JP2001141202A - ボイラ水トリートメント装置 - Google Patents

ボイラ水トリートメント装置

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JP2001141202A
JP2001141202A JP32064899A JP32064899A JP2001141202A JP 2001141202 A JP2001141202 A JP 2001141202A JP 32064899 A JP32064899 A JP 32064899A JP 32064899 A JP32064899 A JP 32064899A JP 2001141202 A JP2001141202 A JP 2001141202A
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JP
Japan
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water
boiler
boiler water
oxygen
water treatment
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JP32064899A
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English (en)
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Toshihiro Tani
俊宏 谷
Osao Kudome
長生 久留
Akihiro Sakanishi
彰博 坂西
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ水に溶存させる酸素量を容易に調整す
ることができるボイラ水トリートメント装置を提供す
る。 【解決手段】 原料水103を電気分解して発生した酸
素104をボイラ水101に供給する電解ユニット11
をボイラ水101の送水ポンプ2の送水口とボイラ3の
受水口との間に連結すると共に、原料水103の電気分
解量を調整できるように上記電解ユニット11に加える
電流量を調整できる電源12を当該電解ユニット11に
接続してボイラ水トリートメント装置10を構成するこ
とにより、発生する酸素104の量を電源12による電
流量で調整できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラ水に酸素を
溶存させてトリートメントする装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ボイラを用いた動力発生設備にお
いては、ボイラ水に酸素を溶存させることにより当該ボ
イラ水をトリートメントするケミカルウォータトリート
メント(CWT)技術が適用されつつある。具体的に
は、圧力スイング吸着(PSA)方式による酸素発生装
置や酸素ボンベなどから酸素をボイラ水に供給して溶存
させ、当該ボイラ水をトリートメントするようにしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような酸素発生装置や酸素ボンベなどから酸素をボイ
ラ水に供給しようとすると、その供給量を流量バルブで
過不足なく調整する必要があるため、そのバルブ調整が
非常に難しく、手間がかかっていた。
【0004】このようなことから、本発明は、ボイラ水
に溶存させる酸素量を容易に調整することができるボイ
ラ水トリートメント装置を提供することを目的とした。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明によるボイラ水トリートメント装置は、
原料水を電気分解して酸素および水素を発生させて当該
酸素をボイラ水に溶存させる電解ユニットと、前記原料
水を電気分解する前記電解ユニットの電流量の調整が可
能な電源とを備えてなることを特徴とする。
【0006】上述したボイラ水トリートメント装置にお
いて、前記電解ユニットに空気を供給することにより、
当該空気中の酸素と前記水素とを反応させるようにした
ことを特徴とする。
【0007】上述したボイラ水トリートメント装置にお
いて、電解ユニットがプロトン導電性であり、前記原料
水がボイラ水であることを特徴とする。
【0008】上述したボイラ水トリートメント装置にお
いて、前記ボイラ水に溶存する酸素を検出する検出手段
と、前記検出手段からの信号に基づいて、前記電解ユニ
ットの電流量を調整するように前記電源を制御する制御
手段とを備えてなることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によるボイラ水トリートメ
ント装置を、ボイラを用いた動力発生設備に適用した場
合の第一番目の実施の形態を図1,2を用いて説明す
る。なお、図1は、その設備の概略構成図、図2は、図
1のボイラ水トリートメント装置の電解ユニットの作用
説明図である。
【0010】図1に示すように、ボイラ水101を蓄え
る貯水槽1の下方は、当該貯水槽1内のボイラ水101
を送給する送水ポンプ2の受水口に連結している。送水
ポンプ2の送水口は、ボイラ水101を加熱して気化さ
せるボイラ3の受水口に連結している。ボイラ3の上方
は、当該ボイラ3で発生した高圧の水蒸気102中に混
在する液分を分取する気液分離器4に連結している。気
液分離器4の上方は、タービン5の蒸気受入口に連結し
ている。タービン5の駆動軸5aは、各種の被駆動機器
7に連結している。タービン5の蒸気送出口は、当該タ
ービン5からの水蒸気102を冷却してボイラ水101
に復水させる復水器6の蒸気受入口に連結している。復
水器6の排水口は、前記貯水槽1の上部に連結してい
る。また、上記気液分離器4の下方も前記貯水槽1の上
部に連結している。
【0011】前記送水ポンプ2の送水口と前記ボイラ3
の受水口との間には、原料水103を電気分解して発生
した酸素104をボイラ水101に供給する電解ユニッ
ト11が連結されている。電解ユニット11には、電源
12が接続されており、当該電源12は、原料水103
の電気分解量を調整できるように当該電解ユニット11
に加える電流量を調整できるようになっている。
【0012】すなわち、図2に示すように、上記電解ユ
ニット11は、プロトン導電性高分子の電解質11aa
を多孔質性の電極11ab,11acで挟んだ電解セル
11aを備えてなっており、電解セル11aの電極11
abに原料水103を供給すると共に上記電極11a
b,11ac間に電気を流すと、上記原料水103が電
気分解されて、電極11ab側から酸素104が発生す
ると共に電極11ac側から水素105が発生するよう
になっているのである。
【0013】ここで、電極11ab,11ac間に流す
電気の量(電流量)を調整する、すなわち、電子の移動
量を調整すれば、上記電解反応量が電子の移動量に依存
するため、発生する酸素104および水素105の量を
制御することが容易にできる。
【0014】なお、本実施の形態では、電解ユニット1
1、電源12などによりボイラ水トリートメント装置1
0を構成している。
【0015】このようなボイラ水トリートメント装置1
0を備えた動力発生設備においては、送水ポンプ2を作
動して貯水槽1内のボイラ水101をボイラ3内に送給
すると、ボイラ3が当該ボイラ水101を加熱気化し、
高圧の水蒸気102として送出し、気液分離器4が水蒸
気102中の液分を分取して貯水槽1内に戻すと共に当
該水蒸気102をタービン5に送給し、当該水蒸気10
2によってタービン5が駆動して被駆動機器9を作動さ
せ、タービン5から排出された水蒸気102を復水器6
が冷却復水してボイラ水101に戻し、貯水槽1内に送
給する。
【0016】このようにボイラ水101をボイラ3に送
給するに際して、ボイラ水トリートメント装置10の電
解ユニット11に原料水103を供給すると共に、電源
12を作動して電解ユニット11に電気を流すと、前述
したように、電解ユニット11が原料水103を電気分
解して酸素104と水素105とを発生させて当該酸素
104および残存した原料水103をボイラ水101に
送給し、ボイラ水101中に酸素105を供給して溶存
させる。
【0017】このとき、前記電源12を調整して電解ユ
ニット11に加える電流量を調整すると、前述したよう
に原料水103の電気分解量が調整されて発生する酸素
104の量が調整され、ボイラ水101中の溶存酸素量
を制御することができる。
【0018】したがって、このようなボイラ水トリート
メント装置10によれば、ボイラ水101に溶存させる
酸素量を容易に調整することができる。
【0019】本発明によるボイラ水トリートメント装置
を、ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第二
番目の実施の形態を図3,4を用いて説明する。なお、
図3は、その設備の概略構成図、図4は、図3のボイラ
水トリートメント装置の電解ユニットの作用説明図であ
る。ただし、前述した第一番目の実施の形態と同様な部
材については、前述した第一番目の実施の形態の説明で
用いた符号と同様な符号を用いることにより、その説明
を省略する。
【0020】図3に示すように、前記送水ポンプ2の送
水口と前記ボイラ3の受水口との間には、原料水103
を電気分解して発生した酸素104をボイラ水101に
供給すると共に発生した水素105と空気106中の酸
素とを反応させて生成水107を生じさせる電解ユニッ
ト21が連結されている。すなわち、図4に示すよう
に、上記電解ユニット21は、電解セル11aの電極1
1abに原料水103を供給すると同時に電極11ac
に空気106を供給すると共に、上記電極11ab,1
1ac間に電気を流すと、上記原料水103が電気分解
されて、電極11ab側から酸素104が発生する一
方、電極11ac側から生成水107が発生する(プロ
トン導電性では水素イオンと空気106中の酸素とが反
応する。)ようになっている、言い換えれば、系外の空
気106から酸素104を取り込むと共に取り込んだ酸
素104の分だけ原料水103を系外に放出するという
いわゆる酸素ポンプの役目を果たしているのである。
【0021】このため、取り扱いに注意を要する水素1
05を副生成物として発生させずに済むと共に、水素1
05の生成エネルギよりも低い生成エネルギの生成水1
07を副生成物とすることができるのである。
【0022】したがって、本実施の形態のボイラ水トリ
ートメント装置20では、前述した第一番目の実施の形
態のボイラ水トリートメント装置10と同様な効果を得
ることができるのはもちろんのこと、上述したように、
取り扱いに注意を要する水素105を副生成物として発
生させずに済むので、前述した第一番目の実施の形態の
ボイラ水トリートメント装置10よりも安全性の確保が
容易になると共に、水素105の生成エネルギよりも低
い生成エネルギの生成水107を副生成物とすることが
できるので、前述した第一番目の実施の形態のボイラ水
トリートメント装置10よりも電解にかかる電気エネル
ギを少なく済ませることができ、ランニングコストを低
減することができる。
【0023】本発明によるボイラ水トリートメント装置
を、ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第三
番目の実施の形態を図5を用いて説明する。なお、図5
は、その設備の概略構成図である。ただし、前述した第
一,二番目の実施の形態と同様な部材については、前述
した第一,二番目の実施の形態の説明で用いた符号と同
様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【0024】図5に示すように、前記送水ポンプ2の送
水口と前記ボイラ3の受水口との間の当該送水ポンプ2
寄りには、送水ポンプ2側に口33aを連結し、ボイラ
3側に口33bを連結し、電解ユニット21に口33c
を連結した三方弁33が設けられている。すなわち、三
方弁33は、貯水槽1から送水ポンプ2を介してボイラ
3に送給されるボイラ水101の一部またはすべてを電
解ユニット21に送給できるようにした、言い換えれ
ば、原料水103にボイラ水101を用いるようにした
のである。
【0025】したがって、本実施の形態のボイラ水トリ
ートメント装置30では、前述した第一,二番目の実施
の形態のボイラ水トリートメント装置10,20と同様
な効果を得ることができるのはもちろんのこと、原料水
103にボイラ水101を用いたので、給水系統をまと
めることができ、前述した第一,二番目の実施の形態の
ボイラ水トリートメント装置10,20よりもコストを
低減することができる。
【0026】本発明によるボイラ水トリートメント装置
を、ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第四
番目の実施の形態を図6を用いて説明する。なお、図6
は、その設備の概略構成図である。ただし、前述した第
一〜三番目の実施の形態と同様な部材については、前述
した第一〜三番目の実施の形態の説明で用いた符号と同
様な符号を用いることにより、その説明を省略する。
【0027】図6に示すように、前記送水ポンプ2の送
水口と前記ボイラ3の受水口との間の当該ボイラ3寄り
には、ボイラ水1中に溶存する酸素104を検出する検
出手段である溶存酸素検出器44が設けられている。こ
の溶存酸素検出器44は、制御手段である制御装置45
の入力部に電気的に接続されており、当該制御装置45
は、上記検出器44からの信号に基づいて、ボイラ水1
中に溶存する酸素104の濃度が所定の値となるように
前記電源12を制御するようになっている。
【0028】すなわち、制御装置45は、ボイラ水1中
に溶存する酸素104の濃度が所定の値よりも小さい場
合には、電解ユニット21への電流量を多くするように
(酸素104の発生量を多くするように)電源12を制
御し、ボイラ水1中に溶存する酸素104の濃度が所定
の値よりも大きい場合には、電解ユニット21への電流
量を少なくするように(酸素104の発生量を少なくす
るように)電源12を制御するようになっているのであ
る。
【0029】したがって、本実施の形態のボイラ水トリ
ートメント装置40では、前述した第一〜三番目の実施
の形態のボイラ水トリートメント装置10,20,30
と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、
ボイラ水1中に溶存する酸素104の濃度を常に一定に
保つことが容易にできる。
【0030】
【発明の効果】本発明によるボイラ水トリートメント装
置は、原料水を電気分解して酸素および水素を発生させ
て当該酸素をボイラ水に溶存させる電解ユニットと、前
記原料水を電気分解する前記電解ユニットの電流量の調
整が可能な電源とを備えてなることから、電源を調整し
て電解ユニットに加える電流量を調整することにより、
原料水の電気分解量が調整されて発生する酸素の量が調
整され、ボイラ水中の溶存酸素量を制御することができ
るので、ボイラ水に溶存させる酸素量を容易に調整する
ことができる。
【0031】また、前記電解ユニットに空気を供給する
ことにより、当該空気中の酸素と前記水素とを反応させ
れば、危険性の高い水素を副生成物として発生させずに
済むと共に、水素の生成エネルギよりも低い生成エネル
ギの生成水を副生成物とすることができるので、安全性
の確保が容易になると共に、電解にかかる電気エネルギ
を少なく済ませることができ、ランニングコストを低減
することができる。
【0032】また、前記原料水がボイラ水であれば、給
水系統をまとめることができるので、コストを低減する
ことができる。
【0033】また、前記ボイラ水に溶存する酸素を検出
する検出手段と、前記検出手段からの信号に基づいて、
前記電解ユニットの電流量を調整するように前記電源を
制御する制御手段とを備えてなれば、ボイラ水中に溶存
する酸素の濃度を常に一定に保つことが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるボイラ水トリートメント装置を、
ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第一番目
の実施の形態の概略構成図である。
【図2】図1のボイラ水トリートメント装置の電解ユニ
ットの作用説明図である。
【図3】本発明によるボイラ水トリートメント装置を、
ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第二番目
の実施の形態の概略構成図である。
【図4】図3のボイラ水トリートメント装置の電解ユニ
ットの作用説明図である。
【図5】本発明によるボイラ水トリートメント装置を、
ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第三番目
の実施の形態の概略構成図である。
【図6】本発明によるボイラ水トリートメント装置を、
ボイラを用いた動力発生設備に適用した場合の第四番目
の実施の形態の概略構成図である。
【符号の説明】
1 貯水槽 2 送水ポンプ 3 ボイラ 4 気液分離器 5 タービン 5a 駆動軸 6 復水器 7 被駆動機器 10,20,30,40 ボイラ水トリートメント装置 11 電解ユニット 11a 電解セル 11aa 電解質 11ab,1ac 電極 12 電源 21 電解セル 33 三方弁 44 溶存酸素検出器 45 制御装置 101 ボイラ水 102 水蒸気 103 原料水 104 酸素 105 水素 106 空気 107 生成水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂西 彰博 長崎県長崎市深堀町5丁目717番1号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Fターム(参考) 4D050 AA09 AB31 BB01 BC10 BD02 BD08 CA01 CA10 4D061 DA02 DB20 EA02 EB01 EB04 EB22 EB37 EB39 GA30 GC12

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料水を電気分解して酸素および水素を
    発生させて当該酸素をボイラ水に溶存させる電解ユニッ
    トと、 前記原料水を電気分解する前記電解ユニットの電流量の
    調整が可能な電源とを備えてなることを特徴とするボイ
    ラ水トリートメント装置。
  2. 【請求項2】 前記電解ユニットに空気を供給すること
    により、当該空気中の酸素と前記水素とを反応させるよ
    うにしたことを特徴とする請求項1に記載のボイラ水ト
    リートメント装置。
  3. 【請求項3】 前記原料水がボイラ水であることを特徴
    とする請求項1または2に記載のボイラ水トリートメン
    ト装置。
  4. 【請求項4】 前記ボイラ水に溶存する酸素を検出する
    検出手段と、 前記検出手段からの信号に基づいて、前記電解ユニット
    の電流量を調整するように前記電源を制御する制御手段
    とを備えてなることを特徴とする請求項1から3のいず
    れかに記載のボイラ水トリートメント装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012228659A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Sharp Corp 水浄化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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