変えるだけで適用できます。また、(2) 式に登場する数値は、全て原子量等の基本的な数値です。(1)式だと、8.89とか一見すると意味のない数値を暗記する必要があります。電卓のない昔なら(2)式を(1)式の形で暗記することに意味があったと思いますが、電卓使用では大差ないでしょう。燃料の組成が関係する式は全て同様です。
R4年 大気特論 問3解説
河合一郎
2023.01.05
この設問の燃焼計算を解くに当たり、色々な方法がありますが、大切なことは、多くの受験勉強をしている方々がどの様な方法で学習されているかということです。先ず言えることは、テキストとして、「新・公害防止の技術と法規2021大気編」等々を活用されていると思います。別に宣伝するつもりはありませんが、やはり「過去問解説」が、それに沿って解説されていると何と無くしっくりくるものがあります。従って、私なりの解説になりますが、参考にしていただければ幸いです。 「新・公害防止の技術と法規2021大気編」の「技術編」P.20~P.22の Ⅲ.2.4 液体・個体燃料の燃焼計算で、理論空気量を求める式、 A₀=8.89c+26.7(h-o/8)+3.33s ・・・(1) P.22の乾き燃焼ガス量を求める式、 G'=(m-0.21)A₀+1.867c+0.7s+0.8n ・・・(2) 設問では、加圧燃焼方式ではなく自然通風でのボイラーを想定しており、煙道ダクト内部は、負圧になっており、ダクトが経年劣化の為腐食して穴が開いて、そこからの外気が侵入している状況を想像して下さい。侵入している個所より後方にある排ガス測定点の二酸化硫黄の濃度が、245 ppmであるので、侵入空気量をAxとすると、 (SO₂)/(G'+Ax)=245×10⁻⁶ ・・・(3) c=0.86 h=0.135 s=0.005 [kg/kg-Fuel], 空気比: m=1.2 , (SO₂)=0.7s=0.7×0.005 等を(1)式、(2)式、(3)式にそれぞれ代入すると、 A₀≒11.26 G'≒12.76 Ax≒1.52 が求まる。(1)式、(2)式は、液体燃料の燃焼計算では、公式として、暗記しておきたいです。
R4年 大気特論 問3解説
匿名
2023.01.04
このサイトの燃焼計算の解説を拝見して思うのですが、なぜ、気体燃料の場合はm3Nベースで計算しているのに、液体・固体燃料のときはmol数に割り戻して計算するのでしょうか?液体・固体燃料のときでも燃料1kgで考えて、ガス側をm3Nで考えれば、ガス燃料の場合と同様に計算できると思います。 C + O2 = CO2 H + 1/4O2 = 1/2 H2O S + O2 = SO2 より完全燃焼時の量的な関係は、 12 kgのCは 22.4m3NのO2を必要とし、22.4m3NのCO2が発生する。 1 kgのHは 1/4 x 22.4m3NのO2を必要とし、1/2 x 22.4m3NのH2Oが発生する。 32 kgのSは 22.4m3NのO2を必要とし、22.4m3NのSO2が発生する。 この関係を導く過程で、燃料中のC, H, Sの量をkmolで考え、さらにガス側をm3Nにしていますので、このサイトの計算手順ででやっていることを、一回で済ませたことに相当します。 この関係を導いてしまえば、ガス側はm3Nベースで計算可能です。燃料1kgを考えると、炭素割合がc, 水素割合がh, 硫黄割合がsの燃料の理論空気量 A0 m3N/kgは、  0.21A0 = (c/12 + h/4 + s/32) x 22.4 -> A0=22.4/0.21 x (c/12 + h/4 + s/32) 解説では理論空気量を求めるのにいつも21:79の関係からN2のモル数を求めてO2のモル数と合計し、それをm3Nに戻していますね。O2の体積を0.21でわればそれが空気の体積です。 乾き排ガス量をG' m3N/kg, 空気比をmとすると、  乾き排ガス量 = 供給した空気の量 - 燃焼で消費した酸素の量 + 燃焼で発生したCO2の量 + 燃焼で発生したSO2の量 より(ここから先は気体燃料と共通)、 G' = mA0 - 0.21A0 +22.4 x (c/12 + s/32) = (m-0.21)A0 + 22.4 x (c/12 + s/32) 蛇足ながら、A0にN2を計上しているのでN2の量を考える必要はありません。 SO2濃度は定義から、  (SO2) = 22.4 x (s/32)/G' これからは、この問題で考えま...
R4年 大気特論 問3解説
匿名
2023.01.04
解説に、「これは2つの条件を比較するための燃焼実験なので、両者で同じ石炭を同量用いている点を、まずは押さえてください。」とありますが、同じ石炭を使うのは自明、また、1kgあたりで考えるので、両条件での石炭の使用量には関係ありません。この文章は必要ないものと思います。 数式で導くほうが素直な気がします。このサイトでは、数式はなるべく使わないのがポリシーのようですが、このケースでは数式での解法も解説してほしいと思う人がいると思います。簡単な計算ですので、両解法を併記したらいかがでしょうか。 要は解説にある通り、両条件での乾き排ガス量の比を計算すればよいので、この説明にあるようにAを理論乾き排ガス量 m3N/kgとして、条件1と2での、乾き排ガス量をG'1, G'2 m3N/kg、過剰空気量をB1,B2 m3N/kg、 乾き排ガス中の酸素割合をx , yとすると、 解説にあるとおり、乾き排ガス量= 理論乾き排ガス量 + 過剰空気量 より、 G'1=A+B1 G'2=A+B2 酸素濃度の定義より、 x=0.2*B1/(A + B1) -> B1/A=x/(0.2 -x) -> G1'/A = 1 + B1/A = 0.2/(0.2 - x) y=0.2*B2/(A + B2) -> B1/A=x/(0.2 -y) -> G2'/A = 1 + B2/A = 0.2/(0.2 - y) G2'/G1' = (0.2 - x) /(0.2 - y) = (0.2 - 0.02) /(0.2 - 0.05) = 1.2 この問題の背景は、NOxやばいじん規制にある、酸素濃度換算値NOx*の考え方だと思います。 NOx* = (21 - Os)/(21-On) x (NOx)   Os:施設ごとに定める標準酸素濃度%   On:測定時の酸素濃度%   NOx: 測定したNOx値 ppm
R4年 大気特論 問4解説