JP4182455B2 - Scale prevention method and scale inhibitor - Google Patents
Scale prevention method and scale inhibitor Download PDFInfo
- Publication number
- JP4182455B2 JP4182455B2 JP24854298A JP24854298A JP4182455B2 JP 4182455 B2 JP4182455 B2 JP 4182455B2 JP 24854298 A JP24854298 A JP 24854298A JP 24854298 A JP24854298 A JP 24854298A JP 4182455 B2 JP4182455 B2 JP 4182455B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scale
- water
- added
- calcium
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Paper (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケール防止方法及びスケール防止剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などにおけるスケール付着を効率的に防止することができるスケール防止方法及びスケール防止剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却水系、ボイラ水系などの水と接触する伝熱面や配管内では、スケール障害が発生する。特に、省資源、省エネルギーの立場から、冷却水の系外への排棄（ブロー）を少なくして高濃縮運転を行う場合、溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすくなるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。装置の壁面などにスケールが付着すると、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラーや熱交換器の運転に重大な障害が生ずる。
製鉄所で発生する高炉ガス、転炉ガスを清浄化するために集塵機で処理すると、煙塵が捕集されると同時に炭酸ガスが吸収されて集塵水のpHが低下し、煙塵中のカルシウム成分が溶解する。集塵機から出た集塵水は、シックナーなどでの大気解放条件下で炭酸ガスを放出し、pHが上昇する。その結果、カルシウムイオンは過飽和の状態となり、送水ポンプ、送水配管、冷却塔充填材、集塵機の噴霧ノズルなどに炭酸カルシウムなどのスケールとして付着し、種々の障害を引き起こす。
また、製紙工場においては、原料水や白水の中にパルプからカルシウムイオンやバリウムイオンが溶出し、抄紙工程で用いられる硫酸バンドと反応して硫酸カルシウムや硫酸バリウムのスケールとなり、機器に付着したり、あるいは、紙切れや紙質低下の原因となる。アルカリ回収工程を流れる水は、炭酸カルシウムが高度に過飽和の状態となっているので、装置や配管内壁にはスケールの付着が恒常的に起こっている。
このような各種の工場で生成するスケール物質としては、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などがある。これまで、カルシウム系やマグネシウム系スケールに対しては、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸などを重合したカルボキシル基を有するポリマーがスケール防止剤として有効であり、さらに必要に応じて、カルボキシル基を有するモノマーとビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマーや、アクリルアミドなどのノニオン性ビニルモノマーを対象水質に応じて組み合わせたコポリマーがスケール防止剤として一般的に使用されている。
また、特にカルシウム系スケールを対象として、ヘキサメタリン酸ソーダやトリポリリン酸ソーダなどの無機ポリリン酸類、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸やホスホノブタントリカルボン酸などのホスホン酸類も一般的に使用されている。
近年、節水や省エネルギーを目的に、可能な限り水を有効利用するという動きが顕著になってきており、熱交換器についても、冷却水の高濃縮運転への期待が高まってきている。上述した従来のスケール防止剤は、冷却水中に溶解するスケール種（イオン）を、スケールとして析出しないように、水中に溶解した状態に保つ機能を有するものであり、更なる高濃縮運転の場合には、スケールの析出を抑制するには限界があることは周知の事実となっている。今後更に冷却水の高濃縮運転が広まる中、現状のスケール防止剤に代わる高性能のスケール防止技術の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などで生成する各種のスケール付着を効率的に防止することができるスケール防止方法及びスケール防止剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スケール付着のおそれがある水系に、付着防止の対象であるスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、スケールの付着を効率的に防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）スケール付着のおそれがある水系に、該スケール物質の種晶及びスルホン基を有するポリマー若しくはその塩を添加することを特徴とするスケール防止方法、及び、
（２）スケール付着のおそれがある水系に添加してスケール付着を防止するスケール防止剤であって、該スケール物質の種晶及びスルホン基を有するポリマー若しくはその塩を含有することを特徴とするスケール防止剤、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）スケール物質の種晶が、炭酸カルシウムである第(１)項記載のスケール防止方法、（４）スケール物質の種晶の平均粒径が、０.０５〜１００μｍである第(１)項記載のスケール防止方法、
（５）スケール物質の種晶を、水中の種晶の濃度が１〜１００ｍｇ／リットルとなるように添加する第(１)項記載のスケール防止方法、
（６）結晶分散剤を、水中の結晶分散剤の濃度が１〜１５０ｍｇ／リットルとなるように添加する第(１)項記載のスケール防止方法、
（７）スケール物質の種晶が、炭酸カルシウムである第(２)項記載のスケール防止剤、及び、
（８）スケール物質の種晶の平均粒径が、０.０５〜１００μｍである第(２)項記載のスケール防止剤、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のスケール防止方法は、スケール付着のおそれがある水系に、付着防止対象のスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加するものである。また、本発明のスケール防止剤は、スケール付着のおそれがある水系に添加してスケール付着を防止するスケール防止剤であって、付着防止対象のスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を含有するものである。本発明方法及び剤の適用の対象となる水系に特に制限はなく、例えば、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などを挙げることができる。
本発明方法及び剤の適用の対象となるスケールに特に制限はなく、各種の水系で問題となるスケール全般を対象とすることができ、例えば、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、シリカなどを挙げることができる。
【０００６】
本発明において使用するスケール物質の種晶は、水系に添加したとき、核となってスケール物質の結晶化を開始させ、スケール物質の結晶の析出速度を速めるものである。スケール物質が既知の場合は、種晶としてスケール物質と同一の結晶又はスケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶を添加することができる。スケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶の種晶としての有効性は、適用する水系の水を濃縮又は冷却することにより過飽和状態とし、スケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶を添加し、スケール物質の結晶が析出する状態を観察することにより確認することができる。スケール物質が未知の場合は、適用する水系の水を濃縮し、析出する結晶を、スケール物質と同一の化合物である種晶として利用することができる。
例えば、付着防止対象のスケール物質が炭酸カルシウムである場合は、スケール物質の種晶として、炭酸カルシウムの結晶を用いることが好ましい。使用する炭酸カルシウムの結晶に特に制限はなく、炭酸カルシウムの多形であるカルサイト、バテライト、アラゴナイトのいずれをも用いることができる。また、付着防止対象のスケール物質がケイ酸マグネシウム系物質である場合は、スケール物質の種晶として、オルトケイ酸マグネシウム（フォルステライト）、メタケイ酸マグネシウム、四ケイ酸マグネシウム（タルク）、三ケイ酸マグネシウム、クリソタイル、セピオライト、オルトケイ酸マグネシウムカルシウム、メタケイ酸マグネシウムカルシウムなどを用いることができる。さらに、種々の付着防止対象のスケール物質に応じて、例えば、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、シュウ酸カルシウムなどを用いることができる。付着防止対象のスケール物質がシリカであれば、例えば、シリカゲルのような固体を粉砕して用いることができる。
【０００７】
本発明において使用する種晶は、平均粒径が０.０５〜１００μｍであることが好ましく、０.１〜５０μｍであることがより好ましい。種晶の平均粒径が０.０５μｍ未満であると、取り扱いづらく、作業性が低下するおそれがある。種晶の平均粒径が１００μｍを超えると、種晶の表面積が小さくなり、スケール防止効果が低下するとともに、循環水中で沈降堆積を生じ設備の運転に支障を生ずるおそれがある。
本発明において、種晶を水系に分散保持する結晶分散剤に特に制限はなく、例えば、アニオン性、カチオン性、ノニオン性を有する水溶性ポリマーを挙げることができる。水溶性ポリマーは、分子量が３,０００以上であることが好ましい。水溶性ポリマーの分子量が大きいほど種晶に対する分散効果が大きくなるが、分子量が大きくなるほど合成が困難になり、水溶液として取り扱う場合は高粘度となって作業性が低下するおそれがある。水溶性ポリマーの中で、スルホン酸基を有するポリマーは、強酸で解離度が大きく、種晶に対して高い分散効果を有するので、好適に使用することができる。スルホン酸基を有するポリマーとしては、例えば、ビニルスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、スチレンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、イソプレンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマーなどを挙げることができる。スルホン酸基を有するコポリマーは、スルホン酸基を有するモノマー単位が５モル％以上であることが好ましい。スルホン酸基を有するポリマーは、遊離のスルホン酸の状態で使用することができ、あるいは、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などの塩として使用することもできる。
【０００８】
本発明において、スケール物質の種晶及び結晶分散剤の添加場所に特に制限はなく、スケールが付着する箇所に直接添加することができ、あるいは、その箇所よりも前段の任意の箇所に添加することもでき、従来のスケール防止剤と同様に扱うことができる。したがって、冷却水系においては、熱交換器本体、循環水のピット、冷却塔の配管ラインなどの任意の箇所に直接添加することができ、あるいは、循環水系に補給する補給水にあらかじめ添加しておくこともできる。また、製鉄所においては、高炉ガス又は転炉ガス集塵水系、シックナーなどの固液分離装置から集塵装置に至る水系、シックナーからのスラリー引き抜き配管などに添加することができる。製紙工場においては、原料調製工程、抄紙工程、白水回収工程、排水処理工程、アルカリ回収工程の木釜、ディゾルバータンク、スレーカー、白液、黒液、緑液などに添加することができる。
本発明において、スケール物質の種晶と結晶分散剤の添加方法に特に制限はなく、例えば、種晶と結晶分散剤を異なる場所において別々に添加することができ、同じ場所において同時に添加することもでき、あるいは、種晶と結晶分散剤をあらかじめ混合して一剤品として同じ場所に添加することもできる。スケール物質の種晶は、そのまま粉末状態で添加することができ、あるいは、種晶を液に分散させたスラリー状態で添加することもできる。また、結晶分散剤は、粉末状態で添加することができ、あるいは、水溶液として添加することもできる。
【０００９】
本発明において、スケール物質の種晶の添加量に特に制限はないが、系を流れる水量に対して、１〜１００mg／リットルであることが好ましく、２〜６０mg／リットルであることがより好ましい。種晶の添加量が水量に対して１mg／リットル未満であると、スケール成分の水中における析出が十分に促進されず、スケール付着が発生するおそれがある。水量に対して１００mg／リットルを超える種晶を添加してもスケール付着に関する悪影響は生じないが、経済性が損なわれるおそれがある。
本発明において、結晶分散剤の添加量に特に制限はないが、系を流れる水量に対して１〜１５０mg／リットルであることが好ましく、２〜８０mg／リットルであることがより好ましい。結晶分散剤の添加量が水量に対して１mg／リットル未満であると、結晶分散剤の添加によるスケール付着防止性を向上する効果が顕著に発現しないおそれがある。水量に対して１５０mg／リットルを超える結晶分散剤を添加してもスケール付着に関する悪影響は生じないが、経済性が損なわれるおそれがある。種晶と結晶分散剤の最適添加量は、適用する工程、設備配管の形状や長さ、装置全体の水の滞留時間などに応じて、適宜選定することができる。本発明においては、必要に応じて、スケール物質の種晶以外の他のスケール防止剤、防食剤、スライムコントロール剤などを併用することができる。他のスケール防止剤としては、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリマー、ポリマレイン酸、マレイン酸や無水マレイン酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリマー、ポリイタコン酸、イタコン酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリマーなどの有機ポリマーや、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ヒドロキシエチリデンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、ヘキサメタリン酸ソーダなどのリン系化合物などを挙げることができる。防食剤としては、例えば、クロム酸塩や亜鉛塩などの重金属塩、上記のリン系化合物、アニオン性の有機ポリマーなどを挙げることができる。スライムコントロール剤としては、例えば、ヒドラジン、有機ハロゲン化合物などを挙げることができる。
【００１０】
本発明によれば、水中に含まれるスケール物質は、種晶を核として、大部分が水中において分散した結晶として析出、成長し、壁面などにスケールとして付着するものは僅かである。本発明を冷却水系に適用した場合、循環水に添加した種晶は、循環水中に一定濃度で保たれ、水とともに循環するが、析出したスケール物質の結晶が装置や配管内に堆積する場合には、必要に応じて、ブロー水をシックナーなどで固液分離することができ、あるいは、循環水の一部をろ過することにより結晶を系外に除去することもできる。製鉄所の高炉ガス又は転炉ガス集塵水系に適用した場合は、水系に添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶とともにシックナーなどにおいて固液分離し、懸濁物質スラリーとして系外に除去することができる。また、製紙工場において製紙工程に適用した場合、添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶とともに、そのまま紙に抄き込んで系外に除去することができ、アルカリ回収工程に適用した場合は、添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶とともに、緑液シックナー又は白液シックナーにおいて除去することができる。
本発明によれば、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶と種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、循環水中のスケール物質が、良好な分散状態を保った種晶を核として析出し、水中に分散した状態で成長する。その結果、循環水中のスケール物質の濃度が低下して、壁面などへのスケールの付着が発生しにくい水に変化するものと考えられる。
【００１１】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例及び比較例において、スケール付着試験は、伝熱面積が０.２５ｍ2の熱交換器を有し、保有水量が０.４５ｍ3である開放循環モデル冷却水系を用いて行った。熱交換器は、材質がＳＵＳ３０４で、外径が１９mmのチューブを備えている。このモデル冷却水系に、厚木市水に純水と塩類を加えて調製した水を循環水及び補給水として加え、濃縮倍数が６倍又は１０倍になるように、水中のカリウム濃度でコントロールしながら３０日間運転した。この間、循環水の熱交換器入口温度は４５℃、出口温度は７５℃に保った。また、循環水の熱交換器チューブを通過する流速は０.５ｍ／ｓとした。
実施例１
厚木市水に１０重量％塩化カルシウム水溶液と５重量％炭酸水素ナトリウム水溶液を添加して、pH７.４、カルシウム硬度５０mgCaCO3／リットル、Ｍアルカリ度５０mgCaCO3／リットルの水質を有する補給水を調製し、濃縮倍数６倍の運転を行った。さらに、運転中は、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液及び分子量２０,０００のポリスチレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、重質炭酸カルシウムの濃度が２０mg／リットル、ポリスチレンスルホン酸ソーダの濃度が６０mg／リットルになるように循環水に添加した。理論水質は、pH８.９、カルシウム硬度３００mgCaCO3／リットル、Ｍアルカリ度３００mgCaCO3／リットルである。
３０日間運転を継続したのち、循環水を孔径０.１μｍのフィルターを用いてろ過し、ろ液のカルシウム硬度を測定したところ、１０５mgCaCO3／リットルであった。また、熱交換器チューブに付着したスケールを採取し、１０５℃で乾燥したのち秤量して、スケールの付着速度を求めたところ、２mg／cm2／３０日であった。
実施例２
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液の代わりに、分子量８０,０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ポリイソプレンスルホン酸ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように添加した以外は、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は１１０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３mg／cm2／３０日であった。
【００１２】
比較例１
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液を添加することなく、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液のみを、重質炭酸カルシウムの濃度が２０mg／リットルになるように循環水に添加し、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は１３９mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は８mg／cm2／３０日であった。
比較例２
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、ヘキサメタリン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ヘキサメタリン酸ソーダの濃度が２０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は２９０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３５mg／cm2／３０日であった。
比較例３
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、分子量３,５００のポリマレイン酸の２０重量％水溶液を、ポリマレイン酸の濃度が２０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は２８０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３２mg／cm2／３０日であった。
実施例１〜２及び比較例１〜３の結果を、第１表に示す。
【００１３】
【表１】
比較例１、比較例２及び比較例３の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムを添加した比較例１においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度が理論値より低く、種晶によって循環水中のカルシウムの析出が促進されていることが分かる。また、熱交換器チューブへのスケールの付着速度が小さく、良好なスケール防止効果が発現している。この効果は、循環水中のカルシウムが、種晶を核として水中において分散状態で析出し、チューブに付着することなく、循環水中のカルシウム濃度が低下したことによるものと考えられる。これに対して、比較例２及び比較例３においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度はほぼ理論値に近く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も大きい。
さらに、実施例１、実施例２及び比較例１の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムのみを添加した比較例１よりも、結晶分散剤であるポリスチレンスルホン酸ソーダ又はポリイソプレンスルホン酸ソーダを添加した実施例１及び実施例２の方が、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度がいっそう低く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も格段に小さくなっている。この結果から、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、種晶の効果が増強され、顕著なスケール防止効果が発現することが分かる。
実施例３
濃縮倍数を１０倍とし、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液及び分子量２０,０００のポリスチレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、重質炭酸カルシウムの濃度が３０mg／リットル、ポリスチレンスルホン酸ソーダの濃度が６０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。なお、循環水の理論水質は、pH９.２、カルシウム硬度５００mgCaCO3／リットル、Ｍアルカリ度５００mgCaCO3／リットルである。
ろ液のカルシウム硬度は１２５mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は１mg／cm2／３０日であった。
実施例４
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液の代わりに、分子量８０,０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ポリイソプレンスルホン酸ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように添加した以外は、実施例３と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は１２８mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３mg／cm2／３０日であった。
【００１５】
比較例４
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液を添加することなく、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液のみを、重質炭酸カルシウムの濃度が３０mg／リットルになるように循環水に添加し、実施例３と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。ろ液のカルシウム硬度は１６９mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は９mg／cm2／３０日であった。
比較例５
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、ヘキサメタリン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ヘキサメタリン酸ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例４と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は４１０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は５８mg／cm2／３０日であった。
比較例６
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、分子量３,５００のポリマレイン酸の２０重量％水溶液を、ポリマレイン酸の濃度が３０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例４と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は４３０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３８mg／cm2／３０日であった。
実施例３〜４及び比較例４〜６の結果を、第２表に示す。
【００１６】
【表２】
比較例４、比較例５及び比較例６の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムを添加した比較例４においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度が理論値の３５％程度であり、種晶によって循環水中のカルシウムの析出が促進されていることが分かる。また、熱交換器チューブへのスケールの付着速度が小さく、良好なスケール防止効果が発現している。この効果は、循環水中のカルシウムが、種晶を核として水中において分散状態で析出し、チューブに付着することなく、循環水中のカルシウム濃度が低下したことによるものと考えられる。これに対して、比較例４及び比較例５においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度は理論値の８０〜８５％程度であり、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も大きい。
さらに、実施例３、実施例４及び比較例４の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムのみを添加した比較例４よりも、結晶分散剤であるポリスチレンスルホン酸ソーダ又はポリイソプレンスルホン酸ソーダを添加した実施例３及び実施例４の方が、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度がいっそう低く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も格段に小さくなっている。この結果から、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、種晶の効果が増強され、顕著なスケール防止効果が発現することが分かる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のスケール防止方法及びスケール防止剤によれば、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに、種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、水中のスケール物質が種晶を核として析出し、水中に分散した状態で成長する効果が、種晶のみを添加した場合に比べていっそう増強され、水中のスケール物質の濃度が顕著に低下し、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などのスケール付着を効率的に防止することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scale prevention method and a scale prevention agent. More specifically, the present invention relates to a cooling water system such as a building air conditioner, a general factory, a heat exchanger such as a petrochemical complex, a dust collecting water system such as a blast furnace gas of a steel mill, a converter gas, a papermaking process water system of a paper mill, an alkali The present invention relates to a scale prevention method and a scale inhibitor that can efficiently prevent scale adhesion in a recovery process water system or the like.
[0002]
[Prior art]
Scale failure occurs on heat transfer surfaces and piping that come into contact with water such as cooling water systems and boiler water systems. In particular, from the standpoint of resource saving and energy saving, when high concentration operation is performed with less discharge (blow) of cooling water outside the system, dissolved salts are concentrated and the heat transfer surface is likely to corrode. At the same time, it becomes a sparingly soluble salt and scales. If the scale adheres to the wall surface of the apparatus, a serious obstacle occurs in the operation of the boiler and the heat exchanger, such as a decrease in thermal efficiency and blockage of piping.
When processing with a dust collector to clean the blast furnace gas and converter gas generated at steelworks, the dust is collected and carbon dioxide is absorbed and the pH of the dust collection water decreases, resulting in a calcium component in the dust. Dissolves. Dust collected from the dust collector releases carbon dioxide under open air conditions such as thickener, and the pH rises. As a result, calcium ions become supersaturated and adhere as scales such as calcium carbonate to water pumps, water pipes, cooling tower fillers, spray nozzles of dust collectors, etc., causing various obstacles.
In paper mills, calcium ions and barium ions are eluted from pulp into raw water and white water, reacting with the sulfuric acid bands used in the papermaking process to form calcium sulfate and barium sulfate scales, which adhere to equipment. Or, it may cause paper breakage or paper quality deterioration. In the water flowing through the alkali recovery step, calcium carbonate is in a highly supersaturated state, so that scales are constantly attached to the apparatus and the inner wall of the pipe.
Examples of scale substances produced in various factories include calcium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite, calcium phosphate, calcium silicate, magnesium silicate, magnesium hydroxide, zinc phosphate, zinc hydroxide, basic zinc carbonate, etc. There is. Until now, for calcium-based and magnesium-based scales, a polymer having a carboxyl group obtained by polymerizing maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, etc. is effective as a scale inhibitor, and if necessary, has a carboxyl group. A scale inhibitor is a copolymer of a monomer and a monomer having a sulfonic acid group such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, or a nonionic vinyl monomer such as acrylamide according to the target water quality. As commonly used.
Moreover, inorganic polyphosphoric acids such as sodium hexametaphosphate and sodium tripolyphosphate, and phosphonic acids such as hydroxyethylidene diphosphonic acid and phosphonobutane tricarboxylic acid are generally used particularly for calcium-based scales.
In recent years, for the purpose of saving water and saving energy, the movement of effectively using water as much as possible has become prominent, and the expectation for highly concentrated operation of cooling water is also increasing for heat exchangers. The above-mentioned conventional scale inhibitor has a function of keeping scale species (ions) dissolved in cooling water dissolved in water so as not to precipitate as scale, and in the case of further highly concentrated operation. It is a well-known fact that there is a limit in suppressing the precipitation of scale. As cooling water high concentration operation becomes more widespread in the future, development of high-performance scale prevention technology to replace the current scale inhibitor is desired.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention includes building air conditioning, general factories, cooling water systems such as heat exchangers such as petrochemical complexes, dust collecting water systems such as blast furnace gas and converter gas in ironworks, papermaking process water systems in paper mills, alkali recovery process water systems, etc. It is an object of the present invention to provide a scale prevention method and a scale prevention agent that can efficiently prevent various scales produced in the above.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have dispersed and held the seed crystals of scale substances that are the object of adhesion prevention and the seed crystals in an aqueous system in which there is a risk of scale adhesion. It has been found that by adding a crystal dispersant, scale adhesion can be effectively prevented, and the present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention
(1) A scale prevention method comprising adding a seed crystal of the scale substance and a polymer having a sulfone group or a salt thereof to an aqueous system that may cause scale adhesion; and
(2) A scale inhibitor that is added to an aqueous system that may cause scale adhesion and prevents scale adhesion, and contains a seed crystal of the scale substance and a polymer having a sulfone group or a salt thereof. Inhibitor,
Is to provide.
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention,
(3) The scale prevention method according to item (1), wherein the seed material of the scale material is calcium carbonate, and (4) the average particle size of the seed crystal of the scale material is 0.05 to 100 μm (1) Scale prevention method according to paragraph,
( 5 ) The scale prevention method according to (1), wherein the seed crystal of the scale substance is added so that the concentration of the seed crystal in water is 1 to 100 mg / liter,
( 6 ) The scale preventing method according to item (1), wherein the crystal dispersant is added so that the concentration of the crystal dispersant in water is 1 to 150 mg / liter,
( 7 ) The scale inhibitor according to (2), wherein the seed crystal of the scale substance is calcium carbonate, and
( 8 ) The scale inhibitor according to (2), wherein the average particle size of the seed crystals of the scale material is 0.05 to 100 μm,
Can be mentioned.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the scale prevention method of the present invention, a seed crystal of a scale material to be prevented from adhesion and a crystal dispersant that disperses and holds the seed crystal in the aqueous system are added to an aqueous system that may cause scale adhesion. Further, the scale inhibitor of the present invention is a scale inhibitor that is added to an aqueous system that may cause scale adhesion to prevent scale adhesion, and the seed material of the scale substance to be prevented from adhesion and the seed crystal are dispersed in the aqueous system. It contains a crystal dispersing agent to be retained. There are no particular restrictions on the water system to which the method and agent of the present invention are applied, such as cooling water systems such as heat exchangers for building air conditioning, general factories, petrochemical complexes, blast furnace gas, converter gas, etc. Examples thereof include a dust collection water system, a papermaking process water system in a paper mill, and an alkali recovery process water system.
There is no particular limitation on the scale to which the method and the agent of the present invention are applied, and it can be applied to all scales that are problematic in various aqueous systems, such as calcium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite, calcium phosphate, and silicic acid. Examples include calcium, magnesium silicate, magnesium hydroxide, zinc phosphate, zinc hydroxide, basic zinc carbonate, and silica.
[0006]
The seed material of the scale material used in the present invention becomes a nucleus when it is added to an aqueous system, and starts to crystallize the scale material, thereby accelerating the precipitation rate of the crystal of the scale material. When the scale material is known, a crystal having the same crystal as the scale material or a compound having a structure or crystal form similar to the scale material can be added as a seed crystal. The effectiveness of a compound having a structure or crystal form similar to that of the scale substance as a seed crystal is supersaturated by concentrating or cooling the water of the applied aqueous system, and has a structure or crystal form similar to that of the scale substance. This can be confirmed by adding a crystal of the compound and observing the state in which the crystal of the scale substance is precipitated. When the scale substance is unknown, the applied water-based water is concentrated, and the precipitated crystal can be used as a seed crystal that is the same compound as the scale substance.
For example, when the scale material to be prevented from adhesion is calcium carbonate, it is preferable to use calcium carbonate crystals as seed crystals of the scale material. There is no restriction | limiting in particular in the crystal | crystallization of calcium carbonate to be used, Any of the calcium carbonate polymorph calcite, vaterite, and aragonite can be used. In addition, when the scale material to be prevented from adhesion is a magnesium silicate-based material, the seed crystal of the scale material is magnesium orthosilicate (forsterite), magnesium metasilicate, magnesium tetrasilicate (talc), magnesium trisilicate. Chrysotile, sepiolite, magnesium calcium orthosilicate, magnesium calcium metasilicate, and the like can be used. Furthermore, for example, calcium phosphate, zinc phosphate, calcium sulfate, barium sulfate, aluminum silicate, calcium silicate, calcium oxalate and the like can be used according to various scale substances to be prevented from adhesion. If the scale material to be prevented from adhesion is silica, for example, a solid such as silica gel can be crushed and used.
[0007]
The seed crystal used in the present invention preferably has an average particle diameter of 0.05 to 100 μm, and more preferably 0.1 to 50 μm. When the average particle size of the seed crystals is less than 0.05 μm, it is difficult to handle and the workability may be reduced. If the average particle size of the seed crystal exceeds 100 μm, the surface area of the seed crystal becomes small, the scale prevention effect is lowered, and sedimentation deposition occurs in the circulating water, which may hinder the operation of the facility.
In the present invention, there is no particular limitation on the crystal dispersant that disperses and holds the seed crystal in an aqueous system, and examples thereof include water-soluble polymers having anionic property, cationic property, and nonionic property. The water-soluble polymer preferably has a molecular weight of 3,000 or more. The greater the molecular weight of the water-soluble polymer, the greater the dispersion effect on the seed crystal. However, the greater the molecular weight, the more difficult the synthesis becomes. Among water-soluble polymers, a polymer having a sulfonic acid group is a strong acid, has a high degree of dissociation, and has a high dispersion effect on the seed crystal, so that it can be suitably used. Examples of the polymer having a sulfonic acid group include a homopolymer or copolymer of vinyl sulfonic acid, a homopolymer or copolymer of styrene sulfonic acid, a homopolymer or copolymer of 2-hydroxy-3-allyloxypropane sulfonic acid, 2-acrylamide- A homopolymer or copolymer of 2-methylpropanesulfonic acid, a homopolymer or copolymer of isoprenesulfonic acid, and the like can be given. The copolymer having a sulfonic acid group preferably has 5 mol% or more of monomer units having a sulfonic acid group. The polymer having a sulfonic acid group can be used in a free sulfonic acid state, or can be used as a salt such as a sodium salt, a potassium salt, or an ammonium salt.
[0008]
In the present invention, there are no particular restrictions on the location of the seed material of the scale substance and the crystal dispersant, and it can be added directly to the location where the scale adheres, or it can be added to any location before the location. And can be handled in the same manner as conventional scale inhibitors. Therefore, in the cooling water system, it can be added directly to any location such as the heat exchanger main body, circulating water pit, cooling tower piping line, or added in advance to the makeup water to be supplied to the circulating water system. You can also. Moreover, in a steelworks, it can be added to a blast furnace gas or converter gas dust collection water system, a water system from a solid-liquid separator such as a thickener to a dust collector, a slurry extraction pipe from the thickener, and the like. In a paper mill, it can be added to a raw material preparation process, a papermaking process, a white water recovery process, a wastewater treatment process, an alkali recovery process, a kiln, a dissolver tank, a slaker, a white liquor, a black liquor, a green liquor and the like.
In the present invention, there is no particular limitation on the method of adding the seed material of the scale material and the crystal dispersant. For example, the seed crystal and the crystal dispersant can be added separately at different locations, and can be added simultaneously at the same location. Alternatively, the seed crystal and the crystal dispersant can be mixed in advance and added to the same place as a single product. The seed crystal of the scale material can be added as it is in a powder state, or can be added in a slurry state in which the seed crystal is dispersed in a liquid. Further, the crystal dispersant can be added in a powder state, or can be added as an aqueous solution.
[0009]
In the present invention, the amount of the seed substance added to the scale substance is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 mg / liter, more preferably 2 to 60 mg / liter, based on the amount of water flowing through the system. If the amount of seed crystals added is less than 1 mg / liter relative to the amount of water, precipitation of scale components in water is not sufficiently promoted, and scale adhesion may occur. Even if seed crystals exceeding 100 mg / liter with respect to the amount of water are added, there is no adverse effect on scale adhesion, but the economic efficiency may be impaired.
In the present invention, the amount of the crystal dispersant added is not particularly limited, but is preferably 1 to 150 mg / liter, more preferably 2 to 80 mg / liter, based on the amount of water flowing through the system. If the addition amount of the crystal dispersant is less than 1 mg / liter with respect to the amount of water, the effect of improving the scale adhesion preventing property due to the addition of the crystal dispersant may not be remarkably exhibited. Even if a crystal dispersing agent exceeding 150 mg / liter with respect to the amount of water is added, there is no adverse effect on scale adhesion, but there is a possibility that the economy is impaired. The optimum addition amount of the seed crystal and the crystal dispersant can be appropriately selected according to the applied process, the shape and length of the equipment piping, the residence time of water in the entire apparatus, and the like. In the present invention, if necessary, other scale inhibitors, anticorrosives, slime control agents, etc. other than the seed crystals of the scale material can be used in combination. Examples of other scale inhibitors include polyacrylic acid, copolymers of vinyl monomers copolymerizable with acrylic acid, polymaleic acid, copolymers of vinyl monomers copolymerizable with maleic acid and maleic anhydride, polyitaconic acid, Organic polymers such as copolymers of vinyl monomers copolymerizable with itaconic acid, and phosphorus compounds such as nitrilotrimethylenephosphonic acid, hydroxyethylidenephosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, phosphonobutanetricarboxylic acid, sodium hexametaphosphate, etc. Can be mentioned. Examples of the anticorrosive include heavy metal salts such as chromate and zinc salts, the above phosphorus compounds, and anionic organic polymers. Examples of the slime control agent include hydrazine and organic halogen compounds.
[0010]
According to the present invention, the scale material contained in the water has a small amount of the seed material that is deposited and grown as a crystal dispersed in water with the seed crystal as a nucleus, and adheres to the wall surface as a scale. When the present invention is applied to a cooling water system, the seed crystal added to the circulating water is kept at a constant concentration in the circulating water and circulates with the water, but when the deposited scale substance crystals are deposited in the apparatus or piping. If necessary, blow water can be solid-liquid separated with a thickener or the like, or crystals can be removed from the system by filtering a part of the circulating water. When applied to a steelworks blast furnace gas or converter gas dust collection water system, the seed crystals added to the water system are separated into solid and liquid in a thickener together with the precipitated scale material crystals, and removed as a suspended material slurry outside the system. can do. In addition, when applied to the papermaking process in a paper mill, the added seed crystals can be removed from the system by making it into paper as it is, along with the crystals of the scale material deposited. The added seed crystals can be removed in the green liquor thickener or white liquor thickener together with the crystals of the scale material that have precipitated.
According to the present invention, the scale material in the circulating water has a good dispersion state by adding the seed material of the scale material and the crystal dispersant that disperses and holds the seed crystal in the aqueous system to the aqueous system where there is a risk of scale adhesion. The retained seed crystals are deposited as nuclei and grow in a dispersed state in water. As a result, it is considered that the concentration of the scale substance in the circulating water is reduced, and the scale is changed to water that hardly causes the scale to adhere to the wall surface.
[0011]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the examples and comparative examples, the scale adhesion test was performed using an open circulation model cooling water system having a heat exchanger with a heat transfer area of 0.25 m 2 and a retained water amount of 0.45 m 3 . The heat exchanger is provided with a tube made of SUS304 and having an outer diameter of 19 mm. To this model cooling water system, water prepared by adding pure water and salts to Atsugi City water is added as circulating water and make-up water, while controlling the potassium concentration in water so that the concentration factor becomes 6 or 10 times. I drove for 30 days. During this time, the inlet temperature of the circulating water heat exchanger was maintained at 45 ° C and the outlet temperature was maintained at 75 ° C. Moreover, the flow rate which passes through the heat exchanger tube of circulating water was 0.5 m / s.
Example 1
10% by weight calcium chloride aqueous solution and 5% by weight sodium hydrogen carbonate aqueous solution are added to Atsugi City water to prepare makeup water having a water quality of pH 7.4, calcium hardness 50 mg CaCO 3 / liter, M alkalinity 50 mg CaCO 3 / liter. The operation was performed at a concentration factor of 6 times. Furthermore, during operation, a 50 wt% aqueous dispersion of heavy calcium carbonate having a particle size of 0.1 to 1.0 μm and a 20 wt% aqueous solution of polystyrene sulfonate having a molecular weight of 20,000 were mixed with the concentration of heavy calcium carbonate. Was added to the circulating water so that the concentration of sodium sulfonate was 60 mg / liter. The theoretical water quality is pH 8.9, calcium hardness 300 mgCaCO 3 / liter, M alkalinity 300 mgCaCO 3 / liter.
After continuing the operation for 30 days, the circulating water was filtered using a filter having a pore size of 0.1 μm, and the calcium hardness of the filtrate was measured. As a result, it was 105 mg CaCO 3 / liter. Further, the scale adhering to the heat exchanger tube was collected, dried at 105 ° C., and weighed to determine the scale adhesion rate, which was 2 mg / cm 2/30 days.
Example 2
Example 1 except that a 20% by weight aqueous solution of polyisoprene sulfonate having a molecular weight of 80,000 was added in place of the aqueous solution of polystyrene sulfonate soda so that the concentration of polyisoprene sulfonate was 30 mg / liter. In the same manner as above, the operation was performed for 30 days, and the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale were determined.
Calcium hardness of the filtrate is 110mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 3mg / cm 2/30 days.
[0012]
Comparative Example 1
Without adding an aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate, only a 50% by weight aqueous dispersion of heavy calcium carbonate having a particle size of 0.1 to 1.0 μm was adjusted so that the concentration of heavy calcium carbonate was 20 mg / liter. It was added to the circulating water, and the operation for 30 days was carried out in the same manner as in Example 1 to determine the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale.
Calcium hardness of the filtrate is 139mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 8mg / cm 2/30 days.
Comparative Example 2
Instead of the heavy calcium carbonate aqueous dispersion, a 20% by weight aqueous solution of sodium hexametaphosphate was added to the circulating water so that the concentration of sodium hexametaphosphate was 20 mg / liter. After 30 days of operation, the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale were determined.
Calcium hardness of the filtrate is 290mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 35mg / cm 2/30 days.
Comparative Example 3
Comparative Example 1 except that a 20% by weight aqueous solution of polymaleic acid having a molecular weight of 3,500 was added to the circulating water so that the polymaleic acid concentration was 20 mg / liter instead of the heavy calcium carbonate aqueous dispersion. Similarly, the operation for 30 days was performed, and the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale were determined.
Calcium hardness of the filtrate is 280mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 32mg / cm 2/30 days.
The results of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3 are shown in Table 1.
[0013]
[Table 1]
Comparing the results of Comparative Example 1, Comparative Example 2 and Comparative Example 3, in Comparative Example 1 in which heavy calcium carbonate was added as a seed crystal, the calcium hardness of the filtrate of the circulating water after the test was lower than the theoretical value. It can be seen that the seed crystals promote the precipitation of calcium in the circulating water. Moreover, the adhesion rate of the scale to the heat exchanger tube is small, and a good scale prevention effect is exhibited. This effect is considered due to the fact that calcium in the circulating water is precipitated in a dispersed state in the water with seed crystals as nuclei and does not adhere to the tube, and the calcium concentration in the circulating water is reduced. On the other hand, in Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the calcium hardness of the filtrate of the circulating water after the test is almost the theoretical value, and the adhesion rate of the scale to the heat exchanger tube is also large.
Furthermore, comparing the results of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1, polystyrene sulfonate soda or polyisoprene sulfonic acid which is a crystal dispersant is more than Comparative Example 1 in which only heavy calcium carbonate is added as a seed crystal. In Examples 1 and 2 to which soda was added, the calcium hardness of the filtrate of the circulating water after the test was much lower, and the adhesion rate of the scale to the heat exchanger tube was remarkably reduced. From this result, by adding a crystal dispersing agent for dispersing and holding the seed crystal in the water system together with the seed crystal of the scale substance to the water system with the possibility of scale adhesion, the effect of the seed crystal is enhanced and a remarkable scale preventing effect is obtained. It turns out that it expresses.
Example 3
The concentration factor is 10 times, and a 50 wt% aqueous dispersion of heavy calcium carbonate having a particle size of 0.1 to 1.0 μm and a 20 wt% aqueous solution of polystyrene sulfonate having a molecular weight of 20,000 are mixed with heavy calcium carbonate. Except for adding to the circulating water so that the concentration is 30 mg / liter and the concentration of sodium polystyrene sulfonate is 60 mg / liter, the operation is performed for 30 days in the same manner as in Example 1, and the calcium hardness and scale of the filtrate are adjusted. The deposition rate was determined. The theoretical water quality of the circulating water is pH 9.2, calcium hardness 500 mg CaCO 3 / l, and M alkalinity 500 mg CaCO 3 / l.
Calcium hardness of the filtrate is 125mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 1mg / cm 2/30 days.
Example 4
Example 3 except that a 20% by weight aqueous solution of polyisoprene sulfonate having a molecular weight of 80,000 was added in place of the aqueous solution of polystyrene sulfonate so that the concentration of polyisoprene sulfonate was 30 mg / liter. In the same manner as above, the operation was performed for 30 days, and the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale were determined.
Calcium hardness of the filtrate is 128mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 3mg / cm 2/30 days.
[0015]
Comparative Example 4
Without adding an aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate, only a 50% by weight aqueous dispersion of heavy calcium carbonate having a particle size of 0.1 to 1.0 μm was adjusted so that the concentration of heavy calcium carbonate was 30 mg / liter. It was added to the circulating water, and the operation for 30 days was carried out in the same manner as in Example 3 to determine the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale. Calcium hardness of the filtrate is 169mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 9mg / cm 2/30 days.
Comparative Example 5
Instead of the heavy calcium carbonate aqueous dispersion, a 20% by weight aqueous solution of sodium hexametaphosphate was added to the circulating water so that the concentration of sodium hexametaphosphate was 30 mg / liter. After 30 days of operation, the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale were determined.
Calcium hardness of the filtrate is 410mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 58mg / cm 2/30 days.
Comparative Example 6
Comparative Example 4 except that a 20% by weight aqueous solution of polymaleic acid having a molecular weight of 3,500 was added to the circulating water so that the concentration of polymaleic acid was 30 mg / liter instead of the aqueous dispersion of heavy calcium carbonate. Similarly, the operation for 30 days was performed, and the calcium hardness of the filtrate and the deposition rate of the scale were determined.
Calcium hardness of the filtrate is 430mgCaCO 3 / l, the deposition rate of the scale was 38mg / cm 2/30 days.
The results of Examples 3 to 4 and Comparative Examples 4 to 6 are shown in Table 2.
[0016]
[Table 2]
Comparing the results of Comparative Example 4, Comparative Example 5 and Comparative Example 6, in Comparative Example 4 in which heavy calcium carbonate was added as a seed crystal, the calcium hardness of the filtrate of the circulating water after the test was 35% of the theoretical value. It can be seen that precipitation of calcium in the circulating water is promoted by the seed crystals. Moreover, the adhesion rate of the scale to the heat exchanger tube is small, and a good scale prevention effect is exhibited. This effect is considered due to the fact that calcium in the circulating water is precipitated in a dispersed state in the water with seed crystals as nuclei and does not adhere to the tube, and the calcium concentration in the circulating water is reduced. On the other hand, in Comparative Example 4 and Comparative Example 5, the calcium hardness of the filtrate of the circulating water after the test is about 80 to 85% of the theoretical value, and the adhesion rate of the scale to the heat exchanger tube is also large. .
Further, comparing the results of Example 3, Example 4, and Comparative Example 4, polystyrene sulfonate soda or polyisoprene sulfonic acid, which is a crystal dispersant, is more effective than Comparative Example 4 in which only heavy calcium carbonate is added as a seed crystal. In Examples 3 and 4 to which soda was added, the calcium hardness of the filtrate of the circulating water after the test was much lower, and the deposition rate of the scale to the heat exchanger tube was remarkably reduced. From this result, by adding a crystal dispersing agent for dispersing and holding the seed crystal in the water system together with the seed crystal of the scale substance to the water system with the possibility of scale adhesion, the effect of the seed crystal is enhanced and a remarkable scale preventing effect is obtained. It turns out that it expresses.
[0018]
【The invention's effect】
According to the scale prevention method and scale inhibitor of the present invention, by adding a crystal dispersing agent for dispersing and holding the seed crystal in the aqueous system together with the seed crystal of the scale substance to the aqueous system in which the scale may adhere, the scale in water The effect that the substance precipitates with the seed crystals as nuclei and grows in a dispersed state in water is much enhanced compared to the case where only the seed crystals are added, and the concentration of scale substances in the water is significantly reduced, and the building air conditioning, Efficiently adheres to scales such as cooling water systems such as heat exchangers such as general factories, petrochemical complexes, dust collecting water systems such as blast furnace gas and converter gas in steel mills, papermaking process water systems and alkali recovery process water systems in paper mills Can be prevented.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24854298A JP4182455B2 (en) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | Scale prevention method and scale inhibitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24854298A JP4182455B2 (en) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | Scale prevention method and scale inhibitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000070992A JP2000070992A (en) | 2000-03-07 |
| JP4182455B2 true JP4182455B2 (en) | 2008-11-19 |
Family
ID=17179740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24854298A Expired - Fee Related JP4182455B2 (en) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | Scale prevention method and scale inhibitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4182455B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4577466B2 (en) * | 2000-10-24 | 2010-11-10 | 栗田工業株式会社 | Scale prevention method and scale inhibitor |
| JP2011132637A (en) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Taihokohzai:Kk | Green liquor system scale formation inhibitor, and method for inhibiting scale formation |
| WO2015116564A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Cargill, Incorporated | Method and composition for reducing silica based evaporator scaling |
| CN111732209B (en) * | 2020-07-23 | 2023-12-05 | 湖北祥云(集团)化工股份有限公司 | Method and device capable of effectively reducing scaling of phosphogypsum backwater conveying pipeline |
| CN113264597A (en) * | 2021-04-22 | 2021-08-17 | 四川绵阳岷山实业集团有限公司 | Method for inhibiting scale by using calcium carbonate aragonite seed crystals |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24854298A patent/JP4182455B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000070992A (en) | 2000-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1151968A (en) | Method and composition for treating aqueous mediums | |
| US4326980A (en) | Acrylic copolymer composition inhibits scale formation and disperses oil in aqueous systems | |
| JP4182455B2 (en) | Scale prevention method and scale inhibitor | |
| EP0577016B1 (en) | A method of removing scale | |
| JP4182454B2 (en) | Heat exchanger scale adhesion prevention method | |
| CN110316839A (en) | A kind of graphene coated grafting scale inhibition core material and its preparation method and application | |
| US3909405A (en) | Method for treating alkaline waste streams containing aluminum dissolved therein | |
| JP2002054894A (en) | Method and device for water treatment in open circulation cooling water system | |
| CN113023952A (en) | Rare earth molten salt electrolysis fluorine-containing wastewater treatment method | |
| JP2002519512A (en) | Silica and silicate deposition control | |
| JP4577466B2 (en) | Scale prevention method and scale inhibitor | |
| JP4178344B2 (en) | Silica scale inhibitor for cooling water system | |
| CA1224999A (en) | Composition and method for inhibiting scale | |
| JP2000070994A (en) | Scaling inhibiting method and scaling inhibitor | |
| JP2002263690A (en) | Preventing agent against deposition of scale and method for preventing deposition of scale | |
| KR19990044990A (en) | Scale prevention method in paper making process | |
| US5182028A (en) | Monofluorophosphate for calcium carbonate scale control and iron and manganese stabilization | |
| JP2003117589A (en) | Method for preventing scale from being stuck to water system | |
| JP2002177988A (en) | Water treatment method for circulation type cooling water system | |
| JP4431676B2 (en) | Water treatment method | |
| JP2003320392A (en) | Scaling preventing method and scaling preventing apparatus | |
| JP2003080293A (en) | Method of preventing scale of cooling water system | |
| EP0538026A1 (en) | Method for controlling calcium sulfate scaling in metal mining circuits | |
| CN113087106B (en) | Method for removing silicon from acid liquor | |
| JP2003080292A (en) | Method for preventing scale of cooling water system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050316 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080516 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080714 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080808 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080821 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110912 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120912 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130912 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |