公害防止管理者 大気関係 大気特論 練習問題 第10問: エチレン (C₂H₄) を理論空気量で完全燃焼させたとき、乾き燃焼ガス中の二酸化炭素の濃度 (体積 %。最大 CO₂ 濃度) として、最も近いものはどれか。ただ

約 15.1% が最も近い値です。燃焼の式は C₂H₄ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O で、環境省掲載の工業排ガス管理の指導マニュアルの式 A₀ = O₀ / 0.21 から、エチレン 1 m³N あたりの理論空気量は 3 / 0.21 ≒ 14.286 m³N です。

乾き燃焼ガスは水蒸気を除いた CO₂ と窒素なので 2 + 0.79 × 14.286 ≒ 13.286 m³N で、濃度は 2 / 13.286 × 100 ≒ 15.1% です。空気が余ると薄まるので、これが最大です。

「17.7」は分母を窒素 11.29 だけにし、CO₂ 自身を入れていない値です。「21.0」は空気中の酸素 21% がすべて CO₂ になるとした値で、水になる酸素を忘れています。

「50.0」は CO₂ 2 を CO₂ と水蒸気の和 4 で、「66.7」は使われた酸素 3 で割った値です。湿りの量で割った約 13.1% も誤りです。

最大 CO₂ 濃度は、理論空気量で燃やしたときの CO₂ の量を、同じときの乾き燃焼ガス量 (炭化水素では CO₂ と窒素の和) で割って求めます。