JP3958706B2 - Water treatment agent - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却暖房水系、ボイラ水系において、鉄系の腐食防止とスケールの付着防止とに関する水処理の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、冷却暖房水系やボイラ水系においては、水と接触する鉄等の配管や伝熱面で、腐食やスケール障害が発生していた。
冷却暖房水系やボイラ水系においては、大気と接触する循環水を省資源の目的で高濃縮状態で運転するため、溶解している塩類も濃縮され、腐食が発生したり、配管や伝熱面に難溶性の塩がスケールとして析出したりしていた。
【0003】
配管内の腐食については、一般的に利用される軟水中に、腐食性イオンといわれる塩化物イオン、硫酸イオンも除去されず存在しているので、これらの物質は、ボイラ水中で濃縮され腐食起因物質である溶存酸素とともにボイラ缶体の鉄を腐食する障害が発生している。これらの障害を除去するためには、一般に「脱酸素法」、「防食皮膜形成法」、「電位法」などが知られており、脱酸素法には亜硫酸塩、ブドウ糖などの糖類やヒドラジンなどの脱酸素剤が、主として使用されてきたが、これらの脱酸素剤中にはヒドラジンのように毒性が極めて強い物質や、或いは、ブドウ糖などのように、分解して劇物に指定されているホルムアルデヒドを初めとしてギ酸やアセトアルデヒドなど十数種類もの有害成分が生成される場合があるので、ヒドラジンなどの有害物質を生成する脱酸素剤の使用は避けなければならない。
これら以外の脱酸素剤を使用するものとしては、水系内酸素の補足剤として、例えば、特許文献1としてグリコヘプトン酸やそのナトリウム塩を使用すること、また、例えば、特許文献2としてグルコン酸を使用することが知られているが、脱酸素剤を用いる場合には、供給水の溶存酸素濃度に応じた投入量を決定しなければならいが、その測定に手間を要し、供給水の溶存酸素濃度は温度などの外的環境を考慮しなければならないという厄介な問題があった。
腐食防止のため、本発明者らは、防食皮膜形成法として、特許文献3として、炭素数4〜9の水溶性直鎖状単糖類又は水溶性直鎖状単糖類の塩又はエステルとしての誘導体であり、その糖類の分子構成の末端が−OH基又は−COOH基であるか又は−OH基と−COOH基を共有するものであるか又は−OH基と−COOH基との混合体であり、且つ分子構造の中に−CO結合を含まないボイラ−用不変色性防食剤を提供した。
【0004】
一方、配管内のスケールについては、様々な難溶性の塩が析出するが、特によく見られる成分には、炭酸カルシウムなどの硬度分系スケール、シリカ系スケール、鉄系スケールなどがある。スケールが付着すると熱効率の低下や配管の閉塞など重大な障害をもたらす。
また、一般的に利用されている軟水利用のボイラ水では、工業用水及び地下水等の原水を軟水用イオン交換樹脂を利用し溶存硬度分を除去した軟水を補給水として使用しているが、このとき交換されないシリカ分や交換されずに残った硬度分は、ボイラ運転時にスケールとして給水内管やボイラ缶体に析出してスケール障害が発生する。これらのスケール障害を防止するためにマレイン酸系、アクリル酸系、ホスホン酸系等高分子分散剤を使用していた。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−25875号公報
【特許文献2】
欧州特許出願公開第272887号明細書
【特許文献3】
特開平6−249880号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献3で開示された防食皮膜形成剤は、糖類を使用してアルカリ水溶液において褐色に変色しないことで、人体や環境に対する安性が高いものとしたが、使用量が少なくなく、排水面への影響も考慮すると、安全性や経済性から使用量を削減しなければならないとうい問題点があった。
また、冷却水系やボイラ水系では、防食剤とスケール防止剤という組み合わせで運転していることから、それぞれの水処理剤を管理し、その適量を調整して添加しなければならないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、人体や環境に対する安性が高い材料から構成され、優れた腐食防止機能とスケール防止機能を併せ有する水処理剤であって、排水面への影響から使用量低減することができる水処理剤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明は、糖酸とD-グルシトールの混合物であって、糖酸とD-グルシトールとの組成重量比は糖酸が5〜95%の範囲であることを特徴とする水処理剤である。
請求項2の発明は、前記混合物にポリマレイン酸及びその誘導体を添加したことを特徴とする請求項1に記載の水処理剤である。
請求項3の発明は、糖酸とD-グルシトールの混合物であって、糖酸とD-グルシトールとの組成重量比は糖酸が10〜90%の範囲とし、これにポリマレイン酸及びその誘導体を添加してボイラ水系に用いることを特徴とする水処理剤である。
請求項4の発明は、前記ポリマレイン酸及びその誘導体が10〜300mg/Lの範囲で添加したことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の水処理剤である。
【0008】
本発明者らは、防食機能を有する水処理剤の原料として、安全性を配慮して食品添加物、または、それに相当する安全性が知られている物質である糖酸が存在することを見出したが、さらに、糖酸とD-グルシトールとを混合したものが、糖酸単体よりも冷却水系やボイラ水系の腐食防止機能をより向上させ、さらに、スケール防止機能を有しており、この水処理剤が腐食防止機能とスケール防止機能の両機能用を併せ達成できることを見出したことに基づき本発明に想到した。加うるに、糖酸とD-グルシトールとを混合したものに、分散機能を有するものと考えられるポリマレイン酸を添加することによって、腐食防止が向上しスケール防止機能も飛躍的に向上し、より少量水処理剤の使用で冷却水系やボイラ水系の腐食防止やスケール防止を達成できることをも見出し、本発明に想到したものである。
【0009】
以下、具体的に本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
本発明の第1の実施例は、糖酸とD-グルシトールの混合により、腐食防止機能を高めた水処理剤で、糖酸の単体で使用したよりも腐食防止機能を高めたこと、また、スケール防止を有することを見い出し、両機能を有する水処理剤である。
実施例1は、防食剤原料としては安全性の高い糖酸とD-グルシトールを用い、両者の混合物にしたもので、この両者を混合した水処理剤は糖酸やD-グルシトールの単体よりも防食機能が向上するものである。このことを、図1の[表1]、および、図2の[グラフ1]に沿って説明する。
図1の[表1]、および、図2の[グラフ1]は、テストピースとしては、鉄の材質のSS−400で、大きさは2.0mm×15mm×30mmである市販品を使用し、腐食試験を行う容器は500mLのフッ素樹脂容器を用い、この容器に室温の地下水300mLを加え、鉄腐食調査用テストピースSS−400に対する腐食速度を、糖とD-グルシトールの濃度の合計を1×10-3mol/Lに調整して行い、図1の[表1]の左2列に表示するように、何も添加しない状態、糖酸の単体の添加した状態、糖酸とD-グルシトールの重量比を変えて添加した状態、D-グルシトールの単体を添加した状態とし、この地下水をスターラーで攪拌し、連続10日間実験を行い、その結果を示したものである。なお、腐食速度のmddは、腐食して損出した金属のmg/1 dm2(=100 cm2)/1 dayである。
【0010】
ここで、図1の[表1]における腐食抑制率は、何も添加していない場合の腐食速度19mddに対する各実験での腐食速度が下がった値の%とした。
また、スケール付着量としては、試験後テストピースを軽く水洗し、水分を除去後デシケーターで一晩乾燥後重量を測定し、次にテストピースを酸洗して付着物を除去後水洗、乾燥させ再びテストピースの重量測定し、両者の重量差をスケール付着量とし、表面積あたりに換算したもので、単位は(mg/cm2/10日)である。
ここで、スケール抑制率としては、何も添加していない場合のスケール付着量25mgに対する各実験でのスケール付着量が減った値の%とした。
この結果の図2の[グラフ1]から、実施例1においては、糖酸及びD-グルシトールそれぞれの単独薬品の場合と比較すると、糖酸対D-グルシトール組成比(以下単に「糖酸組成比」という)5〜95%の範囲では腐食抑制率は、糖酸単独(糖酸組成比100%)の場合より15%向上し、D-グルシトール単独(糖酸組成比0%)の場合より5%向上する。そして、使用に際して好ましくは、糖酸組成比20〜90%の範囲においては腐食抑制率は更に向上し、更に好ましくは、糖酸組成比60〜80%の範囲においては更に向上し、最も好ましくは糖酸組成比70%前後であって、糖酸単独の場合より36%、D-グルシトール単独の場合より26%も向上する。
【0011】
また、スケール抑制率も、[表1]および[グラフ1]の何も添加しない場合に比べて、4〜16%に向上するが、糖酸組成比5〜95%の範囲でも腐食抑制率が向上するともに、スケール抑制率も4〜12%に向上し、糖酸組成比10〜80%の範囲でも、スケール抑制率が8〜12%に更に向上する。
なお、糖酸と類似のものとして、酒石酸、アルギン酸、ポリアクリル酸及びこれらの塩あるいは誘導体などが考えられるが、同等の作用を有するものであればこれらに変えてもよく、また、D-グルシトールと類似のものとしては、グリセリン、エリトリトール、アラビトール、リビトール、フコース、ガラクトチトール、ソルビトール、ペプチトール、オクチトール、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール及びそれぞれの誘導体などが考えられるが、同等の作用を有するものであればこれらに変えてもよい。
【0012】
[実施例2]
次に、本発明者らは、冷却暖房水系やボイラ水系では、スケール防止やスラッジ分散のため一般に水処理剤として高分子分散剤を使用することがあり、実施例1の糖酸及びD-グルシトールの混合物の水処理剤に、ポリマレイン酸系の高分子分散剤を加えれば、スケール防止機能が向上すのるのではないかと考え本発明に想到した。
(1)実験例1
まず、ポリマレイン酸の適量を調べるために、ポリマレイン酸の添加量を変えて、適量の範囲を確定した。この実験においては、前述した実施例1おける糖酸及びD-グルシトールの適値の範囲である糖酸組成40%を選択し、分散剤濃度を0〜500mg/Lの範囲で防食抑制率とスケール抑制率を調べ、評価の1指標として腐食抑制率とスケール抑制率とを加算して総合評価とし、この腐食抑制率(%)+スケール抑制率(%)として表したのが図3の[表2]である。
この図3の[表2]から、分散剤であるポリマレイン酸が10〜300mg/Lの範囲で、防食抑制率とスケール抑制率が向上し適当であることが判る。
【0013】
(2)実験例2
次に、分散剤であるポリマレイン酸と、実施例1における糖酸及びD-グルシトールの混合物の組成変化との関係を調べたが、この結果意外な事実を把握した。
前記の(1)での実験条件に基づき、ポリマレイン酸の添加量を確定するが、防食抑制率とスケール抑制率が向上する10〜300mg/Lの範囲で、なるべく使用する量が少ない20mg/Lのポリマレイン酸の添加によって行った。
すなわち、本発明の第2実施例は、糖酸及びD-グルシトールの混合物にポリマレイン酸を添加したものであるが、分散剤であるポリマレイン酸は市販品を用いて20mg/Lの濃度になるよう添加し、糖酸及びD-グルシトールまたはその混合物の添加量は100mg/Lとした。なお、特に限定のない場合は、実施例1での実験条件と同じである。
この実験結果を図4の[表3]と、図5の[グラフ2」に示すが、スケール抑制率は実施例1に比較して、実施例1での最大値であるD-グルシトール単独での抑制率16%よりも、実施例2では全域に亘って少なくとも2倍以上に向上し、糖酸40%付近では実施例1での8%が、実施例2の表3では70%の8.8倍にも向上し、且つ、腐食抑制率についても、糖酸単体で腐食抑制率42%よりも糖酸組成10%〜40%の範囲では実施例1よりも確実に向上している。
なお、本実施例では、スケール分散剤としてポリマレイン酸を使用したが、ポリマレイン酸及びその誘導体でもよく、ポリカルボキシエチルホスフィン酸、ポリアクリル酸と誘導体などを用いてもよい。
以上のように実施例2においては、糖酸とD-グルシトールとを混合した水処理剤にポリマレイン酸及びその誘導体を添加すると、スケール抑制率は飛躍的に向上し、腐食抑制率も向上する。
【0014】
(3)実験例3
更に、高温水のボイラ条件に近づけるため、模擬ボイラ水を作成し、環流温度100℃で連続10日間循環し、腐食速度とスケール付着量を同時に調査した。なお、ボイラ水系の高温水は通常約80〜250℃の範囲であるが、この範囲での10日間循環での腐食速度とスケール付着量は100℃での環流実験から推定できるので、実験が容易な100℃での模擬ボイラ水とした。
模擬ボイラ水の組成は、 酸消費量(pH4.8)300(mgCaCO3/L),塩化物イオン濃度500(mgCl-/L)、シリカ300(mgSiO2/L)、全鉄(5mgFe/L)、硫酸イオン(500mgSO42-/L)、電気伝導率50(mS/m)、pH約10.5とし、効果とは評価の1指標として腐食抑制率(%)+スケール抑制率(%)とし、結果を図6の[表4]、および、図7の[グラフ3」に示す。
図7の[グラフ3]から腐食抑制効果は、糖酸組成比が10〜90%で効果が向上した。
このように、前述した室温での実施例2のスケール抑制率と腐食抑制率の向上は、高温においても同じ傾向であることが判り、特に、ボイラ条件の高温水の環境では、糖酸及びD-グルシトール単体の場合よりも全域に亘って、スケール抑制率と腐食抑制率が格段に向上したことが判り、特に、実施例1に比較して、糖酸組成20%の前後では糖酸単独の場合の腐食抑制率53%よりも、実に腐食抑制率100%となり47%も向上したことが判る。
したがって、実施例2の水処理剤において、糖酸とD-グルシトールとの組成重量比は糖酸が10〜90%の範囲ではスケール抑制と腐食抑制の機能を併せ持ちながら、その機能が向上しており、室温状態では勿論のこと、特に、高温水を用いるボイラに使用するのが最適であることが判る。
【0015】
(4)実験例4
実施例1の糖酸及びD-グルシトールの混合物に清缶剤として一般的な添加比でアルカリ剤、分散剤 、防食剤(糖酸40%−D-グルシトール)を純水に添加して作り、軟水への添加量を100mg/Lにして実験ボイラにより、約200℃−1.568Mpa、10倍濃縮、10%ブロー、100時間連続運転の結果、腐食速度5mdd、スケール、スラッジなしという良好な結果が得られた。
【0016】
なお、本発明の特徴を阻害しない限りにおいて、上記の実施例に限定されないことは勿論であり、例えば、この発明の効果を阻害しない限りにおいて、リン酸塩、重合リン酸塩、ホスホン酸塩、ピロリン酸塩、リン酸エステル、アミン類(例えば、ヒドラジン、モルホリン、オクタデシルアミン、ジェチルアミノエタノール、シクロヘキシルアミン、プロパノールアミン、アミノエタノール、ジエチルヒドロキシアミン、アミノプロパノールアミン)、亜硫酸塩、モリブデン酸塩、塩素系殺菌剤、有機窒素系殺菌剤、亜硝酸塩、無機アルカリ剤、高分子分散剤などの物質を適宜併用してもよい。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、糖酸とD-グルシトールとは、食品添加物またはそれに相当する安全性が知られている物質であるから、水処理剤としても安全性が高く、また、糖酸とD-グルシトールとを混合したことにより、糖酸やD-グルシトールの単体よりも冷却暖房水系やボイラ水系の腐食防止機能をより向上するという効果を奏し、さらに、スケール防止機能をも併せ有していることから、予め混合組成比を決めて調整おけば単一の処理剤で済むことから、防食剤とスケール防止剤の配合調整する必要がなく、管理が容易となるという効果を奏し、更に、ポリマレイン酸及びその誘導体を添加することによって腐食防止が向上し、スケール防止機能も飛躍的に向上するという効果を奏し、室温では勿論のこと、特に、ボイラ系などの高温水の環境においては腐食防止機能とスケール防止機能がより向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1において、糖酸とD-グルシトールの混合比に対する腐食抑制率とスケール抑制率の[表1]の図である。
【図2】図1の[表1]を[グラフ1]として表した図である。
【図3】本発明の実施例2において、ポリマレイン酸の添加量の変化に対応する腐食抑制率とスケール抑制率の[表2]の図である。
【図4】本発明の実施例2において、ポリマレイン酸を添加した場合の糖酸とD-グルシトールの混合比に対する腐食抑制率とスケール抑制率の[表3]の図である
【図5】図4の[表3]を[グラフ2]として表した図である。
【図6】本発明の実施例2において、高温水の環境でのポリマレイン酸の添加量の変化に対応する腐食抑制率とスケール抑制率の[表4]の図である。
【図7】図6の[表4]を[グラフ3]として表した図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of water treatment related to iron-based corrosion prevention and scale adhesion prevention in cooling and heating water systems and boiler water systems.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in cooling and heating water systems and boiler water systems, corrosion and scale failures have occurred in piping and heat transfer surfaces such as iron in contact with water.
In cooling and heating water systems and boiler water systems, circulating water that comes into contact with the atmosphere is operated in a highly concentrated state for the purpose of resource conservation, so dissolved salts are also concentrated, causing corrosion, and in piping and heat transfer surfaces. A slightly soluble salt was deposited as a scale.
[0003]
As for corrosion in pipes, chloride ions and sulfate ions, which are called corrosive ions, are not removed in generally used soft water, so these substances are concentrated in boiler water and cause corrosion. The obstacle which corrodes the iron of a boiler can with the dissolved oxygen which is a substance has occurred. In order to remove these obstacles, “deoxygenation method”, “anticorrosion film formation method”, “potential method”, etc. are generally known. Deoxygenation methods include saccharides such as sulfites and glucose, hydrazine, etc. These oxygen scavengers have been mainly used, but in these oxygen scavengers, substances that are extremely toxic, such as hydrazine, or decomposed and designated as deleterious substances, such as glucose. Since dozens of harmful components such as formic acid and acetaldehyde may be generated starting with formaldehyde, the use of oxygen scavengers that generate toxic substances such as hydrazine must be avoided.
As the oxygen scavenger other than these, for example, glycoheptonic acid or its sodium salt is used as Patent Document 1 as a supplemental agent for aqueous oxygen, and gluconic acid is used as Patent Document 2, for example. However, when using an oxygen scavenger, it is necessary to determine the input amount according to the dissolved oxygen concentration of the feed water. Concentration has the troublesome problem that external environment such as temperature must be taken into consideration.
In order to prevent corrosion, the present inventors have disclosed, as Patent Document 3, a water-soluble linear monosaccharide having 4 to 9 carbon atoms or a derivative as a salt or ester of a water-soluble linear monosaccharide as Patent Document 3 The terminal of the molecular structure of the saccharide is an —OH group or —COOH group, or a group sharing an —OH group and —COOH group, or a mixture of —OH group and —COOH group. In addition, an invariant anticorrosive agent for boilers that does not contain a -CO bond in the molecular structure is provided.
[0004]
On the other hand, various sparingly soluble salts are deposited on the scale in the pipe, but particularly common components include a hardness distribution scale such as calcium carbonate, a silica scale, and an iron scale. If the scale adheres, it causes serious troubles such as a decrease in thermal efficiency and blockage of piping.
In general, soft water boiler water uses raw water such as industrial water and underground water using soft water ion exchange resin to remove dissolved hardness, and this water is used as makeup water. Sometimes the silica component that is not exchanged or the hardness component that remains without being exchanged is deposited as a scale in the boiler pipe and the boiler can body during boiler operation, causing scale failure. In order to prevent these scale obstacles, maleic acid-based, acrylic acid-based, phosphonic acid-based and other polymer dispersants have been used.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-25875 [Patent Document 2]
European Patent Application No. 272887 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-249880 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the anticorrosive film-forming agent disclosed in Patent Document 3 has high safety to the human body and the environment by using saccharides and does not turn brown in an alkaline aqueous solution. Considering the impact on the surface, there was a problem that the amount of use had to be reduced for safety and economy.
In addition, since cooling water systems and boiler water systems are operated with a combination of anticorrosives and scale inhibitors, there is a problem in that each water treatment agent must be managed and adjusted in an appropriate amount. It was.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the subject thereof is a water treatment agent that is composed of a material that is highly safe to the human body and the environment, and has both an excellent corrosion prevention function and a scale prevention function. Thus, it is an object of the present invention to provide a water treatment agent capable of reducing the amount of use due to the influence on the drainage surface.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a mixture of sugar acid and D-glucitol, wherein the composition weight ratio of sugar acid to D-glucitol is within the range of 5 to 95% of sugar acid. It is a water treatment agent characterized by being.
The invention according to claim 2 is the water treatment agent according to claim 1, wherein polymaleic acid and a derivative thereof are added to the mixture.
The invention of claim 3 is a mixture of saccharide acid and D-glucitol, wherein the composition weight ratio of saccharide acid to D-glucitol is in the range of 10 to 90% of saccharide acid, and polymaleic acid and its derivatives are added thereto. It is a water treatment agent characterized by being added to a boiler water system.
The invention according to claim 4 is the water treatment agent according to claim 2 or 3, wherein the polymaleic acid and its derivative are added in a range of 10 to 300 mg / L.
[0008]
The present inventors have found that as a raw material of a water treatment agent having an anticorrosive function, there is a food additive in consideration of safety, or a sugar acid which is a substance known to have safety corresponding thereto. However, a mixture of sugar acid and D-glucitol improves the corrosion prevention function of the cooling water system and the boiler water system more than sugar acid alone, and further has a scale prevention function. The present invention has been conceived based on the finding that the treating agent can achieve both the functions of preventing corrosion and preventing scale. In addition, by adding polymaleic acid, which is considered to have a dispersing function, to a mixture of sugar acid and D-glucitol, the corrosion prevention is improved and the scale prevention function is greatly improved. The present inventors have also found that the use of this water treatment agent can prevent the corrosion and scale of the cooling water system and the boiler water system from being achieved, and the present invention has been conceived.
[0009]
Examples of the present invention will be specifically described below.
[Example 1]
The first embodiment of the present invention is a water treatment agent having an enhanced corrosion prevention function by mixing sugar acid and D-glucitol, which has an enhanced corrosion prevention function than that of a single sugar acid, It has been found to have scale prevention and is a water treatment agent having both functions.
In Example 1, a highly safe sugar acid and D-glucitol were used as an anticorrosive raw material, and a mixture of the two was used. The water treatment agent obtained by mixing the two was more than the simple substance of sugar acid or D-glucitol. The anti-corrosion function is improved. This will be described with reference to [Table 1] in FIG. 1 and [Graph 1] in FIG.
[Table 1] in FIG. 1 and [Graph 1] in FIG. 2 use SS-400, which is an iron material, as a test piece, and a commercially available product having a size of 2.0 mm × 15 mm × 30 mm. The container used for the corrosion test is a 500 mL fluororesin container, and 300 mL of ground water at room temperature is added to the container, and the corrosion rate for the iron corrosion investigation test piece SS-400 is set to 1 for the total concentration of sugar and D-glucitol. Adjusted to × 10 -3 mol / L, as shown in the left two columns of [Table 1] in Fig. 1, the state without any addition, the state with the addition of a single sugar acid, the sugar acid and D- The results show that the glucitol was added at different weight ratios and the D-glucitol simple substance was added, the groundwater was stirred with a stirrer, and the experiment was conducted continuously for 10 days. The mdd of the corrosion rate is mg / 1 dm 2 (= 100 cm 2 ) / 1 day of the metal damaged by corrosion.
[0010]
Here, the corrosion inhibition rate in [Table 1] in FIG. 1 was set to% of the value at which the corrosion rate in each experiment decreased with respect to the corrosion rate of 19 mdd when nothing was added.
In addition, the amount of scale adhered after the test is lightly washed with water, after removing moisture, dried overnight in a desiccator, then weighed, then the test piece is pickled to remove deposits, washed with water and dried. weighed test pieces again, the weight difference between the two is the scale deposition amount, which was converted to per surface area, and the unit is (mg / cm 2/10 days).
Here, the scale inhibition rate was set to% of the value in which the scale adhesion amount in each experiment was reduced with respect to the scale adhesion amount of 25 mg when nothing was added.
From the graph 1 of FIG. 2 of this result, in Example 1, compared with the case of each drug of sugar acid and D-glucitol, the composition ratio of sugar acid to D-glucitol (hereinafter simply referred to as “sugar acid composition ratio”). In the range of 5 to 95%, the corrosion inhibition rate is improved by 15% compared to the case of sugar acid alone (sugar acid composition ratio 100%) and 5% than that of D-glucitol alone (sugar acid composition ratio 0%). %improves. In use, preferably, the corrosion inhibition rate is further improved in the range of the sugar acid composition ratio of 20 to 90%, more preferably further improved in the range of the sugar acid composition ratio of 60 to 80%, most preferably. The sugar acid composition ratio is around 70%, which is 36% higher than that of sugar acid alone and 26% higher than that of D-glucitol alone.
[0011]
Further, the scale inhibition rate is improved to 4 to 16% compared to the case where none of [Table 1] and [Graph 1] is added, but the corrosion inhibition rate is also in the range of the sugar acid composition ratio of 5 to 95%. improvement to the the monitor, the scale inhibition rate was also increased to 4-12%, in the range of sugar composition ratio 10% to 80%, scale inhibition rate is further increased to 8% to 12%.
Incidentally, as similar to the sugar acid, tartaric acid, alginic acid, polyacrylic acid and salts thereof, or the like derivative is considered, may be changed to those as long as it has the same effect, also, D- Similar to glucitol may be glycerin, erythritol, arabitol, ribitol, fucose, galactitol, sorbitol, peptitol, octitol, polyethylene glycol, polyoxypropylene glycol and their derivatives, etc. If it is a thing, you may change to these.
[0012]
[Example 2]
Next, the present inventors have generally used a polymer dispersant as a water treatment agent for scale prevention and sludge dispersion in cooling and heating water systems and boiler water systems, and the sugar acid and D-glucitol of Example 1 are sometimes used. It was thought that the scale prevention function could be improved by adding a polymaleic acid-based polymer dispersant to the water treatment agent of the mixture.
(1) Experimental example 1
First, in order to investigate the appropriate amount of polymaleic acid, the amount of polymaleic acid added was changed to determine the range of the appropriate amount. In this experiment, select the sugar acid composition of 40% in the range of suitable values of sugar acids and D- glucitol that in Example 1 described above, and the sacrificial inhibition rate the dispersant concentration in the range of 0~500mg / L The scale inhibition rate was examined, and the corrosion inhibition rate and scale inhibition rate were added as an evaluation index to obtain a comprehensive evaluation. This corrosion inhibition rate (%) + scale inhibition rate (%) was expressed as [ Table 2].
From [Table 2] in FIG. 3, it can be seen that the anti-corrosion inhibition rate and the scale inhibition rate are appropriate in the range of 10 to 300 mg / L of polymaleic acid as a dispersant.
[0013]
(2) Experimental example 2
Next, the relationship between the polymaleic acid, which is a dispersant, and the composition change of the mixture of sugar acid and D-glucitol in Example 1 was examined. As a result, an unexpected fact was grasped.
Based on the experimental conditions in (1) above, the amount of polymaleic acid added is determined, but the amount to be used is as low as possible in the range of 10 to 300 mg / L where the corrosion inhibition rate and scale inhibition rate are improved. Of polymaleic acid.
That is, in the second embodiment of the present invention, polymaleic acid is added to a mixture of sugar acid and D-glucitol, but the polymaleic acid as a dispersant is 20 mg / L using a commercially available product. The addition amount of sugar acid and D-glucitol or a mixture thereof was 100 mg / L. Unless otherwise specified, the experimental conditions in Example 1 are the same.
The results of this experiment are shown in [Table 3] in FIG. 4 and [Graph 2] in FIG. 5, but the scale inhibition rate is higher than that in Example 1 and D-glucitol alone, which is the maximum value in Example 1. In Example 2, the inhibition rate is at least doubled over the entire area in Example 2, and 8% in Example 1 is about 8% in the vicinity of 40% of sugar acid, and 70% in Table 3 of Example 2 is 8%. Further, the corrosion inhibition rate is reliably improved as compared with Example 1 in the range of 10% to 40% of the sugar acid composition than the corrosion inhibition rate of 42% with the saccharide acid alone.
In this example, polymaleic acid was used as the scale dispersant, but polymaleic acid and derivatives thereof may be used, and polycarboxyethylphosphinic acid, polyacrylic acid and derivatives, and the like may be used.
As described above, in Example 2, when polymaleic acid and its derivatives are added to a water treatment agent in which sugar acid and D-glucitol are mixed, the scale inhibition rate is dramatically improved and the corrosion inhibition rate is also improved.
[0014]
(3) Experimental example 3
Furthermore, in order to approach the boiler conditions of high-temperature water, simulated boiler water was prepared and circulated for 10 consecutive days at a reflux temperature of 100 ° C., and the corrosion rate and the amount of scale adhered were simultaneously investigated. The high temperature water in the boiler water system is usually in the range of about 80 to 250 ° C., but the corrosion rate and the amount of scale adhesion in the 10-day circulation in this range can be estimated from the reflux experiment at 100 ° C., so the experiment is easy. The simulated boiler water at 100 ° C was used.
The composition of the simulated boiler water is: acid consumption (pH 4.8) 300 (mgCaCO 3 / L), chloride ion concentration 500 (mgCl / L), silica 300 (mgSiO 2 / L), total iron (5 mgFe / L) ), Sulfate ion (500 mg SO42- / L), electrical conductivity 50 (mS / m), pH about 10.5, and the effect is the corrosion inhibition rate (%) + scale inhibition rate (%) as one index of evaluation The results are shown in [Table 4] in FIG. 6 and [Graph 3] in FIG.
From [Graph 3] in FIG. 7, the corrosion inhibition effect was improved when the sugar acid composition ratio was 10 to 90%.
Thus, it can be seen that the improvement in scale inhibition rate and corrosion inhibition rate of Example 2 at room temperature described above is the same tendency at high temperatures, and particularly in the environment of high-temperature water under boiler conditions, sugar acid and D -It was found that the scale inhibition rate and the corrosion inhibition rate were remarkably improved over the entire region as compared with the case of glucitol alone, and in particular, compared with Example 1, the sugar acid alone was around 20% of the sugar acid composition. It can be seen that the corrosion inhibition rate is actually 100%, which is 47% higher than the 53% corrosion inhibition rate.
Therefore, in the water treatment agent of Example 2, the composition weight ratio of saccharide acid to D-glucitol is improved in the function while having both the function of inhibiting the scale and inhibiting the corrosion in the range of 10 to 90% of the saccharide acid. Thus, it is understood that it is optimal to use in a boiler that uses high-temperature water, not to mention at room temperature.
[0015]
(4) Experimental example 4
An alkaline agent, a dispersant, and an anticorrosive agent (sugar acid 40% -D-glucitol) are added to pure water in a mixture ratio of the sugar acid and D-glucitol of Example 1 at a general addition ratio as a canning agent, Good result of about 200 ° C-1.568 Mpa, 10-fold concentration, 10% blow, 100 hours continuous operation, corrosion rate of 5 mdd, scale, no sludge with an experimental boiler with 100 mg / L added to soft water was gotten.
[0016]
It should be noted that the present invention is not limited to the above examples as long as the characteristics of the present invention are not impaired. For example, phosphate, polymerized phosphate, phosphonate, Pyrophosphates, phosphate esters, amines (eg hydrazine, morpholine, octadecylamine, jetylaminoethanol, cyclohexylamine, propanolamine, aminoethanol, diethylhydroxyamine, aminopropanolamine), sulfites, molybdates, Substances such as a chlorine-based disinfectant, an organic nitrogen-based disinfectant, nitrite, an inorganic alkali agent, and a polymer dispersant may be used in combination as appropriate.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, sugar acid and D-glucitol are food additives or substances that are known to have safety corresponding thereto, and thus are highly safe as water treatment agents, In addition, by mixing sugar acid and D-glucitol, it has the effect of improving the corrosion prevention function of cooling heating water system and boiler water system more than the simple substance of sugar acid and D-glucitol. effect since even have together, since the need of a single treatment agent if put adjusted decide premixed composition ratio, it is not necessary to blend adjusting anticorrosive and a scale inhibitor, that management is facilitated In addition, the addition of polymaleic acid and its derivatives has the effect of improving corrosion prevention and dramatically improving the scale prevention function. Which in high temperature water environments is an effect that corrosion protection and scale prevention function is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a table of [Table 1] of corrosion inhibition rate and scale inhibition rate with respect to the mixing ratio of sugar acid and D-glucitol in Example 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram representing [Table 1] in FIG. 1 as [Graph 1].
FIG. 3 is a table of [Table 2] of corrosion inhibition rate and scale inhibition rate corresponding to changes in the amount of polymaleic acid added in Example 2 of the present invention.
FIG. 4 is a table of [Table 3] of corrosion inhibition rate and scale inhibition rate with respect to the mixing ratio of sugar acid and D-glucitol when polymaleic acid is added in Example 2 of the present invention. 4 is a diagram showing [Table 3] in FIG. 4 as [Graph 2].
FIG. 6 is a table of [Table 4] of corrosion inhibition rate and scale inhibition rate corresponding to changes in the amount of polymaleic acid added in an environment of high-temperature water in Example 2 of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing [Table 4] in FIG. 6 as [Graph 3].

Claims (4)

糖酸とD-グルシトールの混合物であって、糖酸とD-グルシトールとの組成重量比は糖酸が5〜95%の範囲であることを特徴とする水処理剤。  A water treatment agent, which is a mixture of sugar acid and D-glucitol, wherein the composition weight ratio of sugar acid to D-glucitol is in the range of 5 to 95% of sugar acid. 前記混合物にポリマレイン酸及びその誘導体を添加したことを特徴とする請求項1に記載の水処理剤。  The water treatment agent according to claim 1, wherein polymaleic acid and a derivative thereof are added to the mixture. 糖酸とD-グルシトールの混合物であって、糖酸とD-グルシトールとの組成重量比は糖酸が10〜90%の範囲とし、これにポリマレイン酸及びその誘導体を添加してボイラ水系に用いることを特徴とする水処理剤。  A mixture of sugar acid and D-glucitol, the composition weight ratio of sugar acid to D-glucitol being within the range of 10 to 90% of sugar acid, to which polymaleic acid and its derivatives are added and used in boiler water system A water treatment agent characterized by that. 前記ポリマレイン酸及びその誘導体は10〜300mg/Lの範囲で添加したことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の水処理剤。The water treatment agent according to claim 2 or 3, wherein the polymaleic acid and its derivative are added in a range of 10 to 300 mg / L.
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