環境Q&A

No.18307 【A-1】

Re:排ガス酸素濃度１２％換算式について

2006-09-05 23:24:27 筑波山麓 （

>１２％換算式がどのようにして導かれたのか教えて下さい。
>｛（21-12）／（21-Os）｝* Cs = C
>なぜ、（21-12）を（21-Os）で割ったものに実測濃度を掛けてあげると酸素濃度が12%時のものになるかわかりません。
>よろしくお願いします。

新人研修資料の一部から、以下に説明します。
この酸素１２％換算を行う理由を考えたことがありますか。これは、排ガスを清浄な空気で希釈し規制値以下にする不正を防ぐために考えられたものです。

分かりやすくするために、例でお話しましょう（計算のための一例です）。ある煙突が、窒素酸化物濃度測定値２２０ｐｐｍ、酸素濃度実測値９％、規制値１５０ｐｐｍ（酸素１２％）換算であったとしましょう。このままでは、基準超ですから、排ガスを、煙道の測定箇所前で、空気で倍に薄めたとします。そうすると、測定値は１１０ｐｐｍとなり基準未満で、工場にとっては、『メデタシ、メデタシ』となるわけです。この薄めた後の排ガス中の酸素濃度は、計算上（９×１＋２１×１）／２＝１５％となります（なお、計算式の「２１」は、空気中の酸素濃度２１％です）。

これを、１２％換算で、排ガス中の窒素酸化物濃度を計算しますと、
�@薄める前の排ガスは、（２１−１２）／（２１−９）×２２０＝１６５ｐｐｍ（基準超）
�A薄めた後の排ガスは、（２１−１２）／（２１−１５）×１１０＝１６５ｐｐｍ（基準超）
�@＝�Aとなり、排ガスを空気で薄めても、規制上、まったく意味がなくなり、不正を行えなくなりました。

これが、１２％換算を行う意味です。上記の式に、１．５倍希釈、３倍希釈等々代入して計算しみてください。同様な結果になります。１．５倍では、酸素濃度は、（９×１＋２１×０．５）／１．５＝１３％、窒素酸化物濃度は、２２０／１．５＝１４６．６６６６７ｐｐｍとなります。これを酸素１２％換算しますと、
�B（２１−１２）／（２１−１３）×１４６．６６６６７＝１６５ｐｐｍ（基準超）
です。

３倍希釈は自分で計算してみてください。なお、これは理論上の計算ということを申し添えておきます。

このように分からないときは、原因、原則に戻って考える。何故何故を繰り返す。いろんな場合を想定して数値を挿入してみる等々で、簡単に理解できることがあります。

No.18343 【A-2】

Re:排ガス酸素濃度１２％換算式について

2006-09-06 22:14:54 筑波山麓 （

>１２％換算式がどのようにして導かれたのか教えて下さい。
>｛（21-12）／（21-Os）｝* Cs = C
>なぜ、（21-12）を（21-Os）で割ったものに実測濃度を掛けてあげると酸素濃度が12%時のものになるかわかりません。
>よろしくお願いします。

質問の意味が不明なので、確認します。『（２１−１２）／（２１−１５）×１１０＝９／６×１１０＝１６５』は、電卓ですぐに計算できますよね。従って、計算そのものを聞いているわけではなく、この「９／６＝１．５」の「１．５」倍する意味を聞いていると思い、説明します。

酸素９％の排ガスを、酸素２１％の清浄な空気（空気が２１％の酸素を含んでいることはご存知ですよね）で倍に希釈すると、酸素濃度は、（９×１＋２１×１）／２＝１５％となります。窒素酸化物濃度は、倍に希釈されて、２２０ｐｐｍが１１０ｐｐｍとなります。これを酸素１２％換算すると、（２１−１２）／（２１−１５）×１１０＝１６５ｐｐｍとなります。希釈をしなかった場合の排ガス中窒素酸化物濃度の酸素１２％換算値も１６５ｐｐｍです。

このように、１２％酸素換算すると（排ガス施設、地域によってこの１２％は相違します）、清浄な空気で希釈して、基準値をクリアーするという不正を無効にするという意味があります。

No.18360 【A-3】

Re:排ガス酸素濃度１２％換算式について

2006-09-07 18:43:06 門外漢 （

>｛（21-12）／（21-Os）｝* Cs = C
>なぜ、（21-12）を（21-Os）で割ったものに実測濃度を掛けてあげると酸素濃度が12%時のものになるかわかりません。
>よろしくお願いします。

理論的な事は全て筑波山麓さんが述べられているのでこれ以上は何も言うことは無いのですが・・・・

｛（21-12）／（21-Os）｝* Cs = C　を　変形すると
Cs/（21-Os)＝C/(21-9)　になりますよね？　この形で筑波山麓さんの例を代入すると・・・

220/（21-9）＝110/（21-15）＝146.6667/（21-13）＝18.333　　と全て同じ値になります。このように「濃度Cの排ガスを清浄空気で薄めたものは窒素酸化物濃度と（21%−酸素濃度）の比は一定」という法則があります。
ですから先ずCs/（21-Os)でこの一定値（ここでは18.333・・・）を求めて、(21-12)を掛けてやれば酸素濃度12%のときの窒素酸化物濃度になります。

C=｛（21-12）／（21-Os）｝* Cs ではなくて
C=｛Cs／（21-Os）｝*（21-12）なわけですね　答えはいっしょですが。

No.18439 【A-4】

Re:排ガス酸素濃度１２％換算式について

2006-09-11 20:25:57 火鼠 （

>１２％は、焼却炉の酸素濃度ですよね？
では、ボイラーは？？３％ですよね？設備構造によって、規制酸素濃度が違うのに気づいてます？
これは、設備による、ベースとなる値ですよ。構造基準みたいなもの。最近のボイラーは、質がいいから。企業は0％で燃焼させてますよ。私も昔は、基準をオーバーした会社に良く言ったのは、メンテナンスして、酸素０％でもやしたら〜ＯＫになりますよ〜｡って言った事あります。

No.18452 【A-5】

Re:排ガス酸素濃度１２％換算式について

2006-09-11 23:34:11 筑波山麓 （

>１２％換算式がどのようにして導かれたのか教えて下さい。
>｛（21-12）／（21-Os）｝* Cs = C
>なぜ、（21-12）を（21-Os）で割ったものに実測濃度を掛けてあげると酸素濃度が12%時のものになるかわかりません。
>よろしくお願いします。



「火鼠」さんへ。

「酸素０％でもやしたら〜ＯＫになりますよ」について、素人さんが誤解したらいけないので、一言、言わせてください。私の関係する事業所が酸素１％で燃やしてしまって、一酸化炭素が検出され、大騒ぎになったことがあります。もちろん、そこのボイラーの管理責任者は、工場長以下、工場の偉い方から「エライこと怒られました（管理責任者の言）」。ちなみに、この工場は、排ガスをタイムオンで測定し、測定値をフィードバックして空気供給量をコントロールする装置を取り付けた当時（４年前）としては最新式のボイラー及び燃焼方式でした。

どんなにボイラー内のガスの混合を理想的にしても、理論上からも酸素０％で燃焼できるわけがないじゃないですか。ましてや、不完全燃焼は煙道中の「バックファイヤー」を起こし、事故につながることがあります。この管理責任者も危うく「くび」になるところであったと、私どもの測定に感謝しておりました。

それとも、私が寡聞にしてしらないのでしょうかね。それにしても「火鼠」さんの関係する施設は、酸素０％で理想的な完全燃焼ができる、不思議な施設なんでしょうかね。