JP2018149462A - スケール除去剤、および、スケール除去方法 - Google Patents
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本発明のスケール除去剤は、13000以上17000以下の分子量を有する、アクリル酸と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体および/またはその塩(以下、「AA/AMPS」とも云う。)を第1の有効成分として含有するものである(以下、分子量が13000以上17000以下のAA/AMPSを「特定分子量のAA/AMPS」とも云う。)。ここで、スケール防止剤の成分として用いるAA/AMPS中に、この特定分子量のAA/AMPSが含まれないと本発明の効果を得ることが困難となる。
本発明のスケール除去方法は、カルシウム、マグネシウム等の硬度成分が水系に混入して生じるスケールの除去方法である。本発明のスケール除去方法は、本発明のスケール除去剤に含まれる第1の有効成分および第2の有効成分、すなわち、特定分子量のAA/AMPSと、この特定分子量のAA/AMPSに必要に応じて配合される特定分子量のポリアクリル酸との水中における合計濃度が、1mg/L以上1000mg/L以下となるように、本発明のスケール除去剤を水系に添加するものである。この濃度範囲よりも低い添加量であると十分な効果が得られにくく、また、この濃度範囲を超えて添加しても濃度増加による効果の増大はほぼ見込まれず、このとき、処理が高コストとなる。より好ましい濃度範囲は5mg/L以上500mg/L以下である。第1の有効成分および第2の有効成分の水中における濃度は、所望のスケール除去効果に合わせて上記範囲内で適宜設定すればよく、コストを抑えることができることから、低濃度(例えば、100mg/L未満程度)になるように添加することが好ましい。なお、本発明のスケール除去剤の適用水系が稼働中のボイラ水系などのブローを行う水系の場合、継続してスケール除去処理を行うためには、所定の添加濃度が維持されるように、スケール除去剤を追加添加する必要がある。
1L(リットル)ビーカー中のイオン交換水1000mL(ミリリットル)に、スケールのモデル物質として粒状の炭酸カルシウム1g、および、表1〜4にその添加濃度および分子量範囲を示す、各薬品(AA/AMPS、ポリアクリル酸、あるいは、ポリメタクリル酸)を添加したのち、水酸化ナトリウムによりpHを11.0に調整したものを試験液とした。各試験液を80℃に保ちながら攪拌し、攪拌開始から24時間後に、0.45μmのメンブレンフィルターでろ過してろ液を得た。ろ液中のカルシウム濃度を原子吸光光度法で測定し、炭酸カルシウム濃度(表1〜4中「24時間後のろ液の炭酸カルシウム濃度(mg/L)」)に換算した。結果を表1〜4に併せて記載する。なお、表1〜4中、「薬品の分子量」の欄の「−」前後の数字はそれぞれ、添加したポリマーの分子量の下限値および上限値を示し、括弧内にはその質量平均分子量を記載した。なお、本試験において、ろ液中のカルシウム濃度が高いほど炭酸カルシウムの溶解能が高い、すなわち、スケール除去効果が高いとみなすことができる。
次に、室温での炭酸カルシウム溶解性について検討を行った。本試験では、室温を25℃に設定した。実験条件としては、攪拌時の温度を80℃ではなく、25℃に保ったこと以外は、表1中の実施例−2、実施例−4、実施例−7、実施例−10、実施例−15、実施例−21、表3中の比較例−1、比較例−14、および、比較例−17とそれぞれ同様にして炭酸カルシウム溶解実験を行った。その結果を表5に示す。
本発明のスケール除去剤を、実際に連続運転しているボイラ水系に適用した。このボイラの運転条件を表6に示す。なお、表6中の「AA/AMPS濃度」は、分子量が13000以上17000以下のAA/AMPSのボイラ水への添加濃度を示す。
試験では分子量が13000以上17000以下のAA/AMPSのボイラ水中の濃度を当初は20〜30mg/Lに60日間維持し、この間、10日ごとにボイラ水を採取した。その後、濃度を40〜50mg/Lとした以外は同様に維持し、この間、同様にボイラ水を採取した。これらのボイラ水をそれぞれ0.45μmのメンブレンフィルターでろ過し、ろ液中のカルシウム濃度、および、マグネシウム濃度を原子吸光光度法により分析した。結果を表7に示す。
運転中のボイラ内部に付着しているスケールの除去効果を写真で確認した。このときのボイラ運転条件は、常用圧力が1.6MPa、軟化水を給水してブロー率を5%とし、12時間稼働・12時間停止を繰り返す間欠運転で、スケール除去剤である14000以上17000以下の分子量を有するAA/AMPSのボイラ水中の濃度を20〜30mg/Lに維持した。
Claims (6)
- 13000以上17000以下の分子量を有する、アクリル酸と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体および/またはその塩を第1の有効成分として含有することを特徴とするスケール除去剤。
- 2000以上11000以下の分子量を有するポリアクリル酸および/またはその塩を、第2の有効成分として、さらに含有することを特徴とする請求項1に記載のスケール除去剤。
- 前記アクリル酸と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体および/またはその塩100質量部に対して、前記ポリアクリル酸および/またはその塩を1質量部以上10000質量部以下含有することを特徴とする請求項2に記載のスケール除去剤。
- 水系に硬度成分が混入して生じるスケールの除去方法において、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のスケール除去剤を、前記第1の有効成分および第2の有効成分の水中における合計濃度が1mg/L以上1000mg/L以下となるように、前記水系に添加することを特徴とするスケール除去方法。
- 前記スケールがカルシウムを含むスケールであることを特徴とする請求項4に記載のスケール除去方法。
- 前記スケールが、稼働・停止を繰り返すボイラ水系に付着したスケールであることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のスケール除去方法。
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