大規模大気特論(公害防止管理者・大気関係)

まえがき

過去の問題を参考に暗記しやすいようにまとめてみました。

自分の学習用ノートとして作成しました。
内容などが間違っていても補償できません。
使った参考書を「あとがき」に載せておきます。

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建物より煙突を十分高くすると、ダウンウォッシュやダウンドラフトの影響を避けることができる。
ダウンウォッシュは自煙突の風下直下に発生する。
ダウンドラフトは風下の高い建物の直下に発生する。
排出速度を上げると、ダウンウォッシュやダウンドラフトを避けることができる。
煙突口径を大きくすると、排出速度が小さくなり、ダウンウォッシュやダウンドラフトの影響が大きくなる。
煙突出口に絞りをつけると、排出速度が大きくなる。
煙突出口付近に、つば状のの渦切板を取り付けると、煙突に沿って下降する煙（ダウンウォッシュ）を防ぐことができる。
有風時の乱流拡散で、近距離の場合拡散幅は時間に比例して拡大する。
有風時の乱流拡散で、遠距離の場合拡散幅は時間の平方根に比例して拡大する。
温度勾配と温位勾配の関係　　dθ/dz=0.0098(℃/m)+dT/dz
温位勾配　dθ/dz>0　ならば常に安定
温位勾配　dθ/dz=0　ならば常に中立
温位勾配　dθ/dz<0　ならば常に不安定
温度勾配　dT/dz>0　ならば常に安定
温度勾配　dT/dz=0　ならば常に安定
温度勾配　dT/dz<0　ならば0.0098(℃/m)との関係による
風の弱い晴れた日中に発達する混合層の厚さは、明け方から成長し、午後になるとその成長は次第に遅くなり、午後3時当たりで停止する。
地形性逆転は、山越えのフェーン気流が谷間の空気塊の上空を吹くために発生する。
放射性逆転は、地表面が放射によって冷却し、それに接する空気の温度が低くなるために発生する。
前線性逆転は、前線の存在により下層に寒気が、上層に暖気がくるために発生する。
移流性逆転は、冷たい地表上に暖かい空気が流れ込んだ場合に発生する。
沈降性逆転は、高気圧内の空気の下降により、気温が断熱上昇するために発生する。
高度1～2kmの低層大気は地表面の熱的影響、力学的影響を直接受ける部分であり大気境界層と呼ばれている。
大気境界層のもっとも単純なのは平坦で一様な地表面上に形成される境界層で、大別して混合層、接地安定層、中立境界層がある。
中立境界層は風速がある場合で、気温分布が破壊されて均一になっている状態をいう。
昼間のリッド層の下層は混合層である
自由大気のリッド層の下層は風により気温分布が一様になった中立層である。
夜間のリッド層の下層は安定層である。
大気境界層の最下層部はコンスタントフラックス層である。
混合層上端部分では、自由対流細胞が相対的に熱い上空の安定な大気中に突っ込んでおり、温度の逆転が発生する。
混合層上端部では上方への煙の拡散を停止させる。
滑らかで冷たい海上を渡ってくる安定な海風は乱れが小さく、その中での拡散幅は小さい。
晴れた日中、内部境界層中では、暖かい地表面からの熱対流が発生しているので、煙がその中に入ると拡散幅は急激に大きくなる。
陸風の場合、陸上で乱れが大きいが、滑らかな海上で乱れが減少し小さくなる。
排出速度が風速の1.5倍より小さい場合　H'=H+2.0D(vg/u-1.5) H:実排煙高度　D:排煙頂部直径 vg:排煙吐出速度
排出速度が風速の1.5倍より大きい場合　H'=H H:実排煙高度
煙上昇距離　ΔH=(C1・vg・D+C2・QH^0.5)/u C1 C2:定数　vg:排煙速度 QH:排煙熱量 u:風速
煙濃度の鉛直分布線は地面に90°で交わるとして計算する。
サットンの拡散式　Cm=2Q/(eπuHe^2)xCz/Cy Q:煙の放出量 u:風速 He:煙突高さ+煙上昇距離
有効煙突高さを2倍にすると最大着地濃度は、1/4になる。
有効煙突高さが大きいほど、最大着地濃度距離は遠くなる
煙放出量が同じであれば、高い煙突からの地上濃度は低い煙突からのそれを超えることはない。
逆転層高度　m
拡散係数　m^2/s
排出ガス流量 m^3/s
レイノルズ数　　無次元単位無し
温度勾配　K/m
自由対流　　　混合層
沈降性逆転　高気圧
拡散式　　正規分布
風速分布　対数分布
ダウンドラフト　建造物
引火性ガス、爆発性ガスの事故時放出の濃度の平均化時間は数秒
悪臭、化学物質の漏洩の濃度の平均化時間は数分
SO2,NOx,COなどの大気汚染物質の濃度の平均化時間は１時間
ハロン、フロン、CO2の濃度の平均化時間は１か月から１年
有害化学物質の濃度の平均化時間は数秒
原油中の硫黄は水素化精製装置において水素化脱硫反応により生成、分離された硫化水素はクラウス反応によって硫黄を回収している。
クラウス反応は　H2S:SO2=2:1
酸性ガス除去設備では吸収塔のエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカリ性溶液にH2Sを吸収除去する。
NOx対策では低NOxバーナーやアンモニア接触還元法の排煙脱硝設備が設置されている。
炭化水素について、タンクには浮屋根タンク、タンク車にはベーパー吸収設備やベーパー凝縮設備が使用されている。
ガソリン等をタンクローリーに積み込み、あるいはタンクローリーから地下タンクに移送するときは、ベーパーリターン設備が使用されている。
石炭を燃料とした発電所では、一時期、ボイラーの後、高温電気集塵機、脱硝装置、脱硫装置の順で設置されていた。
高温電気集塵機は350~400℃あるため装置が低温型の1.5倍と大きく、熱損失も大きいため現在使用されていない。
石炭を燃料とした従来の発電所ではボイラーの後、脱硝装置、低温型電気集塵機、脱硫装置の順で設置されている。
重油焚きボイラーではSO3対策が重要であり、煙道内にアンモニアを注入して硫化アンモニウムとして固形化し電気集塵機で捕集している。
重油焚きボイラーにおいて、脱硫装置の後に湿式電気集塵機を設置する場合、ある程度火花放電をさせて運転すると捕集率が高くなる。
微粉炭燃焼におけるダスト濃度は石炭中の灰分が多いほど高くなる。
微粉炭燃焼におけるダストの主成分は、二酸化けい素、酸化アルミニウムである。
微粉炭燃焼におけるダストの粒度は、石炭の微粉度に大きく影響される。
微粉炭燃焼におけるダストのかさ密度は、0.7g/cm3=700kg/m3 程度である。
微粉炭燃焼におけるダストの見掛け電気抵抗率は未燃カーボンが少ないほど高い
微粉炭燃焼におけるダストの粒度は燃焼や操業の条件に支配される
微粉炭燃焼におけるダストの見掛け電気抵抗率はSiO2が多いほど高い
微粉炭燃焼におけるダスト例　SiO2:60% Al2O3:25% Fe2O3:4% CaO:6% MgO:1.5% SO3:0.7% その他:2.8%
セメントの主成分はカルシウム、けい素、アルミニウム、鉄の４元素である。
セメント製造のキルン炉の燃料には、年間2700万トンの高炉スラグ、石炭灰、廃棄物、プラスチック、廃タイヤなどが使用されている。
セメント製造の粉じん対策ではバグフィルターが設置されている
セメント製造のばいじん対策では、電気集塵機が設置されているが、見掛け電気抵抗率が逆電離領域にあるので水分添加による調湿を行って集塵を行う。
セメント製造では硫黄酸化物対策は特に何も行っていない
セメント製造の脱硝対策では、燃料として石炭が使用されているが、低空気比燃焼、２段燃焼、低NOxバーナー、無触媒還元法による排煙脱硝が行われている。
セメントキルンダストは製品セメントに比してCaOの割合が少ない　製品65% ダスト44.4~59.8%
セメントキルンダストはCaOのほか、SiO2、Al2O3を含む
セメントキルンダストの中位径は20μm前後である
サスペンション式キルンダストは乾燥しているため見掛け電気抵抗率は、一般キルンのそれよりも一桁大きい
セメントキルンダストの処理対策として、一般に電気集塵機が採用される
一般のセメントキルンダストの電気抵抗率は、10^9~10^10Ω・m程度である
都市ゴミ焼却炉排ガス中の濃度概略値　塩化水素　500ppm
都市ゴミ焼却炉排ガス中の濃度概略値　SOx 50~150ppm
都市ゴミ焼却炉排ガス中の濃度概略値　NOx 80~200ppm
都市ゴミ焼却炉排ガス中の濃度概略値　ばいじん 3-4g/m3N
都市ゴミ焼却炉排ガス中の濃度概略値　ダイオキシン類 1~10ng-TEQ/m3N
鉄鋼業のコークス炉排ガスの脱硫はアルカリ吸収液により硫化水素を除去する湿式脱硫法が主流である。
鉄鋼業の焼結炉排ガス中の硫黄酸化物の除去には、湿式脱硫法の他、活性炭、活性コークスを使用した乾式脱硫法も使用されている。
鉄鋼業において窒素酸化物は焼結炉、コークス炉、熱風炉、加熱炉及びボイラーなど多数の発生源がある。
鉄鋼業における窒素酸化物は、気体ガス、液体燃料、固体燃料など多種の燃料に起因する。
鉄鋼業において焼結炉排ガスの湿式脱硫法には、石灰－石こう法が当初主流であったが、水酸化マグネシウムスラリー法、アンモニア硫安法なども採用されている。
鉄鋼業において排ガス脱硝では、触媒により安価な鉄鋼石を用いた脱硝装置も実用化されている。
鉄鋼業において排ガス脱硝では、一般に触媒にTiO2-V2O5が用いられている。

あとがき

★過去問を採用した問題集

『公害防止管理者試験大気関係特選問題 (なるほどナットク!)』
三好康彦 (著)

★でも、電話帳の図や表を見ておくのも得点アップに必要だと思う。

『新・公害防止の技術と法規大気編〈2008〉』
公害防止の技術と法規編集委員会 (編集)

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公害防止管理者大気関係大規模大気特論学習ノート

情報

投稿：hackmaster さん　最終更新：2008-9-11 8:04:04

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