火力発電の公害対策｜「発生は燃料・燃焼、排出は装置で止める」で2段攻略

この記事で身につくこと

電験三種「電力」科目の文章題でほぼ毎回顔を出すのが 火力発電の公害対策。 SOx・NOx・ばいじんの3物質に、装置名や反応の種類が絡んできて、「脱硫とだっしょう、どっちがどっち…？」と混乱する受験生が後を絶ちません。

本記事を読み終えたら、

• 公害物質ごとの 発生抑制／排出抑制 をマトリクスで即答できる
• 「脱硫＝石灰＋水で中和」「だっしょう＝触媒＋アンモニアで還元」を絶対に取り違えない
• LNGがなぜ “最強燃料” 扱いされるのか、根拠を3つ言える

ようになります。

暗記フレーズ：発生は燃料・燃焼、排出は装置で止める

第1の壁＝発生抑制（出さない工夫）／第2の壁＝排出抑制（出たら取り除く）

火力発電所の中では、燃料＋空気が燃焼ボイラへ入り、排ガスが排煙処理装置を通ってから煙突へ抜けます。 公害対策は、この流れの どこで止めるか によって2段に分かれます。

• 第1の壁（発生抑制）：燃料の選択・燃焼方法の工夫で、そもそも公害物質を発生させない
• 第2の壁（排出抑制）：発生してしまった分を、専用の排ガス処理装置で捕集・除去する

攻撃と防御の2段構え。この発想を持っているだけで、文章題の選択肢が一気に見えるようになります。

SOx（硫黄酸化物）：硫黄を入れない／中和して取る

SOxは、燃料中の硫黄分（S）が燃焼時に酸化して発生 する酸性ガスで、酸性雨の原因物質です。

第1の壁：発生抑制

• LNG（液化天然ガス）の使用：硫黄分をほぼ含まないため、SOxはほぼゼロ
• 低硫黄燃料の採用：重油・石炭でも、含有硫黄分の少ない銘柄を選ぶ

第2の壁：排出抑制（排煙脱硫装置）

装置の名前は 排煙脱硫装置（はいえんだつりゅうそうち）。 仕組みは、アルカリ性の 石灰（水酸化カルシウム Ca(OH)₂）＋水 を吸収液として、酸性ガスのSO₂に当て、中和反応 で取り除くというもの。

⚠️ 文章題のキモ：脱硫＝石灰＋水で「中和」。化学式までは書けなくてOK、キーワードは絶対セットで暗記。

NOx（窒素酸化物）：温度を下げる／触媒で還元する

NOxは、燃料中の窒素だけでなく 高温燃焼によって空気中のN₂とO₂が反応して発生 するのが特徴（サーマルNOx）。光化学スモッグの原因物質です。

第1の壁：発生抑制 ＝ とにかく「燃焼温度を下げる」

• LNGの使用：燃焼温度がもともと低めでNOxが出にくい
• 低NOxバーナ：炎の温度を下げる特殊な構造のバーナ
• 排ガス再循環（EGR）：排ガスの一部を燃焼室に戻して温度上昇を抑制

第2の壁：排出抑制（排煙だっしょう装置）

装置の名前は 排煙だっしょう装置（漢字では「排煙脱硝」）。主流は 選択触媒還元法（SCR） です。

• 排ガス中のNOxに アンモニア（NH₃） を吹き込み、触媒 の働きで反応させる
• NOxは無害な 窒素（N₂）と水（H₂O）に “還元” される

⚠️ 文章題のキモ：だっしょう＝触媒＋アンモニアで「還元」。脱硫の “中和” と絶対に混同しない。

ばいじん：完全燃焼させる／静電気と布で捕まえる

ばいじん（煤塵）は、燃料中の灰分 や 不完全燃焼 によって生じる細かい粒子（スス）。特に 石炭火力 で多く発生します。

第1の壁：発生抑制 ＝ いかに「完全燃焼」させるか

• 空気と燃料を よく混合 して、酸素を行き渡らせる
• 石炭は 微粉炭 にして表面積を稼ぎ、酸素との接触を増やす

第2の壁：排出抑制（電気集塵機・バグフィルタ）

装置	仕組み
電気集塵機	コロナ放電 で粒子を 負イオン に帯電させ、クーロン力（静電気）でプラス電極に吸着
バグフィルタ	巨大な 布製フィルタ に排ガスを通し、物理的に粒子を 濾し取る

「電気の力でくっつける」か「フィルタで濾す」か、対比でセットで覚えておきましょう。

3大公害物質マトリクス（直前見直し用）

公害物質	発生抑制（第1の壁）	排出抑制（第2の壁）
SOx（硫黄酸化物）	LNG・低硫黄燃料	排煙脱硫装置（石灰＋水で中和）
NOx（窒素酸化物）	LNG・燃焼温度低下（低NOxバーナ・EGR）	排煙だっしょう装置（触媒＋アンモニアで還元）
ばいじん	燃料と空気の混合・微粉炭で完全燃焼	電気集塵機（負イオンに帯電→静電気で捕集）／バグフィルタ

総まとめポイントは、

SOxは「脱硫」、NOxは「だっしょう」、ばいじんは「集塵」。発生抑制は燃料・燃焼条件、排出抑制は装置名を正確に結びつけて暗記。

LNGが「最強の発生抑制燃料」と言われる理由

マトリクスを縦に眺めると気づくはずです。LNGがSOx・NOx・ばいじんのすべてに名前を連ねている ことに。

• 対SOx：硫黄分を含まない → 燃やしてもSOxが発生しない
• 対NOx：燃焼温度が比較的低くコントロールしやすい → サーマルNOxを抑えられる
• 対ばいじん：灰分を含まず気体で燃焼する → ススが基本的に発生しない

つまりLNGは、3大公害物質すべてに対して “第1の壁” を高くしてくれる万能選手。 文章題で「クリーン燃料」と問われたら、まずLNGを思い浮かべましょう。

試験で狙われる「用語のすり替え」に注意

電験三種の本試験では、次のような 装置と反応をすり替えた誤答選択肢 が定番です。

× 硫黄酸化物（SOx）の排出抑制として、触媒とアンモニア を用いた排煙だっしょう装置を採用している。

正しくは、SOxの排出抑制は 「石灰＋水を用いた排煙脱硫装置」。 触媒＋アンモニアの組み合わせは NOx対策のだっしょう装置 です。

この手の入れ替え問題は、マトリクスを頭に入れておけば一瞬で見抜けます。

まとめ

• 火力発電の公害対策は、発生抑制（第1の壁）／排出抑制（第2の壁） の2段構え
• SOx → 脱硫（石灰＋水で中和）／NOx → だっしょう（触媒＋アンモニアで還元）／ばいじん → 集塵（電気集塵機・バグフィルタ）
• 発生抑制は 燃料・燃焼条件、排出抑制は 装置名 で覚える
• LNGはSOx・NOx・ばいじんすべてに効く 最強の発生抑制燃料

暗記フレーズ：発生は燃料・燃焼、排出は装置で止める

このフレーズとマトリクスがセットで頭に入っていれば、公害対策の文章題はもう失点しません。