JP2013075973A - Cleaning agent for hardly soluble fouling, centrifugal thin-film dryer, and method of cleaning the centrifugal thin-film dryer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、難溶解性であるカルシウム塩のスケールが付着した金属表面の洗浄技術に関する。 The present invention relates to a technique for cleaning a metal surface to which a calcium salt scale that is hardly soluble is attached.
ボイラーや熱交換器等の金属表面に付着するスケールは、熱媒体等の流量の低下や熱伝導率の悪化等を引き起こし、機器の性能低下や故障の原因となる。機器の性能を維持するために、これら付着物を定期的に洗浄することが必要であり、短時間でかつ機器材料を傷めずに実施できる洗浄技術が求められている。 Scales adhering to metal surfaces such as boilers and heat exchangers cause a decrease in the flow rate of a heat medium or the like, a deterioration in thermal conductivity, and the like, leading to a reduction in device performance and failure. In order to maintain the performance of the equipment, it is necessary to periodically clean these deposits, and a cleaning technique that can be performed in a short time without damaging the equipment material is required.
一般産業機器において除去が検討されるスケールの主成分は、酸化鉄や炭酸カルシウムなどである場合が多い。
また、原子力施設では、例えば加圧水型原子炉(PWR)において、ホウ酸を含む廃液が発生し、この廃液を乾燥・粉体化する遠心式薄膜乾燥機が用いられている。この廃液に対しカルシウムを添加してホウ酸を不溶化する処理がなされるため、遠心式薄膜乾燥機には、ホウ酸カルシウムを主成分とするスケールが付着する。
In many cases, the main component of the scale to be removed in general industrial equipment is iron oxide or calcium carbonate.
In nuclear power facilities, for example, in a pressurized water reactor (PWR), a waste liquid containing boric acid is generated, and a centrifugal thin film dryer is used to dry and pulverize the waste liquid. Since a treatment for adding calcium to the waste liquid to insolubilize boric acid is performed, a scale mainly composed of calcium borate adheres to the centrifugal thin film dryer.
このように、ボイラー、熱交換器、遠心式薄膜乾燥機といった機器等の金属表面には、カルシウム塩のスケールが付着する。これらスケールは、これら機器の伝熱性能を低下させるだけでなく、回転体を有する機器については、スケールが多量に付着することにより回転体の重量バランスが悪化し、回転の抵抗力が増加し、機器に振動や騒音を発生させ、モータ負荷が上昇し、安定した運転を阻害する原因となる。 Thus, the calcium salt scale adheres to the metal surface of equipment such as boilers, heat exchangers, and centrifugal thin film dryers. These scales not only reduce the heat transfer performance of these devices, but for devices with rotating bodies, the scales adhere to the weight, which deteriorates the weight balance of the rotating bodies and increases the rotational resistance. Vibrations and noises are generated in the equipment, the motor load increases, and the stable operation is hindered.
このために、機器の金属表面を腐食させることなく、付着したスケールを効果的に除去する技術がこれまでに数多く検討されてきた。
遠心薄膜乾燥機に関して、定格運転の期間中に粉体付着の最も多い軸方向中央部分に温水をスプレーして付着物を溶解洗浄する工程を設けるスケールの除去技術が開示されている(例えば、特許文献1,2)
蒸発装置に関して、高圧水を吹き付けてカルシウム塩のスケールを除去する技術が開示されている(例えば、特許文献3)。
For this reason, many techniques have been studied so far to effectively remove the attached scale without corroding the metal surface of the device.
With respect to the centrifugal thin film dryer, a scale removing technique is disclosed in which a step of dissolving and washing the deposit by spraying hot water on the axially central portion where the powder adheres most during the rated operation period is disclosed (for example, patents). References 1, 2)
A technique for removing scales of calcium salts by spraying high-pressure water with respect to an evaporator is disclosed (for example, Patent Document 3).
難溶解性付着物の洗浄剤に関して、イソプレンスルホン酸系薬剤を炭酸カルシウムのスケールの除去に適用する技術が開示されている(例えば、特許文献4)。
また、強酸に属さない酸性洗浄剤として、グリシン型両性界面活性剤、乳酸、ノニオン界面活性剤、ヒドロキシアルキルセルロース又はキサンタンガム等の混合物が開示され(例えば、特許文献5)、その他にもホスホン酸、カルボキシル基を2個以上持つ有機酸とキレート剤の混合物(例えば、特許文献6)、有機酸のクエン酸と無機酸のスルファミン酸の混合物(例えば、特許文献7)が開示されている。
Regarding a cleaning agent for hardly soluble deposits, a technique is disclosed in which an isoprene sulfonic acid-based agent is applied to the removal of calcium carbonate scale (for example, Patent Document 4).
Further, as an acidic detergent not belonging to a strong acid, a mixture of glycine-type amphoteric surfactant, lactic acid, nonionic surfactant, hydroxyalkyl cellulose, xanthan gum and the like is disclosed (for example, Patent Document 5), in addition, phosphonic acid, A mixture of an organic acid having two or more carboxyl groups and a chelating agent (for example, Patent Document 6) and a mixture of an organic acid citric acid and an inorganic acid sulfamic acid (for example, Patent Document 7) are disclosed.
しかし、前記した特許文献1〜3に開示されている洗浄方法では、付着物が温水や冷水に対し高い溶解度を示す場合に有効であるが、溶解度が低い場合はスケールの除去効果が不十分となる。
原子力施設で用いられる遠心薄膜乾燥機の場合、前記した洗浄方法は定格運転における性能維持の観点から実施されるもので、機器の分解点検時に残留付着物から作業員が受ける放射線の被曝量を低減させることについては考慮されていない。
However, the cleaning methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above are effective when the deposit shows high solubility in hot water or cold water, but if the solubility is low, the removal effect of the scale is insufficient. Become.
In the case of centrifugal thin film dryers used in nuclear facilities, the cleaning method described above is implemented from the standpoint of maintaining performance during rated operation, reducing the radiation exposure received by workers from residual deposits during equipment overhaul. Is not considered.
前記した特許文献4〜6に開示されている洗浄剤は、分解不可能な無機化合物や難分解性のキレート剤等を含み、廃液処理により二次廃棄物を発生させたり、環境に放出された際に悪影響を及ぼしたりすることが懸念される。
原子力施設で用いられる遠心薄膜乾燥機の場合、放射性二次廃棄物の増加は避けたいところである。また、廃棄物をコンクリートで固化処分する際に、キレート剤は、核種の閉じ込め性に悪影響を与える場合があることから、キレート剤を含む洗浄剤の使用も避けたいところである。
The cleaning agents disclosed in Patent Documents 4 to 6 described above contain inorganic compounds that cannot be decomposed, difficult-to-decompose chelating agents, etc., generate secondary waste by waste liquid treatment, or are released to the environment. There is concern that it may adversely affect the situation.
In the case of centrifugal thin film dryers used in nuclear facilities, we want to avoid an increase in radioactive secondary waste. In addition, when solidifying waste with concrete, the chelating agent may adversely affect the trapping property of the nuclide, so it is desirable to avoid the use of a cleaning agent containing the chelating agent.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、機器や配管等の金属表面に付着したカルシウム塩のスケールを良好に洗浄する難溶解性付着物の洗浄技術を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for cleaning hardly soluble deposits that satisfactorily clean scales of calcium salts adhering to metal surfaces such as equipment and piping. To do.
本発明の難溶解性付着物の洗浄剤は、少なくともギ酸を成分に有し金属表面に付着したカルシウム塩のスケールを洗浄することを特徴とする。
また、遠心薄膜乾燥機において、この洗浄剤を供給する供給タンクが接続されることを特徴とする。
The cleaning agent for hardly soluble deposits of the present invention is characterized by cleaning scales of calcium salts having at least formic acid as a component and adhering to a metal surface.
In the centrifugal thin film dryer, a supply tank for supplying the cleaning agent is connected.
本発明により、機器や配管等の金属表面に付着したカルシウム塩のスケールを良好に洗浄する難溶解性付着物の洗浄技術が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the washing | cleaning technique of the hardly soluble deposit | attachment which wash | cleans the scale of the calcium salt adhering to metal surfaces, such as an apparatus and piping, favorably is provided.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように実施形態に係る遠心薄膜乾燥機の洗浄方法は、この遠心薄膜乾燥機に廃液を投入して粉体化する粉体化工程(S11)、この粉体化工程のインターバルに遠心薄膜乾燥機を簡易洗浄する工程(S12,S13;NO)、分解工程(S15)に先立って遠心薄膜乾燥機を洗浄剤で徹底洗浄する工程(S13;YES,S14)、を含む。
そして、徹底洗浄工程(S14)の終了後、遠心薄膜乾燥機を分解し(S15)、構成部品の点検、修理、交換、組み立て等といった検査工程を実施する(S15,S16)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the centrifugal thin film dryer cleaning method according to the embodiment includes a powdering step (S11) in which waste liquid is charged into the centrifugal thin film dryer and pulverized. A step of simply washing the centrifugal thin film dryer (S12, S13; NO) and a step of thoroughly washing the centrifugal thin film dryer with a cleaning agent (S13; YES, S14) prior to the decomposition step (S15) are included.
And after completion | finish of a thorough washing process (S14), a centrifugal thin film dryer is disassembled (S15), and inspection processes, such as inspection of a component, repair, exchange, and assembly, are carried out (S15, S16).
乾燥処理の対象となる廃液は、例えば、加圧水型原子炉(PWR)から排出されるホウ酸廃液を、水酸化ナトリウムで中和して生成したホウ酸ナトリウムに、水酸化カルシウムを添加した難溶解性のホウ酸カルシウム(Ca(BO2)2)を主成分とする懸濁液である。 The waste liquid that is the subject of the drying process is, for example, a poorly soluble solution in which calcium hydroxide is added to sodium borate produced by neutralizing boric acid waste liquid discharged from a pressurized water reactor (PWR) with sodium hydroxide. It is a suspension mainly composed of calcium borate (Ca (BO 2 ) 2 ).
図2に基づいて乾燥工程(図1;S11)を説明する。
廃液供給部12から供給される廃液は、弁14を介して、遠心薄膜乾燥機20の投入口21に投入される。この遠心薄膜乾燥機20に投入された廃液は、伝熱面23を濡らしながら降下する間に加熱され、廃液中の液体は蒸発し固形分はこの伝熱面23に付着する。
なお、この伝熱面23は、加熱蒸気17が入口24から流入して出口25から排出することにより、連続的に熱供給される。
A drying process (FIG. 1; S11) is demonstrated based on FIG.
The waste liquid supplied from the waste
The
遠心薄膜乾燥機20の中心で回転する回転軸26には、回転翼27が設けられている。この回転翼27と伝熱面23との間隔は0.5mm程度であるため、伝熱面23に付着した固形分(Ca(BO2)2)は、回転翼27で掻き落とされることになる。
この掻き落とされた固形分は、乾燥粉体となって遠心薄膜乾燥機20の下部排出口22から排出され、弁16を介して粉体蓄積部42に蓄積される。そしてこの粉体蓄積部42に蓄積された乾燥粉体は、放射性廃棄物としてコンクリートで固化処分される。
A
The solid content thus scraped off becomes a dry powder and is discharged from the
また廃液中の液体が蒸発した蒸気は、上部排出口28から排出された後に凝縮部15で液体となり、液体蓄積部43に蓄積される。そしてこの液体蓄積部43に蓄積された液体は、洗浄液供給部13で再利用することができる。
Further, the vapor obtained by evaporating the liquid in the waste liquid is discharged from the
図3に基づいて簡易洗浄工程(図1;S12)を説明する。
廃液に含まれる固形分のうち一部は、下部排出口22から排出されることなく、回転軸26及び回転翼27に付着し、その付着量は粉体化工程(図1;S11)の進行とともに増大していく。すると、遠心薄膜乾燥機20の運転の安定性が次第に低下していく。
そこで、粉体化工程(図1;S11)のインターバルに、遠心薄膜乾燥機を洗浄液(水又は水を加温した温水)で簡易洗浄する工程(S12)を実行する。
The simple cleaning process (FIG. 1; S12) will be described with reference to FIG.
A part of the solid content contained in the waste liquid is not discharged from the
Therefore, a step (S12) of simply cleaning the centrifugal thin film dryer with a cleaning liquid (water or warm water warmed with water) is executed at an interval of the powdering step (FIG. 1; S11).
洗浄液供給部13から供給される洗浄液は、弁14を介して、遠心薄膜乾燥機20の投入口21に投入される。この遠心薄膜乾燥機20に投入された洗浄液は、伝熱面23、回転軸26及び回転翼27を濡らし、付着している固形分を剥離させる。
この剥離した固形分は、洗浄液とともに遠心薄膜乾燥機20の下部排出口22から排出され、弁16を介して洗排液蓄積部41に蓄積される。
この洗排液蓄積部41の蓄積物は、廃液供給部12にフィードバックされて、次回の粉体化工程(S11)において遠心薄膜乾燥機20で再処理されることになる。
The cleaning liquid supplied from the cleaning
The peeled solid content is discharged from the
The accumulation in the washing and draining
図4に基づいて徹底洗浄工程(図1;S14)を説明する。
遠心薄膜乾燥機20の定格運転が終了すると、次に遠心薄膜乾燥機20の定期検査が実行される。定期検査直前における遠心薄膜乾燥機20の回転軸26及び回転翼27の表面には、簡易洗浄工程(図3)では落としきれない固形分がスケールとして付着している。
定期検査は、機器の分解・組み立ての作業(図1;S15)を伴うため、作業員の被曝量を極力低減するために、回転軸26及び回転翼27の表面に付着するスケールを徹底洗浄する。なお、徹底洗浄とは上述した簡易洗浄に使用する洗浄液よりもカルシウム塩のスケールの溶解能が高い洗浄剤を使用する洗浄である。
The thorough cleaning process (FIG. 1; S14) will be described based on FIG.
When the rated operation of the centrifugal
Since the periodic inspection involves the work of disassembling and assembling the equipment (FIG. 1; S15), the scale attached to the surface of the
徹底洗浄工程(S14)において、遠心薄膜乾燥機20の上部及び下部(図1では投入口21及び下部排出口22)へ両端が接続する循環路30に、洗浄剤が循環する。この洗浄剤は、供給タンク31に蓄積されており、ポンプ32及び弁33を介して循環路30に供給される。
In the thorough cleaning process (S14), the cleaning agent circulates in a
洗浄剤は、少なくともギ酸を成分に有し、回転軸26及び回転翼27の金属表面に付着したカルシウム塩のスケールを洗浄するものである。
ここで洗浄剤は、ギ酸の濃度が0.5〜10wt%、好ましくは1〜5wt%の範囲に調整されている。
洗浄剤のギ酸濃度が0.5wt%未満であると、遠心薄膜乾燥機20に付着するスケールを除去するのに必要な洗浄剤が大量となりその処理負担が大きくなる。また洗浄剤のギ酸濃度が10wt%を超えると、揮発により作業環境が悪化する。
The cleaning agent contains at least formic acid as a component, and cleans the scale of calcium salt adhering to the metal surfaces of the
Here, the concentration of the formic acid is adjusted to a range of 0.5 to 10 wt%, preferably 1 to 5 wt%.
If the formic acid concentration of the cleaning agent is less than 0.5 wt%, a large amount of cleaning agent is required to remove the scale adhering to the centrifugal
また使用する洗浄剤の組成は、ギ酸単体の水溶液である場合の他に、乳酸、クエン酸、アスコルビン酸及びグルコン酸のうち少なくとも一つとギ酸との混酸溶媒である場合も含まれる。これら有機酸は、金属表面を腐食させることなく、スケールの溶解能が高く、また使用後に分解処理することも容易である。
また使用する洗浄剤の量は、金属表面に付着するスケール中のカルシウムの想定量に対し、有機酸のモル比が2倍以上になるように設定することが望ましい。
The composition of the cleaning agent used includes not only the aqueous solution of formic acid alone but also the mixed acid solvent of at least one of lactic acid, citric acid, ascorbic acid and gluconic acid and formic acid. These organic acids have high scale dissolving ability without corroding the metal surface, and can be easily decomposed after use.
The amount of the cleaning agent used is desirably set so that the molar ratio of the organic acid is twice or more with respect to the assumed amount of calcium in the scale attached to the metal surface.
循環路30には、洗浄剤を循環させるポンプ34と、洗浄剤の水素イオン濃度を検出するpH検出部35と、循環している洗浄剤中の固形物を濾過するフィルタ36と、洗浄剤を加熱して温度設定する加熱部37とが設けられている。
前記したギ酸の水溶液は、高温であるほどカルシウム塩のスケールの溶解度が向上するために、洗浄剤の温度は、60℃以上に設定されることが望ましい。
The
Since the solubility of the calcium salt scale increases as the temperature of the aqueous formic acid solution increases, the temperature of the cleaning agent is preferably set to 60 ° C. or higher.
また、カルシウム塩のスケールの溶解が進行するに伴い、洗浄剤のギ酸濃度が低下するので、pH検出部35で検出される水素イオン濃度を監視することにより、スケール除去の進行状況を把握することができる。
また、このpH検出部35の検出値に基づいて、新規にギ酸(有機酸)を投入して、洗浄剤を適正濃度に制御することができる。
In addition, as the dissolution of the calcium salt scale progresses, the formic acid concentration of the cleaning agent decreases, so that the progress of scale removal can be grasped by monitoring the hydrogen ion concentration detected by the
Further, based on the detection value of the
図5に基づいて徹底洗浄工程(図1;S14)の他の実施形態を説明する。
図4では洗浄剤を循環させる徹底洗浄工程を示したが、図5は洗浄剤をワンパスで流動させる徹底洗浄工程を示している。
この場合、遠心薄膜乾燥機20の内部を洗浄剤で満たし、回転軸26及び回転翼27をドブ付けした状態で間欠的に低速回転させることが望ましい。
これにより、スケールの付着した金属表面に対し、洗浄剤が流動接触することとなり、洗浄剤を循環させた場合と同様の洗浄効果を得ることができる。
Another embodiment of the thorough cleaning process (FIG. 1; S14) will be described based on FIG.
FIG. 4 shows a thorough cleaning process in which the cleaning agent is circulated. FIG. 5 shows a thorough cleaning process in which the cleaning agent flows in one pass.
In this case, it is desirable that the inside of the centrifugal
Accordingly, the cleaning agent is brought into fluid contact with the metal surface to which the scale is attached, and the same cleaning effect as that obtained when the cleaning agent is circulated can be obtained.
次に、本発明の効果を確認したビーカーレベルの実施例について説明する
スケールのサンプルは、次のように作製した。まず、ホウ酸溶液を水酸化ナトリウムで中和しホウ酸ナトリウムを形成させ、さらに水酸化カルシウムを添加してホウ酸カルシウムCa(BO2)2を主成分とした模擬廃液を作製した。
作製した模擬廃液を、遠心式薄膜乾燥機のモックアップに投入して乾燥処理を実行し、その金属表面にスケールを付着させた。そしてこの付着したスケールを剥離させて実験用のスケールサンプルとした。
Next, examples of the beaker level in which the effects of the present invention have been confirmed were described. A scale sample was prepared as follows. First, a boric acid solution was neutralized with sodium hydroxide to form sodium borate, and calcium hydroxide was further added to prepare a simulated waste liquid mainly composed of calcium borate Ca (BO 2 ) 2 .
The prepared simulated waste liquid was put into a mock-up of a centrifugal thin film dryer and a drying process was performed, and scale was adhered to the metal surface. Then, the adhered scale was peeled off to obtain an experimental scale sample.
溶媒としてそれぞれ0.25wt%に濃度設定されたギ酸(実施例1)、スルファミン酸(比較例1)、EDTA・2Na[エチレンジアミン四酢酸2ナトリウム塩](比較例2)、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウム(比較例3)を用いた。
これら各種溶媒100mLを60℃に設定し、スケールサンプル3gとともにスターラーで10時間撹拌した。撹拌終了後、孔径0.45μmのシリンジフィルタを通してサンプリングした溶液のカルシウム濃度を測定し、スケールサンプルの溶解率を算出した結果を図6に示す。
Formic acid (Example 1), sulfamic acid (Comparative Example 1), EDTA · 2Na [ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt] (Comparative Example 2), 3-hydroxy-2, Tetrasodium 2'-iminodisuccinate (Comparative Example 3) was used.
100 mL of these various solvents were set to 60 ° C., and stirred with a stirrer for 10 hours together with 3 g of the scale sample. FIG. 6 shows the results of measuring the calcium concentration of the solution sampled through a syringe filter having a pore diameter of 0.45 μm after completion of stirring and calculating the dissolution rate of the scale sample.
この図6で選抜された溶媒は、カルシウム塩に対し溶解能を有する化合物のうち、有機酸としてギ酸、無機酸としてスルファミン酸、キレート剤としてEDTA・2Na(エチレンジアミン四酢酸2ナトリウム塩)、生分解性キレート剤として3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸4ナトリウムを選択した。
図6の結果から、カルシウム塩のスケールの溶解能は、有機酸であるギ酸が一番優れるといえる。
The solvent selected in FIG. 6 is formic acid as an organic acid, sulfamic acid as an inorganic acid, EDTA · 2Na as a chelating agent (ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt), biodegradation, among compounds having solubility in calcium salts. 4-hydroxy-2,2′-iminodisuccinic acid tetrasodium was selected as the sex chelating agent.
From the result of FIG. 6, it can be said that formic acid, which is an organic acid, has the best solubility of the calcium salt scale.
有機酸は、過酸化水素などの酸化剤により、二酸化炭素と水に分解可能であるため、高濃度で用いても廃液処理による二次廃棄物が発生しない。そこで、さらに高濃度の有機酸を溶媒としてスケールサンプルの溶解試験を行った。
有機酸溶媒としてそれぞれ2.5wt%に濃度設定されたギ酸(実施例2)、クエン酸(比較例4)、L−アスコルビン酸(比較例5)を用い、参考例として水溶媒も用いた。
これら各種溶媒に対し、図6と同じ条件でスケールサンプルを溶解させ溶解率を算出した結果を図7に示す。
Since organic acids can be decomposed into carbon dioxide and water by an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, secondary waste due to waste liquid treatment does not occur even when used at high concentrations. Therefore, a dissolution test of the scale sample was performed using a higher concentration organic acid as a solvent.
Formic acid (Example 2), citric acid (Comparative Example 4), and L-ascorbic acid (Comparative Example 5) each having a concentration set to 2.5 wt% were used as organic acid solvents, and an aqueous solvent was also used as a reference example.
FIG. 7 shows the results of calculating the dissolution rate by dissolving the scale sample in these various solvents under the same conditions as in FIG.
この図7で選抜された溶液は、カルシウム塩に対し溶解能を有する有機酸である。なお有機酸としてシュウ酸が、原子力施設の除染剤として一般に用いられるが、シュウ酸はカルシウムと反応して溶解度の低いシュウ酸カルシウムを生成するため、洗浄性は期待できず検討対象外とした。
図7の結果から、カルシウム塩のスケールの溶解能は、有機酸のなかでもギ酸が一番優れ、スケールサンプルの全量溶解が確認された。
The solution selected in FIG. 7 is an organic acid having a solubility for calcium salts. Oxalic acid is generally used as an organic acid as a decontamination agent for nuclear facilities, but oxalic acid reacts with calcium to produce calcium oxalate with low solubility, so detergency cannot be expected and excluded from consideration. .
From the results of FIG. 7, formic acid was most excellent in the dissolving ability of the calcium salt scale, and it was confirmed that the entire scale sample was dissolved.
図8は、ギ酸溶媒の初期濃度に対するカルシウム塩のスケールの溶解率、及び生成したカルシウム塩の溶液の水素イオン濃度(pH)を示している。なお実験条件は、図6,図7と同様である。
図8より、カルシウム塩のスケールの溶解が進行するのに伴ってギ酸は消費され、スケールを全部溶解させるのに必要なギ酸量が不足するほど、溶液のpHはアルカリ側にシフトしていくことが判る。
これより、カルシウム塩の溶液(洗浄剤)のpHを監視することで、スケールの溶解反応に対するギ酸量の過不足を把握することができる。そして、この過不足情報に基づいてギ酸量を適宜追加制御して、遠心薄膜乾燥機を効率的に洗浄することが可能になる。
FIG. 8 shows the dissolution rate of the calcium salt scale with respect to the initial concentration of the formic acid solvent, and the hydrogen ion concentration (pH) of the solution of the produced calcium salt. The experimental conditions are the same as those in FIGS.
FIG. 8 shows that formic acid is consumed as dissolution of the calcium salt scale progresses, and the pH of the solution shifts to the alkali side as the amount of formic acid required to dissolve all the scale is insufficient. I understand.
Thus, by monitoring the pH of the calcium salt solution (cleaning agent), it is possible to grasp the excess or deficiency of the formic acid amount with respect to the dissolution reaction of the scale. Then, the amount of formic acid is appropriately controlled based on this excess / deficiency information, and the centrifugal thin film dryer can be efficiently cleaned.
図9は、洗浄剤に含まれるギ酸及びスケールに含まれるカルシウムのモル比に対するスケールの溶解率を示すグラフである。
図9より、ギ酸/カルシウムのモル比が2以上であることにより、ビーカに投入されたスケールサンプルの全量が溶解することを確認した。このことから、機器に付着したスケールのカルシウム当量に対しモル比で2倍以上のギ酸を含む洗浄剤を用いれば、スケールを全量溶解することが可能である。
但し、スケールは全量が溶解しなくても、ある程度溶解し構造が崩れると機器表面から脱落して除去されるために、事情によってはモル比が2倍以上である必要はない。
FIG. 9 is a graph showing the dissolution rate of the scale with respect to the molar ratio of formic acid contained in the cleaning agent and calcium contained in the scale.
From FIG. 9, it was confirmed that when the molar ratio of formic acid / calcium was 2 or more, the entire amount of the scale sample put into the beaker was dissolved. From this, it is possible to dissolve the whole scale by using a cleaning agent containing formic acid at a molar ratio of 2 times or more with respect to the calcium equivalent of the scale attached to the device.
However, even if the entire amount of the scale is not dissolved, it will be removed from the surface of the device if it is dissolved to some extent and its structure is broken, so that it is not necessary that the molar ratio is twice or more depending on circumstances.
図10は、ギ酸溶媒の温度に対するカルシウム塩のスケールの溶解率を示すグラフである。実験は、23℃,45℃,60℃に温度設定された2.5wt%のギ酸溶媒100mLのそれぞれに対し、撹拌による液流動が有る条件と無い条件で、スケールサンプル3gの浸漬を90分行った。
その結果、スケールサンプルを全溶解させるのに十分なギ酸量の存在下であっても、流動無し条件においては、温度上昇に伴い溶解率が向上する傾向が確認された。さらに、流動有り条件では、温度に依存せずスケールサンプルの全量溶解が確認された。
FIG. 10 is a graph showing the dissolution rate of the calcium salt scale with respect to the temperature of the formic acid solvent. In the experiment, 3 g of the scale sample was immersed for 90 minutes in each of 100 mL of 2.5 wt% formic acid solvent set at 23 ° C., 45 ° C., and 60 ° C. with and without liquid flow by stirring. It was.
As a result, even in the presence of a sufficient amount of formic acid to completely dissolve the scale sample, it was confirmed that the dissolution rate tends to increase as the temperature rises under no-flow conditions. Furthermore, in the condition with flow, dissolution of the entire scale sample was confirmed without depending on the temperature.
流動無し条件で溶解率に温度依存性が見られたのは、温度上昇により溶解度や溶解速度が向上することや、熱対流により流動が生じることも要因と考えられる。一方、流動有りの条件では、スケールがフレッシュな(不純物の少ない)洗浄剤と接触するために溶解反応が促進され速やかに全量溶解に至ると考えられる。
このことから、洗浄剤を流動させること、又は加温することにより、スケールの溶解が促進されることが実証された。これらの結果より、遠心薄膜乾燥機において、ポンプによる洗浄液の循環や、回転軸を低速回転させることにより、洗浄剤を加温しなくても十分な洗浄性が得られる。また、洗浄液を流動させなくとも、60℃以上に加温することにより洗浄性を向上させることができる。
The reason why the temperature dependence of the dissolution rate was observed under the condition of no flow was considered to be due to the fact that the solubility and the dissolution rate were improved by increasing the temperature, and the flow was generated by thermal convection. On the other hand, under the condition with flow, it is considered that the dissolution reaction is accelerated because the scale comes into contact with a fresh cleaning agent (has few impurities), and the entire amount is rapidly dissolved.
From this, it was demonstrated that dissolution of the scale is promoted by flowing or warming the cleaning agent. From these results, in the centrifugal thin film dryer, sufficient cleaning performance can be obtained without heating the cleaning agent by circulating the cleaning liquid by a pump or rotating the rotating shaft at a low speed. Moreover, even if it is not made to flow a washing | cleaning liquid, a washability can be improved by heating to 60 degreeC or more.
以上述べた少なくともひとつの実施形態の難溶解性付着物の洗浄剤によれば、金属表面を腐食させることなくカルシウム塩のスケールを良好に洗浄することができるので、原子力施設の遠心薄膜乾燥機に付着した放射性のスケールを徹底的に除去し点検作業員の被曝を低減させることができる。 According to the cleaning agent for hardly soluble deposits of at least one embodiment described above, the scale of calcium salt can be satisfactorily cleaned without corroding the metal surface. The attached radioactive scale can be thoroughly removed to reduce the exposure of inspection workers.
実施形態において遠心薄膜乾燥機の徹底洗浄工程にギ酸溶媒の洗浄剤を用いることを示したが、簡易洗浄工程においてギ酸溶媒の洗浄剤を用いることもできる。
実施形態において遠心薄膜乾燥機に付着したスケールの洗浄方法について例示したが、発明の適用対象は、遠心薄膜乾燥機に限定されるものでなく、ボイラーや熱交換器といった一般産業機器にも適用することができる。
また、適用対象を特に限定せずに、カルシウム塩のスケールを洗浄するための洗浄剤としても発明の保護の範囲が及ぶ。
In the embodiment, the formic acid solvent cleaning agent is used in the thorough cleaning process of the centrifugal thin film dryer. However, the formic acid solvent cleaning agent can also be used in the simple cleaning process.
In the embodiment, the method for cleaning the scale attached to the centrifugal thin film dryer has been exemplified. However, the application object of the invention is not limited to the centrifugal thin film dryer, and is applied to general industrial equipment such as a boiler and a heat exchanger. be able to.
In addition, the scope of protection of the present invention also extends as a cleaning agent for cleaning the scale of calcium salt without specifically limiting the application target.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
12…廃液供給部、13…洗浄液供給部、15…凝縮部、17…加熱蒸気、20…遠心薄膜乾燥機、21…投入口、22…下部排出口、23…伝熱面、26…回転軸、27…回転翼、28…上部排出口、30…循環路、31…供給タンク、35…pH検出部、36…フィルタ、37…加熱部、41…洗排液蓄積部、42…粉体蓄積部、43…液体蓄積部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記洗浄剤は、ギ酸の濃度が0.5〜10wt%の範囲に調整されていることを特徴とする遠心薄膜乾燥機。 The centrifugal thin film dryer according to claim 2,
The centrifugal thin film dryer is characterized in that the detergent has a formic acid concentration adjusted to a range of 0.5 to 10 wt%.
前記洗浄剤を循環させる循環路を備えることを特徴とする遠心薄膜乾燥機。 In the centrifugal thin film dryer according to claim 2 or 3,
A centrifugal thin film dryer comprising a circulation path for circulating the cleaning agent.
前記洗浄剤を加熱する加熱部を備えることを特徴とする遠心薄膜乾燥機。 The centrifugal thin film dryer according to any one of claims 2 to 4,
A centrifugal thin film dryer comprising a heating unit for heating the cleaning agent.
前記循環している洗浄剤の水素イオン濃度を検出するpH検出部を備えることを特徴とする遠心薄膜乾燥機。 In the centrifugal thin film dryer according to claim 4 or 5,
A centrifugal thin film dryer comprising a pH detection unit for detecting a hydrogen ion concentration of the circulating cleaning agent.
前記粉体化工程のインターバルに前記遠心薄膜乾燥機を簡易洗浄する工程と、
分解工程に先立って前記遠心薄膜乾燥機を前記洗浄剤で徹底洗浄する工程と、を含むことを特徴とする遠心薄膜乾燥機の洗浄方法。 A pulverization step of charging the waste liquid into the centrifugal thin film dryer according to any one of claims 2 to 6 and pulverizing it,
A step of simply washing the centrifugal thin film dryer in the interval of the powdering step;
And a step of thoroughly cleaning the centrifugal thin film dryer with the cleaning agent prior to the decomposition step.
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