公害防止管理者の過去問｜令和3年 ばいじん・粉じん特論 問１５  問題と解説

問題１５

問題１５の解答

正解は「１」です。

問題１５の解説

与えられた条件から算出したダクト内を流れるダストの総流量は約 20 g/hとなります。計算は以下の手順で行います。

① 実際排ガス条件を標準乾きガス条件に換算

ダクトの排ガスは、湿りガスとして
流量 8000 m³/h（実測条件：温度 180℃、静圧 −4.8 kPa、水分 13%）で流れています。

乾きガス流量への補正

湿りガス中の乾きガス成分は、

$$100\% – 13\% = 87\%$$

であるため、乾きガスの実流量は

$$8000 \times 0.87 = 6960 \ \text{m}^3/\text{h}$$

となります。

温度・圧力補正（標準状態換算）

理想気体の状態方程式より、標準乾きガス量 $V_{\text{標乾}}$V標乾​ は次式で求められます。

$$V_{\text{標乾}} = V_{\text{実乾}} \times \frac{P_{\text{実}}}{P_{\text{標}}} \times \frac{T_{\text{標}}}{T_{\text{実}}}$$

ここで、

• 実圧力（絶対圧） $$P_{\text{実}} = 101.3 – 4.8 = 96.5 \ \text{kPa}$$
• 標準圧力 $$P_{\text{標}} = 101.3 \ \text{kPa}$$
• 実温度 $$T_{\text{実}} = 180 + 273 = 453 \ \text{K}$$
• 標準温度 $$T_{\text{標}} = 273 \ \text{K}$$

これらを代入すると、$$V_{\text{標乾}} \approx 6960 \times \frac{96.5}{101.3} \times \frac{273}{453} \approx 4000 \ \text{m}^3/\text{h}$$

---

② ダストの総質量流量の算

標準乾きガス条件でのダスト濃度は 5.0 mg/m³ で与えられています。

したがって、ダストの質量流量は

$$5.0 \ \text{mg/m}^3 \times 4000 \ \text{m}^3/\text{h} = 20{,}000 \ \text{mg/h} = 20 \ \text{g/h}$$

となります。

よって、選択肢（1）の「20 g/h」が該当します。

問題を解くポイント

排ガス中の粉じん量を標準状態換算する計算問題です。ポイントは、湿りガス→乾きガスへの体積補正と温度・圧力補正を順序立てて行うことです。まず湿度13%から乾きガス体積は全体の87%と求め、次に状態方程式で標準状態体積に直し、その上で濃度を掛けます。

この一連の計算をミスなくできれば正解に至ります。また、与えられた静圧（ゲージ）を絶対圧に変換する点（101.3-4.8）にも注意が必要です。

単位系の確認と気体の状態変換の確実な適用がポイントと言えます。