二級ボイラー技士 過去問
令和7年4月公表
問28 (燃料及び燃焼に関する知識 問8)
問題文
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問題
二級ボイラー技士試験 令和7年4月公表 問28(燃料及び燃焼に関する知識 問8) (訂正依頼・報告はこちら)
- 高温燃焼域の燃焼ガスの滞留時間を長くする。
- 炉内燃焼ガス中の酸素濃度を低くする。
- 燃焼温度を低くし、特に局所的高温域が生じないようにする。
- 窒素酸化物が少ない燃料を使用する。
- 排煙脱硝装置を設け、燃焼ガス中のNOXを除去する。
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この過去問の解説 (3件)
01
ボイラーの燃料の燃焼により発生するNOXの大気中への放出の抑制方法に関する問題です。
ちなみにNOXとは窒素酸化物を指します。酸性雨の原因にもなっています。
高温燃焼域の燃焼ガスの滞留時間を長くするするのではなく、短くする事で抑制できます。
正しい記述です。
炉内燃焼ガス中の酸素濃度を低くします。
正しい記述です。
燃焼温度を低くし、特に局所的高温域が生じないようにします。
正しい記述です。
窒素酸化物が少ない燃料を使用します。
正しい記述です。
排煙脱硝装置を設け、燃焼ガス中のNOXを除去します。
窒素酸化物は環境汚染の問題でも度々話題になっている物質なので、しっかり理解する事で環境を守る事にもつながります。
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02
NOXの大気中への放出の抑制方法についての問題です。
NOxとは窒素酸化物の事です。
燃料および空気中に含まれるN:窒素が,燃焼による高温化でO:酸素と結合する事で発生します。
NOxは大気汚染の原因となりますので規定値を遵守しましょう。
誤った記述です。
高温燃焼域における燃焼ガスの滞留時間が長くなるとNOxの発生量が多くなります。
正しい記述です。
酸素濃度が低いと,NOxの発生量が少なりますので大気中への放出の抑制できます。
正しい記述です。
燃料温度が高くなるとNOxが発生し易くなりますので燃焼温度が低く,
また,局所的高温域が生じないようにしておくと抑制できます。
正しい記述です。
NOxの生成に必要な窒素(N)が少ない燃料を使用することで抑制できます。
正しい記述です。
排煙脱硝装置により,発生したNOxを除去し大気中への放出が抑制できます。
排煙脱硝装置は,ボイラーの出口に設置されています。
NOxの抑制には,
酸素濃度を下げる・燃焼温度を低下させる事や,
高温燃焼域における燃焼ガスの滞留時間を短くする事などがあります。
また,窒素が少ない燃料を使用してもNOx抑制ができます。
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03
正解は「高温燃焼域の燃焼ガスの滞留時間を長くする。」です。
燃焼により発生するNOxをいかに「抑制」するかが論点です。
窒素と酸素が反応しにくい環境を物理的・化学的に作る必要があります。
NOxには空気中の窒素が原因のサーマルNOxと燃料中の窒素が原因のフューエルNOxがあります。
・燃焼温度
・酸素濃度
・滞留時間
結論:誤りです。
高温の場所に長く留まると窒素と酸素の結合が進みNOxが増えてしまいます。
大気中への放出を抑えるためには高温域を通過する時間を「短く」しなければなりません。
ここが違う:長くするのではなく短くします。
結論:正しいです。
炉内の酸素濃度を低くすると窒素との酸化反応が抑制されます。
「低酸素燃焼」はNOx発生を抑えるための基本的な手法です。
結論:正しいです。
NOxは燃焼温度が高いほど、爆発的に生成量が増加します。
「局所的高温域」を作らないように燃焼温度を平均的に低く保つことが有効です。
結論:正しいです。
燃料そのものに含まれる窒素分を減らすことでフューエルNOxを抑制できます。
窒素酸化物の「原料」が少ない燃料を選ぶことは根本的な対策となります。
結論:正しいです。
発生したNOxを煙突から出る前に化学的に除去する装置が排煙脱硝装置です。
アンモニアなどを用いて、NOxを無害な「窒素と水」に分解します。
NOxを減らすには温度・酸素・時間のすべてをマイナス方向に管理します。📉
・温度:低く保つ
・酸素:低く抑える
・時間:高温域を短くする
・サーマルNOx:空気中の窒素が原因です。
・フューエルNOx:燃料中の窒素が原因です。
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