JP2002001390A - 水処理方法 - Google Patents
水処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】開放循環冷却水系において、スケールの防止と
防食を効果的に行うことができる水処理方法を提供す
る。 【解決手段】開放循環冷却水系における水処理方法にお
いて、炭酸カルシウムを析出させる手段と該水系に防食
剤を添加する手段を併用することを特徴とする水処理方
法。
防食を効果的に行うことができる水処理方法を提供す
る。 【解決手段】開放循環冷却水系における水処理方法にお
いて、炭酸カルシウムを析出させる手段と該水系に防食
剤を添加する手段を併用することを特徴とする水処理方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水処理方法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、開放循環冷却水系にお
いて、スケールの防止と防食を効果的に行うことができ
る水処理方法に関する。
る。さらに詳しくは、本発明は、開放循環冷却水系にお
いて、スケールの防止と防食を効果的に行うことができ
る水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】開放循環冷却水系では、水の循環利用に
伴い、循環冷却水中の塩類濃度が増加し、炭酸カルシウ
ムなどのスケールが生成し、熱交換の阻害などの障害を
引き起こす。熱交換器への炭酸カルシウムスケールの付
着を防止する技術として、永久磁石、ソレノイドコイル
型磁石などにより循環冷却水に磁気を与える方法、異種
金属組み合せなどによる金属イオン溶出装置、セラミッ
クボールの設置などの技術が知られている。これらの技
術により、冷却水系の高濃縮運転を実施することができ
る。しかし、上記の技術では、いずれも炭酸カルシウム
の析出が伴い、循環冷却水のpHが低下する。また、高濃
縮運転に伴い、循環冷却水中の塩化物イオンや硫酸イオ
ンなどの腐食性のイオンが増加する。これらの要因のた
めに、金属の腐食が促進され、腐食のために配管や熱交
換器などの寿命が短くなるという問題を生ずる。このた
めに、炭酸カルシウムスケールの生成を防止するととも
に、金属の腐食をも防止することができる水処理方法が
求められていた。
伴い、循環冷却水中の塩類濃度が増加し、炭酸カルシウ
ムなどのスケールが生成し、熱交換の阻害などの障害を
引き起こす。熱交換器への炭酸カルシウムスケールの付
着を防止する技術として、永久磁石、ソレノイドコイル
型磁石などにより循環冷却水に磁気を与える方法、異種
金属組み合せなどによる金属イオン溶出装置、セラミッ
クボールの設置などの技術が知られている。これらの技
術により、冷却水系の高濃縮運転を実施することができ
る。しかし、上記の技術では、いずれも炭酸カルシウム
の析出が伴い、循環冷却水のpHが低下する。また、高濃
縮運転に伴い、循環冷却水中の塩化物イオンや硫酸イオ
ンなどの腐食性のイオンが増加する。これらの要因のた
めに、金属の腐食が促進され、腐食のために配管や熱交
換器などの寿命が短くなるという問題を生ずる。このた
めに、炭酸カルシウムスケールの生成を防止するととも
に、金属の腐食をも防止することができる水処理方法が
求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、開放循環冷
却水系において、スケールの防止と防食を効果的に行う
ことができる水処理方法を提供することを目的としてな
されたものである。
却水系において、スケールの防止と防食を効果的に行う
ことができる水処理方法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、開放循環冷却水
系において、炭酸カルシウム析出型のスケール防止技術
と、炭酸カルシウムの析出を阻害しない防食剤を併用す
ることにより、水系内でのスケール障害と腐食障害をと
も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）
開放循環冷却水系における水処理方法において、炭酸カ
ルシウムを析出させる手段と該水系に防食剤を添加する
手段を併用することを特徴とする水処理方法、（２）炭
酸カルシウムを析出させる手段が、永久磁石若しくはソ
レノイドコイル型磁石により循環冷却水に磁気を与える
手段、金属イオンを循環冷却水中に溶出させる手段及び
セラミックボールを循環冷却水中に設置する手段から選
ばれるいずれか１つ又はそれらの組み合わせからなる第
１項記載の水処理方法、（３）防食剤が、銅用防食剤及
び鉄用防食剤から選ばれる１つ又はそれらの組み合わせ
からなる第１項記載の水処理方法、（４）銅用防食剤
が、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール
又はトリルトリアゾールである第３項記載の水処理方
法、及び、（５）鉄用防食剤が、アミン類、亜硝酸塩、
モリブテン酸塩、タングステン酸塩又はクロム酸塩であ
る第３項記載の水処理方法、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、（６）循環冷却水
中の防食剤の濃度の合計が、０.０１〜２０mg／Ｌであ
る第１項記載の水処理方法、を挙げることができる。
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、開放循環冷却水
系において、炭酸カルシウム析出型のスケール防止技術
と、炭酸カルシウムの析出を阻害しない防食剤を併用す
ることにより、水系内でのスケール障害と腐食障害をと
も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）
開放循環冷却水系における水処理方法において、炭酸カ
ルシウムを析出させる手段と該水系に防食剤を添加する
手段を併用することを特徴とする水処理方法、（２）炭
酸カルシウムを析出させる手段が、永久磁石若しくはソ
レノイドコイル型磁石により循環冷却水に磁気を与える
手段、金属イオンを循環冷却水中に溶出させる手段及び
セラミックボールを循環冷却水中に設置する手段から選
ばれるいずれか１つ又はそれらの組み合わせからなる第
１項記載の水処理方法、（３）防食剤が、銅用防食剤及
び鉄用防食剤から選ばれる１つ又はそれらの組み合わせ
からなる第１項記載の水処理方法、（４）銅用防食剤
が、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール
又はトリルトリアゾールである第３項記載の水処理方
法、及び、（５）鉄用防食剤が、アミン類、亜硝酸塩、
モリブテン酸塩、タングステン酸塩又はクロム酸塩であ
る第３項記載の水処理方法、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、（６）循環冷却水
中の防食剤の濃度の合計が、０.０１〜２０mg／Ｌであ
る第１項記載の水処理方法、を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、開放循環冷却水系にお
ける水処理方法において、炭酸カルシウムを析出させる
手段と該水系に防食剤を添加する手段を併用することを
特徴とする水処理方法である。本発明方法は、高濃縮倍
率で運転する開放循環冷却水系におけるスケール付着防
止と腐食防止に特に好適に適用することができる。本発
明方法において、炭酸カルシウムを析出させる手段に特
に制限はなく、例えば、永久磁石又はソレノイドコイル
型磁石により循環冷却水に磁気を与える手段、金属イオ
ンを循環冷却水中に溶出させる手段、セラミックボール
を循環冷却水中に設置する手段などを挙げることができ
る。これらの手段は、１種を単独で用いることができ、
あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもでき
る。本発明方法に用いる永久磁石に特に制限はなく、例
えば、アルニコ、バリウム−フェライト、鉄−ネオジム
−ホウ素、サマリウム−コバルトなどを挙げることがで
きる。永久磁石は、スケール成分を含む水が磁場を直角
に横切って流れるように、配管内に設置する。水の流速
は、１.５ｍ／秒以上になるように、永久磁石設置部分
の配管径を適宜選択することが好ましい。永久磁石によ
って水中に磁場を形成し、水の流れによって磁束を切断
すると、数ｍＡ程度のイオン電流が発生し、水のクラス
ターが微細化して、水中のスケール成分を分散して付着
を防止するのみならず、すでに付着したスケールをも軟
化し、剥離することができる。本発明方法に用いるソレ
ノイドコイル型磁石は、冷却水系配管の外側にコイルを
巻いて使用するので、既存の冷却水系に改造工事を行う
ことなく設置することができる。配管の材質に特に制限
はなく、例えば、銅、ステンレス鋼、青銅、プラスチッ
クの配管などを挙げることができる。ソレノイドコイル
には、交流を印加し、コンピューター制御により、周波
数を２,０００〜７,０００Hzの範囲で変調するととも
に、振幅も変調することが好ましい。ソレノイドコイル
型磁石によって水中に磁場が形成されることにより、水
中に存在するスケール成分の微粒子の表面の電荷が高め
られ、互いに反発しあうので、凝集して大きい粒子にな
ることがなく、スケールとして壁面に付着することもな
い。微粒子を帯電させる磁場の条件は、微粒子の大きさ
によって異なるが、ソレノイドコイルに印加する電流の
周波数と振幅を変調することにより、すべての微粒子の
表面電荷を高めることができる。本発明方法に用いる金
属イオンを溶出させる手段は、イオン化傾向の異なる金
属材料からなる電極を水中に浸漬して、それらを短絡さ
せるなどの方法を挙げることができる。これらの電極の
組み合わせとして、カーボン電極と金属材料からなる電
極とを使用するのが望ましい。また、この際の金属材料
としては、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅などの多価金属
を使用することができる。金属イオンを溶出させる他の
方法として、金属塩を水中に溶解することも可能であ
る。金属イオンがスケール防止に寄与する作用機構につ
いては明らかではないが、スケール成分が水中で析出し
ても系内の配管表面に付着するのを防止していると考え
られる。本発明方法に用いるセラミックボールとして
は、例えば、正磁性化合物と反磁性化合物を含むセラミ
ックを焼結し磁気化した複合多孔質セラミックボールな
どを挙げることができる。セラミックボールの設置位置
に特に制限はなく、例えば、冷却塔のピットに浸漬する
ことができる。セラミックボールは、電磁波動機能を有
するために、酸素イオンや負の金属イオンを発生すると
ともに、水のクラスターを微細化し、カルシウム、マグ
ネシウムなどに由来するスケール成分を分散してスケー
ル化を防止し、さらに、すでに付着しているスケールを
軟弱化し、剥離することができる。
ける水処理方法において、炭酸カルシウムを析出させる
手段と該水系に防食剤を添加する手段を併用することを
特徴とする水処理方法である。本発明方法は、高濃縮倍
率で運転する開放循環冷却水系におけるスケール付着防
止と腐食防止に特に好適に適用することができる。本発
明方法において、炭酸カルシウムを析出させる手段に特
に制限はなく、例えば、永久磁石又はソレノイドコイル
型磁石により循環冷却水に磁気を与える手段、金属イオ
ンを循環冷却水中に溶出させる手段、セラミックボール
を循環冷却水中に設置する手段などを挙げることができ
る。これらの手段は、１種を単独で用いることができ、
あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもでき
る。本発明方法に用いる永久磁石に特に制限はなく、例
えば、アルニコ、バリウム−フェライト、鉄−ネオジム
−ホウ素、サマリウム−コバルトなどを挙げることがで
きる。永久磁石は、スケール成分を含む水が磁場を直角
に横切って流れるように、配管内に設置する。水の流速
は、１.５ｍ／秒以上になるように、永久磁石設置部分
の配管径を適宜選択することが好ましい。永久磁石によ
って水中に磁場を形成し、水の流れによって磁束を切断
すると、数ｍＡ程度のイオン電流が発生し、水のクラス
ターが微細化して、水中のスケール成分を分散して付着
を防止するのみならず、すでに付着したスケールをも軟
化し、剥離することができる。本発明方法に用いるソレ
ノイドコイル型磁石は、冷却水系配管の外側にコイルを
巻いて使用するので、既存の冷却水系に改造工事を行う
ことなく設置することができる。配管の材質に特に制限
はなく、例えば、銅、ステンレス鋼、青銅、プラスチッ
クの配管などを挙げることができる。ソレノイドコイル
には、交流を印加し、コンピューター制御により、周波
数を２,０００〜７,０００Hzの範囲で変調するととも
に、振幅も変調することが好ましい。ソレノイドコイル
型磁石によって水中に磁場が形成されることにより、水
中に存在するスケール成分の微粒子の表面の電荷が高め
られ、互いに反発しあうので、凝集して大きい粒子にな
ることがなく、スケールとして壁面に付着することもな
い。微粒子を帯電させる磁場の条件は、微粒子の大きさ
によって異なるが、ソレノイドコイルに印加する電流の
周波数と振幅を変調することにより、すべての微粒子の
表面電荷を高めることができる。本発明方法に用いる金
属イオンを溶出させる手段は、イオン化傾向の異なる金
属材料からなる電極を水中に浸漬して、それらを短絡さ
せるなどの方法を挙げることができる。これらの電極の
組み合わせとして、カーボン電極と金属材料からなる電
極とを使用するのが望ましい。また、この際の金属材料
としては、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅などの多価金属
を使用することができる。金属イオンを溶出させる他の
方法として、金属塩を水中に溶解することも可能であ
る。金属イオンがスケール防止に寄与する作用機構につ
いては明らかではないが、スケール成分が水中で析出し
ても系内の配管表面に付着するのを防止していると考え
られる。本発明方法に用いるセラミックボールとして
は、例えば、正磁性化合物と反磁性化合物を含むセラミ
ックを焼結し磁気化した複合多孔質セラミックボールな
どを挙げることができる。セラミックボールの設置位置
に特に制限はなく、例えば、冷却塔のピットに浸漬する
ことができる。セラミックボールは、電磁波動機能を有
するために、酸素イオンや負の金属イオンを発生すると
ともに、水のクラスターを微細化し、カルシウム、マグ
ネシウムなどに由来するスケール成分を分散してスケー
ル化を防止し、さらに、すでに付着しているスケールを
軟弱化し、剥離することができる。
【０００６】本発明方法に用いる防食剤に特に制限はな
く、例えば、クロム酸塩、りん酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸
塩、安息香酸塩、ケイ皮酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、銅(I
I)塩、鉄(III)塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩
などのアノード防食剤、亜鉛、マグネシウム、マンガ
ン、ニッケル、カルシウムなどの塩類、ポリりん酸塩、
ヒ素、ビスマス、アンチモン、水銀などの塩類などのカ
ソード防食剤、アミン類、界面活性剤などの吸着型防食
剤、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾー
ル、トリルトリアゾール、ホスホン酸塩などの沈殿型防
食剤、亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウムなどの気化
性防食剤などを挙げることができる。これらの防食剤
は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以
上を組み合わせて用いることもできる。開放循環冷却水
系には、銅及び鉄からなる部材が用いられる場合が多い
ので、添加する防食剤は、銅用防食剤、鉄用防食剤又は
銅用防食剤と鉄用防食剤であることが好ましい。添加す
る銅用防食剤に特に制限はなく、例えば、メルカプトベ
ンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾ
ールなどを挙げることができる。添加する鉄用防食剤に
特に制限はなく、例えば、アミン類、亜硝酸塩、モリブ
テン酸塩、タングステン酸塩、クロム酸塩などを挙げる
ことができる。本発明方法において、防食剤の添加量に
特に制限はないが、添加した防食剤の濃度の合計が０.
０１〜２０mg／Ｌであることが好ましく、０.１〜１０m
g／Ｌであることがより好ましく、０.５〜５mg／Ｌであ
ることがさらに好ましい。本発明方法によれば、開放循
環冷却水系を高濃縮運転する場合であっても、金属の腐
食とスケールの付着を同時に効果的に防止することがで
き、開放循環冷却水系を長期間にわたって安定して運転
することができる。
く、例えば、クロム酸塩、りん酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸
塩、安息香酸塩、ケイ皮酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、銅(I
I)塩、鉄(III)塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩
などのアノード防食剤、亜鉛、マグネシウム、マンガ
ン、ニッケル、カルシウムなどの塩類、ポリりん酸塩、
ヒ素、ビスマス、アンチモン、水銀などの塩類などのカ
ソード防食剤、アミン類、界面活性剤などの吸着型防食
剤、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾー
ル、トリルトリアゾール、ホスホン酸塩などの沈殿型防
食剤、亜硝酸ジシクロヘキシルアンモニウムなどの気化
性防食剤などを挙げることができる。これらの防食剤
は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以
上を組み合わせて用いることもできる。開放循環冷却水
系には、銅及び鉄からなる部材が用いられる場合が多い
ので、添加する防食剤は、銅用防食剤、鉄用防食剤又は
銅用防食剤と鉄用防食剤であることが好ましい。添加す
る銅用防食剤に特に制限はなく、例えば、メルカプトベ
ンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾ
ールなどを挙げることができる。添加する鉄用防食剤に
特に制限はなく、例えば、アミン類、亜硝酸塩、モリブ
テン酸塩、タングステン酸塩、クロム酸塩などを挙げる
ことができる。本発明方法において、防食剤の添加量に
特に制限はないが、添加した防食剤の濃度の合計が０.
０１〜２０mg／Ｌであることが好ましく、０.１〜１０m
g／Ｌであることがより好ましく、０.５〜５mg／Ｌであ
ることがさらに好ましい。本発明方法によれば、開放循
環冷却水系を高濃縮運転する場合であっても、金属の腐
食とスケールの付着を同時に効果的に防止することがで
き、開放循環冷却水系を長期間にわたって安定して運転
することができる。
【０００７】
【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。なお、実施例及び比較例におい
ては、パイロット規模の熱交換器を有する冷却水系を用
いて、防食効果とスケール付着防止効果の評価を行っ
た。用いた冷却水系は、保有水量が３００Ｌであり、外
径が１９mmのＳＵＳ３０４のチューブを備えた伝熱面積
が０.３２ｍ2の熱交換器を備えている。厚木市水を補給
水とし、循環冷却水の流量を１,６８０Ｌ／ｈとして、
１０倍濃縮運転を３０日間行った。循環冷却水の熱交換
器入口温度は３０℃、熱交換器出口温度は５０℃に保っ
た。冷却水系の冷水ピットに、３０mm×５０mm×１mmの
銅（Ｃ１２２０Ｐ）試験片と炭素鋼（ＳＰＣＣ）試験片
各３枚ずつを浸漬し、３０日後に取り出して洗浄、乾燥
したのち秤量し、試験前後の重量差から腐食速度を算出
した。また、熱交換器のチューブを取り外して、乾燥し
たのち秤量し、試験前後の重量差からスケール付着速度
を算出した。永久磁石は、磁束密度１テスラとなるよう
に永久磁石を内装した磁気処理ユニットを熱交換器前段
の配管に設置した。ソレノイドコイル型磁石は、磁束密
度１テスラとなるように熱交換器前段の配管まわりにコ
イルをまきつけて、電流を流した。アルミニウムイオン
溶解装置は、アルミニウム電極とカーボン電極との間に
可変抵抗を介して短絡させ、１Ａの電流が流れるように
抵抗値を制御した。 実施例１ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、銅用防
食剤として、２−メルカプトベンゾチアゾールを循環冷
却水中の濃度が１mg／Ｌとなるように添加して、３０日
間の試験を行った。銅の腐食速度は０.２ｍｄｄ（mg／d
m2／day）、炭素鋼の腐食速度は２５ｍｄｄであり、ス
ケール付着速度は０.５ｍｃｍ（mg／cm2／month）であ
った。 実施例２ 炭酸カルシウム析出手段としてソレノイドコイル型磁石
を用い、銅用防食剤として、ベンゾトリアゾールを循環
冷却水中の濃度が１mg／Ｌとなるように添加して、３０
日間の試験を行った。銅の腐食速度は０.１ｍｄｄ、炭
素鋼の腐食速度は２３ｍｄｄであり、スケール付着速度
は０.３ｍｃｍであった。 実施例３ 炭酸カルシウム析出手段としてアルミニウムイオン溶解
装置を用い、銅用防食剤として、トリルトリアゾールを
循環冷却水中の濃度が１mg／Ｌとなるように添加して、
３０日間の試験を行った。銅の腐食速度は０.１ｍｄ
ｄ、炭素鋼の腐食速度は２８ｍｄｄであり、スケール付
着速度は０.１ｍｃｍであった。 実施例４ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、鉄用防
食剤として、モリブデン酸ナトリウムを循環冷却水中の
濃度が３mg／Ｌとなるように添加して、３０日間の試験
を行った。銅の腐食速度は１.０ｍｄｄ、炭素鋼の腐食
速度は３ｍｄｄであり、スケール付着速度は０.４ｍｃ
ｍであった。 実施例５ 炭酸カルシウム析出手段としてソレノイドコイル型磁石
を用い、鉄用防食剤として、タングステン酸ナトリウム
を循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌとなるように添加し
て、３０日間の試験を行った。銅の腐食速度は１.１ｍ
ｄｄ、炭素鋼の腐食速度は４ｍｄｄであり、スケール付
着速度は０.３ｍｃｍであった。 実施例６ 炭酸カルシウム析出手段としてアルミニウムイオン溶解
装置を用い、鉄用防食剤として、クロム酸ナトリウムを
循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌとなるように添加して、
３０日間の試験を行った。銅の腐食速度は０.９ｍｄ
ｄ、炭素鋼の腐食速度は３ｍｄｄであり、スケール付着
速度は０.２ｍｃｍであった。 実施例７ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、銅用防
食剤として、ベンゾトリアゾールを循環冷却水中の濃度
が１mg／Ｌとなるように、鉄用防食剤として、モリブデ
ン酸ナトリウムを循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌとなる
ように添加して、３０日間の試験を行った。銅の腐食速
度は０.１ｍｄｄ、炭素鋼の腐食速度は３ｍｄｄであ
り、スケール付着速度は０.３ｍｃｍであった。 実施例８ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、鉄用防
食剤として正りん酸を循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌと
なるように添加して、３０日間の試験を行った。銅の腐
食速度は１.０ｍｄｄ、炭素鋼の腐食速度は３ｍｄｄで
あり、スケール付着速度は１５.０ｍｃｍであった。 比較例１ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、防食剤
を添加することなく、３０日間の試験を行った。銅の腐
食速度は１.１ｍｄｄ、炭素鋼の腐食速度は２９ｍｄｄ
であり、スケール付着速度は０.２ｍｃｍであった。 比較例２ 永久磁石及び正りん酸を用いないで、実施例８と同様の
操作をした。銅の腐食速度は１.１ｍｄｄ、炭素鋼の腐
食速度は３０ｍｄｄであり、スケール付着速度は３１.
０ｍｃｍであった。実施例１〜８及び比較例１〜２の結
果を、第１表に示す。
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。なお、実施例及び比較例におい
ては、パイロット規模の熱交換器を有する冷却水系を用
いて、防食効果とスケール付着防止効果の評価を行っ
た。用いた冷却水系は、保有水量が３００Ｌであり、外
径が１９mmのＳＵＳ３０４のチューブを備えた伝熱面積
が０.３２ｍ2の熱交換器を備えている。厚木市水を補給
水とし、循環冷却水の流量を１,６８０Ｌ／ｈとして、
１０倍濃縮運転を３０日間行った。循環冷却水の熱交換
器入口温度は３０℃、熱交換器出口温度は５０℃に保っ
た。冷却水系の冷水ピットに、３０mm×５０mm×１mmの
銅（Ｃ１２２０Ｐ）試験片と炭素鋼（ＳＰＣＣ）試験片
各３枚ずつを浸漬し、３０日後に取り出して洗浄、乾燥
したのち秤量し、試験前後の重量差から腐食速度を算出
した。また、熱交換器のチューブを取り外して、乾燥し
たのち秤量し、試験前後の重量差からスケール付着速度
を算出した。永久磁石は、磁束密度１テスラとなるよう
に永久磁石を内装した磁気処理ユニットを熱交換器前段
の配管に設置した。ソレノイドコイル型磁石は、磁束密
度１テスラとなるように熱交換器前段の配管まわりにコ
イルをまきつけて、電流を流した。アルミニウムイオン
溶解装置は、アルミニウム電極とカーボン電極との間に
可変抵抗を介して短絡させ、１Ａの電流が流れるように
抵抗値を制御した。 実施例１ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、銅用防
食剤として、２−メルカプトベンゾチアゾールを循環冷
却水中の濃度が１mg／Ｌとなるように添加して、３０日
間の試験を行った。銅の腐食速度は０.２ｍｄｄ（mg／d
m2／day）、炭素鋼の腐食速度は２５ｍｄｄであり、ス
ケール付着速度は０.５ｍｃｍ（mg／cm2／month）であ
った。 実施例２ 炭酸カルシウム析出手段としてソレノイドコイル型磁石
を用い、銅用防食剤として、ベンゾトリアゾールを循環
冷却水中の濃度が１mg／Ｌとなるように添加して、３０
日間の試験を行った。銅の腐食速度は０.１ｍｄｄ、炭
素鋼の腐食速度は２３ｍｄｄであり、スケール付着速度
は０.３ｍｃｍであった。 実施例３ 炭酸カルシウム析出手段としてアルミニウムイオン溶解
装置を用い、銅用防食剤として、トリルトリアゾールを
循環冷却水中の濃度が１mg／Ｌとなるように添加して、
３０日間の試験を行った。銅の腐食速度は０.１ｍｄ
ｄ、炭素鋼の腐食速度は２８ｍｄｄであり、スケール付
着速度は０.１ｍｃｍであった。 実施例４ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、鉄用防
食剤として、モリブデン酸ナトリウムを循環冷却水中の
濃度が３mg／Ｌとなるように添加して、３０日間の試験
を行った。銅の腐食速度は１.０ｍｄｄ、炭素鋼の腐食
速度は３ｍｄｄであり、スケール付着速度は０.４ｍｃ
ｍであった。 実施例５ 炭酸カルシウム析出手段としてソレノイドコイル型磁石
を用い、鉄用防食剤として、タングステン酸ナトリウム
を循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌとなるように添加し
て、３０日間の試験を行った。銅の腐食速度は１.１ｍ
ｄｄ、炭素鋼の腐食速度は４ｍｄｄであり、スケール付
着速度は０.３ｍｃｍであった。 実施例６ 炭酸カルシウム析出手段としてアルミニウムイオン溶解
装置を用い、鉄用防食剤として、クロム酸ナトリウムを
循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌとなるように添加して、
３０日間の試験を行った。銅の腐食速度は０.９ｍｄ
ｄ、炭素鋼の腐食速度は３ｍｄｄであり、スケール付着
速度は０.２ｍｃｍであった。 実施例７ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、銅用防
食剤として、ベンゾトリアゾールを循環冷却水中の濃度
が１mg／Ｌとなるように、鉄用防食剤として、モリブデ
ン酸ナトリウムを循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌとなる
ように添加して、３０日間の試験を行った。銅の腐食速
度は０.１ｍｄｄ、炭素鋼の腐食速度は３ｍｄｄであ
り、スケール付着速度は０.３ｍｃｍであった。 実施例８ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、鉄用防
食剤として正りん酸を循環冷却水中の濃度が３mg／Ｌと
なるように添加して、３０日間の試験を行った。銅の腐
食速度は１.０ｍｄｄ、炭素鋼の腐食速度は３ｍｄｄで
あり、スケール付着速度は１５.０ｍｃｍであった。 比較例１ 炭酸カルシウム析出手段として永久磁石を用い、防食剤
を添加することなく、３０日間の試験を行った。銅の腐
食速度は１.１ｍｄｄ、炭素鋼の腐食速度は２９ｍｄｄ
であり、スケール付着速度は０.２ｍｃｍであった。 比較例２ 永久磁石及び正りん酸を用いないで、実施例８と同様の
操作をした。銅の腐食速度は１.１ｍｄｄ、炭素鋼の腐
食速度は３０ｍｄｄであり、スケール付着速度は３１.
０ｍｃｍであった。実施例１〜８及び比較例１〜２の結
果を、第１表に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】第１表に見られるように、炭酸カルシウム
析出手段を用い、銅用防食剤を添加した実施例１〜３で
は、銅の腐食速度が小さく、スケール付着速度も小さ
い。また、炭酸カルシウム析出手段を用い、鉄用防食剤
を添加した実施例４〜６では、炭素鋼の腐食速度が小さ
く、スケール付着速度も小さい。さらに、炭酸カルシウ
ム析出手段を用い、銅用防食剤と鉄用防食剤を添加した
実施例７では、銅と炭素鋼の腐食速度がいずれも小さ
く、スケール付着速度も小さい。これに対して、炭酸カ
ルシウム析出手段のみを用いて、防食剤を添加しなかっ
た比較例１では、スケール付着速度は小さいが、銅と炭
素鋼の腐食速度がいずれも大きい。また、炭酸カルシウ
ム析出手段を用い、正りん酸を添加した実施例８では、
炭素鋼の腐食速度は小さいが、スケール付着速度が比較
的大きくなる。これは、正りん酸がスケールの析出を防
止したことにより、炭酸カルシウム析出手段によるスケ
ール防止効果が十分に発現しなかったためと考えられ
る。そして、比較例２に示されるように、炭酸カルシウ
ム析出手段及び防食剤も用いない場合のスケール付着速
度は実施例８と比較して格段に増加する。
析出手段を用い、銅用防食剤を添加した実施例１〜３で
は、銅の腐食速度が小さく、スケール付着速度も小さ
い。また、炭酸カルシウム析出手段を用い、鉄用防食剤
を添加した実施例４〜６では、炭素鋼の腐食速度が小さ
く、スケール付着速度も小さい。さらに、炭酸カルシウ
ム析出手段を用い、銅用防食剤と鉄用防食剤を添加した
実施例７では、銅と炭素鋼の腐食速度がいずれも小さ
く、スケール付着速度も小さい。これに対して、炭酸カ
ルシウム析出手段のみを用いて、防食剤を添加しなかっ
た比較例１では、スケール付着速度は小さいが、銅と炭
素鋼の腐食速度がいずれも大きい。また、炭酸カルシウ
ム析出手段を用い、正りん酸を添加した実施例８では、
炭素鋼の腐食速度は小さいが、スケール付着速度が比較
的大きくなる。これは、正りん酸がスケールの析出を防
止したことにより、炭酸カルシウム析出手段によるスケ
ール防止効果が十分に発現しなかったためと考えられ
る。そして、比較例２に示されるように、炭酸カルシウ
ム析出手段及び防食剤も用いない場合のスケール付着速
度は実施例８と比較して格段に増加する。
【００１０】
【発明の効果】本発明の水処理方法によれば、開放循環
冷却水系を高濃縮運転する場合であっても、金属の腐食
とスケールの付着を同時に効果的に防止することがで
き、開放循環冷却水系を長期間にわたって安定して運転
することができる。
冷却水系を高濃縮運転する場合であっても、金属の腐食
とスケールの付着を同時に効果的に防止することがで
き、開放循環冷却水系を長期間にわたって安定して運転
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｆ 11/18 Ｃ２３Ｆ 11/18 Ｆターム(参考） 4D061 DA05 DB05 DB18 DC19 EA18 EB27 EB28 EB29 EB31 EC01 EC05 EC11 EC18 EC19 ED20 4K062 AA03 AA10 BA08 BA10 BB12 BB18 BB21 DA05 EA08 FA05 GA01 GA10
Claims (5)
- 【請求項１】開放循環冷却水系における水処理方法にお
いて、炭酸カルシウムを析出させる手段と該水系に防食
剤を添加する手段を併用することを特徴とする水処理方
法。 - 【請求項２】炭酸カルシウムを析出させる手段が、永久
磁石若しくはソレノイドコイル型磁石により循環冷却水
に磁気を与える手段、金属イオンを循環冷却水中に溶出
させる手段及びセラミックボールを循環冷却水中に設置
する手段から選ばれるいずれか１つ又はそれらの組み合
わせからなる請求項１記載の水処理方法。 - 【請求項３】防食剤が、銅用防食剤及び鉄用防食剤から
選ばれる１つ又はそれらの組み合わせからなる請求項１
記載の水処理方法。 - 【請求項４】銅用防食剤が、メルカプトベンゾチアゾー
ル、ベンゾトリアゾール又はトリルトリアゾールである
請求項３記載の水処理方法。 - 【請求項５】鉄用防食剤が、アミン類、亜硝酸塩、モリ
ブテン酸塩、タングステン酸塩又はクロム酸塩である請
求項３記載の水処理方法。
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| JP2000187401A JP4529242B2 (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | 水処理方法 |
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- 2000-06-22 JP JP2000187401A patent/JP4529242B2/ja not_active Expired - Fee Related
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