JP2009063239A - 熱交換器のスケール対策法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱交換器の伝熱管の冷却水通過側の伝熱面におけるスケール発生を抑制する熱交換器のスケール対策法。スケールが富マンガンスケールである場合に適用する。伝熱管内の冷却水を、マンガン酸化細菌が死滅可能な最低温度×時間に加熱維持するマンガン酸化細菌の殺菌処理を、該殺菌処理後、マンガン酸化細菌の酸化能回復期間経過毎に行う。
【選択図】図2
Description
スケールが富マンガンスケールである場合において、
(1)伝熱管内の冷却水を、マンガン酸化細菌が死滅可能な最低温度×時間に加熱維持するマンガン酸化細菌の殺菌処理を、該殺菌処理後、マンガン酸化細菌の酸化能回復期間経過毎に行うことを特徴とする、又は、
(2)伝熱管内の冷却水の一時加熱熱処理を、44〜49℃の温度で1h以上の条件で、且つ、常態冷却水の温度が20℃のとき10d経過毎に、同30℃のとき3d経過毎の範囲で間欠的に行うことを特徴とする。
本実施形態において、冷却水の取水箇所は通常、海とするが、河川、湖沼等の淡水の場合も本発明は、適用できる。なお、海水の平均的な溶解マンガン(Mn2+)量、0.01ppb、溶解鉄量は0.04ppbとされているのに対し、河川の平均的な溶解マンガン量は、20ppbとされている。
「例えば、低圧タービン23に蒸気を供給し、低圧タービン23から排出される蒸気を復水器40に供給する場合、復水器40の真空度(真空値)を調整する(例えば、真空値を低下させる)ことにより、低圧タービン23から排出される蒸気の温度を上昇させることができる。すなわち、排気室(図2に示すように、低圧タービン23から蒸気が排出される位置)内の温度は飽和蒸気温度付近に維持されるため、復水器40の真空度を低下させれば復水器40内の温度が上昇する。ここで、復水器40の真空度は、例えば、真空調整弁47によって調整することができる。したがって、この方法を用いる場合には特別な装置を設ける必要がない。」
火力発電所(知多第二火力)の復水器細管の付着物及び取水口付近の海水、海底泥を採取した。なお、復水器細管の付着物は、グラニュレートボールを通過させて採取した。
上記、Mn酸化細菌計数で用いた平板培地(オリジナル)から、予めレプリカ法にてコロニーを複写した平板培地(コピー)を作成、先述のベンジジン試薬により、オリジナル培地でMn酸化細菌と確認されたコロニーと同じ位置のコロニーを白金耳で釣菌し、新しい1/2TZ-Mn平板培地に移すことにより、Mn酸化細菌を単離した。その結果、採取した試料より計28株(海底泥:11株、復水器:17株)のMn酸化細菌の単離に成功した。
さらに、これら保存株28株から、増殖が良好であり、ベンジジンで強く発色するものを2株(D16株、D21株)選定し、以降の試験に供した。
1)試験方法
単離したMn酸化細菌の酸化能力を把握するため、1/2TZ-Mn液体培地(初期Mn濃度50mg/L)60mLに、D-16株又はD-21株を全菌数で2.8×106〜1.2×107cells/mLの範囲で加え、16日間振とう培養し、その間のMn酸化速度を求めた。なお、その際に、Mn酸化速度に与えるpH、温度、溶存酸素量(DO)、鉄(Fe)濃度の影響を調べるため、表2に示す試験区を設けた。
マンガン酸化率を次式で求め、D21株についての結果を図3〜5に示す。なお、同時にD16株について20℃で行った結果を図6に示す。
(但し、Cb:マンガンイオン無添加の対照区のマンガンイオン濃度、Cs:試料のマンガンイオン濃度)
マンガン酸化には誘導期がみられた。
(ただし、C:マンガンイオン濃度(mg/L)、t:時間(d))
1次反応速度定数は20℃で最大を示した。溶存酸素が低下すると酸化速度は減少する。pHが海水のpHである8より低下する酸化速度は減少することが分かる。また、鉄イオンの添加の影響は見られなかった。
加熱滅菌の効果を観察するため、培地として1/2TZ液体培地と、滅菌海水の2つを用意し、それぞれ10mLずつ試験管に入れ、試験区とした。ここに、20℃にて3日間前培養したMn酸化細菌D-21株を全菌数で107cells/mLとなるように加え、それらを、温度30・45・60℃条件下に曝露し、0h、8h、24h、48hそれぞれ各時間経過後に1mLずつ採取し、1/2TZ平板培地によるコロニー法にてMn酸化細菌数の変化を観察した。
1)試験方法:
加熱殺菌処理を行う最適頻度を調べるため、加熱滅菌直後の復水器を再現し、その後のMn酸化細菌数及びMn酸化能力の回復速度を調べた。すなわち、D-21株を、無菌の1/2TZ-Mn液体培地60mL中に海水中と同じ菌数(約2.4×104cells/mL)となるように加え、20℃又は30℃条件下にて、16日間培養、その間における菌数の増加を直接計数法(蛍光法)で毎日観察すると同時に、Mn酸化量の増加も観察した。
その結果、菌数は20℃でも30℃でも1日で回復するものの(図14)、酸化能の回復は菌数より遅れ、20℃で7日、30℃で4日かかることが分かった(図15)。すなわち、本発明の加熱滅菌処理を、冬期においては1週間前後、夏期においては4日前後の頻度で行えば、復水器細管内へのMnスケールの付着を防止できることが確認できた。
40 復水器
46 真空ポンプ
47 真空調整弁
Claims (5)
- 熱交換器の伝熱管の冷却水の通過側の伝熱面におけるスケール発生を抑止する熱交換器のスケール対策法であって、
前記スケールが富マンガンスケールである場合において、
前記伝熱管内の前記冷却水を、マンガン酸化細菌が死滅可能な最低温度×時間に加熱維持するマンガン酸化細菌の殺菌処理を、該殺菌処理後、マンガン酸化細菌の酸化能回復期間経過毎に行うことを特徴とする熱交換器のスケール対策法。 - 熱交換器の伝熱管の冷却水の通過側の伝熱面に発生するスケール発生を抑止する熱交換器のスケール対策法であって、
前記スケールが富マンガンスケールである場合において、
前記伝熱管内の前記冷却水の一時加熱を、44〜49℃×1h以上の条件で、且つ、常態冷却水温度20℃のとき10d経過毎に、同30℃のとき3d経過毎に間欠的に行うことを特徴とする熱交換器のスケール対策法。 - 熱交換器の伝熱管の冷却水通過側の伝熱面に発生するスケール発生を抑止する熱交換器のスケール対策法であって、
前記スケールが金属酸化細菌に起因する難溶性金属酸化物を含む場合において、
前記伝熱管の、前記冷却水を前記金属酸化細菌が死滅可能な最低温度まで昇温させて、前記金属酸化細菌の殺菌処理を、該殺菌処理後、金属酸化細菌の酸化能回復期間経過毎に行うことを特徴とする熱交換器のスケール対策法。 - 前記冷却水が海水であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の熱交換器のスケール対策法。
- 前記熱交換器が復水器であることを特徴とする請求項4記載の熱交換器のスケール対策法。
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