R3年大気特論問10（排ガス再循環によるNOx 低減）

問題

燃焼装置における排ガス再循環によるNOx 低減に関する記述中，下線を付した箇所のうち，誤っているものはどれか。

燃焼排ガスの₍₁₎一部を燃焼用空気に混入して燃焼させ，NOx の減少を図る方法である。排ガスと混合された空気は，酸素濃度が低下するので，₍₂₎燃焼速度が低下し火炎の最高温度が低下する。これに伴い，NOx の₍₃₎生成反応が抑制される。その抑制原理から，この方法は，₍₄₎フューエルNOx の抑制に効果が大きいと考えられる。また，強制的に排ガスを再循環する方法として，バーナー自体に燃焼排ガスの再循環機構を組み込んだ，₍₅₎自己再循環形低NOx バーナーもある。

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解答

（４）

解説

サーマルNOx、フューエルNOx、プロンプトNOxは頻出です。以下の通り、整理しましたので、覚えておきましょう。

サーマルNOx	空気中のN2とO2の反応によって生じるNox 反応式はZeldovich機構と呼ばれる温度依存性が高く、温度が高いほど生成速度が大きい
プロンプトNOx	空気中のN2を起源として生成する。炭化水素系燃料特有のメカニズムで、COやH2の燃焼の場合には見られない温度依存性は低い
フューエルNOx	燃料中のN2を起源として生成するNox アンモニアやシアンなどの中間生成物を経て生成

温度依存性があるのはサーマルNOxであるため（thermal：熱）、(4)のヒューエルNOxは誤りで、サーマルNOxが正しいと考え、(4)が正解となります。

簡単に排ガス再循環と自己再循環形低NOxバーナーについて解説します。

排ガス再循環してNOxを低減する方法があります。これは燃焼排ガスの一部を燃焼用空気に混焼させ、燃焼温度低下によって、NOx低減を図るものです。排ガスで薄められた空気は通常の空気に比べて酸素濃度が低く、燃料と酸素の反応、すなわち燃焼速度を遅らせることで、火炎の最高温度を低下させ、NOx生成を抑制します。この方法はサーマルNOxの低減には効果がありますが、フューエルNOxにはほとんど効果はありません。

また、バーナー内部で燃焼ガスの再循環を強制的に行わせ、循環域での酸素濃度の低下・燃焼温度の低下によって、NOxの低減を図る自己再循環形低NOxバーナーもあります。