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低温腐食と酸露点とは(排ガスの硫酸による腐食)

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排ガスは高温なのに、なぜ「低温」腐食なの?と不思議に思いませんか。煙が冷える途中で、硫酸が結露して金属を傷めるからです。酸露点とセットで整理します。

この記事の要点

低温腐食とは、排ガスが冷えていく途中で、硫酸が結露して低温部(熱交換器・煙突など)の金属を腐食する現象です。

  • 排ガス中のSO₃が水分と結びつき、酸露点以下になると硫酸として結露する
  • その硫酸が、低温部の金属を腐食する
  • 防止=低温部の表面温度を酸露点より高く保つ/硫黄分の少ない燃料を使う

硫黄を含む燃料を燃やすと、排ガス中に硫黄酸化物(SOx)ができます。このうち、ごく一部のSO₃(三酸化硫黄)が、低温腐食の原因になります。

なぜ「低温」で腐食するのか

SO₃は、排ガス中の水分と結びついて硫酸の蒸気になっています。排ガスが高温のうちは蒸気のままですが、煙が冷えていく途中で温度がある点を下回ると、硫酸が結露(凝縮)します。

この硫酸が結露し始める温度が酸露点です。排ガスがこの酸露点より低くなる場所(熱交換器の伝熱面や煙突など、温度の低い低温部)で、結露した硫酸が金属を腐食します。これが低温腐食です。

排ガス中のSO₃が多いほど、酸露点は高くなります(より高い温度で結露し始める)。

排ガスの温度と酸露点 温度 冷える(時間 →) 酸露点 酸露点以下 硫酸が結露→腐食 酸露点より高い=安全

排ガスが冷えて酸露点を下回ると硫酸が結露し、低温部の金属を腐食する。表面温度を酸露点より高く保つのが防止の基本。

どう防ぐか

低温腐食を防ぐ対策には、次のようなものがあります。

  • 硫黄分の少ない燃料を使う……もとになるSO₃を減らし、酸露点を下げます。
  • 低温部の表面温度を酸露点より高く保つ……硫酸が結露しないようにします。
  • アルカリ粉末(酸化マグネシウムなど)を吹き込む……硫酸を中和します。
  • 理論空気量に近い空気で完全燃焼させる……過剰な空気(酸素)を減らし、SO₃の生成を抑えます。

大気特論での問われ方

低温腐食は、大気特論の燃焼分野で、防止対策として問われます。

令和7年度の大気特論(問7)では、低温腐食の防止対策として「硫黄分の少ない燃料」「ガスの流れを一様にする」「アルカリ粉末の吹き込み」「理論空気量に近い完全燃焼」が正しい記述として並ぶなかで、「熱交換器の表面温度が酸露点を上回らないようにする」とするのが誤りでした。正しくは、表面温度を酸露点より高く(上回るように)保って、硫酸の結露を防ぎます。

混同しやすい用語

表面温度が酸露点より「高い」 と 「低い」

低温腐食を防ぐには、表面温度を酸露点より高くするのか低くするのか、向きを取り違えやすいところです。

表面温度が酸露点より高いと硫酸は結露せず安全低いと結露して腐食します。だから、表面温度は酸露点より高く保ちます。

「酸露点より高く保つ=結露させない=腐食を防ぐ」とセットで覚えます。

まちがえやすいポイント

低温部の表面温度を、酸露点より高くするか低くするか、向きが狙われます。

低温部の表面温度は、酸露点より高く保ちます。「酸露点を上回らないようにする(=低く保つ)」は逆で誤りです。硫酸を結露させないために高く保つ、と押さえます。原因はSO₃である点も要注意です。

理解度チェック

Q.

低温腐食は、排ガス中の何が、どうなることで起こるか。

答え:排ガス中のSO₃が水分と結びついて硫酸となり、酸露点以下で結露して低温部の金属を腐食する

SO₃が多いほど酸露点は高くなります。

Q.

低温腐食を防ぐには、低温部の表面温度を酸露点より高く保つか、低く保つか。

答え:高く保つ

酸露点より高ければ硫酸が結露せず、腐食を防げます。「酸露点を上回らないように(低く)する」のは誤りです。

まとめ

低温腐食は、冷える排ガス中の硫酸による腐食です。

排ガス中のSO₃が酸露点以下で硫酸として結露し、低温部の金属を腐食します。防止には、低温部の表面温度を酸露点より高く保ち、硫黄分の少ない燃料を使います。

「酸露点より高く保って結露させない」という向きを、取り違えないようにします。

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参考

  • 燃焼・排ガス技術(低温腐食=SO₃由来の硫酸が酸露点以下で結露・低温部を腐食、表面温度を酸露点以上に保つ等の防止)
  • 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 大気特論 出題範囲・公式正答(令和7年度 問7 ほか)
公害防止管理者 独学ノート 編集部

この記事を書いた人

公害防止管理者 独学ノート 編集部

公害防止管理者試験の用語・法令・計算を、環境省の告示や過去問に照らして、独学者の目線で整理しています。

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