令和7年度 大気特論 問6は、石炭の流動層燃焼とその装置に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。
流動層燃焼は、石炭と石灰石などの固体粒子を下からの気流で浮かせ（流動化させ）、まるで沸騰する液のような状態で燃やす方式です。燃焼温度を比較的低く保てるため窒素酸化物の生成を抑えられ、層内に入れた石灰石が硫黄分をとらえて脱硫もできるのが利点です。装置には大きく気泡流動層と循環流動層があり、分かれ目はガス流速の大小です。粒子を装置外へ吹き上げて高温サイクロンで回収・循環させる循環流動層のほうがガス流速は高く、層を保ったまま燃やす気泡流動層は流速が低めです。この大小を逆に書いた肢が誤りです。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(4)（誤っている記述）
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 石炭と石灰石などの固体粒子を浮遊・流動化させて燃やす方式です。 |
| (2) | ○（正しい） | 用いる粒子径は1～5mm程度で、微粉炭燃焼より粗い粒子を使います。 |
| (3) | ○（正しい） | 層内の石灰石による脱硫と、低めの燃焼温度による窒素酸化物の生成抑制に効果があります。 |
| (4) | ×（誤り） | 大小が逆です。より高いガス流速で操作されるのは循環流動層のほうです。 |
| (5) | ○（正しい） | 循環流動層には、吹き上がった粒子を回収して戻すための高温サイクロン等が付設されます。 |
気泡流動層は、粒子の層を装置内に保ったまま下から気流を送り、層が泡立つように燃やす方式で、ガス流速は比較的低めです。これに対し循環流動層は、もっと速い気流で粒子を装置上部まで吹き上げ、高温サイクロンで集めて燃焼室へ戻し循環させるため、ガス流速は高めになります。選択肢(4)は「気泡流動層のほうが循環流動層より高いガス流速で操作される」と大小を逆に書いている点が誤りです。サイクロンで粒子を循環させる(5)の記述は循環流動層の特徴で正しく、これと矛盾しないことからも(4)の向きが逆だと判断できます。
気泡流動層と循環流動層で、ガス流速が高いのはどちら？
循環流動層です。速い気流で粒子を装置外へ吹き上げ、高温サイクロンで集めて循環させます。気泡流動層は流速が低めです。
流動層燃焼で脱硫できるのはなぜ？
層内に入れた石灰石が燃焼で生じる硫黄分（硫黄酸化物）をとらえるためです。あわせて燃焼温度が低めなので、NOxの生成抑制にも効果があります。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月