JP5474610B2 - Equipment for supplying oxygen and decarbonated water for boilers - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラに酸素および炭酸成分を除去した水を供給するボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置に関する。 The present invention relates to a deoxygenation and decarbonated water supply device for a boiler that supplies water from which oxygen and carbonic acid components have been removed to a boiler.
各種化学プラントや、工場、発電所等で使用されるボイラにおいては、給水に含まれている酸素や二酸化炭素等の溶存気体が、ボイラ本体や当該ボイラ本体の前段に配置されている熱交換器やエコノマイザなどの腐食を引き起こす原因となる。 In boilers used in various chemical plants, factories, power plants, etc., heat exchangers in which dissolved gases such as oxygen and carbon dioxide contained in the water supply are arranged in the boiler body and in front of the boiler body This may cause corrosion of economizers and the like.
また、給水中の炭酸塩や炭酸水素塩は熱分解して二酸化炭素を生じ、その二酸化炭素が蒸気系に移行するため、蒸気や蒸気の凝縮水と接触する熱交換器や配管にもしばしば腐食が発生する。 In addition, carbonates and bicarbonates in feed water are pyrolyzed to produce carbon dioxide, which is transferred to the steam system, often corroding heat exchangers and piping that come into contact with steam and steam condensate. Will occur.
ボイラ本体や当該ボイラ本体の前段に配置されている熱交換器やエコノマイザ、蒸気・凝縮水ラインの配管や熱交換器などの関連機器に腐食が起こると、蒸気の漏洩によるエネルギーの損失が発生したり、配管や熱交換器等の損傷箇所の修復に多くの経費と時間が必要となる場合がある。 If corrosion occurs in related equipment such as the boiler body, the heat exchanger or economizer, the steam / condensate line piping, or the heat exchanger that is placed in front of the boiler body, energy loss will occur due to steam leakage. Or repairing damaged parts such as pipes and heat exchangers may require a lot of money and time.
従って、従来からボイラへの供給水では溶存気体の除去が行われている。溶存気体の除去装置としては、加熱脱気装置、真空式脱気装置、膜脱気装置等が提案されている。しかし、それら装置の単独使用では、水中の溶存気体を除去することはできるが、重炭酸イオンのようなイオン成分を除去することはできなかった。 Therefore, the dissolved gas is conventionally removed from the feed water to the boiler. As a device for removing dissolved gas, a heat degassing device, a vacuum degassing device, a membrane degassing device, and the like have been proposed. However, when these devices are used alone, dissolved gas in water can be removed, but ion components such as bicarbonate ions cannot be removed.
その為、水中から酸素および炭酸ガス、重炭酸イオン、炭酸イオン等の炭酸成分を除去し、ボイラ等の水の需要箇所に給水する装置として、図2に示すようなボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置10も提案されている。
Therefore, as a device for removing carbon dioxide components such as oxygen and carbon dioxide gas, bicarbonate ions, carbonate ions, etc. from the water and supplying water to demand areas such as boilers, deoxygenation and desorption for boilers as shown in FIG. A carbonated
従来のボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置10は、給水2cに酸性液11aを供給し、給水のpHを酸性に調整するpH調整手段11と、酸性に調整された給水と窒素を接触させ酸素および炭酸成分を除去する窒素式脱酸素脱炭酸装置12と、酸性域で酸素および炭酸成分が除去された水にアルカリ性液13aを添加して中性以上のpHに調整するpH中和手段13と、からなる。なお、図2中の矢印は配管中の液体の流れ方向を示し、丸Pは液体を矢印方向に送水するポンプを意味する。
A conventional deoxygenation and decarbonated
ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置10と同様の装置として、特許文献1が公開されている。さらに、窒素を再利用するものとして特許文献2が公開されている。また、脱気水供給装置として、特許文献3も公開されている。
As a device similar to the deoxygenation and decarbonated
図2に示すような従来のボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置10では、ボイラ6に必要な水需要量に応じてポンプ14が駆動するので、窒素式脱酸素脱炭酸装置12への供給水もボイラ6に必要な水需要量に応じて停止したり、給水量が変動したりする。このように、窒素式脱酸素脱炭酸装置12への供給水量が変化すると、運転条件によっては所定の脱酸素脱炭酸能力を確保することが困難となり、その場合、十分に脱酸素脱炭酸されていない水がボイラ6に供給されることとなり、ボイラ6およびその関連機器に腐食を生じる原因となる。
In the conventional boiler deoxygenation and decarbonated
窒素式脱酸素脱炭酸装置12への供給水量を一定に保つ方法として、特許文献3に記載されているように、ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置10の処理水の一部を給水タンク等、ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置10の供給水側に戻す方法も考えられるが、この場合、窒素式脱酸素脱炭酸装置12の前後で酸性液11a、アルカリ性液13aの添加を繰り返すことになり、ボイラ6に供給される水の塩類濃度が徐々に上昇してしまう。
As a method for keeping the amount of water supplied to the nitrogen-type
ボイラ給水の塩類濃度が上昇し、それに応じてボイラ本体内の水の塩類濃度が上昇すると、腐食、スケール、キャリーオーバー等の障害が生じやすくなる。障害防止のためには、ボイラ6のブロー率を上昇させたり、大量のボイラ処理剤(防食剤やスケール防止剤)の添加が必要であった。
When the salt concentration of boiler feed water rises and the salt concentration of water in the boiler body rises accordingly, obstacles such as corrosion, scale, and carry-over easily occur. In order to prevent failures, it has been necessary to increase the blow rate of the
そこで、本発明は、ボイラに酸素および炭酸成分を除去した給水を安定的に供給でき、さらにボイラへの供給水の塩類濃度を低く抑えることができる節水型のボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a deoxygenated and decarbonated water for a water-saving boiler that can stably supply water from which oxygen and carbonic acid components have been removed to the boiler, and that can keep the salt concentration of the feedwater to the boiler low. An object of the present invention is to provide a supply device.
本発明は上記課題を解決するため、給水を貯留する給水タンクと、被処理水のpHを酸性にする手段および被処理水を窒素ガスと接触させる手段とを備え、被処理水中に含まれる酸素および炭酸成分を除去する酸素および炭酸成分除去手段と、酸素および炭酸成分が除去された水のpHを中性以上に上昇させるpH上昇手段とを有するボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置であって、さらに、(1)前記給水タンクと酸素および炭酸成分除去手段とを逆止弁および第1ポンプを順に介して接続する第1送水管と、(2)前記酸素および炭酸成分除去手段とpH上昇手段とを第2ポンプを介して接続する第2送水管と、(3)前記pH上昇手段と需要箇所とを第3ポンプを介して接続する第3送水管と、(4)前記逆止弁と第1ポンプの間の前記第1送水管および前記第2ポンプとpH上昇手段との間の前記第2送水管とを接続する第4送水管とを有し、前記酸素および炭酸成分除去手段では、前記需要箇所の最大水需要量以上の水を常に処理しており、前記酸素および炭酸成分が除去された水の一部が前記第4送水管を介して前記第1送水管に返送されるとともに、前記給水タンクへの逆流は前記逆止弁で防止されることを特徴とするボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成とした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes a water supply tank for storing water, means for acidifying the pH of the water to be treated, and means for bringing the water to be treated into contact with nitrogen gas, and oxygen contained in the water to be treated And deoxygenated water supply device for boiler having oxygen and carbonic acid component removing means for removing carbonic acid component, and pH raising means for raising pH of water from which oxygen and carbonic acid component have been removed to neutral or higher And (1) a first water pipe connecting the water supply tank and the oxygen and carbonic acid component removing means via a check valve and a first pump in order, and (2) the oxygen and carbonic acid component removing means. And a second water pipe connecting the pH raising means via the second pump, (3) a third water pipe connecting the pH raising means and the demand point via the third pump, and (4) the above Check valve and first pump The first water pipe and the fourth water pipe connecting the second pump and the second water pipe between the pH raising means, and the oxygen and carbonic acid component removing means Water that exceeds the maximum water demand is always treated, and part of the water from which the oxygen and carbonic acid components have been removed is returned to the first water pipe via the fourth water pipe, and the water tank Backflow into the boiler is prevented by the check valve, and a deoxygenation and decarbonated water supply device for the boiler is provided.
また、前記被処理水のpHを酸性にする手段が、りん酸、重合りん酸、ホスホン酸、カルボン酸系ポリマー、或いは水酸基とカルボキシル基をそれぞれ1つ以上有するか、又はカルボキシル基を2つ以上有する有機酸から選ばれた1種又は2種以上を被処理水に添加する手段であることを特徴とする前記ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成とした。或いは、前記被処理水のpHを酸性にする手段が、被処理水の全部又は一部をH型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させる手段であることを特徴とする前記ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成とした。 Further, the means for acidifying the pH of the water to be treated has phosphoric acid, polymerized phosphoric acid, phosphonic acid, carboxylic acid-based polymer, or one or more hydroxyl groups and carboxyl groups, or two or more carboxyl groups. The boiler is configured to supply deoxygenated and decarboxylated water for the boiler, which is a means for adding one or more selected from the organic acids to the water to be treated. Alternatively, the means for acidifying the pH of the water to be treated is means for bringing all or part of the water to be treated into contact with an H-type strongly acidic cation exchange resin, and A decarbonated water supply device was configured.
さらに、前記pH上昇手段が、アルカリ性のボイラ薬剤を添加することを特徴とする前記何れかに記載のボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成、また前記アルカリ性のボイラ薬剤が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン類から選ばれた1種又は2種以上の薬剤を含むことを特徴とする前記ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成とした。 Further, the configuration of the deoxygenation and decarboxylated water supply device for a boiler according to any one of the above, wherein the pH raising means adds an alkaline boiler chemical, and the alkaline boiler chemical is water. It was set as the structure of the deoxygenation and decarbonated water supply apparatus for the said boiler characterized by including the 1 type, or 2 or more types of chemical | medical agent chosen from sodium oxide, potassium hydroxide, and amines.
加えて、前記pH上昇手段又は第3ポンプ上流側の第3送水管に分岐配管を設け、前記分岐配管にpH測定手段を設置すること特徴とする前記何れかに記載のボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成、また前記pH測定手段と前記第2ポンプの上流側の前記第2送水管を戻し配管で接続することを特徴とする前記ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置の構成とした。 In addition, the above-described deoxygenation for a boiler according to any one of the above, wherein a branch pipe is provided in the pH raising means or the third water supply pipe upstream of the third pump, and a pH measuring means is installed in the branch pipe. The deoxygenated water supply apparatus, and the deoxygenated and decarbonated water for the boiler, wherein the pH measuring means and the second water supply pipe upstream of the second pump are connected by a return pipe. The configuration of the supply device was adopted.
本発明は、上記構成であるから次の効果を発揮する。ボイラの水需要量に関係なく、酸素および炭酸成分除去手段には、一定流量の水が常に供給されるので、発停や流量変動によって脱酸素および脱炭酸能力が変動する恐れが無く、十分に脱酸素および脱炭酸処理された水を、安定してボイラに供給することができる。また、酸素および炭酸成分除去手段ではボイラの最大水需要量以上の水を常に処理しているので、ボイラには必ず十分に脱酸素および脱炭酸処理された水を供給することができ、ボイラおよびその関連機器の腐食を有効に防止できる。 Since this invention is the said structure, the following effect is exhibited. Regardless of boiler water demand, oxygen and carbonic acid component removal means is always supplied with a constant flow of water, so there is no risk of fluctuations in deoxygenation and decarbonation capacity due to on / off and flow fluctuations. The deoxygenated and decarboxylated water can be stably supplied to the boiler. In addition, since the oxygen and carbonic acid component removing means always treats water that exceeds the maximum water demand of the boiler, the boiler can always be supplied with sufficiently deoxygenated and decarboxylated water. Corrosion of related equipment can be effectively prevented.
さらに、万が一、酸素および炭酸成分除去手段の不具合、配管詰まりなどの問題が発生した場合には、給水が酸素および炭酸成分除去手段を経ることなく、給水タンクから第4送水管、pH上昇手段を経て直接ボイラに供給されるため、ボイラへの供給水の枯渇による事故を回避することができる。 Furthermore, in the unlikely event that problems such as oxygen and carbonic acid component removing means, clogging of piping, etc. occur, the water supply does not go through the oxygen and carbonic acid component removing means, and the fourth water pipe and pH raising means are connected from the water supply tank. Since the boiler is directly supplied to the boiler, it is possible to avoid an accident caused by depletion of water supplied to the boiler.
また、pH上昇手段が第1送水管の一部、第2送水管の一部、第4送水管で構成される循環ラインの後段にあるため、上記循環ラインには通常、酸性の水が流れることとなり、pH調整薬剤(酸性液、アルカリ性液)の添加によるpHの低下、上昇を繰り返すことが無く、ボイラへの供給水の塩類濃度を無駄に上昇させることが無い。従って、ボイラのブロー率を上昇させる必要が無く節水に繋がる。また、ボイラ水の塩類濃度上昇に伴うボイラ薬剤の大量添加も不要となる。さらに、給水タンクと第4送水管との接続部との間の第1送水管に逆止弁が設けられているので、循環ラインを流れる酸性の水が給水タンクに逆流、充満することが無く、給水タンクを耐酸性材質にせずに済む。 In addition, since the pH raising means is in the rear stage of the circulation line constituted by a part of the first water pipe, a part of the second water pipe, and the fourth water pipe, acidic water usually flows through the circulation line. This means that the pH is not lowered or raised repeatedly due to the addition of the pH adjusting agent (acid solution or alkaline solution), and the salt concentration of the feed water to the boiler is not increased unnecessarily. Therefore, there is no need to increase the blow rate of the boiler, leading to water saving. Moreover, it is not necessary to add a large amount of boiler chemicals accompanying the increase in the salt concentration of boiler water. Furthermore, since a check valve is provided in the first water supply pipe between the water supply tank and the connection portion of the fourth water supply pipe, the acidic water flowing through the circulation line does not flow back into the water supply tank and fill up. The water tank need not be made of acid-resistant material.
さらに、酸素および炭酸成分除去手段の被処理水のpHを酸性にする手段として、ボイラの防食や防スケールを目的とした添加剤を用いることで、塩酸や硫酸等を添加する場合と比較して無駄な塩類濃度の上昇が避けられる。また、被処理水のpHを酸性にする手段として、被処理水の全部または一部をH型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させる手段とすることで、ボイラへの供給水の塩類濃度上昇を一層抑制することができる。 Furthermore, as means for acidifying the pH of the water to be treated of the oxygen and carbonic acid component removing means, by using an additive for the purpose of preventing corrosion and scale of the boiler, compared with the case of adding hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. Useless increase in salt concentration is avoided. In addition, as a means for acidifying the pH of the water to be treated, a means for bringing all or part of the water to be treated into contact with the H-type strongly acidic cation exchange resin can increase the salt concentration of the feed water to the boiler. Further suppression can be achieved.
また、pH上昇手段が、本来、ボイラに添加する目的のアルカリ性のボイラ薬剤を用いることで、無駄な塩類濃度の上昇をより避けられる。 In addition, since the pH raising means uses an alkaline boiler chemical originally intended to be added to the boiler, a useless increase in salt concentration can be avoided.
加えて、pH上昇手段又は第3ポンプ上流側の第3送水管に分岐配管を設けて、その分岐配管にpH測定手段を設置することで、ボイラへの供給水のpHが適正かどうか監視することができる。また、pHの測定結果をpH上昇手段にフィードバックさせて、ボイラへの供給水のpHを適正範囲に制御することも可能である。さらに、pH測定手段の出口水を循環ラインに戻すことで、捨てる水が無くなり節水できる。 In addition, a branch pipe is provided in the third water supply pipe upstream of the pH raising means or the third pump, and the pH measuring means is installed in the branch pipe, thereby monitoring whether the pH of the water supplied to the boiler is appropriate. be able to. It is also possible to feed back the pH measurement result to the pH raising means and control the pH of the water supplied to the boiler within an appropriate range. Further, by returning the outlet water of the pH measuring means to the circulation line, there is no water to be discarded and water can be saved.
以下に、添付図面に基づいて、本発明であるボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置について詳細に説明する。 Below, based on an accompanying drawing, the supply device for deoxygenation and decarbonated water for boilers which is the present invention is explained in detail.
図1に示すように、本発明の一例であるボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置1は、給水ライン2と、酸素および炭酸成分除去ライン3と、pH上昇手段4と、送水ライン5と、pH測定ライン7からなり、ボイラ6の需要箇所に脱酸素および脱炭酸水を供給する装置である。需要箇所とは、ボイラ6そのもの、或いはボイラ6の上流に設置された一時貯留タンク、熱交換器、その他給水を必要とするボイラ関連機器、設備などである。
As shown in FIG. 1, a deoxygenation and decarbonated water supply device 1 for a boiler that is an example of the present invention includes a water supply line 2, an oxygen and carbonic acid component removal line 3, a pH raising means 4, and a water supply line. 5 and a
給水ライン2は、給水配管2aと、給水タンク2bと、仕切弁2e、逆止弁2f、T字配管2g、第1ポンプ2hがこの記載順に介設された第1送水管2dとからなる。ボイラ6への給水2cは、給水配管2aを通り、給水タンク2bに一時貯留される。貯留された給水2cは第1ポンプ2hの駆動により酸素および炭酸成分除去手段3aへ送水される。
The water supply line 2 includes a
仕切弁2eは、給水2cの送水、中止を制御する開閉弁で必要に応じて設置する。ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置1の可動中は、仕切弁2eは開放され給水2cを第1送水管2dに流入させる。逆止弁2fは、給水タンク2bへの酸素および炭酸成分が除去された水の逆流を防止する弁で、給水2cを給水タンク2b側からボイラ6方向へのみ通す。T字配管2gは、第1送水管2dをpH上昇手段4方向に分岐する。
The
酸素および炭酸成分除去ライン3は、酸素および炭酸成分除去手段3aと、第2ポンプ3cが設けられた第2送水管3bと、T字配管3dと、第4送水管3eとからなり、酸素および炭酸成分除去手段3aで被処理水から酸素および炭酸成分が除去された水は、第2ポンプ3cによって、次のpH上昇手段4に送られるとともに、その一部は第1送水管2dに返送される。
The oxygen and carbonic acid component removal line 3 includes an oxygen and carbonic acid
なお、被処理水とは、第1送水管2dを流れる給水2cと、第4送水管3eを通り第1送水管2dに返送された酸素および炭酸成分が除去された水のことである。また、酸素および炭酸成分が除去された水とは、必ずしも酸素および炭酸成分が完全に除去された水を意味するのではなく、後段のボイラおよび関連機器に腐食障害を起こさないレベルに水中の溶存酸素および炭酸成分が低減された水を示すものである。
In addition, to-be-processed water is the
酸素および炭酸成分除去手段3aは、被処理水のpHを酸性にする手段および被処理水を窒素ガスと接触させる手段により構成される。図1では、被処理水pHの酸性域への調整と窒素ガスとの接触を一体として行うものとして、酸素および炭酸成分除去手段3aを記載している。
The oxygen and carbonic acid
被処理水のpHを酸性にする手段としては、被処理水に酸性液を添加するのが一般的であり、被処理水を窒素ガスと接触させる手段の手前で酸性液を供給する方法や被処理水を窒素ガスと接触させる手段内で酸性液を供給する方法等があるが、被処理水のpHを効率的に酸性域に調整し、窒素ガスとの接触により被処理水中の炭酸成分を効率的に除去可能な方法であれば特に制限されない。 As a means for acidifying the pH of the water to be treated, an acid liquid is generally added to the water to be treated. A method of supplying the acid liquid before the means for bringing the water to be treated into contact with nitrogen gas, There is a method of supplying an acidic liquid within the means for bringing treated water into contact with nitrogen gas, etc., but the pH of the treated water is efficiently adjusted to the acidic range, and the carbonic acid component in the treated water is adjusted by contact with nitrogen gas. The method is not particularly limited as long as it can be efficiently removed.
被処理水中の炭酸成分を効率的に除去するためには、被処理水のpHを6.5以下に調整し、被処理水中の炭酸成分の少なくとも一部を遊離の二酸化炭素とする必要がある。pHが低いほど炭酸成分が遊離の二酸化炭素となる比率は高くなり、窒素ガスと接触させた場合の炭酸成分の除去には有利となるが、調整pHが過度に低くても、それに見合う炭酸成分の除去効果は得られず、反面、強酸性水による装置の腐食の問題や、pH調整のための酸の使用量が増加するなどの不具合を生じる。従って、pHの調整範囲は5.0以上6.0以下とするのが好ましい。 In order to efficiently remove the carbonic acid component in the water to be treated, it is necessary to adjust the pH of the water to be treated to 6.5 or less and to convert at least a part of the carbonic acid component in the water to be treated into free carbon dioxide. . The lower the pH, the higher the ratio of the carbonic acid component to free carbon dioxide, which is advantageous for removing the carbonic acid component when brought into contact with nitrogen gas. On the other hand, there is a problem that the apparatus is corroded by strongly acidic water and the amount of acid used for pH adjustment is increased. Therefore, the pH adjustment range is preferably 5.0 or more and 6.0 or less.
添加する酸性液としては塩酸、硫酸、硝酸、りん酸、重合りん酸等の無機酸や、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)等のホスホン酸、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸とポリアクリル酸との共重合体、ビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフィン酸等のカルボン酸系ポリマー、或いはコハク酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、安息香酸、シュウ酸、ソルビン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸等の有機酸等の水溶液を用いることができる。これらの酸は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。 Acidic solutions to be added include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and polymerized phosphoric acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, nitrilotri Phosphonic acid such as poly (methylenephosphonic acid), polyacrylic acid, polymaleic acid, copolymer of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and polyacrylic acid, bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid, etc. Or an aqueous solution of an organic acid such as succinic acid, gluconic acid, citric acid, malic acid, benzoic acid, oxalic acid, sorbic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, or butyric acid. These acids may be used alone or in combination of two or more.
添加する酸性液として、りん酸、重合りん酸、ホスホン酸、カルボン酸系ポリマー、或いはコハク酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、安息香酸、シュウ酸等の水酸基とカルボキシル基をそれぞれ1つ以上有するか、又はカルボキシル基を2つ以上有する有機酸から選ばれた1種又は2種以上の水溶液を使用した場合、塩酸や硫酸等を添加した場合と比較して無駄な塩類濃度の上昇が避けられるとともに、これらがボイラの防食剤、スケール防止剤としても機能するので有利である。 As acidic solution to be added, phosphoric acid, polymerized phosphoric acid, phosphonic acid, carboxylic acid-based polymer, or one or more hydroxyl groups and carboxyl groups such as succinic acid, gluconic acid, citric acid, malic acid, benzoic acid, oxalic acid, etc. When using one or two or more aqueous solutions selected from organic acids having two or more carboxyl groups, useless increase in salt concentration is avoided compared with the case of adding hydrochloric acid or sulfuric acid. In addition, since these function as anticorrosives and scale inhibitors for boilers, they are advantageous.
また、被処理水のpHを酸性にする手段を、被処理水の全部または一部をH型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させる手段とし、被処理水を窒素ガスと接触させる手段の前段に設置することもできる。この場合、ボイラへの供給水の塩類濃度上昇を一層抑制することが可能となる。 Further, the means for acidifying the pH of the water to be treated is a means for bringing all or a part of the water to be treated into contact with the H-type strongly acidic cation exchange resin, and the means preceding the means for bringing the water to be treated into contact with nitrogen gas. It can also be installed. In this case, it is possible to further suppress an increase in the salt concentration of the feed water to the boiler.
被処理水を窒素ガスと接触させる手段は、窒素ガスと被処理水とを効率的に接触させ、窒素ガスと酸素及び二酸化炭素を置換させることができるものであればよく、特に制限は無い。例えば、被処理水中に窒素ガスをバブリングする方式のもの、塔上部からミキシングエレメントを介して被処理水を噴霧落下させ下部から窒素ガスを供給して接触させる方式のもの、また、両者を組み合わせた方式のものなど従来から用いられている種々の方式のものを用いることができる。詳しくは、特開2004−261691号公報、特開2005−95791号公報等に記載されている。 The means for bringing the water to be treated into contact with the nitrogen gas is not particularly limited as long as the nitrogen gas and the water to be treated can be efficiently brought into contact with each other to replace the nitrogen gas, oxygen and carbon dioxide. For example, a method in which nitrogen gas is bubbled into the water to be treated, a method in which water to be treated is sprayed and dropped from the upper part of the tower via a mixing element, and nitrogen gas is supplied from the lower part to make contact, or a combination of both. Various methods conventionally used, such as a method, can be used. Details are described in JP-A No. 2004-261691, JP-A No. 2005-95791, and the like.
窒素ガス源としては、特に制限はなく、例えば、液体窒素を貯蔵した窒素ボンベなどを使用することができる。なお、施設内に流出した過剰の窒素ガスによる酸欠の問題を回避するために、空気中の窒素を分離して窒素ガスを供給する形式のものが好ましい。空気中から窒素を分離する手段としては、例えば、PSA (Pressure Swing Adsorption) 方式や窒素分離膜を使用する手段を用いることができる。 There is no restriction | limiting in particular as a nitrogen gas source, For example, the nitrogen cylinder etc. which stored liquid nitrogen can be used. In addition, in order to avoid the problem of oxygen deficiency due to excessive nitrogen gas flowing out into the facility, a type of supplying nitrogen gas by separating nitrogen in the air is preferable. As a means for separating nitrogen from the air, for example, a PSA (Pressure Swing Adsorption) method or a means using a nitrogen separation membrane can be used.
T字配管3dは、第2送水管3bの第2ポンプ3cの後段に設置され、一方は第2送水管3bをpH上昇手段4に接続させるとともに、他方は第1送水管2dのT字配管2gに第4送水管3eを介して接続する。これにより、第2送水管3b中の酸素および炭酸成分が除去された水はボイラ6の需要箇所の水需要量に応じてpH上昇手段4に送られ、ボイラ6に供給される。他方、ボイラ6の需要箇所の水需要量に対して過剰な酸素および炭酸成分が除去された水は、第4送水管3eを介して第2ポンプ3cにより、第1送水管2dに返送される。
The T-shaped pipe 3d is installed at the rear stage of the
また、酸素および炭酸成分が除去された水のpHは酸性であるが、逆止弁2fの効果により、酸素および炭酸成分が除去された水が給水タンク2bに逆流することがない。給水タンク2bに逆流すると、酸性の水が給水タンク2bに充満することとなり給水タンク2b内面に腐食が発生し易くなる。
Although the pH of the water from which oxygen and carbonic acid components have been removed is acidic, the water from which oxygen and carbonic acid components have been removed does not flow back into the
その結果、第2送水管3bを流れる酸素および炭酸成分が除去された水の一部は、第4送水管3e、第1送水管2dの一部、第2送水管3bの一部を循環することになる。これら配管を循環ラインともいう。
As a result, part of the water from which oxygen and carbonic acid components flowing through the
pH上昇手段4は、酸素および炭酸成分除去ライン3を経た酸性の酸素および炭酸成分が除去された水を中性以上のpHに調整する。酸性の酸素および炭酸成分が除去された水をそのままボイラ6に給水すると、ボイラ缶体や付属配管機器を腐食させる恐れがあるためである。ボイラ給水として好ましいpH範囲は、ボイラの種類によって異なるが、概ね7.0から9.0の範囲なので、pH上昇手段4の出口水を直接ボイラに供給する場合には、このpH範囲を目安として酸素および炭酸成分が除去された水のpHをpH上昇手段4で上昇させる。なお、pH上昇手段4によってpH調整された水を単に処理水ということもある。
The pH raising means 4 adjusts the water from which the acidic oxygen and carbonic acid components have been removed through the oxygen and carbonic acid component removing line 3 to a pH of neutral or higher. This is because if the water from which the acidic oxygen and carbonic acid components have been removed is supplied to the
pH上昇手段としては、被処理水にアルカリ性液を添加するのが一般的である。添加するアルカリ性液としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の一般的なアルカリ剤の他、炭酸ナトリウム、りん酸3ナトリウム、或いはアルキルアミン、アミノメチルプロパノール、モルホリン等の各種アミン類、更には糖類と水酸化アルカリとの反応生成物、リグニンと水酸化アルカリとの反応生成物、タンニンと水酸化アルカリとの反応生成物、没食子酸と水酸化アルカリとの反応生成物等、一般にボイラへの添加薬剤として知られているもので、アルカリ性を示す物質の1種または2種以上の水溶液を利用することができる。特に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン類は、少量の添加でpHを上昇させる効果が高いため、好ましい。 As a means for raising the pH, it is common to add an alkaline liquid to the water to be treated. As an alkaline solution to be added, in addition to general alkaline agents such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, sodium carbonate, trisodium phosphate, various amines such as alkylamine, aminomethylpropanol and morpholine, and sugars Additives to boilers in general, such as reaction products of alkali hydroxide, reaction products of lignin and alkali hydroxide, reaction products of tannin and alkali hydroxide, reaction products of gallic acid and alkali hydroxide It is possible to use an aqueous solution of one or more kinds of substances showing alkalinity. In particular, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and amines are preferable because they have a high effect of increasing the pH when added in a small amount.
本発明では、pH上昇手段4を、酸素および炭酸成分が除去された水のうち、ボイラ6の需要箇所に送られる供給水のみを処理する位置に配置している。これにより、ボイラ6の需要箇所に供給されずに余った酸素および炭酸成分が除去された水は、pH上昇手段4を介することなく酸性状態を保ったまま循環ラインを循環することになる。従って、循環ラインを流れる水に対して、pH調整薬剤(酸性液、アルカリ性液)の添加によるpHの低下、上昇を繰り返すことが無く、ボイラ6への供給水の塩類濃度を無駄に上昇させることが無い。また、酸性液、アルカリ性液の使用量を削減することができることとなる。
In this invention, the pH raising means 4 is arrange | positioned in the position which processes only the supply water sent to the demand location of the
送水ライン5は、pH上昇手段4とボイラ6の需要箇所を接続する第3送水管5aと、第3送水管5aに設けられ、処理水をボイラ6の需要箇所に送水する第3ポンプ5bからなる。
The water supply line 5 is provided in the third
pH測定ライン7は、分岐配管7aと、pH測定部7bと、pH測定器7cと、戻し配管7dとからなり、必要に応じて設けられ、pH上昇手段4を経た処理水の一部を分岐配管7aに流し処理水のpH値を測定する。
The
分岐配管7aは、pH上昇手段4または第3ポンプ5b上流側の第3送水管5aとpH測定部7bとを接続する。また、pH測定部7bは、分岐配管7a中であっても、分岐配管7aとは別に設けてもよい。図1ではpH上昇手段4から分岐配管7aを分岐し、処理水の一部を分岐配管7aとは別に設けたpH測定部7bに流す実施の形態を示した。
The
戻し配管7dは、pH測定部7bと第2ポンプ3c上流側の第2送水管3bとを接続する。なお、pH測定部7bを別途設けない場合には、分岐配管7aと戻し配管7dは一本の連結した配管となる。
The
また、戻し配管7dを設けることなく、pH測定部7bでpHを測定した処理水は、そのまま破棄してもよい。一方、戻し配管7dを設けることで、処理水をボイラ6の需要箇所の給水として再利用でき、水を節約することができる。
Moreover, you may discard the treated water which measured pH by the
pH測定ライン7を設けることで、pH上昇手段4からボイラ6の需要箇所に供給される処理水のpH値を把握、管理することができるようになる。これにより、pH測定器7cの測定データを基に、処理水のpH値が中性以上に調整されていないと判明した場合には、警報を発したり、警告灯を点滅させるなどして、処理水のpH異常を知らせることで、ボイラ6への酸性水の供給を防止する対策を適切に取ることができる。さらに、pH測定器7cで得られた測定データを制御信号として利用し、pH上昇手段4におけるアルカリ性液の添加量を増減させる自動制御なども可能になる。
By providing the
なお、給水タンク2bの給水2cが酸素および炭酸成分除去手段3aを介さず、直接第4送水管3eを通りボイラ6に送水されることを防ぐと共に、酸素および炭酸成分除去手段3aには常に一定流量の水を供給するため、第1ポンプ2h、第2ポンプ3cの吐出容量は、第3ポンプ5bの吐出容量よりも大きく設定しておく必要がある。例えば、第1、2ポンプ2h、3cの吐出容量を第3ポンプ5bの吐出容量の1.1〜1.5倍程度に設定するとよい。
The
このようにしてなる本発明であるボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置1では、酸素および炭酸成分除去手段3aで処理される水の水量は、ボイラ6の負荷が変動し必要な水需要量が変動しても対応できるように、ボイラ6の最大水需要量より過剰に設定されている。従って、ボイラ6の水需要量に関係なく、酸素および炭酸成分除去手段3aには常に一定流量の水が供給されるので、発停や流量変動によって脱酸素および脱炭酸能力が変動する恐れが無く、十分に脱酸素および脱炭酸処理された水を、安定してボイラ6に供給することができる。また、酸素および炭酸成分除去手段3aではボイラ6の最大水需要量以上の水を常に処理しているので、ボイラ6には必ず十分に脱酸素および脱炭酸処理された水を供給することができ、ボイラ6およびその関連機器の腐食を有効に防止できる。
In the boiler deoxygenation and decarbonated water supply apparatus 1 according to the present invention thus configured, the amount of water to be treated by the oxygen and carbonic acid
さらに、万が一、酸素および炭酸成分除去手段3aの不具合、配管詰まりなどの問題が発生した場合には、給水タンク2bの給水2cが酸素および炭酸成分除去手段3aを経由せず、第1送水管2dの一部、第4送水管3e(図1中白抜き三角)、第2送水管3bの一部、pH上昇手段4、送水ライン5を経由してボイラ6に直接供給されるため、ボイラ6への供給水の枯渇による事故を回避することができる。
Furthermore, in the unlikely event that problems such as oxygen and carbonic acid component removing means 3a and piping clogging occur, the
なお、需要箇所はボイラ6、ボイラ関連機器及び設備でなくとも、他の酸素および炭酸成分除去水を必要とする機器或いは設備であっても、本発明であるボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置1を給水装置として利用することができる。
Even if the demand point is not the
本発明であるボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置は、各種工場等で用いられるボイラへの安定的な給水装置として利用でき、pH調整薬剤の使用量を軽減できるため、ボイラの需要箇所への供給水の塩類濃度を低く抑えることができ、ボイラ薬剤の使用量も軽減できる。さらに給水の無駄がなく、節水にも寄与する。 The deoxygenation and decarbonated water supply device for boilers according to the present invention can be used as a stable water supply device for boilers used in various factories and the like, and can reduce the amount of pH adjusting chemical used. The salt concentration of the water supplied to the location can be kept low, and the amount of boiler chemicals used can be reduced. Furthermore, there is no waste of water supply and it contributes to water saving.
1 ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置
2 給水ライン
2a 給水配管
2b 給水タンク
2c 給水
2d 第1送水管
2e 仕切弁
2f 逆止弁
2g T字配管
2h 第1ポンプ
3 酸素および炭酸成分除去ライン
3a 酸素および炭酸成分除去手段
3b 第2送水管
3c 第2ポンプ
3d T字配管
3e 第4送水管
4 pH上昇手段
5 送水ライン
5a 第3送水管
5b 第3ポンプ
6 ボイラ
7 pH測定ライン
7a 分岐配管
7b pH測定部
7c pH測定器
7d 戻し配管
10 ボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置
11 pH調整手段
11a 酸性液
12 窒素式脱酸素脱炭酸装置
13 pH中和手段
13a アルカリ性液
14 ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boiler deoxygenation and decarbonated water supply device 2
Claims (7)
さらに、
(1)前記給水タンクと酸素および炭酸成分除去手段とを逆止弁および第1ポンプを順に介して接続する第1送水管と、
(2)前記酸素および炭酸成分除去手段とpH上昇手段とを第2ポンプを介して接続する第2送水管と、
(3)前記pH上昇手段と需要箇所とを第3ポンプを介して接続する第3送水管と、
(4)前記逆止弁と第1ポンプの間の前記第1送水管および前記第2ポンプとpH上昇手段との間の前記第2送水管とを接続する第4送水管とを有し、
前記酸素および炭酸成分除去手段では、前記需要箇所の最大水需要量以上の水を常に処理しており、前記酸素および炭酸成分が除去された水の一部が前記第4送水管を介して前記第1送水管に返送されるとともに、前記給水タンクへの逆流は前記逆止弁で防止されることを特徴とするボイラ用の脱酸素および脱炭酸水の供給装置。 An oxygen and carbonic acid component for removing oxygen and carbonic acid components contained in the water to be treated, comprising a water supply tank for storing the water supply, means for acidifying the pH of the water to be treated and means for bringing the water to be treated into contact with nitrogen gas A deoxygenation and decarbonated water supply device for a boiler having a removing means and a pH raising means for raising the pH of water from which oxygen and carbonic acid components have been removed to a neutral or higher level,
further,
(1) a first water pipe connecting the water supply tank and oxygen and carbonic acid component removing means via a check valve and a first pump in order;
(2) a second water pipe connecting the oxygen and carbonic acid component removing means and the pH raising means via a second pump;
(3) a third water pipe connecting the pH raising means and the demand point via a third pump;
(4) having a fourth water pipe connecting the first water pipe between the check valve and the first pump and the second water pipe between the second pump and the pH raising means;
In the oxygen and carbonic acid component removing means, water exceeding the maximum water demand at the demand point is always treated, and a part of the water from which the oxygen and carbonic acid components have been removed passes through the fourth water pipe. An apparatus for supplying deoxygenated and decarbonated water for a boiler, wherein the deoxygenated and decarbonated water for a boiler is returned to the first water supply pipe, and the reverse flow to the water supply tank is prevented by the check valve.
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