JP2005013851A

JP2005013851A - Method and apparatus for treating supplied water for boiler

Info

Publication number: JP2005013851A
Application number: JP2003181470A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yoneda; 剛米田; Atsuyuki Manabe; 敦行真鍋; Hayato Watanabe; 隼人渡▲辺▼
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: JP4238654B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of corrosion in the heat transfer pipe of a boiler caused by the effect of moisture without using a chemical agent. <P>SOLUTION: This treatment method of the water supplied to the boiler comprises an oxidizing agent removing process for removing an oxidizing agent dissolved in the supplied water, a hardness component removing process for removing a hardness component contained in the supplied water, a filtering process for filtering the supplied water in order not only to capture the corrosion accelerating component for the boiler but also to permit the transmission of the corrosion inhibiting component of the boiler and a dissolved gas removing process for removing gases dissolved in the supplied water. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外部から供給される水道水，工業用水，地下水等の給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理に関するもので、とくに水分の影響により、ボイラの伝熱管に生じる腐食を抑制する処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
日本工業規格（ＪＩＳ）に規定された特殊循環ボイラの範疇に属する貫流ボイラは、給水を加熱して蒸気を生成させるための伝熱管を備えている。このような伝熱管は、炭素鋼等の非不動態化金属を用いて形成されているため、伝熱管内へ供給された水（以下、「缶水」と云う）と接触する部位が、缶水の影響による腐食のために破損し、貫流ボイラの寿命に致命的な影響をおよぼす場合がある。このため、貫流ボイラを長期間安定に運転するためには、伝熱管の腐食を効果的に抑制する必要がある。
【０００３】
ところで、伝熱管に生じる前記のような腐食は、たとえば特許文献１，特許文献２および特許文献３に記載されているように、ボイラに対して供給する給水中へ薬剤を添加することにより抑制している。しかし、給水中へ添加された薬剤は、一部が蒸気中に取り込まれる可能性がある。この場合、この蒸気は、たとえば食品の調理や加工の用途において、衛生上の観点から、そのまま利用するのは困難となる。また、給水中へ添加された薬剤は、缶水に含まれることになるが、缶水の濃縮水を排水する場合（ブロー操作時）、この濃縮水は、添加された薬剤を含んでいるので、薬剤を除去するための特別な処理を施さない限り、そのまま下水等へ排出すると、環境汚染を引き起こす可能性がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２３２２８６号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平４−２８３２９９号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平６−１５８３６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、水分の影響によりボイラの伝熱管に生じる腐食を薬剤を用いずに抑制することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、まずこの発明の方法に関する手段として、請求項１に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理方法であって、前記給水に溶存している酸化剤を除去する酸化剤除去工程と、前記給水に含まれている硬度成分を除去する硬度成分除去工程と、前記ボイラの腐食促進成分を捕捉し，かつ前記ボイラの腐食抑制成分を透過するように、前記給水をろ過処理するろ過処理工程と、前記給水に溶存している気体を除去する溶存気体除去工程とからなることを特徴としている。
【０００９】
つぎに、請求項２に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理方法であって、前記給水に溶存している酸化剤を除去する工程を実行し、つぎに前記給水に含まれている硬度成分を除去する工程を実行し、つぎに前記ボイラの腐食促進成分を捕捉し，かつ前記ボイラの腐食抑制成分を透過するように、前記給水をろ過処理する工程を実行し、さらに前記給水に溶存している気体を除去する工程を実行することを特徴としている。
【００１０】
つぎに、請求項３に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理方法であって、前記酸化剤を除去する工程を実行する前に、前記給水に含まれている鉄分，マンガン，ごみ等の非溶解物をろ過する工程を実行することを特徴としている。
【００１１】
つぎに、請求項４に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理方法であって、前記非溶解物をろ過する工程を実行する前に、酸化剤を添加する工程を実行することを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理方法であって、前記非溶解物をろ過する工程を実行した後に、細菌類や鉄分等の微細な濁質成分をろ過する第二ろ過工程を実行することを特徴としている。
【００１３】
そして、この発明の装置に関する手段として、請求項６に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記給水に溶存している酸化剤を吸着除去する酸化剤除去装置と、前記給水に含まれている硬度成分をイオン交換により除去する硬度成分除去装置と、前記ボイラの腐食促進成分を捕捉可能であり，かつ前記ボイラの腐食抑制成分を透過可能なろ過膜により、前記給水をろ過処理するろ過処理装置と、前記給水に溶存している気体を真空脱気する溶存気体除去装置とからなることを特徴としている。
【００１４】
つぎに、請求項７に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記酸化剤除去装置，前記硬度成分除去装置，前記ろ過処理装置および前記溶存気体除去装置を上流側からこの順番に配置したことを特徴としている。
【００１５】
つぎに、請求項８に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記酸化剤除去装置が活性炭ろ過装置であり、前記硬度成分除去装置がイオン交換樹脂を用いた軟水装置であり、前記ろ過処理装置がナノろ過膜を用いたろ過処理装置であり、前記溶存気体除去装置が膜式真空脱気装置であることを特徴としている。
【００１６】
つぎに、請求項９に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記酸化剤除去装置の前段に、前記給水に含まれている鉄分，マンガン，ごみ等の非溶解物をろ過する塔式ろ過装置を配置したことを特徴としている。
【００１７】
つぎに、請求項１０に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記塔式ろ過装置が除鉄・除マンガン装置および／または砂ろ過装置であることを特徴としている。
【００１８】
つぎに、請求項１１に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記塔式ろ過装置の前段に、前記給水へ次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を添加する薬注装置を配置したことを特徴としている。
【００１９】
さらに、請求項１２に記載の発明は、給水を加熱して蒸気を生成するボイラへの給水の処理装置であって、前記塔式ろ過装置の後段に、前記給水に含まれている細菌類や鉄分等の微細な濁質成分をろ過する膜式ろ過装置を配置したことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、外部から供給される水道水，工業用水，地下水等の給水を加熱して蒸気を生成する蒸気ボイラに適用することができる。
【００２１】
まず、この発明の処理方法は、給水に溶存している次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を除去する酸化剤除去工程と、給水に含まれているカルシウム，マグネシウム等の硬度成分を除去する硬度成分除去工程と、ボイラの伝熱管の腐食促進成分である硫酸イオン，塩化物イオン等を捕捉し，かつ前記伝熱管の腐食抑制成分であるシリカを透過するように、給水をろ過処理するろ過処理工程と、給水に溶存している酸素等の気体を除去する溶存気体除去工程とからなっている。そして、この発明の処理方法は、前記酸化剤除去工程，前記硬度成分除去工程，前記ろ過処理工程および前記溶存気体除去工程をこの順番に実行することが好適である。
【００２２】
そして、この発明の処理方法は、外部から供給される給水の水質に応じて、前記酸化剤除去工程を実行する前に、給水，とくに工業用水あるいは地下水に含まれている鉄分，マンガン，ごみ等の非溶解物をろ過する工程を実行することが好適である。
【００２３】
そして、この発明の処理方法においては、外部から供給される給水（とくに、工業用水あるいは地下水）の水質に応じて、前記非溶解物のろ過工程における微生物等の細菌の繁殖を防止するために，あるいは前記鉄分，マンガン等の酸化を促進するために、前記非溶解物のろ過工程を実行する前に、次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を添加する工程を実行することが好適である。
【００２４】
さらに、この発明の処理方法においては、前記ろ過処理工程時に目詰まりを防止するために、前記非溶解物のろ過工程を実行した後に、細菌類や鉄分等の微細な濁質成分をろ過する第二ろ過工程を実行することが好適である。
【００２５】
つぎに、この発明の処理装置は、給水に溶存している次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を吸着除去する酸化剤除去装置と、給水に含まれているカルシウム，マグネシウム等の硬度成分をイオン交換により除去する硬度成分除去装置と、ボイラの伝熱管の腐食促進成分である硫酸イオン，塩化物イオン等を捕捉可能であり，かつ前記伝熱管の腐食抑制成分であるシリカを透過可能なろ過膜により、給水をろ過処理するろ過処理装置と、給水に溶存している酸素等の気体を真空脱気する溶存気体除去装置とからなっている。そして、この発明の処理装置は、前記酸化剤除去装置，前記硬度成分除去装置，前記ろ過処理装置および前記溶存気体除去装置を上流側からこの順番に配置することが好適である。さらに、この発明の処理装置は、前記酸化剤除去装置が活性炭ろ過装置であり、前記硬度成分除去装置がイオン交換樹脂を用いた軟水装置であり、前記ろ過処理装置がナノろ過膜を用いたろ過処理装置であり、前記溶存気体除去装置が膜式真空脱気装置であることが好適である。
【００２６】
そして、この発明の処理装置は、外部から供給される給水の水質に応じて、前記酸化剤除去装置の前段に、給水，とくに工業用水あるいは地下水に含まれている鉄分，マンガン，ごみ等の非溶解物をろ過する塔式ろ過装置を配置することが好適である。この塔式ろ過装置は、除鉄・除マンガン装置あるいは砂ろ過装置であり、これらを直列または並列に配置するか，あるいはいずれか一方を配置することが好適である。
【００２７】
そして、この発明の処理装置においては、外部から供給される給水（とくに、工業用水あるいは地下水）の水質に応じて、前記塔式ろ過装置における微生物等の細菌の繁殖を防止するために，あるいは前記鉄分，マンガン等の酸化を促進するために、前記塔式ろ過装置の前段に、次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を添加する薬注装置を配置することが好適である。
【００２８】
さらに、この発明の処理装置においては、前記ろ過処理装置の目詰まりを防止するために、前記塔式ろ過装置の後段に、細菌類や鉄分等の微細な濁質成分をろ過する膜式ろ過装置を配置することが好適である。
【００２９】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の第一実施例の概略説明図である。
【００３０】
図１において、外部の水源（図示省略）から供給される水道水，工業用水，地下水等の給水を加熱して蒸気を生成するボイラ１は、給水ライン２を介して、外部の水源から供給された原水を一時的に貯留する被処理水タンク３と接続されている。そして、この給水ライン２には、被処理水に溶存している次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を吸着除去する活性炭ろ過装置４と、被処理水に含まれているカルシウム，マグネシウム等の硬度成分をイオン交換樹脂（図示省略）により除去する軟水装置５と、被処理水に含まれている硫酸イオン，塩化物イオン等を捕捉可能であり，かつシリカを透過可能なナノろ過膜（図示省略）を用いたろ過処理装置６と、被処理水に溶存している酸素等の気体を真空脱気する膜式真空脱気装置７と、この膜式真空脱気装置７を通過した被処理水を貯留する給水タンク８とが、上流側，すなわち前記被処理水タンク３側から順番に配置されている。そして、前記軟水装置５と前記ろ過処理装置６との間には、前記ナノろ過膜の目詰まりを防止するためのフィルター９が設けられている。
【００３１】
まず、前記ボイラ１について簡単に説明すると、前記ボイラ１は、水管ボイラと称されている多管式の貫流ボイラについて説明するもので、その缶体構造の概略を例示した図２に示すように、上下に所定の距離を離して配置した環状の下部ヘッダ１０と環状の上部ヘッダ１１とを備えている。この両ヘッダ１０，１１の間には、複数の伝熱管１２，１２，…が環状に配置されており、この各伝熱管１２によって画成された空間部が燃焼室１３となっている。そして、この燃焼室１３の上方には、前記各伝熱管１２内の給水（以下、「缶水Ｗ」と云う）を加熱して蒸気を発生させるためのバーナ等の加熱装置１４が設けられている。この加熱装置１４は、前記上部ヘッダ１１の中央部から前記燃焼室１３へ向けて挿入されている。
【００３２】
そして、前記下部ヘッダ１０には、前記給水タンク８に貯留された給水を供給するための前記給水ライン２の端部が接続されているとともに、缶水Ｗの濃縮水を排水する（ブローする）ための排出管１５が接続されている。また、前記上部ヘッダ１１には、熱交換器等の負荷装置（図示省略）へ向けて蒸気を供給するための蒸気供給管１６が接続されている。
【００３３】
前記各伝熱管１２は、炭素鋼等の非不動態化金属を用いて形成されたものであるが、この非不動態化金属は、中性水溶液中において自然には不動態化しない金属を云い、通常はステンレス鋼，チタン，アルミニウム，クロム，ニッケルおよびジルコニウム等を除く金属である。ところで、炭素鋼は、中性水溶液中においても、高濃度のクロム酸イオンの存在下では不動態化する場合があるが、この不動態化はクロム酸イオンの影響によるものであって、中性水溶液中での自然な不動態化とは言い難い。したがって、炭素鋼は、ここでの非不動態化金属の範疇に属する。また、銅および銅合金は、電気化学列（ｅｍｆｓｅｒｉｅｓ）が貴な位置にあるため、通常は水分の影響による腐食が生じ難いと考えられているが、中性水溶液中において自然に不動態化するものではないので、ここでの非不動態化金属の範疇に属する。
【００３４】
さて、前記給水ライン２に配置された各機器について説明する。まず、前記被処理水タンク３は、水道水，工業用水，地下水等の水源から供給された被処理水を一時的に貯留するためのものであり、ここから所定の水圧に調整されて，すなわち所定の吐出圧を有する給水ポンプ（図示省略）から、下流側へ供給される。この被処理水タンク３に貯留される被処理水のうち、水道水は、水道法による規定により一旦貯留される。また、工業用水および地下水は、それぞれの水質に応じて、前記給水ライン２において処理するに際し、効率的に処理することができるような水質に改質された状態，いわゆる前処理された状態で貯留される。ここで云う，いわゆる前処理とは、後述する他の実施例で説明するように、たとえば工業用水あるいは地下水に含まれている鉄分，マンガン，ごみ等の非溶解物をろ過処理することであり、またたとえば地下水には、前記給水ライン２における処理工程において、繁殖あるいは増殖する可能性がある微生物等の細菌を殺菌するために、次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を添加することである。
【００３５】
つぎに、前記活性炭ろ過装置４は、前記被処理水タンク３から供給された被処理水に溶存している次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を活性炭で吸着除去するためのものである。この酸化剤，すなわち残留塩素は、後段に配置された前記軟水装置５のイオン交換樹脂（図示省略）を酸化してイオン交換能力を早期に劣化させるおそれがあり、またさらに後段に配置された前記ろ過処理装置６のナノろ過膜（図示省略）を酸化してろ過能力を早期に劣化させるおそれがある。そこで、このような酸化による早期の能力劣化を防止するために、前記残留塩素を活性炭で吸着して除去することにより、前記イオン交換樹脂の交換能力の早期劣化を防止し、かつ前記ナノろ過膜のろ過能力の早期劣化を防止し、よって被処理水の処理効率の向上，安定化等を図るものである。
【００３６】
ところで、被処理水中の残留塩素を除去する装置として、この実施例においては、前記活性炭ろ過装置４を例示したが、被処理水中の残留塩素を除去する装置としては、これに限定されるものではなく、たとえば図示は省略するが、重亜硫酸ナトリウム（ＳＢＳ）を添加する薬注装置を適用することができる。
【００３７】
つぎに、前記軟水装置５は、前記残留塩素が除去された被処理水に含まれているカルシウム，マグネシウム等の硬度成分を前記イオン交換樹脂により除去するためのものである。すなわち、前記軟水装置５は、被処理水中に含まれている各種の硬度成分をナトリウムイオンに置換して、被処理水を軟水に変換するためのものである。
【００３８】
ところで、被処理水中の前記硬度成分を除去する装置として、この実施例においては、前記軟水装置５を例示したが、被処理水中の前記硬度成分を除去する装置としては、これに限定されるものではなく、たとえば図示は省略するが、逆浸透膜による除去装置を適用することができる。
【００３９】
つぎに、前記ろ過処理装置６について説明すると、このろ過処理装置６は、前記軟水装置５により処理された軟水を前記ナノろ過膜を用いてろ過処理するためのものである。前記ナノろ過膜は、被処理水中に含まれている腐食促進成分を捕捉して取り除くことができ、かつ被処理水中に含まれている腐食抑制成分を透過することができる機能を有するものである。
【００４０】
ここで、前記ナノろ過膜について説明すると、このナノろ過膜は、ポリアミド系，ポリエーテル系等の合成高分子膜である。そして、このナノろ過膜は、２ｎｍ程度より小さい粒子や高分子（分子量が最大数百程度のもの）の透過を阻止できる液体分離膜である。さらに、このナノろ過膜は、そのろ過機能の点において、限外ろ過膜（分子量が１，０００〜３００，０００程度のものをろ別可能な膜）と逆浸透膜（分子量が数十程度のものをろ別可能な膜）との中間に位置する機能を有するものである。ちなみに、前記ナノろ過膜は、各社から市販されており、容易に入手することができる。また、前記ナノろ過膜は、通常、ろ過膜モジュールとして構成されるが、モジュールの形態としては、スパイラルモジュール，中空糸モジュール，平膜モジュール等に構成される。
【００４１】
さて、前記各伝熱管１２の腐食を促進する成分である腐食促進成分について説明すると、腐食促進成分とは、前記各伝熱管１２の腐食が発生しやすい部位，とくに内側に水分（ここでは、缶水Ｗ）が配置され、かつ外側から加熱される前記各伝熱管１２の内面に作用してその腐食を促進するものを云い、通常硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−），塩化物イオン（Ｃｌ⁻）およびその他の成分を含んでいる。ちなみに、腐食促進成分として重要なものは、硫酸イオンおよび塩化物イオンの両者である。なお、日本工業規格ＪＩＳＢ８２２３：１９９９は、貫流ボイラを含む特殊循環ボイラの腐食を抑制する観点から、当該ボイラの缶水Ｗの水質に関する各種の管理項目および推奨基準を規定しており、塩化物イオン濃度の規制値を設けているが、缶水Ｗの硫酸イオン濃度については言及していない（すなわち、硫酸イオンが腐食に関与するものとは認識していない）。しかし、本特許出願人の会社の研究者等は、缶水Ｗの水質と腐食との関係を長年に亘って研究した成果として、缶水Ｗに含まれている硫酸イオンが腐食促進成分として前記各伝熱管１２等に作用していることを確認している（たとえば、特開２００３−１２９２６３号公報参照）。
【００４２】
一方、前記各伝熱管１２の腐食を抑制する成分である腐食抑制成分とは、前記各伝熱管１２の腐食が発生しやすい部位，とくに前記各伝熱管１２の内面に作用し、そこに生じる腐食を抑制可能なものを云い、通常、シリカ（すなわち、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２））を含んでいる。ところで、給水に含まれているシリカは、通常、前記各伝熱管１２におけるスケール発生成分と認識されており、通常は可能な限りその濃度を抑制するのが好ましいと考えられている。しかし、本特許出願人の会社の研究者等は、缶水Ｗの水質と腐食との関係を長年に亘って研究した成果として、缶水Ｗに含まれているシリカが腐食抑制成分として前記各伝熱管１２等に作用していることを確認している（たとえば、特開２００１−３３６７０１号公報，特開２００１−３３５９７５号公報および特開２００２−１８４８７号公報参照）。
【００４３】
ちなみに、シリカは、給水として用いる水道水，工業用水，地下水等において、通常、含有されている成分である。
【００４４】
つぎに、前記膜式真空脱気装置７は、前記ナノろ過膜でろ過処理された被処理水に溶存している酸素等の気体を機械的に除去するためのものである。すなわち、この膜式真空脱気装置７は、被処理水に溶存しており、前記各伝熱管１２の腐食の要因の一つである溶存酸素を中空糸膜（図示省略）を用いて真空脱気するためのものであり、前記中空糸膜の一方に被処理水を流通させ、他方を真空排気手段で真空吸引することで、被処理水中の溶存酸素を脱気するものである。
【００４５】
ところで、被処理水中の溶存酸素を除去する装置として、この実施例においては、前記膜式真空脱気装置７を例示したが、被処理水中に溶存している酸素等の気体を除去する装置としては、これに限定されるものではなく、たとえば図示は省略するが、真空脱気塔による除去装置を適用することができ、また加熱脱気による除去装置も適用することができる。
【００４６】
つぎに、前記給水タンク８は、前記給水ライン２において、前記残留塩素の除去処理，軟水化処理，前記ナノろ過膜によるろ過処理および脱酸素処理された処理水と、前記ボイラ１から前記負荷装置へ供給された蒸気の凝縮水（復水）とを貯留するためのものである。この給水タンク８には、前記負荷装置からの前記復水を回収するための復水配管１７が接続されている。
【００４７】
さらに、前記給水ライン２において、前記給水タンク８と前記ボイラ１との間には、前記給水タンク８に貯留された給水を前記下部ヘッダ１０へ供給するポンプ１８が設けられている。
【００４８】
さて、前記構成において、前記ボイラ１を運転する場合は、前記被処理水タンク３から前記給水タンク８へ被処理水を供給し、この供給過程において所要の処理を行い、前記ボイラ１用の給水として前記給水タンク８内に貯留する。ここの供給過程において、前記給水ライン２を流れる被処理水は、まず前記被処理水タンク３から所定の吐出圧を有する給水ポンプ（図示省略）により所定の水圧で流出する。ここで流出する被処理水の水圧は、下流側に配置された各処理装置における圧損等を考慮して設定されている。そして、前記被処理水タンク３から流出した被処理水は、まず前記活性炭ろ過装置４を通過し、前記残留塩素が除去された被処理水となり、つぎに前記軟水装置５を通過して軟水となる。つぎに、この軟水は、前記ろ過処理装置６においてろ過処理される。具体的には、軟水が前記ろ過処理装置６において、前記ナノろ過膜を通過する際、硫酸イオン，塩化物イオン等の腐食促進成分が前記ナノろ過膜により捕捉され、軟水から除去される。一方、軟水に含まれているシリカ，すなわち腐食抑制成分は、軟水とともに前記ナノろ過膜を透過する。つぎに、このようにして処理されたろ過処理水は、前記膜式真空脱気装置７を通過し、前記給水タンク８に貯留される。この結果、前記給水タンク８には、脱気処理され，かつ腐食抑制成分を含む軟水が給水として貯留されることになる。
【００４９】
そして、前記給水タンク８に貯留された給水は、前記給水ポンプ１８を介して前記ボイラ１へ供給され、前記下部ヘッダ１０内において、缶水Ｗとして貯留される。貯留された缶水Ｗは、前記加熱装置１４により加熱されながら前記各伝熱管１２内を上昇し、徐々に蒸気になる。そして、前記各伝熱管１２内において生成された蒸気は、前記上部ヘッダ１１において集められ、前記蒸気供給管１６から前記負荷装置へ供給される。
【００５０】
ところで、前記ボイラ１の運転中において、前記各伝熱管１２は、図２に一点鎖線ＩＩＩで示すような下端部分，すなわち前記下部ヘッダ１０との連結部分が、缶水Ｗと継続的に接触することになる。このため、前記各伝熱管１２は、前記下端部分において、通常、缶水Ｗの影響を受け、腐食しやすい。とくに、前記各伝熱管１２は、前記下端部分において、内周面の減肉的な腐食に加えて、局部的な腐食が生じやすく、それが原因で微小な穴開きを起こして破損する場合がある。
【００５１】
ここで、前記局部的腐食とは、図３（図２の一点鎖線ＩＩＩ部分の拡大図）に示すように、前記各伝熱管１２の缶水Ｗとの接触面側から厚さ方向の反対側へ向かう孔状の腐食，すなわち前記各伝熱管１２の厚さ（肉厚）方向に発生する孔状の腐食を云う。以下、このような局部的腐食の発生現象を「孔食」と云い、この孔食により生じた孔状の腐食を「食孔」（図３においては、符号Ａで示している。）と云う。ちなみに、このような孔食は、通常、缶水Ｗ中の溶存酸素の影響により発生するものと理解されている。
【００５２】
しかしながら、この発明の前記第一実施例によれば、前記ボイラ１の運転中において、前記各伝熱管１２に対して、腐食抑制成分を含む軟水が缶水Ｗとして供給されることになり、缶水Ｗに含まれている腐食抑制成分は、前記各伝熱管１２の前記下端部分に作用し、当該部分の腐食を抑制する。より具体的には、腐食抑制成分は、前記各伝熱管１２の缶水Ｗとの接触部分における減肉的な腐食を抑制するとともに、前記食孔Ａの発生および成長も抑制し、腐食（とくに、前記食孔Ａ）による前記伝熱管１２の破損を抑制する。この際、缶水Ｗは、前記ろ過処理装置６により、腐食促進成分が除去されているため、腐食抑制成分による前記のような腐食抑制作用は、腐食促進成分により阻害されにくく、効果的に発揮されることになる。
【００５３】
さて、缶水Ｗに含まれている腐食抑制成分により、前記各伝熱管１２の腐食が抑制されるのは、缶水Ｗに含まれている溶存酸素等（前記各伝熱管１２の腐食促進成分）の影響により、前記各伝熱管１２から溶出する成分に腐食抑制成分（とくに、シリカ）が作用し、前記各伝熱管１２の内面に耐食性の皮膜（防食皮膜）が形成されるためと考えられる。とくに、溶存酸素は、前記各伝熱管１２に局部的なアノードを発現させ、これにより前記孔食を進行させる場合があるが、缶水Ｗに含まれている腐食抑制成分（シリカ）は、アニオンまたは負電荷のミセルとして存在するため、前記のようなアノードに吸着しやすく、当該部分で選択的に防食皮膜を形成しやすい。このため、缶水Ｗに含まれている腐食抑制成分（シリカ）は、前記各伝熱管１２における前記孔食の進行をとくに効果的に抑制することができるものと考えられる。
【００５４】
ところで、前記ボイラ１に対して供給される給水，すなわち缶水Ｗに含まれている腐食抑制成分（シリカ）は微量であるから、前記各伝熱管１２の腐食抑制効果を高めるために、缶水Ｗは、濃縮倍率を高めて腐食抑制成分（シリカ）の濃度を高めることが好ましい。具体的には、缶水Ｗに含まれている腐食抑制成分としてのシリカ濃度（すなわち、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の濃度）は、少なくとも１５０ｍｇ／リットル（すなわち、１５０ｍｇ／リットル以上）になるように、好ましくは少なくとも３００ｍｇ／リットル（すなわち、３００ｍｇ／リットル以上）になるように設定するのが好ましい。ここで、シリカは、缶水Ｗ中において、前記のように、アニオンまたは負電荷のミセルとして存在するものと考えられるが、ここでのシリカ濃度は、シリカ（ＳｉＯ_２）としての濃度である。缶水Ｗ中におけるこのようなシリカ濃度は、通常、ＪＩＳＫ０１０１：１９９８に記載されたモリブデン黄吸光光度法にしたがって測定することができる。
【００５５】
ちなみに、前記ボイラ１における缶水Ｗの濃縮倍率は、缶水Ｗの加熱の調節と、前記排出管１５からの缶水Ｗの排出量（いわゆる、ブロー量）の調節とにより制御することができる。具体的には、前記排出管１５からの缶水Ｗの排出量を抑制すると、缶水Ｗの濃縮倍率を高めることができ、また前記給水ポンプ１８による給水の供給により、缶水Ｗを希釈しつつ、濃縮された缶水Ｗを前記排出管１５から適宜排出すると、缶水Ｗの濃縮倍率を低下させることができる。
【００５６】
ここで、前記第一実施例における前記ナノろ過膜について、具体的に実験を行ったので、その実験例を比較例とともに説明する。
【００５７】
実験例１
市販のナノろ過膜を用いてろ過処理した。実験条件は、つぎのとおりである。
（１）測定水：愛媛県北条市の水道水
（２）処理形態：前記活性炭ろ過装置４および前記軟水装置５を通過させた被処理水をろ過処理した。
（３）水温：１７℃
（４）給水圧力：０．３３ＭＰａ（前記ナノろ過膜の膜面に対する水圧）
この実験条件の下に、ろ過処理前の水道水およびろ過処理後の水道水について、硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−），塩化物イオン（Ｃｌ⁻）およびシリカ（ＳｉＯ_２）の含有量を測定して比較した。その結果、ろ過処理後のそれぞれの残量は、硫酸イオンが約１％，塩化物イオンが約１１％，シリカが約６５％であった。
【００５８】
この結果によると、ろ過処理前の水道水に含まれていた硫酸イオンおよび塩化物イオンは、ろ過処理により大幅に減少しているが、シリカは、ろ過処理後の減少量が少ない。この結果から、この実験例において用いた水道水は、前記ナノろ過膜によるろ過処理を施すことにより、前記各伝熱管１２に対して腐食促進成分となる硫酸イオンおよび塩化物イオンが効果的に除去され、また前記各伝熱管１２の腐食抑制成分となるシリカを主として含む給水に改善されることになる。したがって、このようなろ過処理後の水道水を前記ボイラ１への給水として用い、それによる缶水Ｗの濃縮倍率を適宜調節すれば、前記各伝熱管１２に生じる腐食，とくに前記孔食を、腐食を抑制するための薬剤を給水に対して別途添加しなくても、有効に抑制することができるものと期待できる。
【００５９】
比較例１
前記ナノろ過膜を市販の限外ろ過膜に変更した点を除き、実験例１の場合と同様にして水道水をろ過処理した。ろ過処理の前後において、水道水に含まれる硫酸イオン，塩化物イオンおよびシリカの量を測定したところ、ろ過処理後の水道水に含まれるこれらの成分量は、ろ過処理前の水道水に含まれるこれらの成分量とほぼ同じであった。すなわち、限外ろ過膜を用いた場合、水道水に含まれる硫酸イオンおよび塩化物イオンを除去するのは困難であった。したがって、限外ろ過膜を用いてろ過処理した水道水を前記ボイラ１への給水として用いた場合、前記各伝熱管１２の腐食は、腐食を抑制するための薬剤を給水に対して別途添加しない限り、抑制するのが困難なものと考えられる。
【００６０】
比較例２
前記ナノろ過膜を市販の逆浸透膜に変更した点を除き、実験例１の場合と同様にして水道水をろ過処理した。ろ過処理の前後において、水道水に含まれる硫酸イオン，塩化物イオンおよびシリカの量を測定したところ、ろ過処理後の水道水に含まれるこれらの成分量は、ろ過処理前の水道水の５％未満であった。すなわち、逆浸透膜を用いた場合、水道水からは、腐食促進成分である硫酸イオンおよび塩化物イオンとともに、腐食抑制成分となるシリカも同時に除去されてしまうことが判明した。したがって、逆浸透膜を用いてろ過処理した水道水を前記ボイラ１の給水として用いた場合、前記各伝熱管１２の腐食は、腐食を抑制するための薬剤を給水に対して別途添加しない限り、抑制するのは困難なものと考えられる。
【００６１】
ここで、前記第一実施例の変形例について説明する。具体的な図示は省略するが、まず第一変形例について説明する。前記第一実施例においては、前記ろ過処理装置６を前記給水タンク８の上流側に配置したが、前記ろ過処理装置６を前記給水タンク８の下流側，すなわち前記給水タンク８と前記ボイラ１との間に配置した場合も同様に実施することができる。ただし、前記復水配管１７を介して前記給水タンク８へ高温の復水が供給される場合は、前記ナノろ過膜の耐熱性の観点からの対応が必要となる。
【００６２】
そして、前記第一実施例の第二変形例について説明すると、この第二変形例も前記第一変形例と同様、具体的な図示は省略する。前記第一実施例においては、前記ろ過処理装置６は、前記軟水装置５および前記膜式真空脱気装置７とそれぞれ別体なものとして配置しているが、前記ろ過処理装置６は、たとえば前記膜式真空脱気装置７と一体な装置として構成されていてもよい。
【００６３】
以上のように、この第一実施例によれば、腐食促進成分を捕捉して除去可能であり，かつ腐食抑制成分を透過可能なナノろ過膜を用いて、前記ボイラ１へ供給する給水を予めろ過処理しているので、前記各伝熱管１２に生じる腐食を薬剤を用いずに効果的に抑制することができる。また、前記イオン交換樹脂および前記ナノろ過膜の酸化による劣化の原因となる残留塩素を予め除去処理しているので、前記イオン交換樹脂の交換能力および前記ナノろ過膜のろ過能力の早期劣化を防止し、したがって被処理水，すなわちボイラ用給水の処理効率の向上，安定化等を図ることができる。
【００６４】
つぎに、図４に基づいて、この発明の第二実施例について詳細に説明する。図４は、この発明の第二実施例の概略説明図であり、工業用水あるいは地下水を給水として用いる場合の説明図である。工業用水あるいは地下水は、その水質はもちろんのこと、その採水形態および供給形態が多種多様であり、一般に鉄分，マンガン等の非溶解物を多く含むとともに、ごみ等の非溶解物も多く含まれている場合があり、これらの非溶解物が下流側に配置された前記ろ過処理装置６のナノろ過膜（図示省略）および前記膜式真空脱気装置７の中空糸膜（図示省略）のろ過性能の劣化に大きく影響する。
【００６５】
そこで、この第二実施例にあっては、前記第一実施例における前記被処理水タンク３の上流側には、工業用水あるいは地下水等の被処理水の水源（図示省略）と前記被処理水タンク３との間に前処理ライン１９を備えている。そして、この前処理ライン１９には、この前処理ライン１９を通過する被処理水へ次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を添加する薬注装置２０と、被処理水に含まれているごみ等の非溶解物を除去する砂ろ過装置２１と、被処理水に含まれている鉄分，マンガン等の非溶解物を除去する除鉄・除マンガン装置２２とが、上流側，すなわち前記水源側から順番に配置されている。ここにおいて、前記砂ろ過装置２１と前記除鉄・除マンガン装置２２とは、被処理水中の非溶解物を除去する塔式ろ過装置２３を構成している。そして、前記砂ろ過装置２１と前記除鉄・除マンガン装置２２との間には、前記除鉄・除マンガン装置２２における酸化物をフロック化するための凝集剤（たとえば、ポリ塩化アルミニウム）を添加する凝集剤添加装置２４が設けられている。すなわち、この第二実施例は、工業用水あるいは地下水のそれぞれの水質に応じて、前記第一実施例における前記給水ライン２で被処理水を処理するに際し、被処理水を効率的に処理することができるような水質に改質する処理を行う構成である。
【００６６】
この第二実施例において、前記薬注装置２０は、一般的に公知の薬注ポンプ（図示省略）により構成されている。また、前記砂ろ過装置２１は、硅石等の粗粒ろ材と、アンスラサイト，ろ過砂等の細粒ろ材とから形成されたろ材層（図示省略）によるろ過を行う塔式のものであり、一般的に公知の装置である。そして、前記除鉄・除マンガン装置２２は、硅石等の粗粒ろ材と、アンスラサイト，マンガンゼオライト等の細粒ろ材とから形成されたろ材層（図示省略）によるろ過を行う塔式のものであり、一般的に公知の装置である。さらに、前記凝集剤添加装置２４は、前記薬注装置２０と同様、一般的に公知の薬注ポンプ（図示省略）により構成されている。
【００６７】
さて、前記構成において、前記水源から供給された工業用水あるいは地下水等の被処理水は、前記薬注装置２０により次亜塩素酸ソーダが添加された状態で前記砂ろ過装置２１へ流入する。流入した被処理水は、前記薬注装置２０内において、前記ろ材層でろ過され、ごみ等の非溶解物が除去される。このろ過過程において、被処理水には次亜塩素酸ソーダが溶存しているため、前記砂ろ過装置２１内の微生物等の細菌を殺菌し、細菌が前記砂ろ過装置２１内で繁殖あるいは増殖するのを防止する。そして、ここで非溶解物が除去された被処理水は、前記除鉄・除マンガン装置２２へ向かって流出する。
【００６８】
そして、前記砂ろ過装置２１を通過した被処理水は、つぎに前記除鉄・除マンガン装置２２へ流入するが、その手前で前記凝集剤添加装置２４からポリ塩化アルミニウムの水溶液が添加される。すなわち、被処理水は、次亜塩素酸ソーダおよびポリ塩化アルミニウムが溶存した状態で前記除鉄・除マンガン装置２２へ流入する。流入した被処理水は、前記除鉄・除マンガン装置２２内において、前記ろ材層でろ過され、鉄分，マンガン等の非溶解物が除去される。このろ過過程において、まず次亜塩素酸ソーダは、つぎのような機能を果たす。第一に、前記砂ろ過装置２１と同様、前記除鉄・除マンガン装置２２内の微生物等の細菌を殺菌し、細菌が前記除鉄・除マンガン装置２２内で繁殖あるいは増殖するのを防止する。第二に、鉄分およびマンガンを効果的に除去する機能を有している。すなわち、被処理水中の鉄分は、次亜塩素酸ソーダによって酸化され、不溶性の水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）になり、この水酸化第二鉄が前記ろ材層でろ過され、除去される。また、マンガンは、前記ろ材層との接触時に起こる接触酸化によって酸化され、除去される。つぎに、ポリ塩化アルミニウムは、鉄分およびマンガンの酸化物をフッロク化し、ろ過性能の向上に寄与する。
【００６９】
さらに、前記除鉄・除マンガン装置２２を通過した被処理水は、前記非溶解物が除去された状態で、前記被処理水タンク３内に貯留される。
【００７０】
ここで、前記第二実施例の変形例について説明する。具体的な図示は省略するが、まず第一変形例について説明する。前記第二実施例において、前記塔式ろ過装置２３は、前記砂ろ過装置２１と前記除鉄・除マンガン装置２２とを直列状態で接続する構成としているが、これに限定されるものではなく、工業用水あるいは地下水の水質に応じて、いずれか一方の装置をもって構成することができる。たとえば、工業用水の場合は、比較的水質が安定していることが多いので、前記砂ろ過装置２１のみで構成することができる。また、地下水の場合は、比較的鉄分，マンガン等が多く含まれているので、前記除鉄・除マンガン装置２２をもって構成することができる。
【００７１】
そして、前記第二実施例の第二変形例について説明すると、この第二変形例も前記第一変形例と同様、具体的な図示は省略する。前記第二実施例においては、前記前処理ライン１９を一つのものとしているが、たとえば工業用水と地下水とを併用し、両者を切り替えて供給する場合、工業用水用の前処理ライン（工業用水ライン）と地下水用の前処理ライン（地下水ライン）との二つのラインを前記被処理水タンク３とそれぞれ接続し、前記工業用水ラインに前記砂ろ過装置２１を設け、また前記地下水ラインに前記除鉄・除マンガン装置２２を設ける構成とすることができる。すなわち、前記塔式ろ過装置２３を並列状態で接続する構成である。
【００７２】
以上のように、この第二実施例によれば、前記給水ライン２で被処理水を効率的に処理することができるように、水質を改質することができる。
【００７３】
さらに、この発明の第三実施例について説明する。一般的に、前記第二実施例に示すように、前記塔式ろ過装置２３を構成する前記砂ろ過装置２１および前記除鉄・除マンガン装置２２を通過した被処理水は、前記給水ライン２における前記ろ過処理装置６のナノろ過膜（図示省略）および前記膜式真空脱気装置７の中空糸膜（図示省略）のろ過能力に影響する濁質成分はほぼ除去されているが、被処理水の水質によっては、前記塔式ろ過装置２３では除去しきれない濁質成分が含まれている場合があり、前記ナノろ過膜および前記中空糸膜のろ過能力の早期劣化の原因となることがある。また、前記薬注装置２０により添加した次亜塩素酸ソーダでも死滅し難い原虫（たとえば、クリプトスポリジウム）も存在し、これが前記ナノろ過膜および前記中空糸膜のろ過能力の早期劣化の原因となることがある。
【００７４】
そこで、この第三実施例にあっては、図４に示すように、前記除鉄・除マンガン装置２２と前記被処理水タンク３との間に、前記除鉄・除マンガン装置２２を通過した細菌類や鉄分等の微細な濁質成分をろ過する膜式ろ過装置２５を備えた構成である。
【００７５】
この第三実施例において、前記膜式ろ過装置２５は、被処理水に含まれている細菌類や鉄分等の濁質成分を機械的に除去するためのものである。この膜式ろ過装置２５は、中空糸膜（図示省略）を用いており、この中空糸膜の内外に圧力差を設け、この中空糸膜の外側から内側へ被処理水を通過させ、前記濁質成分を前記中空糸膜の外側で捕捉している。そして、この捕捉された前記濁質成分は、洗浄により除去し、排出する構成となっている。
【００７６】
この構成により、前記膜式ろ過装置２５を通過した被処理水は、前記濁質成分が除去された状態で、前記被処理水タンク３内に貯留される。
【００７７】
ここで、前記第三実施例の変形例について説明する。具体的な図示は省略するが、前記第一実施例において、前記被処理水タンク３の手前に、前記膜式ろ過装置２５を設けることも好適である。このような構成とすれば、被処理水の前記濁質成分を効果的に除去することができる。たとえば、被処理水が水道水の場合であっても、効果的である。
【００７８】
以上のように、この第三実施例によれば、前記第二実施例による水質の改質に加えて、さらに効果的な改質を行うことができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、水分の影響によるボイラの伝熱管に生じる腐食を薬剤を用いずに抑制することができる。また、ボイラ用給水の処理効率を向上させることができるとともに、その処理の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第一実施例の概略説明図である。
【図２】第一実施例におけるボイラの缶体構造の概略説明図である。
【図３】図２における一点鎖線ＩＩＩ部分の拡大説明図である。
【図４】この発明の第二実施例および第三実施例の要部の概略説明図である。
【符号の説明】
１ボイラ
２給水ライン
３被処理水タンク
４活性炭ろ過装置
５軟水装置
６ろ過処理装置
７膜式真空脱気装置
８給水タンク
１２伝熱管
１９前処理ライン
２０薬注装置
２１砂ろ過装置
２２除鉄・除マンガン装置
２３塔式ろ過装置
２５膜式ろ過装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the treatment of feed water to boilers that generate steam by heating feed water such as tap water, industrial water, and groundwater supplied from the outside, and in particular, corrosion that occurs in boiler heat transfer tubes due to the influence of moisture. It relates to a process for suppressing the above.
[0002]
[Prior art]
A once-through boiler belonging to the category of special circulation boilers stipulated in Japanese Industrial Standards (JIS) is provided with a heat transfer tube for heating feed water to generate steam. Since such a heat transfer tube is formed using a non-passivated metal such as carbon steel, a portion that comes into contact with water (hereinafter referred to as “canned water”) supplied into the heat transfer tube is a can. It can be damaged due to corrosion due to the influence of water, which can have a fatal effect on the life of the once-through boiler. For this reason, in order to operate the once-through boiler stably for a long period of time, it is necessary to effectively suppress the corrosion of the heat transfer tubes.
[0003]
By the way, the above-mentioned corrosion which arises in a heat exchanger tube is suppressed by adding a chemical | medical agent to the feed water supplied with respect to a boiler, for example, as described in patent document 1, patent document 2, and patent document 3. ing. However, a part of the medicine added to the water supply may be taken into the steam. In this case, it is difficult to use the steam as it is from the viewpoint of hygiene, for example, in food cooking and processing applications. In addition, the chemical added to the water supply is contained in the can water, but when the concentrated water of the can water is drained (during the blow operation), the concentrated water contains the added chemical. Unless special treatment for removing the chemical is performed, if it is discharged as it is into sewage, it may cause environmental pollution.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-4-232286
[0005]
[Patent Document 2]
JP-A-4-283299
[0006]
[Patent Document 3]
JP-A-6-158366
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is made in view of the said subject, The place made into the objective is to suppress the corrosion which arises in the heat exchanger tube of a boiler by the influence of a water | moisture content, without using a chemical | medical agent.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
This invention was made in order to solve the said subject, and first, as a means regarding the method of this invention, invention of Claim 1 is a processing method of the feed water to the boiler which heats feed water and produces | generates a vapor | steam An oxidant removing step for removing an oxidant dissolved in the feed water, a hardness component removing step for removing a hardness component contained in the feed water, and capturing a corrosion promoting component of the boiler, And it consists of the filtration process process which filters the said feed water so that the corrosion inhibitory component of the said boiler may permeate | transmit, and the dissolved gas removal process which removes the gas dissolved in the said feed water.
[0009]
Next, the invention according to claim 2 is a method for treating water supplied to a boiler that generates steam by heating the feed water, the step of removing the oxidant dissolved in the feed water being executed. A step of removing the hardness component contained in the feed water, and then filtering the feed water so as to capture the corrosion promoting component of the boiler and permeate the corrosion inhibiting component of the boiler And the step of removing the gas dissolved in the water supply is further performed.
[0010]
Next, the invention according to claim 3 is a method of supplying water to a boiler that generates steam by heating the feed water, and is included in the feed water before performing the step of removing the oxidant. It is characterized by performing a process of filtering non-dissolved materials such as iron, manganese, and garbage.
[0011]
Next, the invention according to claim 4 is a method of treating water supplied to a boiler that generates steam by heating the feed water, wherein an oxidant is added before the step of filtering the non-dissolved material is performed. It is characterized by performing the process to perform.
[0012]
Furthermore, the invention described in claim 5 is a method of supplying water to a boiler that generates steam by heating the feed water, and after performing the step of filtering the undissolved matter, bacteria, iron, etc. The second filtration step of filtering fine turbid components is performed.
[0013]
As a means relating to the apparatus of the present invention, the invention described in claim 6 is a treatment apparatus for supplying water to a boiler that generates steam by heating the supply water, and adsorbs the oxidant dissolved in the supply water. An oxidant removing device for removing, a hardness component removing device for removing the hardness component contained in the feed water by ion exchange, and capable of capturing the corrosion accelerating component of the boiler and transmitting the corrosion inhibiting component of the boiler. It is characterized by comprising a filtration device for filtering the feed water with a possible filtration membrane and a dissolved gas removing device for vacuum degassing the gas dissolved in the feed water.
[0014]
Next, the invention according to claim 7 is a treatment apparatus for supplying water to a boiler that generates steam by heating the supply water, the oxidant removing apparatus, the hardness component removing apparatus, the filtration processing apparatus, and the The dissolved gas removing device is arranged in this order from the upstream side.
[0015]
Next, the invention according to claim 8 is a treatment device for supplying water to a boiler that heats feed water to generate steam, wherein the oxidant removing device is an activated carbon filtration device, and the hardness component removing device is A soft water device using an ion exchange resin, wherein the filtration device is a filtration device using a nanofiltration membrane, and the dissolved gas removing device is a membrane vacuum deaeration device.
[0016]
Next, the invention described in claim 9 is a treatment device for supplying water to a boiler that heats feed water to generate steam, and the iron content contained in the feed water is provided in a stage preceding the oxidant removing device, It is characterized by a tower type filtration device that filters insoluble matter such as manganese and dust.
[0017]
Next, the invention described in claim 10 is a treatment apparatus for supplying water to a boiler that generates steam by heating the supply water, wherein the tower-type filtration device is an iron removal / manganese removal device and / or a sand filtration device. It is characterized by being.
[0018]
Next, the invention described in claim 11 is a treatment apparatus for supplying water to a boiler that generates steam by heating the feed water, and sodium hypochlorite is added to the feed water before the tower-type filtration device. It is characterized in that a chemical injection device for adding an oxidizing agent is arranged.
[0019]
Furthermore, the invention described in claim 12 is a treatment device for supplying water to a boiler that heats feed water to generate steam, and the bacteria contained in the feed water are disposed downstream of the tower type filtration device. It is characterized by the arrangement of a membrane filtration device that filters fine turbid components such as iron.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described. The present invention can be applied to a steam boiler that generates steam by heating feed water such as tap water, industrial water, and groundwater supplied from the outside.
[0021]
First, in the treatment method of the present invention, an oxidizing agent removing step for removing an oxidizing agent such as sodium hypochlorite dissolved in feed water, and a hardness for removing hardness components such as calcium and magnesium contained in the feed water. Component removal process and filtration treatment that filters the feed water so that it captures sulfate ions, chloride ions, etc., which are corrosion promoting components of boiler heat transfer tubes, and passes through silica, which is a corrosion inhibiting component of the heat transfer tubes. It consists of a process and a dissolved gas removal process for removing a gas such as oxygen dissolved in the feed water. And it is suitable for the processing method of this invention to perform the said oxidizing agent removal process, the said hardness component removal process, the said filtration process process, and the said dissolved gas removal process in this order.
[0022]
And, according to the quality of the feed water supplied from the outside, the treatment method of the present invention provides iron, manganese, garbage, etc. contained in the feed water, particularly industrial water or ground water, before executing the oxidizing agent removing step. It is preferable to carry out the step of filtering the undissolved product.
[0023]
And in the processing method of this invention, in order to prevent the propagation of bacteria such as microorganisms in the filtration step of the undissolved matter, depending on the quality of the water supplied from the outside (especially industrial water or groundwater), Alternatively, in order to promote the oxidation of iron, manganese, etc., it is preferable to execute a step of adding an oxidizing agent such as sodium hypochlorite before executing the filtration step of the non-dissolved material.
[0024]
Further, in the treatment method of the present invention, in order to prevent clogging during the filtration treatment step, after performing the filtration step of the undissolved matter, the fine turbid components such as bacteria and iron are filtered. It is preferred to perform a two-filtration step.
[0025]
Next, the treatment apparatus of the present invention ionizes and removes an oxidant removing device that adsorbs and removes an oxidizing agent such as sodium hypochlorite dissolved in the feed water, and hardness components such as calcium and magnesium contained in the feed water. Hardness component removal device to be removed by exchange, and filtration membrane capable of capturing sulfate ions, chloride ions, etc., which are corrosion promoting components of boiler heat transfer tubes, and permeating silica, which is a corrosion inhibiting component of heat transfer tubes Therefore, it consists of the filtration processing apparatus which filters feed water, and the dissolved gas removal apparatus which carries out the vacuum deaeration of gas, such as oxygen currently dissolved in feed water. And it is suitable for the processing apparatus of this invention to arrange | position the said oxidizing agent removal apparatus, the said hardness component removal apparatus, the said filtration processing apparatus, and the said dissolved gas removal apparatus in this order from an upstream. Furthermore, in the treatment apparatus of the present invention, the oxidant removing device is an activated carbon filtration device, the hardness component removing device is a soft water device using an ion exchange resin, and the filtration treatment device is a filtration using a nanofiltration membrane. It is a processing apparatus, and it is preferable that the dissolved gas removal apparatus is a membrane vacuum deaeration apparatus.
[0026]
The treatment apparatus according to the present invention has a non-concentration of iron, manganese, garbage, etc. contained in feed water, particularly industrial water or ground water, in front of the oxidizer removing apparatus according to the quality of the feed water supplied from the outside. It is preferable to arrange a tower type filtration device for filtering the lysate. This tower type filtration apparatus is an iron removal / manganese removal apparatus or a sand filtration apparatus, and it is preferable to arrange these in series or in parallel, or to arrange one of them.
[0027]
And in the processing apparatus of this invention, according to the quality of the feed water (especially industrial water or groundwater) supplied from the outside, in order to prevent the reproduction | regeneration of bacteria, such as microorganisms, in the said column type filtration apparatus, or the said In order to promote the oxidation of iron, manganese and the like, it is preferable to arrange a chemical injection device for adding an oxidizing agent such as sodium hypochlorite before the tower type filtration device.
[0028]
Furthermore, in the treatment apparatus of the present invention, in order to prevent clogging of the filtration treatment apparatus, a membrane filtration apparatus that filters fine turbid components such as bacteria and iron in the subsequent stage of the tower filtration apparatus Is preferably arranged.
[0029]
【Example】
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view of a first embodiment of the present invention.
[0030]
In FIG. 1, a boiler 1 that generates steam by heating feed water such as tap water, industrial water, and groundwater supplied from an external water source (not shown) is supplied from an external water source via a water supply line 2. It is connected with the to-be-treated water tank 3 for temporarily storing raw water. And in this water supply line 2, activated carbon filtration apparatus 4 which adsorbs and removes oxidizing agents such as sodium hypochlorite dissolved in the water to be treated, and hardness of calcium, magnesium, etc. contained in the water to be treated Soft water device 5 that removes components by ion exchange resin (not shown), and nanofiltration membrane (not shown) that can capture sulfate ions, chloride ions, etc. contained in the water to be treated and can penetrate silica ), A membrane vacuum deaerator 7 for vacuum degassing of gas such as oxygen dissolved in the water to be treated, and water to be treated that has passed through the membrane vacuum deaerator 7 Are arranged in order from the upstream side, that is, the treated water tank 3 side. A filter 9 for preventing clogging of the nanofiltration membrane is provided between the soft water device 5 and the filtration treatment device 6.
[0031]
First, the boiler 1 will be briefly described. The boiler 1 is a multi-tube type once-through boiler called a water tube boiler, as shown in FIG. 2 illustrating the outline of the can structure. , An annular lower header 10 and an annular upper header 11 arranged at a predetermined distance above and below are provided. A plurality of heat transfer tubes 12, 12,... Are annularly arranged between the headers 10, 11, and a space defined by the heat transfer tubes 12 serves as a combustion chamber 13. A heating device 14 such as a burner is provided above the combustion chamber 13 for heating the water supply in each heat transfer tube 12 (hereinafter referred to as “canned water W”) to generate steam. Yes. The heating device 14 is inserted from the central portion of the upper header 11 toward the combustion chamber 13.
[0032]
The lower header 10 is connected to an end of the water supply line 2 for supplying water stored in the water supply tank 8 and drains (blows) the concentrated water of the can water W. For this purpose, a discharge pipe 15 is connected. The upper header 11 is connected to a steam supply pipe 16 for supplying steam toward a load device (not shown) such as a heat exchanger.
[0033]
Each of the heat transfer tubes 12 is formed using a non-passivated metal such as carbon steel, and this non-passivated metal refers to a metal that does not passivate naturally in a neutral aqueous solution. Usually, it is a metal excluding stainless steel, titanium, aluminum, chromium, nickel and zirconium. By the way, carbon steel may be passivated even in a neutral aqueous solution in the presence of a high concentration of chromate ions. This passivation is due to the effects of chromate ions. It is difficult to say that it is a natural passivation in aqueous solution. Therefore, carbon steel belongs to the category of non-passivated metals here. In addition, copper and copper alloys are considered to be resistant to corrosion due to the influence of moisture because the electrochemical column (emf series) is in a noble position, but they are naturally passivated in neutral aqueous solutions. It belongs to the category of non-passivated metals here.
[0034]
Now, each device arranged in the water supply line 2 will be described. First, the treated water tank 3 is for temporarily storing treated water supplied from a water source such as tap water, industrial water, groundwater, etc., and from here it is adjusted to a predetermined water pressure. It is supplied downstream from a water supply pump (not shown) having a predetermined discharge pressure. Of the water to be treated stored in the water tank 3 to be treated, tap water is temporarily stored according to the provisions of the Water Supply Law. In addition, industrial water and groundwater are stored in a so-called pretreated state that has been modified to a water quality that can be efficiently treated when treated in the water supply line 2 according to the water quality. Is done. The so-called pretreatment referred to here is, for example, filtration treatment of non-dissolved substances such as iron, manganese, and dust contained in industrial water or groundwater, as described in other examples described later. In addition, for example, an oxidizing agent such as sodium hypochlorite is added to groundwater in order to sterilize bacteria such as microorganisms that may propagate or proliferate in the treatment process in the water supply line 2.
[0035]
Next, the activated carbon filtration device 4 is for adsorbing and removing the oxidizing agent such as sodium hypochlorite dissolved in the treated water supplied from the treated water tank 3 with activated carbon. This oxidant, that is, residual chlorine, may oxidize the ion exchange resin (not shown) of the water softener 5 disposed in the latter stage to deteriorate the ion exchange capability at an early stage. There is a possibility that the nanofiltration membrane (not shown) of the filtration treatment device 6 is oxidized to deteriorate the filtration ability at an early stage. Therefore, in order to prevent such early deterioration of performance due to oxidation, the residual chlorine is adsorbed and removed by activated carbon to prevent early deterioration of the exchange capacity of the ion exchange resin, and the nanofiltration membrane. This prevents the premature deterioration of the filtration capacity of the water, thereby improving the treatment efficiency and stabilizing the treated water.
[0036]
By the way, although the said activated carbon filtration apparatus 4 was illustrated in this Example as an apparatus which removes the residual chlorine in to-be-treated water, as an apparatus to remove the residual chlorine in to-be-treated water, it is not limited to this. For example, although illustration is abbreviate | omitted, the chemical injection apparatus which adds sodium bisulfite (SBS) is applicable.
[0037]
Next, the water softening device 5 is for removing hardness components such as calcium and magnesium contained in the water to be treated from which the residual chlorine has been removed by the ion exchange resin. In other words, the water softener 5 is for replacing the water to be treated into soft water by replacing various hardness components contained in the water to be treated with sodium ions.
[0038]
By the way, although the said soft water apparatus 5 was illustrated in this Example as an apparatus which removes the said hardness component in to-be-processed water, as an apparatus to remove the said hardness component in to-be-processed water, it is limited to this Instead, for example, although not shown, a removal device using a reverse osmosis membrane can be applied.
[0039]
Next, the filtration device 6 will be described. The filtration device 6 is for filtering the soft water treated by the soft water device 5 using the nanofiltration membrane. The nanofiltration membrane has a function of capturing and removing the corrosion promoting component contained in the water to be treated and allowing the corrosion inhibiting component contained in the water to be treated to permeate. .
[0040]
Here, the nanofiltration membrane will be described. The nanofiltration membrane is a synthetic polymer membrane such as polyamide or polyether. The nanofiltration membrane is a liquid separation membrane that can prevent the permeation of particles and polymers (molecular weight of about several hundreds at the maximum) smaller than about 2 nm. Furthermore, this nanofiltration membrane has an ultrafiltration membrane (a membrane capable of filtering out one having a molecular weight of about 1,000 to 300,000) and a reverse osmosis membrane (a molecular weight of about several dozens) in terms of its filtration function. It has a function located in the middle of the membrane). Incidentally, the nanofiltration membrane is commercially available from various companies and can be easily obtained. Moreover, although the said nanofiltration membrane is normally comprised as a filtration membrane module, as a form of a module, it is comprised in a spiral module, a hollow fiber module, a flat membrane module, etc.
[0041]
Now, the corrosion promoting component, which is a component that promotes corrosion of each heat transfer tube 12, will be described. The corrosion promoting component is a portion where corrosion of each heat transfer tube 12 is likely to occur, in particular, moisture (here, cans). Water W) is disposed and acts on the inner surface of each heat transfer tube 12 heated from the outside to promote corrosion, and is usually sulfate ion (SO₄ ^2-), Chloride ion (Cl⁻) And other ingredients. Incidentally, both sulfate ions and chloride ions are important as corrosion promoting components. In addition, Japanese Industrial Standard JIS B 8223: 1999 specifies various management items and recommended standards regarding the water quality of the canned water W of the boiler from the viewpoint of suppressing the corrosion of the special circulation boiler including the once-through boiler. Although the regulation value of the object ion concentration is provided, the sulfate ion concentration of the canned water W is not mentioned (that is, it is not recognized that the sulfate ion is involved in the corrosion). However, researchers of the company of this patent applicant have studied the relationship between water quality and corrosion of canned water W over many years. As a result, sulfate ions contained in canned water W are used as the corrosion-promoting component. It has been confirmed that it acts on each heat transfer tube 12 and the like (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-129263).
[0042]
On the other hand, the corrosion inhibiting component, which is a component that inhibits the corrosion of each heat transfer tube 12, acts on a portion where the corrosion of each heat transfer tube 12 is likely to occur, particularly the inner surface of each heat transfer tube 12, and the corrosion generated there. In general, silica (ie, silicon dioxide (SiO₂)). By the way, the silica contained in the water supply is normally recognized as a scale generating component in each of the heat transfer tubes 12, and it is usually considered preferable to suppress the concentration thereof as much as possible. However, researchers of the company of the present patent applicant, as a result of studying the relationship between the water quality and the corrosion of the canned water W over many years, silica contained in the canned water W as the corrosion inhibiting component It has been confirmed that it acts on the heat transfer tube 12 and the like (see, for example, JP 2001-336701 A, JP 2001-335975 A, and JP 2002-18487 A).
[0043]
Incidentally, silica is a component usually contained in tap water, industrial water, groundwater, etc. used as water supply.
[0044]
Next, the membrane vacuum deaerator 7 is for mechanically removing oxygen and other gases dissolved in the water to be treated that has been filtered by the nanofiltration membrane. That is, the membrane vacuum deaerator 7 is dissolved in the water to be treated, and dissolved oxygen, which is one of the causes of corrosion of the heat transfer tubes 12, is vacuum degassed using a hollow fiber membrane (not shown). The water to be treated is circulated through one of the hollow fiber membranes, and the other is evacuated by vacuum evacuation means to deaerate dissolved oxygen in the water to be treated.
[0045]
By the way, in this embodiment, as the device for removing dissolved oxygen in the water to be treated, the membrane-type vacuum deaeration device 7 is exemplified, but as a device for removing gas such as oxygen dissolved in the water to be treated. However, the present invention is not limited to this. For example, although not shown, a removal device using a vacuum deaeration tower can be applied, and a removal device using heat deaeration can also be applied.
[0046]
Next, the water supply tank 8 includes, in the water supply line 2, treated water that has been subjected to residual chlorine removal treatment, water softening treatment, filtration treatment using the nanofiltration membrane and deoxygenation treatment, and the boiler 1 to the load device. For condensing steam condensate supplied to the water. A condensate pipe 17 for collecting the condensate from the load device is connected to the water supply tank 8.
[0047]
Further, in the water supply line 2, a pump 18 that supplies water stored in the water supply tank 8 to the lower header 10 is provided between the water supply tank 8 and the boiler 1.
[0048]
In the above configuration, when the boiler 1 is operated, the water to be treated is supplied from the water tank 3 to be treated to the water tank 8, and a necessary treatment is performed in the supply process to supply water for the boiler 1. Is stored in the water supply tank 8. In the supply process here, the water to be treated flowing through the water supply line 2 first flows out from the water tank 3 to be treated at a predetermined water pressure by a water supply pump (not shown) having a predetermined discharge pressure. The water pressure of the water to be treated flowing out here is set in consideration of pressure loss and the like in each processing apparatus arranged on the downstream side. And the to-be-processed water which flowed out from the to-be-processed water tank 3 first passes the said activated carbon filtration apparatus 4, becomes the to-be-processed water from which the said residual chlorine was removed, then passes the said soft water apparatus 5 and soft water and Become. Next, the soft water is filtered in the filtering device 6. Specifically, when soft water passes through the nanofiltration membrane in the filtration apparatus 6, corrosion promoting components such as sulfate ions and chloride ions are captured by the nanofiltration membrane and removed from the softwater. On the other hand, the silica contained in the soft water, that is, the corrosion inhibiting component permeates the nanofiltration membrane together with the soft water. Next, the filtered water treated in this way passes through the membrane vacuum deaerator 7 and is stored in the water supply tank 8. As a result, in the water supply tank 8, soft water that has been deaerated and contains a corrosion inhibiting component is stored as water supply.
[0049]
The water supply stored in the water supply tank 8 is supplied to the boiler 1 via the water supply pump 18 and stored as canned water W in the lower header 10. The stored can water W rises in the heat transfer tubes 12 while being heated by the heating device 14, and gradually becomes steam. The steam generated in each heat transfer tube 12 is collected in the upper header 11 and supplied from the steam supply tube 16 to the load device.
[0050]
By the way, during the operation of the boiler 1, each heat transfer tube 12 is continuously in contact with the can water W at a lower end portion as shown by a one-dot chain line III in FIG. 2, that is, a connection portion with the lower header 10. It will be. For this reason, each said heat exchanger tube 12 receives the influence of the can water W in the said lower end part normally, and is easy to corrode. In particular, each of the heat transfer tubes 12 is liable to cause local corrosion in the lower end portion in addition to thinning corrosion of the inner peripheral surface, which may cause damage due to minute perforations. is there.
[0051]
Here, as shown in FIG. 3 (enlarged view of the one-dot chain line III portion in FIG. 2), the local corrosion is the opposite side in the thickness direction from the contact surface side of each heat transfer tube 12 with the can water W. This refers to the corrosion of the hole toward the top, that is, the corrosion of the hole that occurs in the thickness (thickness) direction of each heat transfer tube 12. Hereinafter, such a local corrosion occurrence phenomenon is referred to as “pitting corrosion”, and the pitting corrosion caused by this pitting corrosion is referred to as “corrosion” (indicated by symbol A in FIG. 3). . Incidentally, it is understood that such pitting corrosion usually occurs due to the influence of dissolved oxygen in the canned water W.
[0052]
However, according to the first embodiment of the present invention, during the operation of the boiler 1, soft water containing a corrosion-inhibiting component is supplied to each heat transfer tube 12 as can water W. The corrosion inhibiting component contained in the water W acts on the lower end portion of each heat transfer tube 12 and inhibits corrosion of the portion. More specifically, the corrosion-inhibiting component suppresses the thinning corrosion at the contact portion of each heat transfer tube 12 with the can water W, and also suppresses the generation and growth of the pits A to corrode (particularly The damage to the heat transfer tube 12 due to the erosion holes A) is suppressed. At this time, since the corrosion promoting component is removed from the can water W by the filtration device 6, the above-described corrosion inhibiting action by the corrosion inhibiting component is hardly inhibited by the corrosion promoting component and is effectively exhibited. Will be.
[0053]
The corrosion inhibiting component contained in the canned water W suppresses the corrosion of each heat transfer tube 12 because the dissolved oxygen or the like contained in the canned water W (corrosion promoting component of each heat conducting tube 12). This is considered to be because a corrosion-inhibiting component (particularly silica) acts on the components eluted from each heat transfer tube 12 due to the influence of the above), and a corrosion-resistant film (corrosion protection film) is formed on the inner surface of each heat transfer tube 12. . In particular, dissolved oxygen may cause each of the heat transfer tubes 12 to develop a local anode, thereby causing the pitting corrosion to proceed. However, the corrosion inhibiting component (silica) contained in the can water W is an anion. Or since it exists as a negatively-charged micelle, it is easily adsorbed on the anode as described above, and it is easy to selectively form an anticorrosive film at the portion. For this reason, it is thought that the corrosion inhibitory component (silica) contained in the can water W can suppress the progress of the pitting corrosion in each of the heat transfer tubes 12 particularly effectively.
[0054]
By the way, since the feed water supplied to the boiler 1, that is, the corrosion inhibiting component (silica) contained in the can water W is very small, in order to enhance the corrosion inhibiting effect of each heat transfer tube 12, the can water W preferably increases the concentration of the corrosion-inhibiting component (silica) by increasing the concentration factor. Specifically, the silica concentration (ie, silicon dioxide (SiO 2) as a corrosion inhibiting component contained in the can water W.₂)) Is preferably set to be at least 150 mg / liter (ie, 150 mg / liter or more), preferably at least 300 mg / liter (ie, 300 mg / liter or more). Here, it is considered that silica is present as an anion or a negatively-charged micelle in the can water W as described above.₂). Such a silica concentration in the canned water W can be usually measured according to a molybdenum yellow absorptiometry described in JIS K 0101: 1998.
[0055]
Incidentally, the concentration rate of the can water W in the boiler 1 can be controlled by adjusting the heating of the can water W and adjusting the discharge amount (so-called blow amount) of the can water W from the discharge pipe 15. . Specifically, if the discharge amount of the can water W from the discharge pipe 15 is suppressed, the concentration rate of the can water W can be increased, and the can water W is diluted by the supply of the water supply by the water supply pump 18. However, if the concentrated can water W is appropriately discharged from the discharge pipe 15, the concentration rate of the can water W can be reduced.
[0056]
Here, since it experimented concretely about the said nanofiltration membrane in said 1st Example, the experimental example is demonstrated with a comparative example.
[0057]
Experimental example 1
Filtration was performed using a commercially available nanofiltration membrane. The experimental conditions are as follows.
(1) Measurement water: Tap water in Hojo City, Ehime Prefecture
(2) Treatment form: The treated water that had passed through the activated carbon filtration device 4 and the soft water device 5 was subjected to filtration treatment.
(3) Water temperature: 17 ° C
(4) Water supply pressure: 0.33 MPa (water pressure with respect to the membrane surface of the nanofiltration membrane)
Under these experimental conditions, sulfate ions (SO2) were obtained for tap water before filtration treatment and tap water after filtration treatment.₄ ^2-), Chloride ion (Cl⁻) And silica (SiO₂) Content was measured and compared. As a result, the remaining amounts after filtration were about 1% for sulfate ions, about 11% for chloride ions, and about 65% for silica.
[0058]
According to this result, sulfate ions and chloride ions contained in tap water before the filtration treatment are greatly reduced by the filtration treatment, but silica is less reduced after the filtration treatment. From this result, the tap water used in this experimental example is effectively removed of sulfate ions and chloride ions, which serve as corrosion promoting components, with respect to each heat transfer tube 12 by performing filtration treatment with the nanofiltration membrane. In addition, the water supply is improved to mainly contain silica which is a corrosion inhibiting component of each heat transfer tube 12. Therefore, if the tap water after such filtration treatment is used as the feed water to the boiler 1 and the concentration rate of the can water W is adjusted accordingly, the corrosion that occurs in each heat transfer tube 12, particularly the pitting corrosion, Even if a chemical for suppressing corrosion is not separately added to the water supply, it can be expected that the chemical can be effectively suppressed.
[0059]
Comparative Example 1
The tap water was filtered in the same manner as in Experimental Example 1 except that the nanofiltration membrane was changed to a commercially available ultrafiltration membrane. Before and after the filtration treatment, the amount of sulfate ion, chloride ion and silica contained in the tap water was measured, and these component amounts contained in the tap water after the filtration treatment were included in the tap water before the filtration treatment. The amounts of these components were almost the same. That is, when an ultrafiltration membrane is used, it is difficult to remove sulfate ions and chloride ions contained in tap water. Therefore, when the tap water filtered using the ultrafiltration membrane is used as the feed water to the boiler 1, the corrosion of each heat transfer tube 12 does not separately add a chemical for suppressing the corrosion to the feed water. As long as it is difficult to suppress.
[0060]
Comparative Example 2
The tap water was filtered in the same manner as in Experimental Example 1 except that the nanofiltration membrane was changed to a commercially available reverse osmosis membrane. Before and after the filtration treatment, the amount of sulfate ion, chloride ion and silica contained in the tap water was measured. The amount of these components contained in the tap water after the filtration treatment was 5% of the tap water before the filtration treatment. Was less than. That is, when a reverse osmosis membrane was used, it turned out that the silica which is a corrosion inhibitory component was simultaneously removed from tap water with the sulfate ion and chloride ion which are corrosion promotion components. Therefore, when tap water filtered using a reverse osmosis membrane is used as the feed water for the boiler 1, the corrosion of each heat transfer tube 12 is as long as a chemical for suppressing corrosion is not separately added to the feed water. It is considered difficult to suppress.
[0061]
Here, a modification of the first embodiment will be described. Although a specific illustration is omitted, the first modification will be described first. In the first embodiment, the filtration device 6 is arranged on the upstream side of the water supply tank 8, but the filtration device 6 is arranged on the downstream side of the water supply tank 8, that is, the water supply tank 8 and the boiler 1. The same arrangement can be performed when arranged between the two. However, when high-temperature condensate is supplied to the water supply tank 8 via the condensate pipe 17, it is necessary to take measures from the viewpoint of heat resistance of the nanofiltration membrane.
[0062]
Then, the second modification of the first embodiment will be described. The second modification is also omitted from the specific illustration as in the first modification. In the first embodiment, the filtration device 6 is arranged separately from the soft water device 5 and the membrane vacuum degassing device 7, respectively. You may be comprised as an apparatus integral with the membrane-type vacuum deaeration apparatus 7. FIG.
[0063]
As described above, according to the first embodiment, the feed water supplied to the boiler 1 is preliminarily used by using the nanofiltration membrane that can capture and remove the corrosion promoting component and permeate the corrosion inhibiting component. Since the filtration process is performed, the corrosion generated in each heat transfer tube 12 can be effectively suppressed without using a chemical. In addition, since the residual chlorine that causes deterioration due to oxidation of the ion exchange resin and the nanofiltration membrane is previously removed, the deterioration of the ion exchange resin exchange capability and the filtration capability of the nanofiltration membrane is prevented. Therefore, it is possible to improve and stabilize the treatment efficiency of water to be treated, that is, boiler feed water.
[0064]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of the second embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram when industrial water or groundwater is used as water supply. Industrial water or groundwater has a wide variety of water sampling and supply forms as well as its water quality. In general, it contains many non-dissolved materials such as iron and manganese, and many non-dissolved materials such as garbage. The filtration of the nanofiltration membrane (not shown) of the filtration device 6 and the hollow fiber membrane (not shown) of the membrane-type vacuum degassing device 7 in which these non-dissolved substances are arranged downstream. Greatly affects performance degradation.
[0065]
Therefore, in the second embodiment, a water source (not shown) of water to be treated such as industrial water or ground water is disposed upstream of the water tank 3 to be treated in the first embodiment and the water to be treated. A pretreatment line 19 is provided between the tank 3 and the tank 3. And in this pretreatment line 19, the chemical injection apparatus 20 which adds oxidizing agents, such as sodium hypochlorite, to the to-be-processed water which passes this pre-processing line 19, and the garbage etc. which are contained in to-be-processed water From the upstream side, that is, the water source side, is a sand filtration device 21 that removes non-dissolved substances and an iron removal / manganese removing apparatus 22 that removes non-dissolved substances such as iron and manganese contained in the water to be treated. Arranged in order. Here, the sand filtration device 21 and the iron removal / manganese removal device 22 constitute a tower type filtration device 23 for removing undissolved substances in the water to be treated. Further, a flocculant (for example, polyaluminum chloride) for flocking the oxide in the iron removal / manganese removal device 22 is added between the sand filtration device 21 and the iron removal / manganese removal device 22. A flocculant adding device 24 is provided. That is, in this second embodiment, when the water to be treated is treated in the water supply line 2 in the first embodiment according to the water quality of industrial water or groundwater, the water to be treated is efficiently treated. It is the structure which performs the process which reforms to the water quality which can do.
[0066]
In the second embodiment, the medicine injection device 20 is configured by a generally known medicine injection pump (not shown). The sand filtration device 21 is of a tower type that performs filtration with a filter medium layer (not shown) formed from a coarse filter medium such as meteorite and a fine filter medium such as anthracite and filter sand. This is a known device. The iron removal / manganese removal apparatus 22 is a tower-type apparatus that performs filtration with a filter medium layer (not shown) formed of a coarse filter medium such as meteorite and a fine filter medium such as anthracite and manganese zeolite. There are generally known devices. Further, the flocculant addition device 24 is configured by a generally known chemical injection pump (not shown), like the chemical injection device 20.
[0067]
Now, in the above-described configuration, water to be treated such as industrial water or groundwater supplied from the water source flows into the sand filtration device 21 with sodium hypochlorite added by the chemical injection device 20. The treated water that has flowed in is filtered through the filter medium layer in the chemical injection device 20 to remove undissolved substances such as dust. In this filtration process, since sodium hypochlorite is dissolved in the water to be treated, bacteria such as microorganisms in the sand filtration device 21 are sterilized, and the bacteria propagate or multiply in the sand filtration device 21. To prevent. And the to-be-processed water from which the insoluble matter was removed flows out toward the said iron removal / manganese removal apparatus 22 here.
[0068]
And the to-be-processed water which passed the said sand filtration apparatus 21 flows in into the said iron removal / manganese removal apparatus 22, The aqueous solution of polyaluminum chloride is added from the said flocculant addition apparatus 24 before that. That is, the water to be treated flows into the iron removal / manganese removal apparatus 22 in a state where sodium hypochlorite and polyaluminum chloride are dissolved. The treated water that has flowed in is filtered through the filter medium layer in the iron removal / manganese removal apparatus 22 to remove insoluble matters such as iron and manganese. In this filtration process, first, sodium hypochlorite performs the following functions. First, like the sand filtration device 21, bacteria such as microorganisms in the iron removal / manganese removal device 22 are sterilized, and bacteria are prevented from breeding or multiplying in the iron removal / manganese removal device 22. . Second, it has a function of effectively removing iron and manganese. That is, the iron content in the water to be treated is oxidized by sodium hypochlorite and becomes insoluble ferric hydroxide (Fe (OH)).₃The ferric hydroxide is filtered through the filter medium layer and removed. Further, manganese is oxidized and removed by contact oxidation that occurs at the time of contact with the filter medium layer. Next, polyaluminum chloride fluorinates iron and manganese oxides and contributes to improved filtration performance.
[0069]
Furthermore, the water to be treated that has passed through the iron removal / manganese removal apparatus 22 is stored in the water to be treated tank 3 in a state in which the undissolved material is removed.
[0070]
Here, a modification of the second embodiment will be described. Although a specific illustration is omitted, the first modification will be described first. In the second embodiment, the tower filtration device 23 is configured to connect the sand filtration device 21 and the iron removal / manganese removal device 22 in series, but is not limited thereto. Depending on the water quality of industrial water or groundwater, it can be configured with either one of the devices. For example, in the case of industrial water, since the water quality is often relatively stable, it can be constituted only by the sand filtration device 21. In addition, since groundwater contains a relatively large amount of iron, manganese, etc., it can be configured with the iron removal / manganese removal apparatus 22.
[0071]
Then, a second modification of the second embodiment will be described. The second modification is also omitted from the specific illustration as in the first modification. In the second embodiment, one pretreatment line 19 is used. For example, when industrial water and groundwater are used in combination, and both are switched and supplied, the pretreatment line for industrial water (industrial water line) ) And a groundwater pretreatment line (groundwater line) are connected to the water tank 3 to be treated, the sand filter 21 is provided in the industrial water line, and the iron removal is provided in the groundwater line. -It can be set as the structure which provides the manganese removal apparatus 22. FIG. That is, it is the structure which connects the said tower type filtration apparatus 23 in a parallel state.
[0072]
As described above, according to the second embodiment, the water quality can be improved so that the water to be treated can be efficiently treated in the water supply line 2.
[0073]
Furthermore, a third embodiment of the present invention will be described. Generally, as shown in the second embodiment, the treated water that has passed through the sand filtration device 21 and the iron removal / manganese removal device 22 constituting the tower type filtration device 23 is supplied to the water supply line 2. The turbid components that affect the filtration performance of the nanofiltration membrane (not shown) of the filtration treatment device 6 and the hollow fiber membrane (not shown) of the membrane-type vacuum degassing device 7 are almost removed, but the treated water Depending on the water quality, there may be cases where turbid components that cannot be removed by the tower-type filtration device 23 are contained, which may cause early deterioration of the filtration performance of the nanofiltration membrane and the hollow fiber membrane. . There are also protozoa (for example, Cryptosporidium) that are difficult to kill even with sodium hypochlorite added by the chemical injection device 20, and this causes early deterioration of the filtration performance of the nanofiltration membrane and the hollow fiber membrane. Sometimes.
[0074]
Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 4, the iron removal / manganese removal apparatus 22 passes between the iron removal / manganese removal apparatus 22 and the treated water tank 3. It is the structure provided with the membrane-type filtration apparatus 25 which filters fine turbid components, such as bacteria and iron.
[0075]
In the third embodiment, the membrane filtration device 25 is for mechanically removing turbid components such as bacteria and iron contained in the water to be treated. This membrane type filtration device 25 uses a hollow fiber membrane (not shown). A pressure difference is provided inside and outside the hollow fiber membrane, and water to be treated is passed from the outside to the inside of the hollow fiber membrane. The mass component is captured outside the hollow fiber membrane. The trapped turbid component is removed by washing and discharged.
[0076]
With this configuration, the treated water that has passed through the membrane filtration device 25 is stored in the treated water tank 3 with the turbid components removed.
[0077]
Here, a modification of the third embodiment will be described. Although not specifically shown, in the first embodiment, it is also preferable to provide the membrane filtration device 25 in front of the water tank 3 to be treated. If it is set as such a structure, the said turbid component of to-be-processed water can be removed effectively. For example, it is effective even when the water to be treated is tap water.
[0078]
As described above, according to the third embodiment, in addition to the water quality reforming according to the second embodiment, further effective reforming can be performed.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, corrosion that occurs in the heat transfer tube of a boiler due to the influence of moisture can be suppressed without using a chemical. Moreover, while being able to improve the process efficiency of boiler feed water, the process can be stabilized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a boiler can structure in the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged explanatory view of a dot-and-dash line III portion in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a main part of a second embodiment and a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 boiler
2 Water supply line
3 treated water tank
4 Activated carbon filtration device
5 Water softener
6 Filtration processing equipment
7 Membrane vacuum deaerator
8 Water supply tank
12 Heat transfer tubes
19 Pretreatment line
20 Chemical injection device
21 Sand filter
22 Iron removal / manganese removal equipment
23 tower filter
25 Membrane filtration device

Claims

A method of treating water supplied to a boiler 1 that heats feed water to generate steam, and removes an oxidant dissolved in the feed water, and removes hardness components contained in the feed water A hardness component removing step, a filtration treatment step of filtering the feed water so as to capture the corrosion promoting component of the boiler 1 and permeate the corrosion inhibiting component of the boiler 1, and the dissolved water solution. A treatment method for boiler feed water, comprising: a dissolved gas removal step for removing gas.

A method for treating water supplied to a boiler 1 that generates steam by heating feed water, wherein a step of removing an oxidant dissolved in the feed water is executed, and then a hardness component contained in the feed water is determined. The step of removing is performed, and then the step of filtering the feed water is performed so as to capture the corrosion promoting component of the boiler 1 and permeate the corrosion inhibiting component of the boiler 1, and further dissolved in the feed water A method for treating boiler water supply, comprising: performing a step of removing the gas that is flowing.

A method for treating water supplied to a boiler 1 that generates steam by heating feed water, and before performing the step of removing the oxidant, non-dissolution of iron, manganese, dust, etc. contained in the feed water 3. The boiler feed water treatment method according to claim 2, wherein a step of filtering an object is executed.

It is a processing method of the water supply to the boiler 1 which heats feed water and produces | generates a steam | vapor, Comprising: Before performing the process of filtering the said non-dissolved substance, the process of adding an oxidizing agent is performed, It is characterized by the above-mentioned. Item 4. A boiler feed water treatment method according to Item 3.

A method for treating water supplied to a boiler 1 that heats feed water to generate steam, and that performs filtration of the non-dissolved material, and then filters fine turbid components such as bacteria and iron. The method for treating boiler feed water according to claim 3 or 4, wherein a filtration step is performed.

A treatment apparatus for supplying water to the boiler 1 that generates steam by heating the feed water, the oxidizer removing apparatus that adsorbs and removes the oxidizer dissolved in the feed water, and a hardness component contained in the feed water. A hardness component removing device for removing by ion exchange, and a filtration device for filtering the feed water by a filtration membrane capable of capturing the corrosion promoting component of the boiler 1 and transmitting the corrosion inhibiting component of the boiler 1; A boiler feed water treatment apparatus comprising: a dissolved gas removal device that vacuum degasses a gas dissolved in the feed water.

A treatment apparatus for supplying water to a boiler 1 that generates steam by heating feed water, wherein the oxidant removal device, the hardness component removal device, the filtration treatment device, and the dissolved gas removal device are arranged in this order from the upstream side. The boiler water treatment apparatus according to claim 6, wherein the boiler water supply apparatus is disposed.

An apparatus for supplying water to a boiler 1 that heats feed water to generate steam, wherein the oxidant removing device is an activated carbon filtering device 4, and the hardness component removing device is a soft water device 5 using an ion exchange resin. 8. The filtration device according to claim 6 or 7, wherein the filtration device is a filtration device 6 using a nanofiltration membrane, and the dissolved gas removing device is a membrane vacuum deaeration device 7. Boiler feed water treatment equipment.

A treatment apparatus for supplying water to a boiler 1 that generates steam by heating the supply water, and filters insoluble matters such as iron, manganese, and dust contained in the supply water before the oxidant removing apparatus. 8. A boiler feed water treatment device according to claim 7, wherein a tower type filtration device is disposed.

A treatment apparatus for supplying water to a boiler 1 that generates steam by heating feed water, wherein the tower-type filtration device 23 is an iron removal / manganese removal device 22 and / or a sand filtration device 21. Item 10. A boiler feed water treatment apparatus according to Item 9.

A treatment apparatus for supplying water to the boiler 1 for heating the feed water to generate steam, and adding an oxidant such as sodium hypochlorite to the feed water before the tower-type filtration device 23 The boiler water supply apparatus according to claim 9 or 10, wherein the boiler water supply apparatus is arranged.

A treatment apparatus for supplying water to the boiler 1 that generates steam by heating the supply water, and in the subsequent stage of the tower-type filtration device 23, fine turbid components such as bacteria and iron contained in the supply water are provided. The treatment apparatus for boiler water supply according to any one of claims 9 to 11, wherein a membrane filtration device 25 for filtration is disposed.