JP2000070992A

JP2000070992A - スケール防止方法及びスケール防止剤

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Publication number: JP2000070992A
Application number: JP10248542A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 茂佐藤; Akira Iimura; 晶飯村
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2000-03-07
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: JP4182455B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートな
どの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉
ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカ
リ回収工程水系などで生成する各種のスケール付着を効
率的に防止することができるスケール防止方法及びスケ
ール防止剤を提供する。【解決手段】スケール付着のおそれがある水系に、該ス
ケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶
分散剤を添加することを特徴とするスケール防止方法、
並びに、スケール付着のおそれがある水系に添加してス
ケール付着を防止するスケール防止剤であって、該スケ
ール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分
散剤を含有することを特徴とするスケール防止剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スケール防止方法
及びスケール防止剤に関する。さらに詳しくは、本発明
は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの
熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガス
などの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回
収工程水系などにおけるスケール付着を効率的に防止す
ることができるスケール防止方法及びスケール防止剤に
関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却水系、ボイラ水系などの水と接触す
る伝熱面や配管内では、スケール障害が発生する。特
に、省資源、省エネルギーの立場から、冷却水の系外へ
の排棄（ブロー）を少なくして高濃縮運転を行う場合、
溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすく
なるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。装
置の壁面などにスケールが付着すると、熱効率の低下、
配管の閉塞など、ボイラーや熱交換器の運転に重大な障
害が生ずる。製鉄所で発生する高炉ガス、転炉ガスを清
浄化するために集塵機で処理すると、煙塵が捕集される
と同時に炭酸ガスが吸収されて集塵水のpHが低下し、煙
塵中のカルシウム成分が溶解する。集塵機から出た集塵
水は、シックナーなどでの大気解放条件下で炭酸ガスを
放出し、pHが上昇する。その結果、カルシウムイオンは
過飽和の状態となり、送水ポンプ、送水配管、冷却塔充
填材、集塵機の噴霧ノズルなどに炭酸カルシウムなどの
スケールとして付着し、種々の障害を引き起こす。ま
た、製紙工場においては、原料水や白水の中にパルプか
らカルシウムイオンやバリウムイオンが溶出し、抄紙工
程で用いられる硫酸バンドと反応して硫酸カルシウムや
硫酸バリウムのスケールとなり、機器に付着したり、あ
るいは、紙切れや紙質低下の原因となる。アルカリ回収
工程を流れる水は、炭酸カルシウムが高度に過飽和の状
態となっているので、装置や配管内壁にはスケールの付
着が恒常的に起こっている。このような各種の工場で生
成するスケール物質としては、炭酸カルシウム、硫酸カ
ルシウム、亜硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ケイ
酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、水酸化マグネシウ
ム、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などがあ
る。これまで、カルシウム系やマグネシウム系スケール
に対しては、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸など
を重合したカルボキシル基を有するポリマーがスケール
防止剤として有効であり、さらに必要に応じて、カルボ
キシル基を有するモノマーとビニルスルホン酸、アリル
スルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマーや、ア
クリルアミドなどのノニオン性ビニルモノマーを対象水
質に応じて組み合わせたコポリマーがスケール防止剤と
して一般的に使用されている。また、特にカルシウム系
スケールを対象として、ヘキサメタリン酸ソーダやトリ
ポリリン酸ソーダなどの無機ポリリン酸類、ヒドロキシ
エチリデンジホスホン酸やホスホノブタントリカルボン
酸などのホスホン酸類も一般的に使用されている。近
年、節水や省エネルギーを目的に、可能な限り水を有効
利用するという動きが顕著になってきており、熱交換器
についても、冷却水の高濃縮運転への期待が高まってき
ている。上述した従来のスケール防止剤は、冷却水中に
溶解するスケール種（イオン）を、スケールとして析出
しないように、水中に溶解した状態に保つ機能を有する
ものであり、更なる高濃縮運転の場合には、スケールの
析出を抑制するには限界があることは周知の事実となっ
ている。今後更に冷却水の高濃縮運転が広まる中、現状
のスケール防止剤に代わる高性能のスケール防止技術の
開発が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ビル空調、
一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの
冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水
系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系な
どで生成する各種のスケール付着を効率的に防止するこ
とができるスケール防止方法及びスケール防止剤を提供
することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スケール付着の
おそれがある水系に、付着防止の対象であるスケール物
質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を
添加することにより、スケールの付着を効率的に防止し
得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明は、（１）スケール付
着のおそれがある水系に、該スケール物質の種晶及び該
種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することを
特徴とするスケール防止方法、及び、（２）スケール付
着のおそれがある水系に添加してスケール付着を防止す
るスケール防止剤であって、該スケール物質の種晶及び
該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を含有すること
を特徴とするスケール防止剤、を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、（３）スケール
物質の種晶が、炭酸カルシウムである第(１)項記載のス
ケール防止方法、（４）結晶分散剤が、スルホン酸基を
有するポリマー又はその塩である第(１)項記載のスケー
ル防止方法、（５）スケール物質の種晶の平均粒径が、
０.０５〜１００μｍである第(１)項記載のスケール防
止方法、（６）スケール物質の種晶を、水中の種晶の濃
度が１〜１００mg／リットルとなるように添加する第
(１)項記載のスケール防止方法、（７）結晶分散剤を、
水中の結晶分散剤の濃度が１〜１５０mg／リットルとな
るように添加する第(１)項記載のスケール防止方法、
（８）スケール物質の種晶が、炭酸カルシウムである第
(２)項記載のスケール防止剤、（９）結晶分散剤が、ス
ルホン酸基を有するポリマー又はその塩である第(２)項
記載のスケール防止剤、及び、（１０）スケール物質の
種晶の平均粒径が、０.０５〜１００μｍである第(２)
項記載のスケール防止剤、を挙げることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のスケール防止方法は、ス
ケール付着のおそれがある水系に、付着防止対象のスケ
ール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分
散剤を添加するものである。また、本発明のスケール防
止剤は、スケール付着のおそれがある水系に添加してス
ケール付着を防止するスケール防止剤であって、付着防
止対象のスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保
持する結晶分散剤を含有するものである。本発明方法及
び剤の適用の対象となる水系に特に制限はなく、例え
ば、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの
熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガス
などの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回
収工程水系などを挙げることができる。本発明方法及び
剤の適用の対象となるスケールに特に制限はなく、各種
の水系で問題となるスケール全般を対象とすることがで
き、例えば、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸
カルシウム、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケ
イ酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、リン酸亜鉛、
水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、シリカなどを挙げること
ができる。

【０００６】本発明において使用するスケール物質の種
晶は、水系に添加したとき、核となってスケール物質の
結晶化を開始させ、スケール物質の結晶の析出速度を速
めるものである。スケール物質が既知の場合は、種晶と
してスケール物質と同一の結晶又はスケール物質と類似
の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶を添加する
ことができる。スケール物質と類似の構造若しくは結晶
形を有する化合物の結晶の種晶としての有効性は、適用
する水系の水を濃縮又は冷却することにより過飽和状態
とし、スケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有す
る化合物の結晶を添加し、スケール物質の結晶が析出す
る状態を観察することにより確認することができる。ス
ケール物質が未知の場合は、適用する水系の水を濃縮
し、析出する結晶を、スケール物質と同一の化合物であ
る種晶として利用することができる。例えば、付着防止
対象のスケール物質が炭酸カルシウムである場合は、ス
ケール物質の種晶として、炭酸カルシウムの結晶を用い
ることが好ましい。使用する炭酸カルシウムの結晶に特
に制限はなく、炭酸カルシウムの多形であるカルサイ
ト、バテライト、アラゴナイトのいずれをも用いること
ができる。また、付着防止対象のスケール物質がケイ酸
マグネシウム系物質である場合は、スケール物質の種晶
として、オルトケイ酸マグネシウム（フォルステライ
ト）、メタケイ酸マグネシウム、四ケイ酸マグネシウム
（タルク）、三ケイ酸マグネシウム、クリソタイル、セ
ピオライト、オルトケイ酸マグネシウムカルシウム、メ
タケイ酸マグネシウムカルシウムなどを用いることがで
きる。さらに、種々の付着防止対象のスケール物質に応
じて、例えば、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、硫酸カ
ルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸
カルシウム、シュウ酸カルシウムなどを用いることがで
きる。付着防止対象のスケール物質がシリカであれば、
例えば、シリカゲルのような固体を粉砕して用いること
ができる。

【０００７】本発明において使用する種晶は、平均粒径
が０.０５〜１００μｍであることが好ましく、０.１〜
５０μｍであることがより好ましい。種晶の平均粒径が
０.０５μｍ未満であると、取り扱いづらく、作業性が
低下するおそれがある。種晶の平均粒径が１００μｍを
超えると、種晶の表面積が小さくなり、スケール防止効
果が低下するとともに、循環水中で沈降堆積を生じ設備
の運転に支障を生ずるおそれがある。本発明において、
種晶を水系に分散保持する結晶分散剤に特に制限はな
く、例えば、アニオン性、カチオン性、ノニオン性を有
する水溶性ポリマーを挙げることができる。水溶性ポリ
マーは、分子量が３,０００以上であることが好まし
い。水溶性ポリマーの分子量が大きいほど種晶に対する
分散効果が大きくなるが、分子量が大きくなるほど合成
が困難になり、水溶液として取り扱う場合は高粘度とな
って作業性が低下するおそれがある。水溶性ポリマーの
中で、スルホン酸基を有するポリマーは、強酸で解離度
が大きく、種晶に対して高い分散効果を有するので、好
適に使用することができる。スルホン酸基を有するポリ
マーとしては、例えば、ビニルスルホン酸のホモポリマ
ー又はコポリマー、スチレンスルホン酸のホモポリマー
又はコポリマー、２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロ
パンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、２−ア
クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸のホモポ
リマー又はコポリマー、イソプレンスルホン酸のホモポ
リマー又はコポリマーなどを挙げることができる。スル
ホン酸基を有するコポリマーは、スルホン酸基を有する
モノマー単位が５モル％以上であることが好ましい。ス
ルホン酸基を有するポリマーは、遊離のスルホン酸の状
態で使用することができ、あるいは、ナトリウム塩、カ
リウム塩、アンモニウム塩などの塩として使用すること
もできる。

【０００８】本発明において、スケール物質の種晶及び
結晶分散剤の添加場所に特に制限はなく、スケールが付
着する箇所に直接添加することができ、あるいは、その
箇所よりも前段の任意の箇所に添加することもでき、従
来のスケール防止剤と同様に扱うことができる。したが
って、冷却水系においては、熱交換器本体、循環水のピ
ット、冷却塔の配管ラインなどの任意の箇所に直接添加
することができ、あるいは、循環水系に補給する補給水
にあらかじめ添加しておくこともできる。また、製鉄所
においては、高炉ガス又は転炉ガス集塵水系、シックナ
ーなどの固液分離装置から集塵装置に至る水系、シック
ナーからのスラリー引き抜き配管などに添加することが
できる。製紙工場においては、原料調製工程、抄紙工
程、白水回収工程、排水処理工程、アルカリ回収工程の
木釜、ディゾルバータンク、スレーカー、白液、黒液、
緑液などに添加することができる。本発明において、ス
ケール物質の種晶と結晶分散剤の添加方法に特に制限は
なく、例えば、種晶と結晶分散剤を異なる場所において
別々に添加することができ、同じ場所において同時に添
加することもでき、あるいは、種晶と結晶分散剤をあら
かじめ混合して一剤品として同じ場所に添加することも
できる。スケール物質の種晶は、そのまま粉末状態で添
加することができ、あるいは、種晶を液に分散させたス
ラリー状態で添加することもできる。また、結晶分散剤
は、粉末状態で添加することができ、あるいは、水溶液
として添加することもできる。

【０００９】本発明において、スケール物質の種晶の添
加量に特に制限はないが、系を流れる水量に対して、１
〜１００mg／リットルであることが好ましく、２〜６０
mg／リットルであることがより好ましい。種晶の添加量
が水量に対して１mg／リットル未満であると、スケール
成分の水中における析出が十分に促進されず、スケール
付着が発生するおそれがある。水量に対して１００mg／
リットルを超える種晶を添加してもスケール付着に関す
る悪影響は生じないが、経済性が損なわれるおそれがあ
る。本発明において、結晶分散剤の添加量に特に制限は
ないが、系を流れる水量に対して１〜１５０mg／リット
ルであることが好ましく、２〜８０mg／リットルである
ことがより好ましい。結晶分散剤の添加量が水量に対し
て１mg／リットル未満であると、結晶分散剤の添加によ
るスケール付着防止性を向上する効果が顕著に発現しな
いおそれがある。水量に対して１５０mg／リットルを超
える結晶分散剤を添加してもスケール付着に関する悪影
響は生じないが、経済性が損なわれるおそれがある。種
晶と結晶分散剤の最適添加量は、適用する工程、設備配
管の形状や長さ、装置全体の水の滞留時間などに応じ
て、適宜選定することができる。本発明においては、必
要に応じて、スケール物質の種晶以外の他のスケール防
止剤、防食剤、スライムコントロール剤などを併用する
ことができる。他のスケール防止剤としては、例えば、
ポリアクリル酸、アクリル酸と共重合可能なビニルモノ
マーとのコポリマー、ポリマレイン酸、マレイン酸や無
水マレイン酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリ
マー、ポリイタコン酸、イタコン酸と共重合可能なビニ
ルモノマーとのコポリマーなどの有機ポリマーや、ニト
リロトリメチレンホスホン酸、ヒドロキシエチリデンホ
スホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン
酸、ホスホノブタントリカルボン酸、ヘキサメタリン酸
ソーダなどのリン系化合物などを挙げることができる。
防食剤としては、例えば、クロム酸塩や亜鉛塩などの重
金属塩、上記のリン系化合物、アニオン性の有機ポリマ
ーなどを挙げることができる。スライムコントロール剤
としては、例えば、ヒドラジン、有機ハロゲン化合物な
どを挙げることができる。

【００１０】本発明によれば、水中に含まれるスケール
物質は、種晶を核として、大部分が水中において分散し
た結晶として析出、成長し、壁面などにスケールとして
付着するものは僅かである。本発明を冷却水系に適用し
た場合、循環水に添加した種晶は、循環水中に一定濃度
で保たれ、水とともに循環するが、析出したスケール物
質の結晶が装置や配管内に堆積する場合には、必要に応
じて、ブロー水をシックナーなどで固液分離することが
でき、あるいは、循環水の一部をろ過することにより結
晶を系外に除去することもできる。製鉄所の高炉ガス又
は転炉ガス集塵水系に適用した場合は、水系に添加した
種晶は、析出したスケール物質の結晶とともにシックナ
ーなどにおいて固液分離し、懸濁物質スラリーとして系
外に除去することができる。また、製紙工場において製
紙工程に適用した場合、添加した種晶は、析出したスケ
ール物質の結晶とともに、そのまま紙に抄き込んで系外
に除去することができ、アルカリ回収工程に適用した場
合は、添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶と
ともに、緑液シックナー又は白液シックナーにおいて除
去することができる。本発明によれば、スケール付着の
おそれがある水系に、スケール物質の種晶と種晶を水系
に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、循環
水中のスケール物質が、良好な分散状態を保った種晶を
核として析出し、水中に分散した状態で成長する。その
結果、循環水中のスケール物質の濃度が低下して、壁面
などへのスケールの付着が発生しにくい水に変化するも
のと考えられる。

【００１１】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。実施例及び比較例において、ス
ケール付着試験は、伝熱面積が０.２５ｍ²の熱交換器を
有し、保有水量が０.４５ｍ³である開放循環モデル冷却
水系を用いて行った。熱交換器は、材質がＳＵＳ３０４
で、外径が１９mmのチューブを備えている。このモデル
冷却水系に、厚木市水に純水と塩類を加えて調製した水
を循環水及び補給水として加え、濃縮倍数が６倍又は１
０倍になるように、水中のカリウム濃度でコントロール
しながら３０日間運転した。この間、循環水の熱交換器
入口温度は４５℃、出口温度は７５℃に保った。また、
循環水の熱交換器チューブを通過する流速は０.５ｍ／
ｓとした。実施例１厚木市水に１０重量％塩化カルシウム水溶液と５重量％
炭酸水素ナトリウム水溶液を添加して、pH７.４、カル
シウム硬度５０mgCaCO₃／リットル、Ｍアルカリ度５０m
gCaCO₃／リットルの水質を有する補給水を調製し、濃縮
倍数６倍の運転を行った。さらに、運転中は、粒径０.
１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分
散液及び分子量２０,０００のポリスチレンスルホン酸
ソーダの２０重量％水溶液を、重質炭酸カルシウムの濃
度が２０mg／リットル、ポリスチレンスルホン酸ソーダ
の濃度が６０mg／リットルになるように循環水に添加し
た。理論水質は、pH８.９、カルシウム硬度３００mgCaC
O₃／リットル、Ｍアルカリ度３００mgCaCO₃／リットル
である。３０日間運転を継続したのち、循環水を孔径
０.１μｍのフィルターを用いてろ過し、ろ液のカルシ
ウム硬度を測定したところ、１０５mgCaCO₃／リットル
であった。また、熱交換器チューブに付着したスケール
を採取し、１０５℃で乾燥したのち秤量して、スケール
の付着速度を求めたところ、２mg／cm²／３０日であっ
た。実施例２ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液の代わりに、分
子量８０,０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダの
２０重量％水溶液を、ポリイソプレンスルホン酸ソーダ
の濃度が３０mg／リットルになるように添加した以外
は、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液
のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。ろ液
のカルシウム硬度は１１０mgCaCO₃／リットルであり、
スケールの付着速度は３mg／cm²／３０日であった。

【００１２】比較例１ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液を添加すること
なく、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５
０重量％水分散液のみを、重質炭酸カルシウムの濃度が
２０mg／リットルになるように循環水に添加し、実施例
１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウ
ム硬度とスケールの付着速度を求めた。ろ液のカルシウ
ム硬度は１３９mgCaCO₃／リットルであり、スケールの
付着速度は８mg／cm²／３０日であった。比較例２重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、ヘキサメタ
リン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ヘキサメタリン酸
ソーダの濃度が２０mg／リットルになるように循環水に
添加した以外は、比較例１と同様にして３０日間の運転
を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を
求めた。ろ液のカルシウム硬度は２９０mgCaCO₃／リッ
トルであり、スケールの付着速度は３５mg／cm²／３０
日であった。比較例３重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、分子量３,
５００のポリマレイン酸の２０重量％水溶液を、ポリマ
レイン酸の濃度が２０mg／リットルになるように循環水
に添加した以外は、比較例１と同様にして３０日間の運
転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度
を求めた。ろ液のカルシウム硬度は２８０mgCaCO₃／リ
ットルであり、スケールの付着速度は３２mg／cm²／３
０日であった。実施例１〜２及び比較例１〜３の結果
を、第１表に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】比較例１、比較例２及び比較例３の結果を
比べると、種晶として重質炭酸カルシウムを添加した比
較例１においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム
硬度が理論値より低く、種晶によって循環水中のカルシ
ウムの析出が促進されていることが分かる。また、熱交
換器チューブへのスケールの付着速度が小さく、良好な
スケール防止効果が発現している。この効果は、循環水
中のカルシウムが、種晶を核として水中において分散状
態で析出し、チューブに付着することなく、循環水中の
カルシウム濃度が低下したことによるものと考えられ
る。これに対して、比較例２及び比較例３においては、
試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度はほぼ理論値に
近く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も大き
い。さらに、実施例１、実施例２及び比較例１の結果を
比べると、種晶として重質炭酸カルシウムのみを添加し
た比較例１よりも、結晶分散剤であるポリスチレンスル
ホン酸ソーダ又はポリイソプレンスルホン酸ソーダを添
加した実施例１及び実施例２の方が、試験後の循環水の
ろ液のカルシウム硬度がいっそう低く、熱交換器チュー
ブへのスケールの付着速度も格段に小さくなっている。
この結果から、スケール付着のおそれがある水系に、ス
ケール物質の種晶とともに種晶を水系に分散保持する結
晶分散剤を添加することにより、種晶の効果が増強さ
れ、顕著なスケール防止効果が発現することが分かる。実施例３濃縮倍数を１０倍とし、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭
酸カルシウムの５０重量％水分散液及び分子量２０,０
００のポリスチレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶
液を、重質炭酸カルシウムの濃度が３０mg／リットル、
ポリスチレンスルホン酸ソーダの濃度が６０mg／リット
ルになるように循環水に添加した以外は、実施例１と同
様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度
とスケールの付着速度を求めた。なお、循環水の理論水
質は、pH９.２、カルシウム硬度５００mgCaCO₃／リット
ル、Ｍアルカリ度５００mgCaCO₃／リットルである。ろ
液のカルシウム硬度は１２５mgCaCO₃／リットルであ
り、スケールの付着速度は１mg／cm²／３０日であっ
た。実施例４ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液の代わりに、分
子量８０,０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダの
２０重量％水溶液を、ポリイソプレンスルホン酸ソーダ
の濃度が３０mg／リットルになるように添加した以外
は、実施例３と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液
のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。ろ液
のカルシウム硬度は１２８mgCaCO₃／リットルであり、
スケールの付着速度は３mg／cm²／３０日であった。

【００１５】比較例４ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液を添加すること
なく、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５
０重量％水分散液のみを、重質炭酸カルシウムの濃度が
３０mg／リットルになるように循環水に添加し、実施例
３と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウ
ム硬度とスケールの付着速度を求めた。ろ液のカルシウ
ム硬度は１６９mgCaCO₃／リットルであり、スケールの
付着速度は９mg／cm²／３０日であった。比較例５重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、ヘキサメタ
リン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ヘキサメタリン酸
ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように循環水に
添加した以外は、比較例４と同様にして３０日間の運転
を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を
求めた。ろ液のカルシウム硬度は４１０mgCaCO₃／リッ
トルであり、スケールの付着速度は５８mg／cm²／３０
日であった。比較例６重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、分子量３,
５００のポリマレイン酸の２０重量％水溶液を、ポリマ
レイン酸の濃度が３０mg／リットルになるように循環水
に添加した以外は、比較例４と同様にして３０日間の運
転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度
を求めた。ろ液のカルシウム硬度は４３０mgCaCO₃／リ
ットルであり、スケールの付着速度は３８mg／cm²／３
０日であった。実施例３〜４及び比較例４〜６の結果
を、第２表に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】比較例４、比較例５及び比較例６の結果を
比べると、種晶として重質炭酸カルシウムを添加した比
較例４においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム
硬度が理論値の３５％程度であり、種晶によって循環水
中のカルシウムの析出が促進されていることが分かる。
また、熱交換器チューブへのスケールの付着速度が小さ
く、良好なスケール防止効果が発現している。この効果
は、循環水中のカルシウムが、種晶を核として水中にお
いて分散状態で析出し、チューブに付着することなく、
循環水中のカルシウム濃度が低下したことによるものと
考えられる。これに対して、比較例４及び比較例５にお
いては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度は理論
値の８０〜８５％程度であり、熱交換器チューブへのス
ケールの付着速度も大きい。さらに、実施例３、実施例
４及び比較例４の結果を比べると、種晶として重質炭酸
カルシウムのみを添加した比較例４よりも、結晶分散剤
であるポリスチレンスルホン酸ソーダ又はポリイソプレ
ンスルホン酸ソーダを添加した実施例３及び実施例４の
方が、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度がいっそ
う低く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も格
段に小さくなっている。この結果から、スケール付着の
おそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに種晶
を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することによ
り、種晶の効果が増強され、顕著なスケール防止効果が
発現することが分かる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のスケール防止方法及びスケール
防止剤によれば、スケール付着のおそれがある水系に、
スケール物質の種晶とともに、種晶を水系に分散保持す
る結晶分散剤を添加することにより、水中のスケール物
質が種晶を核として析出し、水中に分散した状態で成長
する効果が、種晶のみを添加した場合に比べていっそう
増強され、水中のスケール物質の濃度が顕著に低下し、
ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交
換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなど
の集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工
程水系などのスケール付着を効率的に防止することがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スケール付着のおそれがある水系に、該ス
ケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶
分散剤を添加することを特徴とするスケール防止方法。
【請求項２】スケール付着のおそれがある水系に添加し
てスケール付着を防止するスケール防止剤であって、該
スケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結
晶分散剤を含有することを特徴とするスケール防止剤。