令和7年度 大気特論 問10は、NOx（窒素酸化物）の抑制方式について、主な抑制理由と、サーマルNOx・フューエルNOxそれぞれへの抑制効果の程度を示した組合せを問う問題です。組合せとして正しいものを選びます。
NOxには、空気中の窒素（N2）が高温の火炎で酸化してできるサーマルNOxと、燃料中の窒素分が酸化してできるフューエルNOxがあります。サーマルNOxは火炎温度に強く依存し、フューエルNOxは燃焼域の酸素濃度に左右されます。この問題は「抑制方式」「抑制理由」「サーマル／フューエルへの効きの○×」の三者がそろって正しい行を選ぶ形式です。分かれ目は、各方式が温度を下げる手か、酸素を絞る手かを見極め、温度を下げる手はサーマルに、酸素を絞る手はフューエルに効く、という対応を取り違えないことです。
※ 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(3)
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ×（誤り） | 燃焼室熱負荷低減は火炎温度を下げる手で、温度依存のサーマルNOxには効きますが、酸素濃度で決まるフューエルNOxには効果が乏しく、両方に○とする点が誤りです。 |
| (2) | ×（誤り） | 空気予熱温度を下げる主目的は火炎温度の低下であって、酸素濃度の低下ではありません。抑制理由の取り違えで誤りです。 |
| (3) | ○（正しい） | 二段燃焼は前段で酸素を絞り後段で燃やし切る手で、酸素濃度低下と火炎温度低下の両面を持ち、サーマル・フューエル両NOxに効きます。組合せが正しい記述です。 |
| (4) | ×（誤り） | 排ガス再循環は火炎温度を下げてサーマルNOxを抑えるのが主で、サーマルに×・フューエルに○とする効きの向きが逆で誤りです。 |
| (5) | ×（誤り） | エマルション燃料は水分の蒸発で火炎温度を下げる手で、抑制理由を酸素濃度低下とする点が合いません。誤りです。 |
二段燃焼は、まず前段（一次）で空気を理論量より絞って燃やし、燃焼域の酸素濃度を下げます。酸素が少ない還元的な雰囲気では、燃料中窒素由来のフューエルNOxの生成が抑えられます。さらに燃焼を二段に分けることで一点に熱が集中せず火炎温度も下がるため、温度依存のサーマルNOxも抑えられます。こうして酸素濃度低下と火炎温度低下の両面を併せ持つのが二段燃焼の特徴で、サーマル・フューエルの両方に○がつく組合せが正しくなります。後段で残りの空気を入れて完全燃焼させるので、未燃分が残りにくいのも利点です。
火炎温度の低下が主に抑えるのは、サーマルNOxとフューエルNOxのどちら？
サーマルNOxです。サーマルNOxは空気中の窒素が高温で酸化してできるため、火炎温度を下げると生成が抑えられます。
二段燃焼が両方のNOxに効くのはなぜ？
前段で酸素を絞ることで酸素濃度が下がりフューエルNOxを抑え、燃焼を分散させることで火炎温度も下がりサーマルNOxを抑えるためです。酸素と温度の両面に効きます。
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