公害防止管理者 大気関係 大気特論 練習問題 第36問: 排ガス量 50,000 m³N/h、NO 濃度 200 ppm の排ガスを、アンモニア接触還元法により脱硝率 80% で処理する。NOx はすべて NO で、反
排ガス量 50,000 m³N/h、NO 濃度 200 ppm の排ガスを、アンモニア接触還元法により脱硝率 80% で処理する。NOx はすべて NO で、反応はこの方法の主反応 (NO と O₂ が 4 : 1 の物質量の比で NH₃ と反応し、N₂ と H₂O になる反応) だけで進み、アンモニアは反応に使われる量だけを注入するものとする。必要なアンモニアの量 (kg/h) として、最も近いものはどれか。ただし、気体 1 kmol は 22.4 m³N、NH₃ の分子量は 17 とする。
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先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 5. 約 6.1
「約 6.1」が最も近い値です。アンモニア接触還元法の主反応は 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O で、NO 1 mol に NH₃ 1 mol が要ります (環境省が掲載する業種別 NOx 排出対策技術の資料)。
問題文の NO : O₂ = 4 : 1 から係数を合わせても同じ式です。排ガス中の NO は 50,000 × 200 × 10⁻⁶ = 10 m³N/h で、脱硝率 80% なら還元される NO は 10 × 0.8 = 8 m³N/h、必要な NH₃ も同じ 8 m³N/h です。
物質量は 8 ÷ 22.4 ≒ 0.357 kmol/h、質量は 0.357 × 17 ≒ 6.1 kg/h です。「約 7.6」は脱硝率を掛け忘れた値、「約 12.1」は NH₃ を NO の 2 倍とした値です。
「約 10.7」は分子量に NO の 30 を使った値、「約 4.9」は脱硝率 0.8 を 2 回掛けた値です。アンモニア接触還元法の主反応では NO と NH₃ が 1 : 1 で反応するので、還元する NO と同じ物質量の NH₃ が要ります。
関連キーワード: 排煙脱硝・物質収支・アンモニア注入量・燃焼計算
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