JP2002361288A - 冷却水系のスケール防止方法 - Google Patents
冷却水系のスケール防止方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】開放循環冷却水系において、カルシウム、マグ
ネシウムなどに起因するスケールの発生を効果的に防止
することができる冷却水系のスケール防止方法を提供す
る。 【解決手段】スケール成分変性型スケール防止手段と種
晶の添加を組み合わせてなることを特徴とする冷却水系
のスケール防止方法。
ネシウムなどに起因するスケールの発生を効果的に防止
することができる冷却水系のスケール防止方法を提供す
る。 【解決手段】スケール成分変性型スケール防止手段と種
晶の添加を組み合わせてなることを特徴とする冷却水系
のスケール防止方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水系のスケー
ル防止方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、開放
循環冷却水系において、カルシウム、マグネシウムなど
のスケール成分を系外に取り出し、スケール成分に起因
するスケールの発生を効果的に防止することができる冷
却水系のスケール防止方法に関する。
ル防止方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、開放
循環冷却水系において、カルシウム、マグネシウムなど
のスケール成分を系外に取り出し、スケール成分に起因
するスケールの発生を効果的に防止することができる冷
却水系のスケール防止方法に関する。
【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
ムやシリカなどのスケールが生成し、熱交換の阻害や冷
却水系内での堆積などの障害を引き起こす。用水の有効
利用のために、高濃縮運転を行うと、特にスケールが発
生しやすい。スケールの生成を防止するために、キレー
ト剤、アニオンポリマー、ホスホン酸、ポリリン酸塩な
どのスケール防止剤が用いられるが、スケール防止剤の
コスト、スケール防止剤を管理し、冷却水系に所定量を
添加する手間など、費用がかかることが避けられない。
このために、薬剤を使用しない物理的な手段によるスケ
ール防止方法が試みられてきた。例えば、特開平４−１
８９８２号公報には、冷却水中に溶解しているカルシウ
ム、マグネシウム、珪素などのイオンを電気化学的に除
去する方法として、冷却水を電圧の印加により分極した
三次元電極式電解槽に供給し、金属イオンを水酸化物又
は酸化物に変換して電極上に析出させる方法が提案され
ている。しかし、電解槽を用いると、漏洩電流が発生し
て、配管、熱交換器などの金属部材が腐食するおそれが
あり、水素ガスと酸素ガスの発生による爆発のおそれも
皆無とは言えない。電気分解を利用しない物理的手段と
して、米国特許第５,０７４,９９８号明細書には、冷却
水系の配管の外周にソレノイドコイルを巻きつけ、コイ
ルに周波数を変調した電力を供給して変動磁場を形成す
ることにより、水中のすべての微粒子の表面電荷を高
め、微粒子どうしの反発によりスケール化を防止する装
置が提案されている。磁場によるスケール防止は永久磁
石についても行われ、例えば、永久磁石を内装した磁気
処理ユニットを冷却水系の配管の途中に設置し、一定以
上の流速で水を流して、磁界を直角に横切るときに発生
するイオン電流により水のクラスターを微細化し、スケ
ール成分の凝集を抑制する方法が提案されている。ま
た、特開昭６３−３９６９０号公報には、液体に電気エ
ネルギーを与えて、液体をイオン化するスケール防止方
法として、電気化学ポテンシャルの異なる２種の部材を
液体に接触させ、両部材間に電位差を生じさせて液体を
イオン化し、カルシウム、マグネシウム、シリカなどの
塩の結晶化及び沈殿を防止する方法が提案されている。
このような例として、アルミニウム電極と炭素電極で構
成する永久電池を用い、異種電極間に発生する起電力に
より水をイオン活性化し、分極した水分子の水和エネル
ギーにより、カルシウム、マグネシウムなどのスケール
成分をイオン封鎖する技術がある。特開平５−５７２８
６号公報には、外部電源を用いることなく誘起電流を最
適値に選択し、水中のスケールを除去する装置として、
水通路に面して永久磁石と異種金属よりなる一対の電極
を設けた電場と磁場を併用する装置が提案されている。
さらに、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を用
い、その酸化還元作用時に発生する−金属イオンによ
り、カルシウム、マグネシウムなどの＋金属イオンを分
散する方法も提案されている。しかし、これらのスケー
ル成分変性型スケール防止手段は、冷却水系内に保持し
得るスケール成分の濃度に限界があり、高濃度となった
スケール成分が熱交換器などにスケールとして付着する
ために、系内のスケール成分の濃度が増加した場合に
は、ブロー水とともにスケール成分を系外に排出せざる
を得ず、冷却水系の高濃縮運転には十分に対応できない
場合があった。このために、開放循環冷却水系におい
て、カルシウム、マグネシウムなどに起因するスケール
の発生を効果的に防止し、開放循環冷却水系の高濃縮運
転を可能にすることができる冷却水系のスケール防止方
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
ムやシリカなどのスケールが生成し、熱交換の阻害や冷
却水系内での堆積などの障害を引き起こす。用水の有効
利用のために、高濃縮運転を行うと、特にスケールが発
生しやすい。スケールの生成を防止するために、キレー
ト剤、アニオンポリマー、ホスホン酸、ポリリン酸塩な
どのスケール防止剤が用いられるが、スケール防止剤の
コスト、スケール防止剤を管理し、冷却水系に所定量を
添加する手間など、費用がかかることが避けられない。
このために、薬剤を使用しない物理的な手段によるスケ
ール防止方法が試みられてきた。例えば、特開平４−１
８９８２号公報には、冷却水中に溶解しているカルシウ
ム、マグネシウム、珪素などのイオンを電気化学的に除
去する方法として、冷却水を電圧の印加により分極した
三次元電極式電解槽に供給し、金属イオンを水酸化物又
は酸化物に変換して電極上に析出させる方法が提案され
ている。しかし、電解槽を用いると、漏洩電流が発生し
て、配管、熱交換器などの金属部材が腐食するおそれが
あり、水素ガスと酸素ガスの発生による爆発のおそれも
皆無とは言えない。電気分解を利用しない物理的手段と
して、米国特許第５,０７４,９９８号明細書には、冷却
水系の配管の外周にソレノイドコイルを巻きつけ、コイ
ルに周波数を変調した電力を供給して変動磁場を形成す
ることにより、水中のすべての微粒子の表面電荷を高
め、微粒子どうしの反発によりスケール化を防止する装
置が提案されている。磁場によるスケール防止は永久磁
石についても行われ、例えば、永久磁石を内装した磁気
処理ユニットを冷却水系の配管の途中に設置し、一定以
上の流速で水を流して、磁界を直角に横切るときに発生
するイオン電流により水のクラスターを微細化し、スケ
ール成分の凝集を抑制する方法が提案されている。ま
た、特開昭６３−３９６９０号公報には、液体に電気エ
ネルギーを与えて、液体をイオン化するスケール防止方
法として、電気化学ポテンシャルの異なる２種の部材を
液体に接触させ、両部材間に電位差を生じさせて液体を
イオン化し、カルシウム、マグネシウム、シリカなどの
塩の結晶化及び沈殿を防止する方法が提案されている。
このような例として、アルミニウム電極と炭素電極で構
成する永久電池を用い、異種電極間に発生する起電力に
より水をイオン活性化し、分極した水分子の水和エネル
ギーにより、カルシウム、マグネシウムなどのスケール
成分をイオン封鎖する技術がある。特開平５−５７２８
６号公報には、外部電源を用いることなく誘起電流を最
適値に選択し、水中のスケールを除去する装置として、
水通路に面して永久磁石と異種金属よりなる一対の電極
を設けた電場と磁場を併用する装置が提案されている。
さらに、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を用
い、その酸化還元作用時に発生する−金属イオンによ
り、カルシウム、マグネシウムなどの＋金属イオンを分
散する方法も提案されている。しかし、これらのスケー
ル成分変性型スケール防止手段は、冷却水系内に保持し
得るスケール成分の濃度に限界があり、高濃度となった
スケール成分が熱交換器などにスケールとして付着する
ために、系内のスケール成分の濃度が増加した場合に
は、ブロー水とともにスケール成分を系外に排出せざる
を得ず、冷却水系の高濃縮運転には十分に対応できない
場合があった。このために、開放循環冷却水系におい
て、カルシウム、マグネシウムなどに起因するスケール
の発生を効果的に防止し、開放循環冷却水系の高濃縮運
転を可能にすることができる冷却水系のスケール防止方
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、カルシウム、マグネシウムなどに起因
するスケールの発生を効果的に防止することができる冷
却水系のスケール防止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、カルシウム、マグネシウムなどに起因
するスケールの発生を効果的に防止することができる冷
却水系のスケール防止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、スケール成分変
性型スケール防止手段と種晶の添加を組み合わせること
により、冷却水中に分散されたスケール成分が種晶の表
面に析出して水中のスケール成分の濃度が低下し、スケ
ールの発生を効果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）スケール成分変性型スケール防止手段
と種晶の添加を組み合わせてなることを特徴とする冷却
水系のスケール防止方法、（２）スケール成分変性型ス
ケール防止手段が、永久磁石、ソレノイドコイル型磁
石、異種電極の組み合わせ又はセラミックボールである
第１項記載の冷却水系のスケール防止方法、及び、
（３）スケール成分及び種晶が炭酸カルシウムである第
１項記載の冷却水系のスケール防止方法、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、
（４）種晶の平均粒子径が、０.０１〜１００μｍであ
る第１項記載の冷却水系のスケール防止方法、及び、
（５）循環冷却水中の種晶の濃度が０.１〜１００mg／
Ｌとなるように、種晶を添加する第１項記載の冷却水系
のスケール防止方法、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、スケール成分変
性型スケール防止手段と種晶の添加を組み合わせること
により、冷却水中に分散されたスケール成分が種晶の表
面に析出して水中のスケール成分の濃度が低下し、スケ
ールの発生を効果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）スケール成分変性型スケール防止手段
と種晶の添加を組み合わせてなることを特徴とする冷却
水系のスケール防止方法、（２）スケール成分変性型ス
ケール防止手段が、永久磁石、ソレノイドコイル型磁
石、異種電極の組み合わせ又はセラミックボールである
第１項記載の冷却水系のスケール防止方法、及び、
（３）スケール成分及び種晶が炭酸カルシウムである第
１項記載の冷却水系のスケール防止方法、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、
（４）種晶の平均粒子径が、０.０１〜１００μｍであ
る第１項記載の冷却水系のスケール防止方法、及び、
（５）循環冷却水中の種晶の濃度が０.１〜１００mg／
Ｌとなるように、種晶を添加する第１項記載の冷却水系
のスケール防止方法、を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の冷却水系のスケール防止
方法においては、スケール成分変性型スケール防止手段
と種晶の添加を組み合わせて用いる。本発明方法は、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
基性炭酸亜鉛などのスケールの発生しやすい冷却水系に
好適に適用することができ、高濃縮運転を行っている炭
酸カルシウムのスケールが発生しやすい冷却水系に特に
好適に適用することができる。本発明方法に用いるスケ
ール成分変性型スケール防止手段に特に制限はなく、例
えば、永久磁石、ソレノイドコイル型磁石、異種電極の
組み合わせ、セラミックボールなどを挙げることができ
る。これらのスケール成分変性型スケール防止手段は、
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。
方法においては、スケール成分変性型スケール防止手段
と種晶の添加を組み合わせて用いる。本発明方法は、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
基性炭酸亜鉛などのスケールの発生しやすい冷却水系に
好適に適用することができ、高濃縮運転を行っている炭
酸カルシウムのスケールが発生しやすい冷却水系に特に
好適に適用することができる。本発明方法に用いるスケ
ール成分変性型スケール防止手段に特に制限はなく、例
えば、永久磁石、ソレノイドコイル型磁石、異種電極の
組み合わせ、セラミックボールなどを挙げることができ
る。これらのスケール成分変性型スケール防止手段は、
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。
【０００６】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。
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。
【０００７】本発明方法に用いる異種電極の組み合わせ
に特に制限はなく、例えば、アルミニウム電極と炭素電
極の組み合わせ、銀電極と銅電極の組み合わせなどを挙
げることができる。組み合わせられた異種電極は、水中
に気泡がなく、空気溜まりがないことが好ましいので、
冷却水系配管が垂直で、水が下方から上方に流れる位置
に設置することが好ましい。組み合わせられた異種電極
の間に水を流すと、１Ｖ以下の微電圧が発生し、１μＡ
以下の超微電流が流れて、水分子がイオン活性化され、
分極される。分極した水分子の水和エネルギーにより、
カルシウム、マグネシウム、ケイ酸などのスケール成分
はイオン封鎖される。その結果、スケールの結晶化が抑
制され、非晶質の微粒子状に分散し、スケールの付着が
防止される。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
グネシウムなどのスケール成分の正の金属イオンのスケ
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。
に特に制限はなく、例えば、アルミニウム電極と炭素電
極の組み合わせ、銀電極と銅電極の組み合わせなどを挙
げることができる。組み合わせられた異種電極は、水中
に気泡がなく、空気溜まりがないことが好ましいので、
冷却水系配管が垂直で、水が下方から上方に流れる位置
に設置することが好ましい。組み合わせられた異種電極
の間に水を流すと、１Ｖ以下の微電圧が発生し、１μＡ
以下の超微電流が流れて、水分子がイオン活性化され、
分極される。分極した水分子の水和エネルギーにより、
カルシウム、マグネシウム、ケイ酸などのスケール成分
はイオン封鎖される。その結果、スケールの結晶化が抑
制され、非晶質の微粒子状に分散し、スケールの付着が
防止される。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
グネシウムなどのスケール成分の正の金属イオンのスケ
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。
【０００８】本発明方法に用いる種晶に特に制限はない
が、スケール防止を目的とする冷却水系において発生が
予想されるスケール成分と同一の物質の微粒子であるこ
とが好ましい。例えば、発生が予想されるスケール成分
が炭酸カルシウムである場合は、炭酸カルシウムの微粒
子を種晶として添加することが好ましい。冷却水系にス
ケール成分変性型スケール防止手段を適用すると、スケ
ール成分は析出や付着をすることがなく、水中にイオン
として、あるいは、極微粒子として蓄積されるが、種晶
を添加することにより、種晶を核としてその表面に急速
に析出して結晶化し、冷却水中に溶解又は微分散してい
るスケール成分の濃度を下げることができる。本発明方
法に用いる種晶の平均粒子径に特に制限はないが、０.
０１〜１００μｍであることが好ましく、０.１〜１０
μｍであることがより好ましい。種晶の平均粒子径が
０.０１μｍ未満であると、その表面にスケール成分が
付着して結晶化した粒子も小さく、スラッジとして沈降
分離することが困難になるおそれがある。種晶の平均粒
子径が１００μｍを超えると、添加量に比してスケール
成分が付着して結晶化するための有効表面積が小さくな
り、必要な種晶の添加量が多くなるおそれがある。種晶
の添加濃度に特に制限はないが、循環冷却水中の種晶の
濃度が０.１〜１００mg／Ｌであることが好ましく、１
〜１０mg／Ｌであることがより好ましい。循環冷却水中
の種晶の濃度が０.１mg／Ｌ未満であると、種晶表面へ
のスケール成分の析出が不十分となって、冷却水系の壁
面にスケールが付着するおそれがある。循環冷却水中の
種晶の濃度は、１００mg／Ｌ以下で十分なスケール防止
効果が得られ、通常は１００mg／Ｌを超える種晶の添加
は必要ではない。
が、スケール防止を目的とする冷却水系において発生が
予想されるスケール成分と同一の物質の微粒子であるこ
とが好ましい。例えば、発生が予想されるスケール成分
が炭酸カルシウムである場合は、炭酸カルシウムの微粒
子を種晶として添加することが好ましい。冷却水系にス
ケール成分変性型スケール防止手段を適用すると、スケ
ール成分は析出や付着をすることがなく、水中にイオン
として、あるいは、極微粒子として蓄積されるが、種晶
を添加することにより、種晶を核としてその表面に急速
に析出して結晶化し、冷却水中に溶解又は微分散してい
るスケール成分の濃度を下げることができる。本発明方
法に用いる種晶の平均粒子径に特に制限はないが、０.
０１〜１００μｍであることが好ましく、０.１〜１０
μｍであることがより好ましい。種晶の平均粒子径が
０.０１μｍ未満であると、その表面にスケール成分が
付着して結晶化した粒子も小さく、スラッジとして沈降
分離することが困難になるおそれがある。種晶の平均粒
子径が１００μｍを超えると、添加量に比してスケール
成分が付着して結晶化するための有効表面積が小さくな
り、必要な種晶の添加量が多くなるおそれがある。種晶
の添加濃度に特に制限はないが、循環冷却水中の種晶の
濃度が０.１〜１００mg／Ｌであることが好ましく、１
〜１０mg／Ｌであることがより好ましい。循環冷却水中
の種晶の濃度が０.１mg／Ｌ未満であると、種晶表面へ
のスケール成分の析出が不十分となって、冷却水系の壁
面にスケールが付着するおそれがある。循環冷却水中の
種晶の濃度は、１００mg／Ｌ以下で十分なスケール防止
効果が得られ、通常は１００mg／Ｌを超える種晶の添加
は必要ではない。
【０００９】本発明方法において、種晶を添加する場所
に特に制限はないが、冷却塔のピットに添加することに
より、特別な装置を必要とせず簡便に種晶を添加するこ
とができる。種晶は、固体微粒子として添加することも
できるが、水分散液として添加することが作業性の上か
ら好ましい。種晶の水分散液を安定化するために、水分
散液に増粘剤を添加することができる。循環冷却水に添
加された種晶の微粒子は、その表面にスケール成分が析
出し結晶化して、次第に粒子径が大きくなる。大きくな
った種晶粒子は、冷却塔のピットに堰を設けることによ
り、あるいは、冷却水の循環ラインにろ過装置、沈降槽
などを設けることにより、スラッジとして除去すること
ができる。本発明の冷却水系のスケール防止方法によれ
ば、開放循環冷却水系において、カルシウム、マグネシ
ウムなどのスケール成分を系外に取り出し、スケール成
分に起因するスケールの発生を効果的に防止することが
できる。
に特に制限はないが、冷却塔のピットに添加することに
より、特別な装置を必要とせず簡便に種晶を添加するこ
とができる。種晶は、固体微粒子として添加することも
できるが、水分散液として添加することが作業性の上か
ら好ましい。種晶の水分散液を安定化するために、水分
散液に増粘剤を添加することができる。循環冷却水に添
加された種晶の微粒子は、その表面にスケール成分が析
出し結晶化して、次第に粒子径が大きくなる。大きくな
った種晶粒子は、冷却塔のピットに堰を設けることによ
り、あるいは、冷却水の循環ラインにろ過装置、沈降槽
などを設けることにより、スラッジとして除去すること
ができる。本発明の冷却水系のスケール防止方法によれ
ば、開放循環冷却水系において、カルシウム、マグネシ
ウムなどのスケール成分を系外に取り出し、スケール成
分に起因するスケールの発生を効果的に防止することが
できる。
【００１０】
【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循環冷却水系
を用いて、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１９
mmのＳＵＳ３０４のチューブを備えた伝熱面積が０.３
２ｍ2の熱交換器を備えている。カルシウム硬度４０mg
／Ｌ、Ｍアルカリ度５０mg／Ｌ、シリカ２７mg／Ｌの水
道水を補給水とし、循環冷却水の流量を１,６８０Ｌ／
ｈとして、２０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５
０℃に保った。３０日後に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、ＤＮＡ.マグテ
ック日本(株)のマグユニット（呼び径１.５インチ）を
用い、熱交換器の直近の上流側に取り付けた。ソレノイ
ドコイル型磁石は、トライアンギュラー・ウエイブ・テク
ノロジーズ社のデポジット・コントロール・システムＴＷ
Ｔ−５Ｃ−４０２を用い、熱交換器の直近の上流側の配
管に巻きつけた。種晶は、平均粒子径０.５μｍの軽質
炭酸カルシウムを、５０重量％水分散液として添加し
た。 実施例１ 配管に永久磁石を取りつけ、循環冷却水中の炭酸カルシ
ウムの濃度が１０mg／Ｌになるように、冷却塔ピットに
炭酸カルシウムを添加して、３０日間の運転を行った。
スケール付着速度は、０.３ｍｃｍ（mg／cm2／month）
であった。 実施例２ 永久磁石の代わりに、配管にソレノイドコイル型磁石を
巻きつけた以外は、実施例１と同様にして３０日間の運
転を行った。スケール付着速度は、０.６ｍｃｍであっ
た。 比較例１ 配管に永久磁石を取りつけたが、炭酸カルシウムを添加
することなく、３０日間の運転を行った。スケール付着
速度は、３０ｍｃｍであった。 比較例２ 配管に磁石を取りつけず、炭酸カルシウムのみを添加し
て、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は、４
８ｍｃｍであった。 比較例３ 配管に磁石を取りつけず、炭酸カルシウムの添加も行わ
ず、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は、５
０ｍｃｍ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。
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循環冷却水系
を用いて、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１９
mmのＳＵＳ３０４のチューブを備えた伝熱面積が０.３
２ｍ2の熱交換器を備えている。カルシウム硬度４０mg
／Ｌ、Ｍアルカリ度５０mg／Ｌ、シリカ２７mg／Ｌの水
道水を補給水とし、循環冷却水の流量を１,６８０Ｌ／
ｈとして、２０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５
０℃に保った。３０日後に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、ＤＮＡ.マグテ
ック日本(株)のマグユニット（呼び径１.５インチ）を
用い、熱交換器の直近の上流側に取り付けた。ソレノイ
ドコイル型磁石は、トライアンギュラー・ウエイブ・テク
ノロジーズ社のデポジット・コントロール・システムＴＷ
Ｔ−５Ｃ−４０２を用い、熱交換器の直近の上流側の配
管に巻きつけた。種晶は、平均粒子径０.５μｍの軽質
炭酸カルシウムを、５０重量％水分散液として添加し
た。 実施例１ 配管に永久磁石を取りつけ、循環冷却水中の炭酸カルシ
ウムの濃度が１０mg／Ｌになるように、冷却塔ピットに
炭酸カルシウムを添加して、３０日間の運転を行った。
スケール付着速度は、０.３ｍｃｍ（mg／cm2／month）
であった。 実施例２ 永久磁石の代わりに、配管にソレノイドコイル型磁石を
巻きつけた以外は、実施例１と同様にして３０日間の運
転を行った。スケール付着速度は、０.６ｍｃｍであっ
た。 比較例１ 配管に永久磁石を取りつけたが、炭酸カルシウムを添加
することなく、３０日間の運転を行った。スケール付着
速度は、３０ｍｃｍであった。 比較例２ 配管に磁石を取りつけず、炭酸カルシウムのみを添加し
て、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は、４
８ｍｃｍであった。 比較例３ 配管に磁石を取りつけず、炭酸カルシウムの添加も行わ
ず、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は、５
０ｍｃｍ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。
【００１１】
【表１】
【００１２】第１表に見られるように、スケール成分変
性型スケール防止手段として、永久磁石又はソレノイド
コイル型磁石を用い、種晶として軽質炭酸カルシウムを
添加した実施例１〜２においては、スケール付着速度が
小さく、スケールの付着が防止されている。これに対し
て、永久磁石のみを用いて炭酸カルシウムを添加しなか
った比較例１と、スケール成分変性型スケール防止手段
を用いず炭酸カルシウムのみを添加した比較例２は、い
ずれもスケール付着速度が大きく、スケール成分変性型
スケール防止手段と種晶の添加が相乗的に作用して、ス
ケール防止効果を発揮していることが分かる。なお、比
較例１〜３で付着したスケールを分析すると、約６０重
量％が炭酸カルシウムであった。
性型スケール防止手段として、永久磁石又はソレノイド
コイル型磁石を用い、種晶として軽質炭酸カルシウムを
添加した実施例１〜２においては、スケール付着速度が
小さく、スケールの付着が防止されている。これに対し
て、永久磁石のみを用いて炭酸カルシウムを添加しなか
った比較例１と、スケール成分変性型スケール防止手段
を用いず炭酸カルシウムのみを添加した比較例２は、い
ずれもスケール付着速度が大きく、スケール成分変性型
スケール防止手段と種晶の添加が相乗的に作用して、ス
ケール防止効果を発揮していることが分かる。なお、比
較例１〜３で付着したスケールを分析すると、約６０重
量％が炭酸カルシウムであった。
【００１３】
【発明の効果】本発明の冷却水系のスケール防止方法に
よれば、開放循環冷却水系において、カルシウム、マグ
ネシウムなどのスケール成分を系外に取り出し、スケー
ル成分に起因するスケールの発生を効果的に防止するこ
とができる。
よれば、開放循環冷却水系において、カルシウム、マグ
ネシウムなどのスケール成分を系外に取り出し、スケー
ル成分に起因するスケールの発生を効果的に防止するこ
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） Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０８ Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０８Ａ Ｃ０２Ｆ 1/48 Ｃ０２Ｆ 1/48 Ａ Ｂ 5/06 5/06 (72)発明者 酒村 哲郎 東京都新宿区西新宿三丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 DA05 DB05 EA18 EB19 EC05 FA20
Claims (3)
- 【請求項１】スケール成分変性型スケール防止手段と種
晶の添加を組み合わせてなることを特徴とする冷却水系
のスケール防止方法。 - 【請求項２】スケール成分変性型スケール防止手段が、
永久磁石、ソレノイドコイル型磁石、異種電極の組み合
わせ又はセラミックボールである請求項１記載の冷却水
系のスケール防止方法。 - 【請求項３】スケール成分及び種晶が炭酸カルシウムで
ある請求項１記載の冷却水系のスケール防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175763A JP2002361288A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 冷却水系のスケール防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001175763A JP2002361288A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 冷却水系のスケール防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002361288A true JP2002361288A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=19016837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001175763A Pending JP2002361288A (ja) | 2001-06-11 | 2001-06-11 | 冷却水系のスケール防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002361288A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009255089A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-11-05 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 静電霧化装置及び静電霧化装置を備えた空気清浄機 |
| JP2020110784A (ja) * | 2019-01-17 | 2020-07-27 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | セラミック焼結体を用いたスケール防止剤及びその製造方法 |
| CN111533330A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-08-14 | 北京朗新明环保科技有限公司 | 一种工业循环水耦合软化结晶处理系统及处理方法 |
| CN114906971A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-16 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 用于地热流体的复合多效除垢一体化装置以及除垢系统 |
-
2001
- 2001-06-11 JP JP2001175763A patent/JP2002361288A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009255089A (ja) * | 2009-08-06 | 2009-11-05 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 静電霧化装置及び静電霧化装置を備えた空気清浄機 |
| JP2020110784A (ja) * | 2019-01-17 | 2020-07-27 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | セラミック焼結体を用いたスケール防止剤及びその製造方法 |
| CN111533330A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-08-14 | 北京朗新明环保科技有限公司 | 一种工业循环水耦合软化结晶处理系统及处理方法 |
| CN114906971A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-16 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 用于地热流体的复合多效除垢一体化装置以及除垢系统 |
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