JP2003047991A - ボイラ水処理方法 - Google Patents
ボイラ水処理方法Info
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- JP2003047991A JP2003047991A JP2001235705A JP2001235705A JP2003047991A JP 2003047991 A JP2003047991 A JP 2003047991A JP 2001235705 A JP2001235705 A JP 2001235705A JP 2001235705 A JP2001235705 A JP 2001235705A JP 2003047991 A JP2003047991 A JP 2003047991A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高濃縮運転時や硬度リーク時におけるスケー
ル発生の問題を招くことなく、確実にボイラ缶内の鉄系
金属の腐食を防止する処理法を提供する。 【解決手段】 ニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属
塩とオキシカルボン酸またはその塩とを特定割合で併用
することにより、ニトリロ三酢酸類による腐食が抑えら
れ、かつ、ニトリロ三酢酸類の有するキレート価が損な
われずスケールの付着が防止できることから、良好なボ
イラ水処理を行うことができる。
ル発生の問題を招くことなく、確実にボイラ缶内の鉄系
金属の腐食を防止する処理法を提供する。 【解決手段】 ニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属
塩とオキシカルボン酸またはその塩とを特定割合で併用
することにより、ニトリロ三酢酸類による腐食が抑えら
れ、かつ、ニトリロ三酢酸類の有するキレート価が損な
われずスケールの付着が防止できることから、良好なボ
イラ水処理を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】この発明は、ボイラ水処理
方法に関する。さらに詳しくは、ボイラ内の腐食および
スケールの付着を防止するボイラ水処理方法に関する。
方法に関する。さらに詳しくは、ボイラ内の腐食および
スケールの付着を防止するボイラ水処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボイラには、工業用水、井戸水などの原
水をそのまま使用する原水ボイラ、および処理した原
水、つまり軟水または純水を使用するボイラがあり、軟
水を使用するボイラ（軟水ボイラ）および純水を使用す
るボイラ（純水ボイラ）が一般的に使用されている。通
常、ボイラは、ボイラ水の水温を圧力下で１１０℃〜臨
界温度に設定して運転されている。
水をそのまま使用する原水ボイラ、および処理した原
水、つまり軟水または純水を使用するボイラがあり、軟
水を使用するボイラ（軟水ボイラ）および純水を使用す
るボイラ（純水ボイラ）が一般的に使用されている。通
常、ボイラは、ボイラ水の水温を圧力下で１１０℃〜臨
界温度に設定して運転されている。
【０００３】これらのうち、例えば軟水ボイラでは、イ
オン交換樹脂処理などにより硬度成分の殆どを除去した
いわゆる軟水を使用しているが、軟水中に残った硬度成
分やシリカは、ボイラの運転による加熱、濃縮などによ
り不溶性の物質を生成し、給水内管やその周辺に付着す
る。また、伝熱面に直接接しているボイラ水は、他の部
分に比べて濃縮度が高いことから、溶解度の低い物質は
溶解度以上に達したものから析出しスケール化する。ま
た、軟水中には、硬度成分以外の塩素イオン、硫酸イオ
ンなどのアニオン成分が除去されずに存在しており、こ
れらの成分や軟水中に存在する酸素に起因して系内の鉄
系金属が腐食し、重大な障害につながる孔食（ピッチン
グ）が発生しやすい。
オン交換樹脂処理などにより硬度成分の殆どを除去した
いわゆる軟水を使用しているが、軟水中に残った硬度成
分やシリカは、ボイラの運転による加熱、濃縮などによ
り不溶性の物質を生成し、給水内管やその周辺に付着す
る。また、伝熱面に直接接しているボイラ水は、他の部
分に比べて濃縮度が高いことから、溶解度の低い物質は
溶解度以上に達したものから析出しスケール化する。ま
た、軟水中には、硬度成分以外の塩素イオン、硫酸イオ
ンなどのアニオン成分が除去されずに存在しており、こ
れらの成分や軟水中に存在する酸素に起因して系内の鉄
系金属が腐食し、重大な障害につながる孔食（ピッチン
グ）が発生しやすい。
【０００４】上記のようなボイラ内のスケール化を未然
に防ぐために、（メタ）アクリル酸やマレイン酸などの
ホモポリマーやコポリマー、ヒドロキシエチリデンホス
ホン酸などの有機ホスホン酸類、ビス（ポリ−２−カル
ボキシエチル）ホスフィン酸などの有機ホスフィン酸
類、アクリル酸・２−アクリロイルアミノ−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜リン酸ナト
リウム付加重合物などの有機リン酸化合物などのスケー
ル防止剤をボイラ給水に少量添加することが提案されて
いる（例えば、特公平６−３０７８９号、特公平５−５
７９９２号公報参照）。
に防ぐために、（メタ）アクリル酸やマレイン酸などの
ホモポリマーやコポリマー、ヒドロキシエチリデンホス
ホン酸などの有機ホスホン酸類、ビス（ポリ−２−カル
ボキシエチル）ホスフィン酸などの有機ホスフィン酸
類、アクリル酸・２−アクリロイルアミノ−２−メチル
−１−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜リン酸ナト
リウム付加重合物などの有機リン酸化合物などのスケー
ル防止剤をボイラ給水に少量添加することが提案されて
いる（例えば、特公平６−３０７８９号、特公平５−５
７９９２号公報参照）。
【０００５】さらに数年毎に、ある基準値に達したとこ
ろで定期的点検時に付着スケールを溶解除去する薬剤、
例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やニトリ
ロ三酢酸（ＮＴＡ）などのアミノカルボン酸型キレート
剤またはそれらのアルカリ金属塩；塩酸、スルファミン
酸などの無機酸；その他水酸化ナトリウム、過酸化水素
などによる化学的な洗浄または高圧スプレー、ブラッシ
ング、ピグ洗浄などの機械洗浄や手作業による物理的洗
浄などが実施されてきた。
ろで定期的点検時に付着スケールを溶解除去する薬剤、
例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やニトリ
ロ三酢酸（ＮＴＡ）などのアミノカルボン酸型キレート
剤またはそれらのアルカリ金属塩；塩酸、スルファミン
酸などの無機酸；その他水酸化ナトリウム、過酸化水素
などによる化学的な洗浄または高圧スプレー、ブラッシ
ング、ピグ洗浄などの機械洗浄や手作業による物理的洗
浄などが実施されてきた。
【０００６】上記ＥＤＴＡやＮＴＡなどの有機キレート
剤は、スケールの原因となるボイラ水中の硬度成分を溶
解状態にすることができることから有効とされている
が、キレート剤が熱安定性に欠け、かつ、鉄との反応に
よるキレート腐食の可能性があるため、日本国内におい
てはほとんど利用されていない（昭和５９年１月１日、
社団法人日本ボイラ協会発行の書籍「ボイラーの水管理
〈基礎と実際〉」第２４８頁、（ｂ）キレート清かん剤
による処理の項参照）。
剤は、スケールの原因となるボイラ水中の硬度成分を溶
解状態にすることができることから有効とされている
が、キレート剤が熱安定性に欠け、かつ、鉄との反応に
よるキレート腐食の可能性があるため、日本国内におい
てはほとんど利用されていない（昭和５９年１月１日、
社団法人日本ボイラ協会発行の書籍「ボイラーの水管理
〈基礎と実際〉」第２４８頁、（ｂ）キレート清かん剤
による処理の項参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、高濃縮運
転時や硬度リーク時におけるスケール発生の問題を招く
ことなく、確実にボイラ缶内の鉄系金属の腐食を防止す
ることができる処理法を提供することを課題とする。
転時や硬度リーク時におけるスケール発生の問題を招く
ことなく、確実にボイラ缶内の鉄系金属の腐食を防止す
ることができる処理法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の発明者らは、
上記課題を鑑み鋭意研究を行った結果、キレート力が高
くスケールの洗浄および付着防止効果が高い反面、ボイ
ラ缶内の鉄系金属を腐食してしまうことから使用されて
いなかったＮＴＡが、特定割合のオキシカルボン酸類と
併用することにより、ボイラ缶内が腐食することなく、
かつ、スケールの付着が防止できる事実を見出し、この
発明を完成するに到った。
上記課題を鑑み鋭意研究を行った結果、キレート力が高
くスケールの洗浄および付着防止効果が高い反面、ボイ
ラ缶内の鉄系金属を腐食してしまうことから使用されて
いなかったＮＴＡが、特定割合のオキシカルボン酸類と
併用することにより、ボイラ缶内が腐食することなく、
かつ、スケールの付着が防止できる事実を見出し、この
発明を完成するに到った。
【０００９】従来より、オキシカルボン酸類は、ボイラ
の腐食防止目的で使用されているが、ＮＴＡと併用した
場合、ＮＴＡに対するオキシカルボン酸類の割合が一定
を超えると急激な腐食傾向に進むこと、さらに、ＮＴＡ
と同じアミノカルボン酸型キレート剤であるＥＤＴＡと
オキシカルボン酸類とを併用した場合には、ＥＤＴＡに
よる腐食が全く抑えられないことからも、この発明は意
外な事実であるといえる。
の腐食防止目的で使用されているが、ＮＴＡと併用した
場合、ＮＴＡに対するオキシカルボン酸類の割合が一定
を超えると急激な腐食傾向に進むこと、さらに、ＮＴＡ
と同じアミノカルボン酸型キレート剤であるＥＤＴＡと
オキシカルボン酸類とを併用した場合には、ＥＤＴＡに
よる腐食が全く抑えられないことからも、この発明は意
外な事実であるといえる。
【００１０】かくしてこの発明によれば、高温の軟水ま
たは純水が使用されるボイラ水に、ニトリロ三酢酸また
はそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはその塩
とを、ニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属塩１重量
部に対しオキシカルボン酸またはその塩が０．０４５〜
０．５５重量部となるように添加することを特徴とする
ボイラ水処理方法が提供される。
たは純水が使用されるボイラ水に、ニトリロ三酢酸また
はそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはその塩
とを、ニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属塩１重量
部に対しオキシカルボン酸またはその塩が０．０４５〜
０．５５重量部となるように添加することを特徴とする
ボイラ水処理方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明の方法において添加され
るニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属塩は、公知の
アミノカルボン酸型キレート剤であり、ニトリロ三酢
酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸カリウ
ムなどが挙げられ、市販のものを使用することができ
る。なかでも、ニトリロ三酢酸を好適に使用することが
できる。
るニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属塩は、公知の
アミノカルボン酸型キレート剤であり、ニトリロ三酢
酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸カリウ
ムなどが挙げられ、市販のものを使用することができ
る。なかでも、ニトリロ三酢酸を好適に使用することが
できる。
【００１２】また、この発明において添加されるオキシ
カルボン酸またはその塩としては、グルコン酸、クエン
酸、コハク酸、リンゴ酸、グリコール酸、酒石酸、乳
酸、ヒドロキシアクリル酸、オキシ酪酸など、またはそ
のアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩が挙げられ
る。これらのうち、グルコン酸、クエン酸、コハク酸、
リンゴ酸またはそのナトリウム塩を用いるのが防食効果
の点で好ましい。
カルボン酸またはその塩としては、グルコン酸、クエン
酸、コハク酸、リンゴ酸、グリコール酸、酒石酸、乳
酸、ヒドロキシアクリル酸、オキシ酪酸など、またはそ
のアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩が挙げられ
る。これらのうち、グルコン酸、クエン酸、コハク酸、
リンゴ酸またはそのナトリウム塩を用いるのが防食効果
の点で好ましい。
【００１３】この発明の方法において、ニトリロ三酢酸
またはそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはそ
の塩との添加割合は、ニトリロ三酢酸またはそのアルカ
リ金属塩１重量部に対しオキシカルボン酸またはその塩
が０．０４５〜０．５５重量部とするのが好ましい。オ
キシカルボン酸またはその塩が０．０４５重量部未満あ
るいは０．５５重量部を超えると、ＮＴＡに起因すると
思われる腐食が生じるので好ましくない。
またはそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはそ
の塩との添加割合は、ニトリロ三酢酸またはそのアルカ
リ金属塩１重量部に対しオキシカルボン酸またはその塩
が０．０４５〜０．５５重量部とするのが好ましい。オ
キシカルボン酸またはその塩が０．０４５重量部未満あ
るいは０．５５重量部を超えると、ＮＴＡに起因すると
思われる腐食が生じるので好ましくない。
【００１４】この発明の方法におけるニトリロ三酢酸ま
たはそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはその
塩のボイラ水中への添加量は、ニトリロ三酢酸またはそ
のアルカリ金属塩を５０〜３０００ｍｇ／ｌ、オキシカ
ルボン酸またはその塩を２．２５〜１６５０ｍｇ／ｌと
するのがよい。
たはそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはその
塩のボイラ水中への添加量は、ニトリロ三酢酸またはそ
のアルカリ金属塩を５０〜３０００ｍｇ／ｌ、オキシカ
ルボン酸またはその塩を２．２５〜１６５０ｍｇ／ｌと
するのがよい。
【００１５】なお、この発明の方法では、この発明の効
果を阻害しない限りにおいて、リン酸塩，亜硝酸塩，コ
バルト塩，モリブデン酸塩，タングステン塩，ジエチレ
ントリアミン，水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水
酸化リチウム，重合リン酸塩，高分子分散剤，デンプ
ン，アミノ酸誘導体などの防食剤・分散剤・反応促進
剤、亜硫酸塩，ヒドラジン，糖類，アミノピロリジン，
タンニン，没食子酸，ジエチルヒドロキシルアミン，メ
チルエチルケトオキシム，タンニン酸塩，アスコルビン
酸，エリソルビン酸，カルボヒドラジドなどの脱酸素
剤、モルホリン，シクロヘキシルアミン，ジメチルメタ
ノールアミン，モノエタノールアミン，２−アミノ−２
−メチル−１−プロパノール，ジエタノールアミン，ア
ンモニア，オクタデシルアミン，メトキシプロピルアミ
ンなどの炭酸捕捉剤等を適宜併用してもよい。
果を阻害しない限りにおいて、リン酸塩，亜硝酸塩，コ
バルト塩，モリブデン酸塩，タングステン塩，ジエチレ
ントリアミン，水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水
酸化リチウム，重合リン酸塩，高分子分散剤，デンプ
ン，アミノ酸誘導体などの防食剤・分散剤・反応促進
剤、亜硫酸塩，ヒドラジン，糖類，アミノピロリジン，
タンニン，没食子酸，ジエチルヒドロキシルアミン，メ
チルエチルケトオキシム，タンニン酸塩，アスコルビン
酸，エリソルビン酸，カルボヒドラジドなどの脱酸素
剤、モルホリン，シクロヘキシルアミン，ジメチルメタ
ノールアミン，モノエタノールアミン，２−アミノ−２
−メチル−１−プロパノール，ジエタノールアミン，ア
ンモニア，オクタデシルアミン，メトキシプロピルアミ
ンなどの炭酸捕捉剤等を適宜併用してもよい。
【００１６】
【実施例】この発明を実施例によりさらに詳細に説明す
るが、この発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。
るが、この発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。
【００１７】試験例１〔腐食抑制効果確認試験〕
攪拌装置を整備したステンレス製オートクレーブを用い
て腐食抑制効果確認試験を行った。供試水は大阪市水軟
水濃縮水の合成水であり、その水質は表１に示す。 供
試水に所定量の供試薬剤を添加した試験水１リットル
を、１規定度の水酸化ナトリウムを用いてｐＨを１１．
０に調整した後、オートクレーブ入れ、内容器の空気を
脱気した後、温度２００℃、圧力１．５Ｍｐａで１８時
間試験を行った。試験水には攪拌棒に取り付けられた軟
鋼テストピース（材質：ＳＰＣＣ 寸法：１×３０×５
０ｍｍ）を浸漬し、攪拌棒は１００ｒｐｍ／分で回転さ
せた。
て腐食抑制効果確認試験を行った。供試水は大阪市水軟
水濃縮水の合成水であり、その水質は表１に示す。 供
試水に所定量の供試薬剤を添加した試験水１リットル
を、１規定度の水酸化ナトリウムを用いてｐＨを１１．
０に調整した後、オートクレーブ入れ、内容器の空気を
脱気した後、温度２００℃、圧力１．５Ｍｐａで１８時
間試験を行った。試験水には攪拌棒に取り付けられた軟
鋼テストピース（材質：ＳＰＣＣ 寸法：１×３０×５
０ｍｍ）を浸漬し、攪拌棒は１００ｒｐｍ／分で回転さ
せた。
【００１８】試験終了後、テストピースを取り出し、１
５％塩酸に１０秒間テストピースを浸漬した後洗浄し、
その重量を測定した。試験前のテストピース重量との差
より腐食減量を求めｍｄｄ（１ｄｍ２当たり、１日当た
りの腐食減量ｍｇ）を算出した。その結果を表２および
表３に示す。
５％塩酸に１０秒間テストピースを浸漬した後洗浄し、
その重量を測定した。試験前のテストピース重量との差
より腐食減量を求めｍｄｄ（１ｄｍ２当たり、１日当た
りの腐食減量ｍｇ）を算出した。その結果を表２および
表３に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】試験例２〔キレート価測定試験〕
供試試料１ｇを容量２００ｍｌのビーカーに入れて精秤
し、ここに純水１００ｍｌおよび３％シュウ酸ナトリウ
ム溶液２ｍｌを加えた後、２規定度の水酸化ナトリウム
でｐＨを１０〜１０．５に調整したものを供試溶液とす
る。供試溶液にｐＨ計を浸漬したまま、０．２５モル濃
度の酢酸カルシウム溶液で滴定する。この間、ｐＨが１
０〜１０．５を維持するように、２規定度の水酸化ナト
リウムで調整しながら、シュウ酸カルシウムの白色沈殿
が生じる点を終点とした。０．２５モル濃度の酢酸カル
シウム溶液１ｍｌは、炭酸カルシウムとして２５ｍｇに
相当することから、各供試試料のキレート価を以下の式
により算出した。その結果を表４に示す。 キレート価（ｍｇ／ＣａＣＯ３ｇ）＝滴定値（ｍｌ）×
２５
し、ここに純水１００ｍｌおよび３％シュウ酸ナトリウ
ム溶液２ｍｌを加えた後、２規定度の水酸化ナトリウム
でｐＨを１０〜１０．５に調整したものを供試溶液とす
る。供試溶液にｐＨ計を浸漬したまま、０．２５モル濃
度の酢酸カルシウム溶液で滴定する。この間、ｐＨが１
０〜１０．５を維持するように、２規定度の水酸化ナト
リウムで調整しながら、シュウ酸カルシウムの白色沈殿
が生じる点を終点とした。０．２５モル濃度の酢酸カル
シウム溶液１ｍｌは、炭酸カルシウムとして２５ｍｇに
相当することから、各供試試料のキレート価を以下の式
により算出した。その結果を表４に示す。 キレート価（ｍｇ／ＣａＣＯ３ｇ）＝滴定値（ｍｌ）×
２５
【００２３】
【表４】
【００２４】
【発明の効果】本発明の方法によれば、ニトリロ三酢酸
またはそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはそ
の塩とを特定割合で併用することにより、ニトリロ三酢
酸類による腐食が抑えられ、かつ、ニトリロ三酢酸類の
有するキレート価が損なわれずスケールの付着が防止で
きることから、良好なボイラ水処理を行うことができ
る。
またはそのアルカリ金属塩とオキシカルボン酸またはそ
の塩とを特定割合で併用することにより、ニトリロ三酢
酸類による腐食が抑えられ、かつ、ニトリロ三酢酸類の
有するキレート価が損なわれずスケールの付着が防止で
きることから、良好なボイラ水処理を行うことができ
る。
フロントページの続き
(72)発明者 浅井 洋志
大阪市東淀川区東淡路２丁目10番15号 株
式会社片山化学工業研究所内
(72)発明者 三宅 孝志
大阪市東淀川区東淡路２丁目10番15号 株
式会社片山化学工業研究所内
Ｆターム(参考） 4K062 AA03 BB16 CA04 DA10 FA06
GA10
Claims (2)
- 【請求項１】 高温の軟水または純水が使用され
るボイラ水に、ニトリロ三酢酸またはそのアルカリ金属
塩とオキシカルボン酸またはその塩とを、ニトリロ三酢
酸またはそのアルカリ金属塩１重量部に対しオキシカル
ボン酸またはその塩が０．０４５〜０．５５重量部とな
るように添加することを特徴とするボイラ水処理方法。 - 【請求項２】 オキシカルボン酸またはその塩
が、グルコン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸または
これらのナトリウム塩から選ばれた少なくとも１種であ
る請求項１に記載のボイラ水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001235705A JP2003047991A (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | ボイラ水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001235705A JP2003047991A (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | ボイラ水処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003047991A true JP2003047991A (ja) | 2003-02-18 |
Family
ID=19067105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001235705A Pending JP2003047991A (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | ボイラ水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003047991A (ja) |
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-
2001
- 2001-08-03 JP JP2001235705A patent/JP2003047991A/ja active Pending
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