JP2005288238A - Cooling water treatment device and its operation method - Google Patents

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Hideyuki Komori
英之 小森
Hiroaki Kuwano
浩明 桑野
Tatsuo Nagai
達夫 永井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently perform scale deposition in an electrolyzer for reducing scale generating tendency; to perform removing and cleaning of scale sufficiently at a low cost. <P>SOLUTION: A main electrolyzer 2 for reducing the scale generating tendency is installed in piping 1 for cooling water. In the main electrolyzer 2, an anode 5a and a cathode 5b made of a porous body are disposed opposite to each other in a casing 3. A sub-electrolyzer 11 for generating acidic water for acid cleaning of the main electrolyzer 2 is installed. In the sub-electrolyzer 11, its inside is divided into an anode chamber 12 and a cathode chamber 13 by a diaphragm 16, and an anode 14 is installed in the anode chamber 12 and a cathode 15 is installed in the cathode chamber 13. When the operation of the main electrolyzer 2 continues, the scale adheres to the cathode in it, so that the main electrolyzer 2 is acid cleaned periodically or when current-carrying resistance between the electrodes exceeds the prescribed value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は冷却水系におけるスケール付着を防止するための冷却水処理装置及びその運転方法に関する。   The present invention relates to a cooling water treatment apparatus for preventing scale adhesion in a cooling water system and an operation method thereof.

冷却水系では、熱交換器で冷却を行って昇温した冷却水(循環水)を冷却塔に送って、一部を蒸発させることにより冷却し、冷却した冷却水を熱交換器に循環させて冷却を繰り返している。このような冷却水系では、循環水は冷却塔における蒸発により濃縮される。冷却水系の補給水または濃縮された循環水中に含まれるカルシウム、マグネシウム等の硬度成分その他のスケール成分は、熱交換器の伝熱面で析出してスケール化し、熱伝導率の低下などを引き起こす。   In the cooling water system, cooling water (circulated water) heated by cooling with a heat exchanger is sent to a cooling tower and cooled by evaporating a part, and the cooled cooling water is circulated through the heat exchanger. Cooling is repeated. In such a cooling water system, the circulating water is concentrated by evaporation in the cooling tower. Hardness components such as calcium and magnesium and other scale components contained in the cooling water makeup water or concentrated circulating water are deposited on the heat transfer surface of the heat exchanger and are scaled to cause a decrease in thermal conductivity.

スケールを防止するための方法として、ポリリン酸、低分子量ポリマー等の薬剤を添加する方法が行われているが、薬剤コストがかかる。薬剤を用いることが不要な冷却水の水処理方法として、特開2003−190988号公報には、冷却水系の補給水または循環水を、極性が変わるバイポーラ電極を有する電解装置に通水し、補給水または循環水に含まれるスケール成分を微小な結晶として析出させることにより、冷却水系におけるスケール付着、特に伝熱面におけるスケール付着を防止する方法が記載されている。   As a method for preventing the scale, a method of adding a drug such as polyphosphoric acid or a low molecular weight polymer is performed, but the drug cost is high. As a water treatment method for cooling water that does not require the use of chemicals, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-190988 discloses that replenishing water or circulating water in a cooling water system is passed through an electrolyzer having a bipolar electrode whose polarity is changed. A method for preventing scale adhesion in a cooling water system, particularly scale adhesion on a heat transfer surface, by precipitating scale components contained in water or circulating water as fine crystals is described.

この電解装置においては、カルシウムイオン、マグネシウムイオン等の陽イオンは導電性粒子の陰極側に集まり、炭酸イオン、シリカなどは陽極側に集まる。陰極付近が高pHのため、陰極付近でスケールが析出する。正負の極性を逆に変換すると陰極は陽極となり、電極表面のpHが低下する。このため、析出したスケールは電極近傍で溶解して溶液中へ流れ出る。この結果、非常に微細な結晶が冷却水中に分散したものとなる。この微細結晶が核となってスケール成分が析出する。極性を変換しながら電解を継続することにより、被処理水中のスケール成分がこの微細結晶上に析出することにより、循環水のスケール傾向が低減され、伝熱面等へのスケール付着が防止される。   In this electrolysis apparatus, cations such as calcium ions and magnesium ions gather on the cathode side of the conductive particles, and carbonate ions and silica gather on the anode side. Since the pH near the cathode is high, scale is deposited near the cathode. When the positive and negative polarities are reversed, the cathode becomes the anode, and the pH of the electrode surface decreases. For this reason, the deposited scale dissolves near the electrode and flows out into the solution. As a result, very fine crystals are dispersed in the cooling water. These fine crystals serve as nuclei and precipitate scale components. By continuing the electrolysis while changing the polarity, the scale component in the water to be treated is deposited on the fine crystals, thereby reducing the scale tendency of the circulating water and preventing the scale from adhering to the heat transfer surface. .

即ち、上記特開2003−190988号公報の電解装置を備えた冷却水系において、電解装置で生じた微粒子を含んだ冷却水は熱交換部やクーリングタワーへ送り込まれ、その部位において溶解度が過飽和状態になる。過飽和状態において新たに結晶核を生成するために必要なエネルギーと既に存在する結晶を元に結晶成長するために必要なエネルギーでは既に存在する結晶を元に成長する方がはるかに必要なエネルギーが小さいので、流れてきたスケール成分の微粒子を種晶としてその上にスケール成分が析出する。   That is, in the cooling water system provided with the electrolysis apparatus of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-190988, the cooling water containing fine particles generated in the electrolysis apparatus is sent to the heat exchange section or the cooling tower, and the solubility becomes supersaturated at that portion. . In the supersaturated state, the energy required for generating new crystal nuclei and the energy required for crystal growth based on the existing crystals require much less energy to grow based on the existing crystals. Therefore, the scale component precipitates on the fine particles of the flowing scale component as seed crystals.

特表2001−502229号公報には、円筒形容器内に黒鉛よりなる1対の電極を配置すると共に、該電極間に黒鉛等の炭素質材料よりなる導電性の粒子と、シリカ、ガラス、プラスチック等の非導電性の粒子とを混合充填し、この電極間に通電しつつ円筒形容器に水を通水させてスケール生成を低減する方法が記載されている。同号の記載によると、この通電処理によりアルカリが生成し、このアルカリによって結晶核が生成し、スケール生成傾向が低下する。   JP-T-2001-502229 discloses that a pair of electrodes made of graphite is disposed in a cylindrical container, and conductive particles made of a carbonaceous material such as graphite, silica, glass, and plastic between the electrodes. A method is described in which scale formation is reduced by mixing and filling non-conductive particles such as water and passing water between the electrodes while passing water through a cylindrical container. According to the description of the same issue, alkali is generated by this energization treatment, crystal nuclei are generated by this alkali, and the scale generation tendency is reduced.

このスケール防止方法では、アルカリ領域でスケール微細結晶の生成と共に電極へのスケール付着も起こり、定期的な洗浄が必要となる。この洗浄方法として、一定時間で電極を極性転換し、アルカリ側でスケール付着した電極が酸性領域となりスケールを剥離・溶解させる技術がある。しかしながら、この方法では、極性転換によって陽極と陰極が反転するために電極自体の酸化・還元が繰り返され、電極が劣化し易い。例えば、グラファイト電極の場合、陽極で電極自身が酸化され、グラファイト粉末が流出して劣化する。不溶性電極として良く使用される白金酸化物やイリジウム酸化物を被覆したチタン電極は、陽極での酸化には耐性を有するが、陰極では酸化物が剥離して劣化が進み易い。   In this scale prevention method, the scale adheres to the electrodes as well as the generation of the scale fine crystals in the alkaline region, and periodic cleaning is required. As this cleaning method, there is a technique in which the polarity of the electrode is changed over a certain period of time, and the electrode adhered to the scale on the alkali side becomes an acidic region to peel and dissolve the scale. However, in this method, since the anode and the cathode are inverted by the polarity change, the electrode itself is repeatedly oxidized and reduced, and the electrode is likely to deteriorate. For example, in the case of a graphite electrode, the electrode itself is oxidized at the anode, and graphite powder flows out and deteriorates. A titanium electrode coated with platinum oxide or iridium oxide, which is often used as an insoluble electrode, is resistant to oxidation at the anode, but at the cathode, the oxide is exfoliated and easily deteriorates.

特開2000−140849号公報には、凹凸の金属電極ユニットを備えた電解装置に被処理水を通してスケール成分を陰極面に析出させ、さらに極性反転して析出したスケール成分を系外へ除去する装置および方法が記載されている。この方法の問題点は、極性転換により電極が劣化し易いこと、及び、極性転換のみでは、付着したスケールの除去性が不十分なことである。即ち、一定量のスケールが電極に付着してから極性転換したときには、スケールが付着した部分が非導電性となり、電流に分布が生じる。従って、スケールが溶解する酸性領域が形成されるのはスケールが付着していない部分からとなり、スケールの剥離・溶解に時間がかかる。
特開2003−190988号公報 特表2001−502229号公報 特開2000−140849号公報
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-140849 discloses an apparatus for depositing a scale component on a cathode surface by passing water to be treated through an electrolytic device equipped with an uneven metal electrode unit, and further removing the deposited scale component out of the system by reversing the polarity. And methods are described. The problems with this method are that the electrodes are likely to deteriorate due to the polarity change, and that the attached scales are not sufficiently removed by the polarity change alone. That is, when the polarity is changed after a certain amount of scale is attached to the electrode, the portion to which the scale is attached becomes non-conductive and the current is distributed. Therefore, an acidic region where the scale dissolves is formed from a portion where the scale is not attached, and it takes time to peel and dissolve the scale.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-190988 Special table 2001-502229 gazette JP 2000-140849 A

上記のように水の電解処理により陰極にスケール成分を析出させてスケール生成傾向を低減する冷却水処理装置にあっては、特に平板対向型では短時間で運転の経過に伴って電解装置内にスケールが付着し、被処理水の流路を狭め閉塞してしまう。また、これを除去する必要があるが、電極の劣化を回避しながらスケールを効率良く十分に除去することはできなかった。   In the cooling water treatment apparatus that reduces the scale formation tendency by depositing the scale component on the cathode by the electrolytic treatment of water as described above, in particular, in the flat plate facing type, the electrolysis apparatus is put into the electrolytic apparatus with the progress of operation in a short time. A scale adheres and narrows the flow path of the water to be treated. Moreover, it is necessary to remove this, but the scale could not be efficiently and sufficiently removed while avoiding the deterioration of the electrode.

本発明は、このスケール生成傾向低減用電解装置のスケール除去洗浄を十分に且つ低コストにて行うことを目的とする。   An object of the present invention is to perform the scale removal cleaning of the electrolysis apparatus for reducing the scale generation tendency sufficiently and at low cost.

本発明の冷却水処理装置は、陽極と陰極との間に循環冷却水系の補給水又は循環水が通水されるスケール生成傾向低減用電解装置を備えてなる冷却水処理装置において、該陰極が多孔体よりなることを特徴とするものである。   The cooling water treatment apparatus of the present invention is a cooling water treatment apparatus comprising an electrolytic device for reducing scale generation tendency in which supply water or circulating water of a circulating cooling water system is passed between an anode and a cathode. It consists of a porous body.

本発明の冷却水処理装置の運転方法は、本発明の冷却水処理装置が酸洗浄用の酸を生成させる酸生成用電解装置を備えている場合、この冷却水処理装置を運転する方法において、スケール生成傾向低減用運転工程と、該酸生成用電解装置で生成した酸を該スケール生成傾向低減用電解装置に供給して酸洗浄する酸洗浄工程とを交互に行うことを特徴とするものである。   When the cooling water treatment apparatus of the present invention is equipped with an acid generation electrolyzer that generates an acid for acid cleaning, the operation method of the cooling water treatment apparatus of the present invention, An operation process for reducing scale generation tendency and an acid cleaning process for supplying acid to the scale generation tendency reducing electrolyzer to perform acid cleaning are alternately performed. is there.

かかる本発明の冷却水処理装置及びその運転方法によると、スケール生成傾向低減用電解装置において冷却水は以下のように電解される。
陽極:2HO→O+4H+4OH
陰極:4HO+4e→4OH+2H
According to the cooling water treatment apparatus and the operation method thereof of the present invention, the cooling water is electrolyzed in the scale generation tendency reducing electrolysis apparatus as follows.
Anode: 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4OH
Cathode: 4H 2 O + 4e → 4OH + 2H 2

この反応により陰極近傍では水素が発生してアルカリ性となる。このため、陰極近傍で重炭酸イオンが炭酸イオンに解離し、Caイオン及びMgイオンより炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが生成し、これらがスケール微粒子となって析出することからスケール化傾向が低減される。   By this reaction, hydrogen is generated near the cathode and becomes alkaline. For this reason, bicarbonate ions dissociate into carbonate ions in the vicinity of the cathode, and calcium carbonate and magnesium carbonate are generated from Ca ions and Mg ions, which are precipitated as scale fine particles, thereby reducing the scaling tendency.

また、このスケール微粒子を含んだ水が冷却水系のうち熱交換器等のスケール成分の過飽和領域を流れる場合、溶存スケール成分が該スケール微粒子上に析出するので、熱交換器等の機器表面へのスケール付着が著しく抑制される。従って、循環冷却水又は補給水をこの電解装置に通水することにより、循環冷却水のスケール生成傾向が低下する。   In addition, when the water containing the scale fine particles flows in the supersaturated region of the scale components such as the heat exchanger in the cooling water system, the dissolved scale components are deposited on the scale fine particles, so that the water is applied to the surface of the equipment such as the heat exchanger. Scale adhesion is remarkably suppressed. Therefore, the scale formation tendency of the circulating cooling water is reduced by passing the circulating cooling water or makeup water through the electrolyzer.

本発明では、陰極を多孔体としているため、陰極と水との接触面積が大きく、この陰極の表面及び陰極中に水中の溶存スケール成分が析出し、水のスケール生成傾向が十分に低減される。   In the present invention, since the cathode is a porous body, the contact area between the cathode and water is large, and dissolved scale components in water are deposited on the surface of the cathode and in the cathode, and the scale formation tendency of water is sufficiently reduced. .

多孔体の空隙率を30〜97%とすることにより、このスケール生成傾向低下が一層顕著となる。   By reducing the porosity of the porous body to 30 to 97%, the reduction in scale generation tendency becomes more remarkable.

このスケール生成傾向低減用電解装置の陰極にスケールが蓄積してきた場合、酸洗浄を行ってスケール除去を行うのであるが、このためには、酸生成用電解装置から酸を該スケール生成傾向低減用電解装置に導入して酸洗浄するのが好ましい。この酸生成用電解装置を設けたことにより、酸洗浄のための酸を購入・保管することが不要となり、処理コストが低減される。また、陰極が多孔体よりなり、その表面積が大きいため、スケールの付着厚みは薄いものとなる。このため、酸洗浄によりスケールを十分に除去することができる。この冷却水処理装置の運転方法においては、運転工程と、この酸洗浄工程とを交互に行うことにより、スケールを確実に除去することができる。   When scale accumulates on the cathode of this scale generation tendency reducing electrolyzer, acid cleaning is performed to remove the scale. For this purpose, acid is removed from the acid generation electrolyzer for reducing scale formation tendency. It is preferable to introduce into an electrolytic apparatus and perform acid cleaning. By providing this electrolytic device for acid generation, it becomes unnecessary to purchase and store an acid for acid cleaning, and the processing cost is reduced. Moreover, since the cathode is made of a porous material and has a large surface area, the thickness of the scale attached is small. For this reason, the scale can be sufficiently removed by acid cleaning. In the operation method of the cooling water treatment apparatus, the scale can be reliably removed by alternately performing the operation process and the acid cleaning process.

本発明の冷却水処理装置及びその運転方法によると、冷却循環水のスケール化傾向を下げることができるため、熱交換部や冷却塔等にスケールが析出することが防止ないし抑制される。また、このスケール生成傾向低減用電解装置が十分に酸洗浄されると共に、この酸洗浄コストが低減される。   According to the cooling water treatment apparatus and the operation method thereof of the present invention, the scaling tendency of the cooling circulating water can be lowered, so that the deposition of scale in the heat exchange section, the cooling tower, etc. is prevented or suppressed. In addition, the scale generation tendency reducing electrolyzer is sufficiently acid cleaned, and the acid cleaning cost is reduced.

本発明では、スケール生成傾向低減用電解装置の陰極を構成する多孔体電極に一定量のスケールを付着させてから、別に設けた酸生成用副電解装置から電解酸性水を該スケール生成傾向低減用電解装置に供給してスケールを酸洗浄して排出する。この酸生成用電解装置を備えたことにより、酸洗浄用薬品の購入や危険な搬入作業が無くなり、薬品コスト、安全性の向上の低減が図れる。さらに、空隙率の高い多孔体電極を用いることでスケールの付着面積が広がり、電解酸性水とスケールとの接触効率が向上するため洗浄時間が短縮される。また、酸洗浄を電解酸性水によって行うことで極性転換が不要となり、電極の劣化が大幅に抑えられる。   In the present invention, after a certain amount of scale is attached to the porous body electrode constituting the cathode of the scale generation tendency reducing electrolyzer, the electrolytic acid water is used for reducing the scale formation tendency from a separate acid generation sub-electrolyzer. It is supplied to the electrolyzer and the scale is acid cleaned and discharged. By providing this electrolytic apparatus for acid generation, it is possible to eliminate the purchase of chemicals for acid cleaning and dangerous carrying-in work, and to improve the chemical cost and safety. Furthermore, the use of a porous electrode having a high porosity increases the adhesion area of the scale and improves the contact efficiency between the electrolytic acid water and the scale, thereby shortening the cleaning time. In addition, by performing acid cleaning with electrolytic acid water, polarity conversion is not required, and electrode deterioration can be greatly suppressed.

以下、図面を参照して本発明の冷却水処理装置について説明する。図1は実施の形態に係る冷却水処理装置の電解装置の概略的な断面図である。   Hereinafter, the cooling water treatment apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrolysis apparatus of a cooling water treatment apparatus according to an embodiment.

冷却水用配管1の途中にスケール生成傾向低減用の主電解装置2が設置されている。なお、配管1のうちこの主電解装置2よりも上流側を1aとし、下流側を1b,1cとする。   A main electrolysis device 2 for reducing scale generation tendency is installed in the middle of the cooling water pipe 1. In the pipe 1, the upstream side of the main electrolyzer 2 is 1a, and the downstream side is 1b, 1c.

主電解装置2は、ケーシング3内に陽極4と多孔体よりなる陰極5a,5bを配置したものである。この実施の形態では、板状の陽極4の両板面に対面するようにして2枚の板状の陰極5a,5bが配置されている。配管1aからの冷却水は、入口3aから陽極4と陰極5aとの間に流入し、陽極4の先端側を回り込んで陽極4と陰極5bとの間を流れ、出口3bから配管1bへ流出する。陽極4の先端側に対峙するようにして、ブロー水出口3cが設けられ、ブロー配管6が接続されている。このブロー配管6には弁6aが設けられている。   The main electrolysis apparatus 2 has an anode 4 and cathodes 5 a and 5 b made of a porous body disposed in a casing 3. In this embodiment, two plate-like cathodes 5 a and 5 b are arranged so as to face both plate surfaces of the plate-like anode 4. Cooling water from the pipe 1a flows between the anode 4 and the cathode 5a from the inlet 3a, flows around the tip side of the anode 4, flows between the anode 4 and the cathode 5b, and flows out from the outlet 3b to the pipe 1b. To do. A blow water outlet 3c is provided so as to face the tip side of the anode 4, and a blow pipe 6 is connected thereto. The blow pipe 6 is provided with a valve 6a.

配管1aには弁7が設けられ、配管1b,1c間には三方弁8が設けられている。この三方弁8と、配管1aのうち弁7よりも主電解装置入口3a側との間が配管9で接続されている。   The pipe 1a is provided with a valve 7, and a three-way valve 8 is provided between the pipes 1b and 1c. A pipe 9 connects the three-way valve 8 to the main electrolyzer inlet 3a side of the valve 1 in the pipe 1a.

この酸洗浄用の酸性水を生成させるために副電解装置11が設置されている。この副電解装置11は、内部が隔膜16によって陽極室12と陰極室13とに区画されており、陽極室12内に陽極14が設置され、陰極室13内に陰極15が設置されている。   A secondary electrolysis device 11 is installed to generate acid water for acid cleaning. The sub electrolysis apparatus 11 is divided into an anode chamber 12 and a cathode chamber 13 by a diaphragm 16, an anode 14 is installed in the anode chamber 12, and a cathode 15 is installed in the cathode chamber 13.

水道水などよりなる電解用給水が副電解装置11に導入され、酸性水がポンプ17a付きの配管17を介して陽極室12から流出し、前記配管1a(弁7よりも入口3a側)に供給可能とされている。陰極室13には排出ライン18が接続されている。   Water for electrolysis made of tap water or the like is introduced into the sub-electrolyzer 11, and acidic water flows out from the anode chamber 12 through a pipe 17 with a pump 17a and is supplied to the pipe 1a (the inlet 3a side from the valve 7). It is possible. A discharge line 18 is connected to the cathode chamber 13.

このように構成された冷却水処理装置は、冷却システムの冷却水循環ラインや、クーリングタワー等に設置される。この冷却システムに設けられた冷却水処理装置においては、定常時には、副電解装置11を停止(通電及び通水停止)状態とし、弁7を開、三方弁8を配管1b,1c連通とし、冷却水を主電解装置2にのみ通水する。この主電解装置2の電極4,5に電圧を印加すると、陰極側5a,5bでスケールが微粒子状に生成し、この微粒子が冷却水に混ざったまま循環冷却水ラインを流れる。このスケール微粒子を含んだ水が熱交換器などのスケール成分の過飽和域を通過する場合、このスケール微粒子上にスケールが析出するので、熱交換器等の機器表面にスケール成分が付着することが抑制される。   The cooling water treatment apparatus configured as described above is installed in a cooling water circulation line of a cooling system, a cooling tower, or the like. In the cooling water treatment apparatus provided in this cooling system, in a steady state, the sub electrolysis apparatus 11 is stopped (energization and water flow is stopped), the valve 7 is opened, and the three-way valve 8 is connected to the pipes 1b and 1c. Water is passed only through the main electrolyzer 2. When a voltage is applied to the electrodes 4 and 5 of the main electrolyzer 2, scales are generated in the form of fine particles on the cathode sides 5a and 5b, and the fine particles flow through the circulating cooling water line while being mixed with the cooling water. When the water containing scale particles passes through the supersaturated region of the scale components such as heat exchangers, the scale deposits on the scale particles, thereby preventing the scale components from adhering to the surface of the equipment such as heat exchangers. Is done.

なお、冷却水の脱スケール処理を全く施していない系では冷却水中カルシウム硬度は120mgCaCO/L程度であることから、循環している冷却水のカルシウム硬度が100mgCaCO/Lを超えないように主電解装置2を運転することが望ましい。主電解装置2でのスケール析出量はその直流電源の電流値によって制御することが可能である。 In a system in which the cooling water is not descaled at all, the calcium hardness of the cooling water is about 120 mg CaCO 3 / L, so that the calcium hardness of the circulating cooling water should not exceed 100 mg CaCO 3 / L. It is desirable to operate the electrolyzer 2. The amount of scale deposition in the main electrolysis apparatus 2 can be controlled by the current value of the DC power supply.

この主電解装置2の運転を継続すると、その中の陰極5a,5bの表面にスケールが付着してくるので、定期的にあるいは電極間の通電抵抗が所定以上になった場合には、主電解装置2を酸洗浄する。   If the operation of the main electrolysis apparatus 2 is continued, scales adhere to the surfaces of the cathodes 5a and 5b in the main electrolysis apparatus 2. Therefore, when the energization resistance between the electrodes becomes a predetermined value or more regularly, the main electrolysis The apparatus 2 is acid cleaned.

この酸洗浄を行うには、弁6aを開、弁7を閉、三方弁8を配管1b,9連通とし、副電解装置11に通水し、陽極14と陰極15との間に電圧を印加する。これにより、陽極室12において酸性水が生成する。この酸性水が配管17を介して主電解装置2内に導入され、付着していたスケール成分を溶解させる。この酸洗浄排液はブロー配管6を介して排出される。   In order to perform this acid cleaning, the valve 6a is opened, the valve 7 is closed, the three-way valve 8 is connected to the pipes 1b and 9, water is passed through the sub-electrolyzer 11, and a voltage is applied between the anode 14 and the cathode 15. To do. Thereby, acidic water is generated in the anode chamber 12. This acidic water is introduced into the main electrolysis device 2 through the pipe 17 and dissolves the scale component that has adhered. The acid cleaning waste liquid is discharged through the blow pipe 6.

なお、副電解装置11の陰極室13で生成したアルカリ水は排出ライン18から排出される。この排出ライン18からのアルカリ水と前記ブロー配管6からの酸性排水とを混合して中和することが望ましい。   Alkaline water generated in the cathode chamber 13 of the sub-electrolysis device 11 is discharged from the discharge line 18. It is desirable to mix and neutralize the alkaline water from the discharge line 18 and the acidic waste water from the blow pipe 6.

酸洗浄終了後は、必要に応じ、冷却水を主電解装置2に流通させてリンスを行う。   After completion of the acid cleaning, cooling water is circulated through the main electrolysis device 2 as necessary to perform rinsing.

その後、定常運転に復帰させる。   Then, it returns to steady operation.

この実施の形態では、このように、主電解装置2の陰極5a,5bを構成する多孔体電極に所定量のスケールを付着させてから、酸生成用副電解装置11から電解酸性水を該主電解装置2に供給してスケールを酸洗浄して排出する。この酸生成用副電解装置11を備えたことにより、酸洗浄用薬品の購入や危険な搬入作業が無くなり、薬品コスト、安全性の向上の低減が図れる。さらに、空隙率の高い多孔体電極を用いることでスケールの付着面積が広がり、電解酸性水とスケールとの接触効率が向上するため、洗浄時間が短縮される。また、酸洗浄を電解酸性水によって行うことで極性転換が不要となり、電極の劣化が大幅に抑えられる。   In this embodiment, after a predetermined amount of scale is attached to the porous electrodes constituting the cathodes 5a and 5b of the main electrolysis device 2, the electrolytic acid water is supplied from the acid generation sub-electrolysis device 11 to the main acid device. It is supplied to the electrolyzer 2 and the scale is acid washed and discharged. By providing this acid-generating sub-electrolysis device 11, there is no need to purchase acid cleaning chemicals or dangerous carry-in work, and it is possible to reduce chemical costs and safety. Furthermore, by using a porous electrode having a high porosity, the adhesion area of the scale is increased and the contact efficiency between the electrolytic acid water and the scale is improved, so that the cleaning time is shortened. In addition, by performing acid cleaning with electrolytic acid water, polarity conversion is not required, and electrode deterioration can be greatly suppressed.

上記の主電解装置2は、冷却水の循環ライン(図2のライン54)の任意の位置に組み込むことができる。また、図2のように、クーリングタワー50の貯水槽51の水をポンプ52及び配管1を介して主電解装置2に導入して処理するように設置されてもよい。なお、図2の符号53は二重管式熱交換器、54は循環ライン、55は循環ポンプを示している。   The main electrolyzer 2 can be incorporated in any position of the cooling water circulation line (line 54 in FIG. 2). Further, as shown in FIG. 2, the water in the water storage tank 51 of the cooling tower 50 may be installed so as to be introduced into the main electrolysis apparatus 2 through the pump 52 and the pipe 1 for processing. In FIG. 2, reference numeral 53 denotes a double-pipe heat exchanger, 54 denotes a circulation line, and 55 denotes a circulation pump.

主電解装置2の陰極5a,5bを構成する多孔体電極の材質は導電性を有して、酸に不溶な電極が好ましく、ガラス質炭素、不溶性金属、金属酸化物、SUSなどの金属複合物が好適である。なお、多孔体電極の空隙率は30〜97%の範囲が好ましく、さらには80〜97%が好適である。   The material of the porous body electrode constituting the cathodes 5a and 5b of the main electrolysis device 2 is preferably an electrode that is conductive and insoluble in acid, and is a metal composite such as vitreous carbon, insoluble metal, metal oxide, and SUS. Is preferred. The porosity of the porous body electrode is preferably in the range of 30 to 97%, more preferably 80 to 97%.

電解装置2,11の他の電極4,12,13の電極材料としては、電解により溶出することがないものが用いられ、特に、白金、イリジウムを被覆したチタン電極や白金メッキ電極が好適である。   As the electrode material of the other electrodes 4, 12, 13 of the electrolysis apparatuses 2, 11, a material that does not elute by electrolysis is used, and in particular, a titanium electrode or a platinum plating electrode coated with platinum or iridium is suitable. .

[実施例1]
図2に示す開放系循環冷却水ラインにおいて図1の本発明装置を設置した。この循環水ラインは、厚木市水5倍濃縮で300冷凍トンの開放系循環冷却水ラインである。補給水カルシウム硬度が40mgCaCO/Lから5倍濃縮理論カルシウム硬度は200mgCaCO/Lとなるが、主電解装置2において、冷却水循環溶液の炭酸カルシウムスケール析出速度が20gCaCO/m/hrとなるように電解条件を設定したところ、冷却水循環溶液中のカルシウム硬度は100mgCaCO/L前後で安定運転が可能となり、開放点検時の熱交換器へのスケール付着は見られなかった。
[Example 1]
1 was installed in the open circulation cooling water line shown in FIG. This circulating water line is an open system circulating cooling water line of 300 refrigeration tons with 5 times concentration of Atsugi City water. Although makeup water calcium hardness of 5-fold concentrated stoichiometric calcium hardness from 40mgCaCO 3 / L becomes 200mgCaCO 3 / L, in the main electrolysis system 2, calcium carbonate scale deposition rate of the cooling water circulating solution is 20gCaCO 3 / m 3 / hr When the electrolysis conditions were set as described above, the calcium hardness in the circulating cooling water solution was stable at around 100 mg CaCO 3 / L, and scale adhesion to the heat exchanger during open inspection was not observed.

[比較例1]
比較例として、図2においてポンプ52を停止して冷却水系の運転を行った。その結果、循環冷却水中のカルシウム硬度は120mgCaCO/Lで安定し、80mgCaCO/L分は熱交換器及びクーリングタワーへ析出していた。
[Comparative Example 1]
As a comparative example, the cooling water system was operated with the pump 52 stopped in FIG. As a result, the calcium hardness of the circulating cooling water stabilized at 120mgCaCO 3 / L, 80mgCaCO 3 / L min had precipitated to the heat exchanger and cooling tower.

なお、実施例1及び比較例1での熱交換器へのスケール析出速度を計測したところ、1ヶ月当り、1cmに付着した炭酸カルシウムスケール量(mg)として次の通りであった。
実施例1 1〜2(mg/cm/月)
比較例1 50(mg/cm/月)
In addition, when the scale deposition rate to the heat exchanger in Example 1 and Comparative Example 1 was measured, the amount of calcium carbonate scale (mg) adhered to 1 cm 2 per month was as follows.
Example 1 1-2 (mg / cm < 2 > / month)
Comparative Example 1 50 (mg / cm 2 / month)

以上の実施例及び比較例より明らかな通り、本発明によると、被処理中に溶解しているカルシウム、マグネシウムイオンなど金属イオンスケール成分を飽和濃度以下に除去し、冷却水系内のスケール析出を防止することができる。   As is clear from the above examples and comparative examples, according to the present invention, metal ion scale components such as calcium and magnesium ions dissolved during the treatment are removed to a saturation concentration or less to prevent scale deposition in the cooling water system. can do.

実施の形態に係る冷却水処理装置の系統図である。It is a systematic diagram of the cooling water treatment apparatus concerning an embodiment. 図1の冷却水処理装置を組み込んだ冷却水循環システムの系統図である。It is a systematic diagram of the cooling water circulation system incorporating the cooling water treatment apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 主電解装置(スケール生成傾向低減用電解装置)
4 陽極
5a,5b 陰極
11 副電解装置(酸洗浄用酸性水生成用電解装置)
12 陽極室
13 陰極室
2 Main electrolyzer (electrolyzer for reducing scale formation tendency)
4 Anode 5a, 5b Cathode 11 Sub-electrolyzer (electrolyzer for generating acid water for acid cleaning)
12 Anode chamber 13 Cathode chamber

Claims (4)

陽極と陰極との間に循環冷却水系の補給水又は循環水が通水されるスケール生成傾向低減用電解装置を備えてなる冷却水処理装置において、
該陰極が多孔体よりなることを特徴とする冷却水処理装置。
In a cooling water treatment apparatus comprising an electrolytic device for reducing scale generation tendency in which makeup water or circulating water in a circulating cooling water system is passed between an anode and a cathode,
A cooling water treatment apparatus, wherein the cathode is made of a porous material.
請求項1において、該多孔体の空隙率が30〜97%であることを特徴とする冷却水処理装置。   The cooling water treatment apparatus according to claim 1, wherein the porosity of the porous body is 30 to 97%. 請求項1又は2において、該電解装置を酸洗浄するための酸を生成させる酸生成用電解装置を備えたことを特徴とする冷却水処理装置。   3. The cooling water treatment apparatus according to claim 1, further comprising an acid generating electrolyzer that generates an acid for acid cleaning the electrolyzer. 請求項3の冷却水処理装置を運転する方法において、スケール生成傾向低減用運転工程と、該酸生成用電解装置で生成した酸を該スケール生成傾向低減用電解装置に供給して酸洗浄する酸洗浄工程とを交互に行うことを特徴とする冷却水処理装置の運転方法。   The method for operating the cooling water treatment apparatus according to claim 3, wherein the scale generation tendency reducing operation step and the acid generated by the acid generation electrolyzer are supplied to the scale generation tendency reducing electrolyzer to perform acid cleaning. A method for operating a cooling water treatment apparatus, wherein the cleaning process is alternately performed.
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