公害防止管理者の過去問｜令和5年 ばいじん・粉じん特論 問１０  問題と解説

問題１０

問題１０の解答

正解は「２」です。

問題１０の解説

この問題は、電気集じん装置の性能を著しく低下させる「逆電離現象（逆コロナ）」が発生した際の特徴や、その対策について正しく理解しているかを問うものです。 選択肢を一つずつ順番に検証し、その記述が「現象の理屈」に合っているかを確認していくことで正解にたどり着けます。

解答に至るまでのステップ

ステップ1　【選択肢1】 発生条件（電気抵抗率）を確認する

まず、選択肢1の「ダスト層の見掛け電気抵抗率が 10⁹Ω・m以上」という条件が、逆電離の定義に合致するかを確認します。

• 現象のメカニズム： 電気集じん装置は、コロナ放電でダストをマイナスに帯電させ、プラス極（集じん極）に引き寄せて捕集します。 ダストが極板に到達した後、持っているマイナスの電気を極板へ逃がす必要がありますが、ダストの電気抵抗（電気の流れにくさ）が非常に高いと、電気が逃げずにダスト層に溜まってしまいます。
• 判定基準： 電気が流れにくい（絶縁性が高い）ダストほど、電気が溜まって火花（逆コロナ）が発生しやすくなります。 よって、選択肢1は「正しい」記述です。

ステップ2　【選択肢2・3】 電流と電圧の特性（V-I特性）を整理する

次に、選択肢2と3にある「運転時の電気的な挙動」を検証します。ここが最も重要な判断ポイントです。

• 逆電離時の挙動： ダスト層に溜まったマイナス電荷が限界を超えると、ダスト層の中で絶縁破壊（小さな雷のようなもの）が起き、プラスイオンが放電極に向かって逆流します。これを「逆電離」と呼びます。 このとき、電気回路としては「電気が異常に流れやすい状態（ショートに近い状態）」になります。 その結果、「電流は異常に多く流れる（火花頻発）」一方で、電圧を維持できなくなり「電圧は正常時より低くなる」という特徴的な現象が起きます。
• 選択肢2の判定： 選択肢2では「電圧値が正常時に比べて高くなる」としています。しかし、上記のとおり逆電離発生時は電圧が「低く」なります。 よって、選択肢2は「誤り」です。
• 選択肢3の判定： 電圧を上げていく時と、下げていく時で、電流の流れ方が異なる現象を「ヒステリシス」と呼びます。逆電離が起きると、ダスト層の状態が不安定になるため、この現象が顕著に現れます。 よって、選択肢3は「正しい」記述です。

ステップ3　【選択肢4・5】 対策方法の有効性を確認する

念のため、残りの選択肢が逆電離の対策として正しいかを確認します。

• 選択肢4（間欠荷電）の検証： 間欠荷電（パルス荷電）とは、電気をずっと流しっ放しにするのではなく、休み休み（パルス状に）流す方式です。電気を止めている間に、ダストに溜まった電荷が逃げる時間を稼げるため、電荷の蓄積（逆電離）を防ぐ効果があります。 よって、選択肢4は「正しい」記述です。
• 選択肢5（固定ダスト層の除去）の検証： 逆電離の原因は、極板上に堆積したダスト層が絶縁体として振る舞うことです。こびりついたダスト（固定ダスト層）をしっかり叩き落として除去すれば、電気の通り道が復活し、現象は起きにくくなります。 よって、選択肢5は「正しい」記述です。

以上のステップにより、明らかに矛盾している記述は 2 であると判断できます。

問題のポイント

電気集じん装置のトラブルに関しては、「電流と電圧の関係」をセットで覚えることが鉄則です。

本番での見分け方： 「逆電離 ＝ 大電流・低電圧（電流ガバガバ、電圧スカスカ）」 というフレーズを覚えておけば、即座に「電圧が高くなる」という記述を誤りと見抜けます。

誤答選択肢が正しそうに見える理由： 「逆電離」という言葉や「異常発生」という状況から、なんとなく電圧も「異常に高くなる（サージ電圧のようなイメージ）」と勘違いしやすいです。

受験者が陥りやすい具体的な思考の流れ： 「109 という数値（選択肢1）は合っているか？」や「ヒステリシス（選択肢3）ってなんだっけ？」という難しい用語に気を取られ、最も基本的な「V-I特性（電圧と電流の関係）」の矛盾を見逃してしまいます。