JP6786157B2 - Scale inhibitor for geothermal power generation equipment and scale prevention method for geothermal water - Google Patents

Scale inhibitor for geothermal power generation equipment and scale prevention method for geothermal water Download PDF

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Description

本発明は、地熱発電装置用スケール防止剤及び地熱水のスケール防止方法に関する。より詳しくは、地熱発電装置で用いられる地熱水のシリカスケールの防止に使用される地熱発電装置用スケール防止剤及び地熱水のスケール防止方法に関する。 The present invention relates to a scale inhibitor for a geothermal power generation device and a method for preventing scale of geothermal water. More specifically, the present invention relates to a scale inhibitor for a geothermal power generation device used for preventing silica scale of geothermal water used in a geothermal power generation device, and a scale prevention method for geothermal water.

近年、温室効果が指摘されるCO排出のない、自然エネルギーを利用した発電として地熱発電が注目されている。地熱発電は、地層中の地熱貯留層から汲み上げた地熱水の蒸気を利用して発電を行うが、この蒸気には水だけでなく地層中に含まれるシリカ分や炭酸ナトリウムが含まれており、地熱発電装置の配管の中にこれらのスケールが発生して堆積し、配管を閉塞させるという問題がある。特にシリカスケールは高温の蒸気の温度が低下して80〜100℃の液体の水の状態になった場合に析出しやすく、装置内で液体状になった地熱水が流通する配管におけるスケール析出が問題となる。このシリカスケールの問題は、地熱貯留層から汲み上げた地熱水を蒸気と液体の水分とに分けて蒸気分を発電に利用するとともに、液体の水分も更に発電に利用するバイナリー発電システム型の地熱発電装置(特許文献1参照)においてより大きな問題となる。
このようなシリカスケールを抑制する方法として、地熱発電装置の配管内を流れる熱水中に酸を注入する方法(特許文献2参照)や、カチオン性窒素含有化合物と酸とスケール防止剤とを添加する方法(特許文献3参照)、及び、所定の構造を有する重合体を地熱発電用のスケール防止剤として使用する方法(特許文献4〜7参照)が提案されている。
In recent years, geothermal power generation has been attracting attention as a power generation using natural energy that does not emit CO 2 and has a greenhouse effect. Geothermal power generation uses the steam of geothermal water pumped from the geothermal reservoir in the stratum to generate electricity, and this steam contains not only water but also silica and sodium carbonate contained in the stratum. , There is a problem that these scales are generated and accumulated in the piping of the geothermal power generation device and block the piping. In particular, silica scale tends to precipitate when the temperature of high-temperature steam drops to the state of liquid water at 80 to 100 ° C, and scale precipitation in the piping through which the liquid geothermal water flows in the equipment. Becomes a problem. The problem with this silica scale is that the geothermal water pumped from the geothermal reservoir is divided into steam and liquid water, and the steam is used for power generation, and the liquid water is also used for power generation. This becomes a bigger problem in power generation equipment (see Patent Document 1).
As a method of suppressing such silica scale, a method of injecting acid into hot water flowing in the piping of a geothermal power generation device (see Patent Document 2), or a method of adding a cationic nitrogen-containing compound, an acid, and an antiscale agent is added. (See Patent Document 3) and a method of using a polymer having a predetermined structure as a scale inhibitor for geothermal power generation (see Patent Documents 4 to 7) have been proposed.

国際公開第2013/051265号International Publication No. 2013/05/1265 特開2012−202179号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-202179 米国特許第4328106号明細書U.S. Pat. No. 4,328,106 特開2013−226526号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-226526 特開2016−64382号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-64382 特開平4−78494号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-78494 特開2011−52235号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-52235

上記のとおり、地熱発電装置内のシリカスケールの析出を防止する方法として種々の方法が提案されているが、いずれも効果のうえで充分とはいえず、より効果的にシリカスケールの析出を防止する方法の開発が求められている。 As described above, various methods have been proposed as methods for preventing the precipitation of silica scale in the geothermal power generation device, but none of them is sufficient in terms of effectiveness, and the precipitation of silica scale can be prevented more effectively. There is a need to develop a way to do this.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、地熱発電装置内のシリカスケールの析出を効果的に防止する方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a method for effectively preventing the precipitation of silica scale in a geothermal power generation device.

本発明者は、地熱発電装置内のシリカスケールの析出を効果的に防止する方法について種々検討したところ、カチオン性基を有する重合体、ノニオン性基を有する重合体のいずれか少なくとも一方と無機酸とを地熱水に添加すると、地熱発電装置内のシリカスケールの析出を効果的に防止することができ、このようなカチオン性基を有する重合体、ノニオン性基を有する重合体のいずれか少なくとも一方に無機酸を添加したものが地熱発電装置に使用するスケール防止剤として有用であることを見出し、本発明に到達したものである。 The present inventor has studied various methods for effectively preventing the precipitation of silica scale in a geothermal power generation device, and found that at least one of a polymer having a cationic group and a polymer having a nonionic group and an inorganic acid. When is added to geothermal water, precipitation of silica scale in the geothermal power generation device can be effectively prevented, and at least one of a polymer having a cationic group and a polymer having a nonionic group is used. On the other hand, it has been found that a polymer to which an inorganic acid is added is useful as a scale inhibitor used in a geothermal power generation device, and the present invention has been reached.

すなわち本発明は、地熱発電装置に用いられるスケール防止剤であって、上記スケール防止剤は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と(b)無機酸とを含むことを特徴とする地熱発電装置用スケール防止剤である。
本発明はまた、地熱発電装置に使用される水のスケールを防止する方法であって、上記方法は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを水に添加することを特徴とする地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法でもある。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
That is, the present invention is an anti-scale agent used in a geothermal power generation device, and the anti-scale agent is (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group and (b) an inorganic acid. It is a scale inhibitor for geothermal power generation equipment, which is characterized by containing.
The present invention is also a method of preventing scale of water used in a geothermal power generation device, wherein the method comprises (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group. b) It is also a method for preventing scale of water used in a geothermal power generation device, which is characterized by adding an inorganic acid to water.
The present invention will be described in detail below.
It should be noted that a combination of two or more of the individual preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

<地熱発電装置用スケール防止剤>
本発明の地熱発電装置用スケール防止剤は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と(b)無機酸とを含むことを特徴とする。
シリカスケールの析出は、地熱貯留層から汲み上げた地熱水に含まれるシリカ分が重合してシリカの大きな分子が生成することにより生じると考えられる。カチオン性基を有する重合体は、重合前のシリカに吸着して重合反応が起こることを阻害し、ノニオン性基を有する重合体は、重合反応途中のシリカの成長点に吸着してシリカ重合体の成長を阻害することでシリカの大きな分子が生成し、シリカスケールが析出することを防止すると考えられる。また、シリカスケールは水の液性がアルカリ性側になると析出するため、無機酸を添加して液性を酸性にすることでシリカスケールを防止することができる。
ここで、酸を添加して液性を酸性にすることはシリカスケールを防止する1つの方法であるが、pHを下げすぎると地熱発電装置が酸により腐食するおそれがあるため、酸の使用のみでシリカスケールを防止するのには限界がある。また、上述した特許文献4〜7に記載されているように、スケール防止剤として機能する重合体を用いる方法のみでは充分なシリカスケール防止効果を得ることはできない。これに対し、本発明の地熱発電装置用スケール防止剤は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と(b)無機酸との相乗効果により、酸や重合体を単独で用いた場合には達成できない優れたシリカスケール防止効果を得ることができるものである。
<Scale inhibitor for geothermal power generation equipment>
The scale inhibitor for a geothermal power generation device of the present invention is characterized by containing (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group, and (b) an inorganic acid.
It is considered that the precipitation of silica scale is caused by the polymerization of the silica component contained in the geothermal water pumped from the geothermal reservoir to generate large molecules of silica. A polymer having a cationic group is adsorbed on silica before polymerization to prevent the polymerization reaction from occurring, and a polymer having a nonionic group is adsorbed on a growth point of silica during the polymerization reaction to be a silica polymer. It is considered that by inhibiting the growth of silica, large molecules of silica are generated to prevent the precipitation of silica scale. Further, since the silica scale precipitates when the liquid property of water becomes alkaline, the silica scale can be prevented by adding an inorganic acid to make the liquid property acidic.
Here, adding an acid to make the liquid acidic is one method of preventing silica scale, but if the pH is lowered too much, the geothermal power generator may be corroded by the acid, so only the use of acid is used. There is a limit to preventing silica scale. Further, as described in Patent Documents 4 to 7 described above, a sufficient silica scale prevention effect cannot be obtained only by a method using a polymer that functions as a scale prevention agent. On the other hand, the scale inhibitor for geothermal power generation equipment of the present invention has an acid or a synergistic effect of (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group and (b) an inorganic acid. It is possible to obtain an excellent silica scale prevention effect that cannot be achieved when the polymer is used alone.

本発明の地熱発電装置用スケール防止剤における、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の質量に対する(b)無機酸の質量の割合(b)/(a)は、0.001〜200であることが好ましい。このような割合であると、カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体によるスケール防止効果と、酸を用いることによるスケール防止効果とがバランスよく発揮され、スケール防止剤を用いることによるスケール防止効果がより充分に発揮されることになる。
(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の質量に対する(b)無機酸の質量の割合は、より好ましくは、0.007〜150であり、更に好ましくは、0.01〜100であり、特に好ましくは、0.1〜80である。
なお、ここで「カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の質量」とは、スケール防止剤がカチオン性基を有する重合体又はノニオン性基を有する重合体のいずれか一方のみを含む場合にはその重合体の質量を意味し、スケール防止剤がカチオン性基を有する重合体とノニオン性基を有する重合体の両方を含む場合にはそれらの重合体の合計質量を意味する。
In the scale inhibitor for geothermal power generation equipment of the present invention, (a) the ratio of the mass of the inorganic acid to the mass of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group (b) / (a). ) Is preferably 0.001 to 200. At such a ratio, the anti-scale effect of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group and the anti-scale effect of using an acid are exhibited in a well-balanced manner, and the anti-scale agent can be used. The scale prevention effect by using it will be more fully exhibited.
The ratio of the mass of (b) the inorganic acid to the mass of (a) the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group is more preferably 0.007 to 150, still more preferably. It is 0.01 to 100, and particularly preferably 0.1 to 80.
Here, the "mass of a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group" means either a polymer in which the antiscale agent has a cationic group or a polymer having a nonionic group. When only one is contained, it means the mass of the polymer, and when the antiscale agent contains both a polymer having a cationic group and a polymer having a nonionic group, the total mass of those polymers is taken. means.

(カチオン性基を有する重合体、ノニオン性基を有する重合体)
本発明の地熱発電装置用スケール防止剤は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体を含む。すなわち、カチオン性基を有する重合体、ノニオン性基を有する重合体のいずれか一方を含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。
カチオン性基を有する重合体は、構造中にカチオン性基を有する限り、ノニオン性基やアニオン性基を有していてもよいが、カチオン性基が官能基全体(カチオン性基、ノニオン性基及びアニオン性基)の主成分であることが好ましい。すなわち、重合体が有する官能基(カチオン性基、ノニオン性基及びアニオン性基)の合計100モル%に対して、カチオン性基が50モル%以上であることが好ましい。より好ましくは、60モル%以上であり、更に好ましくは、70モル%以上であり、特に好ましくは、80モル%以上であり、最も好ましくは、90モル%以上である。
(Polymer having a cationic group, polymer having a nonionic group)
The scale inhibitor for a geothermal power generation device of the present invention includes (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group. That is, either one of the polymer having a cationic group and the polymer having a nonionic group may be contained, or both may be contained.
The polymer having a cationic group may have a nonionic group or an anionic group as long as it has a cationic group in the structure, but the cationic group is the entire functional group (cationic group, nonionic group). And anionic groups) are preferably the main components. That is, it is preferable that the cationic group is 50 mol% or more with respect to the total of 100 mol% of the functional groups (cationic group, nonionic group and anionic group) contained in the polymer. More preferably, it is 60 mol% or more, further preferably 70 mol% or more, particularly preferably 80 mol% or more, and most preferably 90 mol% or more.

上記カチオン性基を有する重合体と同様に、ノニオン性基を有する重合体はノニオン性基を有する限り、カチオン性基やアニオン性基を有していてもよい。中でも、ノニオン性基を有する重合体が、更にアニオン性基を有することは本発明の地熱発電装置用スケール防止剤の好適な実施形態の1つである。
本発明において、ノニオン性基を有する重合体が更にアニオン性基を有する場合、ノニオン性基とアニオン性基とを官能基全体の主成分とすることが好ましい。すなわち、重合体が有する官能基(カチオン性基、ノニオン性基及びアニオン性基)の合計100モル%に対して、ノニオン性基とアニオン性基との合計が50モル%以上であることが好ましい。より好ましくは、60モル%以上であり、更に好ましくは、70モル%以上である。
また、ノニオン性基を有する重合体がノニオン性基とアニオン性基とを有する場合、重合体が有する官能基(カチオン性基、ノニオン性基及びアニオン性基)の合計100モル%に対して、アニオン性基の割合が10〜98モル%であることが好ましい。より好ましくは、20〜95モル%であり、更に好ましくは、30〜92モル%である。
Similar to the above-mentioned polymer having a cationic group, the polymer having a nonionic group may have a cationic group or an anionic group as long as it has a nonionic group. Above all, it is one of the preferable embodiments of the scale inhibitor for the geothermal power generation device of the present invention that the polymer having a nonionic group further has an anionic group.
In the present invention, when the polymer having a nonionic group further has an anionic group, it is preferable that the nonionic group and the anionic group are the main components of the entire functional group. That is, it is preferable that the total amount of the nonionic group and the anionic group is 50 mol% or more with respect to the total of 100 mol% of the functional groups (cationic group, nonionic group and anionic group) of the polymer. .. More preferably, it is 60 mol% or more, and even more preferably 70 mol% or more.
When the polymer having a nonionic group has a nonionic group and an anionic group, it is based on 100 mol% of the total of the functional groups (cationic group, nonionic group and anionic group) of the polymer. The proportion of anionic groups is preferably 10-98 mol%. It is more preferably 20 to 95 mol%, and even more preferably 30 to 92 mol%.

また、ノニオン性基を有する重合体がアニオン性基を有さない重合体であることも、本発明の地熱発電装置用スケール防止剤の好適な実施形態の1つである。この場合、ノニオン性基が官能基全体の主成分であることが好ましい。すなわち、重合体が有するカチオン性基及びノニオン性基の合計100モル%に対して、ノニオン性基が50モル%以上であることが好ましい。より好ましくは、60モル%以上であり、更に好ましくは、70モル%以上であり、特に好ましくは、80モル%以上であり、更に特に好ましくは、90モル%以上であり、最も好ましくは、100モル%、すなわち、ノニオン性基を有する重合体がカチオン性基もアニオン性基も有さないことである。 Further, the fact that the polymer having a nonionic group is a polymer having no anionic group is also one of the preferred embodiments of the scale inhibitor for a geothermal power generation device of the present invention. In this case, the nonionic group is preferably the main component of the entire functional group. That is, it is preferable that the nonionic group is 50 mol% or more with respect to 100 mol% of the total of the cationic group and the nonionic group contained in the polymer. More preferably, it is 60 mol% or more, further preferably 70 mol% or more, particularly preferably 80 mol% or more, further particularly preferably 90 mol% or more, and most preferably 100. Mol%, that is, the polymer having a nonionic group has neither a cationic group nor an anionic group.

上記カチオン性基を有する重合体としては、構造中に第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有する重合体が挙げられる。そのような重合体としては、ポリアルキレンイミンや、構造中に第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有する重合体等が挙げられる。
ポリアルキレンイミンとしては、ポリエチレンイミン等の炭素数2〜4のアルキレンイミン由来のポリアルキレンイミンが好ましい。
Examples of the polymer having a cationic group include a polymer having a primary 1-3 amino group or a quaternary ammonium base in the structure. Examples of such a polymer include polyalkyleneimine, a polymer having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a tertiary amino group or a quaternary ammonium base in its structure, and the like. ..
As the polyalkyleneimine, polyalkyleneimine derived from alkyleneimine having 2 to 4 carbon atoms such as polyethyleneimine is preferable.

上記構造中に第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体としては、下記式(1−1)又は(1−2); Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a primary 1-3 amino group or a quaternary ammonium base in the above structure include the following formula (1-1) or (1-2);

Figure 0006786157
Figure 0006786157

(式中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R〜Rは、同一又は異なって、炭素数1〜20の炭化水素基を表す。R〜Rは、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。Xは、直接結合又は2価の連結基を表す。)で表される単量体が挙げられる。 (In the formula, R 1 and R 2 represent the same or different hydrogen atoms and hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms. R 3 to R 5 represent the same or different hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms. Represents a hydrogen group. R 6 to R 8 represent the same or different alkyl atoms or alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. X represents a direct bond or a divalent linking group). Examples include monomers.

上記式(1−1)、(1−2)における2価の連結基としては、例えば、下記式(2−1)又は(2−2); Examples of the divalent linking group in the above formulas (1-1) and (1-2) include the following formulas (2-1) or (2-2);

Figure 0006786157
Figure 0006786157

(式中、mは、0〜4の整数を表す。)で表される構造が挙げられる。 (In the formula, m represents an integer of 0 to 4).

上記構造中に第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有する重合体は、第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体以外のその他の単量体由来の構造単位を有していてもよい。
その他の単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸やそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のカルボキシル基含有単量体;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸やそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のスルホン酸基含有単量体;ジエチルアミノエチルアクリレート等の(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルやその第4級アンモニウム誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート等の(メタ)アクリル酸のアルキルエステル;スチレン等の芳香族ビニル系単量体;エチレン、プロピレン等のオレフィン系単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;酢酸ビニル、ビニルステアレート、グリコールジアクリレート、グリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、グリコールジアリルエーテル等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
構造中に第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有する重合体がその他の単量体由来の構造単位を有する場合、その他の単量体は上記のものの中でも、官能基を有さないエチレンや、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、芳香族ビニル系単量体、エチレン以外のオレフィン系単量体、アルキルビニルエーテル、酢酸ビニル、ビニルステアレート、グリコールジアクリレート、グリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、グリコールジアリルエーテル等のノニオン性基含有単量体が好ましい。
A polymer having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium base in the above structure contains a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium base. It may have a structural unit derived from a monomer other than the ethylenically unsaturated monomer.
Other monomers include carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid and its alkali metal salts and ammonium salts; vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, 3- Sulfonic acid group-containing monomer such as allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its alkali metal salt and ammonium salt; aminoalkyl ester of (meth) acrylic acid such as diethylaminoethyl acrylate and its quaternary ammonium derivative; methyl acrylate , Alkyl ester of (meth) acrylic acid such as ethyl acrylate; Aromatic vinyl monomer such as styrene; Olefin monomer such as ethylene and propylene; Alkyl vinyl ether such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether; Vinyl acetate, vinyl Examples thereof include stearate, glycol diacrylate, glycol dimethacrylate, divinylbenzene, glycol diallyl ether and the like, and one or more of these can be used.
If the polymer having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium base in the structure has a structural unit derived from another monomer, the other simple Among the above-mentioned polymers, ethylene having no functional group, alkyl ester of (meth) acrylic acid, aromatic vinyl-based monomer, olefin-based monomer other than ethylene, alkyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl Nonionic group-containing monomers such as stearate, glycol diacrylate, glycol dimethacrylate, divinylbenzene, and glycol diallyl ether are preferable.

上記構造中に第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有する重合体は、構造単位全体100質量%に対して、第1〜3級アミノ基又は第4級アンモニウム塩基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位を20〜100質量%有することが好ましい。このような割合で有することで、重合体がより充分にスケール防止効果を発揮することができる。より好ましくは、30〜100質量%有することであり、更に好ましくは、50〜100質量%有することである。 A polymer having a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium base in the above structure has the first to third to 100% by mass based on 100% by mass of the entire structural unit. It is preferable to have 20 to 100% by mass of a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a secondary amino group or a quaternary ammonium base. By having such a ratio, the polymer can more sufficiently exert the scale prevention effect. It is more preferably 30 to 100% by mass, and even more preferably 50 to 100% by mass.

上記ノニオン性基を有する重合体としては、ノニオン性基を有する不飽和単量体由来の構造を有する重合体が挙げられる。
ノニオン性基を有する不飽和単量体としては、上述したものの他、下記式(3);
Examples of the polymer having a nonionic group include a polymer having a structure derived from an unsaturated monomer having a nonionic group.
Examples of the unsaturated monomer having a nonionic group include those described above and the following formula (3);

Figure 0006786157
Figure 0006786157

(式中、R〜R12は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。xは、0〜4の整数を表す。yは、1〜3の整数を表す。)で表されるラクタム環とエチレン性不飽和炭化水素基とを有する単量体や、下記式(4); (In the formula, R 9 to R 12 are the same or different and represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. X represents an integer of 0 to 4. y represents an integer of 1 to 3. A monomer having a lactam ring represented by (represented) and an ethylenically unsaturated hydrocarbon group, or the following formula (4);

Figure 0006786157
Figure 0006786157

(式中、R13〜R15は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表す。R16は、炭素数1〜20のアルキル基を表す。nは、0〜4の整数を表す。)で表される単量体が挙げられる。
上記式(3)で表される単量体としては、ビニルピロリドンが好ましい。上記式(4)で表される単量体としては、下記式(5)で表される1−アリルオキシ−3−ブトキシプロパン−2−オール(PAB)が好ましい。
(In the formula, R 13 to R 15 represent the same or different alkyl atoms or alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. R 16 represents alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms. N represents 0 to 0. A monomer represented by (representing an integer of 4) can be mentioned.
As the monomer represented by the above formula (3), vinylpyrrolidone is preferable. As the monomer represented by the above formula (4), 1-allyloxy-3-butoxypropan-2-ol (PAB) represented by the following formula (5) is preferable.

Figure 0006786157
Figure 0006786157

上記ノニオン性基を有する重合体が上記式(3)で表されるラクタム環とエチレン性不飽和炭化水素基とを有する単量体由来の構造単位を有する重合体である場合、該重合体は、K値が5〜500であることが好ましい。より好ましくは7〜300であり、更に好ましくは10〜100である。
重合体のK値は実施例に記載の方法により測定することができる。
When the polymer having a nonionic group is a polymer having a structural unit derived from a monomer having a lactam ring represented by the above formula (3) and an ethylenically unsaturated hydrocarbon group, the polymer is , The K value is preferably 5 to 500. It is more preferably 7 to 300, still more preferably 10 to 100.
The K value of the polymer can be measured by the method described in Examples.

上記ノニオン性基を有する重合体は、ノニオン性基を有する不飽和単量体以外のその他の単量体由来の構造単位を有していてもよい。
その他の単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸やそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のカルボキシル基含有単量体;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸やそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のスルホン酸基含有単量体;ジエチルアミノエチルアクリレート等の(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルやその第4級アンモニウム誘導体;ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートとメチルサルフェートとの第4級アンモニウム化合物;N−ビニルイミダゾール、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルカルバゾール、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−メチレンビスアクリルアミド等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
The polymer having a nonionic group may have a structural unit derived from a monomer other than the unsaturated monomer having a nonionic group.
Other monomers include carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid and its alkali metal salts and ammonium salts; vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, 3- Sulfonic acid group-containing monomers such as allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its alkali metal salts and ammonium salts; aminoalkyl esters of (meth) acrylic acids such as diethylaminoethyl acrylate and their quaternary ammonium derivatives; diethylaminoethyl Tertiary ammonium compounds of (meth) acrylate and methyl sulphate; N-vinylimidazole, N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N-vinylcarbazole, acrylamide, methacrylicamide, N-alkylacrylamide, N-methylolacrylamide, Examples thereof include N, N-methylenebisacrylamide, and one or more of these can be used.

上述したように本発明においては、ノニオン性基を有する重合体が、アニオン性基を有さない重合体であることは、本発明の好適な実施形態の1つであり、また、上記ノニオン性基を有する重合体が、更にアニオン性基を有することも本発明の好適な実施形態の1つである。
上記ノニオン性基を有する重合体がノニオン性基を有し、アニオン性基を有さない重合体である場合、ノニオン性基を有する重合体におけるノニオン性基を有する不飽和単量体由来の構造単位の割合は、重合体を構成する全構造単位100質量%に対して、70質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、80質量%以上であり、更に好ましくは、90質量%以上であり、最も好ましくは、100質量%、すなわち、ノニオン性基を有する不飽和単量体のみからなることである。
As described above, in the present invention, the fact that the polymer having a nonionic group is a polymer having no anionic group is one of the preferred embodiments of the present invention, and the nonionic property is also described above. It is also one of the preferred embodiments of the present invention that the polymer having a group further has an anionic group.
When the polymer having a nonionic group is a polymer having a nonionic group and no anionic group, the structure derived from the unsaturated monomer having a nonionic group in the polymer having a nonionic group. The ratio of the units is preferably 70% by mass or more with respect to 100% by mass of all the structural units constituting the polymer. It is more preferably 80% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and most preferably 100% by mass, that is, it is composed of only unsaturated monomers having a nonionic group.

上記ノニオン性基を有する重合体が、更にアニオン性基を有する重合体である場合、ノニオン性基を有する重合体におけるノニオン性基を有する不飽和単量体由来の構造単位の割合は、重合体を構成する全構造単位100質量%に対して、1〜95質量%であることが好ましい。より好ましくは、2〜90質量%であり、更に好ましくは、3〜80質量%であり、特に好ましくは、5〜80質量%であり、中でも特に好ましくは、8〜70質量%であり、最も好ましくは、10〜70質量%である。
また、ノニオン性基を有する重合体におけるアニオン性基を有する不飽和単量体由来の構造単位の割合は、重合体を構成する全構造単位100質量%に対して、5〜99質量%であることが好ましい。より好ましくは、5〜98質量%であり、更に好ましくは、10〜97質量%であり、特に好ましくは、20〜95質量%であり、中でも特に好ましくは、30〜92質量%であり、最も好ましくは、30〜90質量%である。
なお、アニオン性基としては、アニオンを有する基又は水中でアニオンを発生させる基であればよく、カルボキシル基、スルホニル基等のいずれのものであってもよく、これらの1種を有していてもよく、2種以上を有していてもよい。
When the polymer having a nonionic group is a polymer having an anionic group, the proportion of the structural unit derived from the unsaturated monomer having a nonionic group in the polymer having a nonionic group is the polymer. It is preferably 1 to 95% by mass with respect to 100% by mass of all the structural units constituting the above. It is more preferably 2 to 90% by mass, further preferably 3 to 80% by mass, particularly preferably 5 to 80% by mass, and particularly preferably 8 to 70% by mass, most preferably. Preferably, it is 10 to 70% by mass.
The proportion of the structural unit derived from the unsaturated monomer having an anionic group in the polymer having a nonionic group is 5 to 99% by mass with respect to 100% by mass of all the structural units constituting the polymer. Is preferable. It is more preferably 5 to 98% by mass, still more preferably 10 to 97% by mass, particularly preferably 20 to 95% by mass, and particularly preferably 30 to 92% by mass, most preferably. Preferably, it is 30 to 90% by mass.
The anionic group may be any group having an anion or a group that generates an anion in water, and may be any of a carboxyl group, a sulfonyl group and the like, and has one of these. Also, it may have two or more kinds.

上記アニオン性基を有する不飽和単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸やそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のカルボキシル基含有単量体;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸やそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等のスルホン酸基含有単量体; 等が挙げられる。 Examples of the unsaturated monomer having an anionic group include carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid and its alkali metal salt, and ammonium salt; vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and (meth). Examples thereof include sulfonic acid group-containing monomers such as allylsulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, alkali metal salts thereof, and ammonium salts.

上記カチオン性基を有する重合体やノニオン性基を有する重合体は、重量平均分子量が 500〜1,000,000であることが好ましい。より好ましくは、800〜700,000であり、更に好ましくは、1,000〜500,000であり、特に好ましくは、1,200〜200,000である。カチオン性基を有する重合体やノニオン性基を有する重合体がこのような分子量のものであると、シリカスケールの析出・付着防止により優れるものとなる。
カチオン性基を有する重合体やノニオン性基を有する重合体の重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
The polymer having a cationic group and the polymer having a nonionic group preferably have a weight average molecular weight of 500 to 1,000,000. It is more preferably 800 to 700,000, still more preferably 1,000 to 500,000, and particularly preferably 1,200 to 200,000. When the polymer having a cationic group or the polymer having a nonionic group has such a molecular weight, it is superior in preventing precipitation and adhesion of silica scale.
The weight average molecular weight of the polymer having a cationic group or the polymer having a nonionic group can be measured by the method described in Examples.

本発明におけるカチオン性基を有する重合体やノニオン性基を有する重合体の製造方法は特に制限されず、通常用いられる重合反応を用いて製造することができる。
上記重合反応に用いる重合開始剤は特に制限されず、例えば、過酸化水素;過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリン酸、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物;過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、ジ−t−ブチルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド等の有機過酸化物等を用いることができる。
重合開始剤の使用量は、重合反応を開始させることができる量であれば特に制限されないが、例えば、重合反応に使用する全単量体の総量1モルに対して1〜12gの範囲で適宜調整して用いることができる。
The method for producing the polymer having a cationic group or the polymer having a nonionic group in the present invention is not particularly limited, and the polymer can be produced by using a commonly used polymerization reaction.
The polymerization initiator used in the above polymerization reaction is not particularly limited, and is, for example, hydrogen peroxide; persulfate such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate; 2,2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride. , 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid, azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and other azo compounds; benzoyl peroxide, peroxymonosulfurate. Organic peroxides such as lauroyl oxide, peracetic acid, di-t-butyl peroxide, and cumene hydroperoxide can be used.
The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited as long as it can initiate the polymerization reaction, but is appropriately in the range of 1 to 12 g with respect to 1 mol of the total amount of all the monomers used in the polymerization reaction. It can be adjusted and used.

上記重合反応には、必要に応じて連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては特に制限されず、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸等のチオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、塩化メチレン等のハロゲン化物;イソプロパノール、グリセリン等の第2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)や、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸ナトリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)等の低級酸化物及びその塩等を用いることができる。
連鎖移動剤の使用量は特に制限されず、求められる重合体の分子量等に応じて適宜調整して用いることができるが、例えば、重合反応に使用する全単量体の総量1モルに対して1〜20gの範囲で適宜調整して用いることができる。
A chain transfer agent may be used in the polymerization reaction, if necessary. The chain transfer agent is not particularly limited, and is, for example, a thiol-based chain transfer agent such as mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid; halogen such as carbon tetrachloride and methylene chloride. Compounds; Secondary alcohols such as isopropanol and glycerin; Hypophosphate, hypophosphite and salts thereof (sodium bisulfite, potassium hypophosphate, etc.), sulfite, hydrogen sulfite, dithionic acid, meta Lower oxides such as sodium bisulfite and salts thereof (sodium bisulfite, potassium hydrogen sulfite, sodium dithionate, potassium bisulfite, sodium metabisulfite, potassium metabisulfite, etc.) and salts thereof may be used. it can.
The amount of the chain transfer agent used is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the required molecular weight of the polymer and the like. For example, with respect to 1 mol of the total amount of all the monomers used in the polymerization reaction. It can be appropriately adjusted and used in the range of 1 to 20 g.

上記重合反応は、溶媒を用いて行ってもよい。溶媒は特に制限されないが、例えば、水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等の低級ケトン類;ジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;ジメチルホルムアルデヒド等のアミド類等の1種又は2種以上を用いることができる。 The above polymerization reaction may be carried out using a solvent. The solvent is not particularly limited, but for example, lower alcohols such as water, methanol, ethanol and isopropyl alcohol; lower ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone; ethers such as dimethyl ether and dioxane; amides such as dimethyl formaldehyde and the like. One or more of the above can be used.

上記重合反応の温度が特に制限されないが、例えば0〜150℃の範囲で適宜調整することができ、また、重合時間も例えば、30〜3000分の範囲で適宜調整することができる。 The temperature of the polymerization reaction is not particularly limited, but can be appropriately adjusted in the range of 0 to 150 ° C., and the polymerization time can be appropriately adjusted in the range of, for example, 30 to 3000 minutes.

(無機酸)
本発明における(b)無機酸としては特に制限されず、塩酸、硫酸、硝酸等のいずれの無機酸も用いることができ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
(Inorganic acid)
The inorganic acid (b) in the present invention is not particularly limited, and any inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid can be used, and one or more of these can be used.

<地熱発電装置用液体組成物>
上述したように、カチオン性基を有する重合体、ノニオン性基を有する重合体のいずれか少なくとも一方と無機酸とを地熱発電装置で使用される地熱水に添加すると地熱発電装置内のシリカスケールの析出を効果的に防止することができるため、これらを水に添加して得られる組成物はシリカスケールの析出が効果的に防止された液体組成物として地熱発電装置において好適に用いることができる。このような液体組成物、すなわち、地熱発電装置に用いられる液体組成物であって、該液体組成物は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と(b)無機酸と(c)水とを含むことを特徴とする地熱発電装置用液体組成物もまた、本発明の1つである。
<Liquid composition for geothermal power generation equipment>
As described above, when at least one of a polymer having a cationic group and a polymer having a nonionic group and an inorganic acid are added to the geothermal water used in the geothermal power generation device, the silica scale in the geothermal power generation device is added. The composition obtained by adding these to water can be suitably used in a geothermal power generation device as a liquid composition in which precipitation of silica scale is effectively prevented. .. Such a liquid composition, that is, a liquid composition used in a geothermal power generation device, which is (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group (a). A liquid composition for a geothermal power generation device, which comprises b) an inorganic acid and (c) water, is also one of the present inventions.

上記地熱発電装置用液体組成物は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量が0.1〜990,000ppmであることが好ましい。このような割合でカチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体を含むことで、これらの重合体によるスケール防止効果がより充分に発揮されることになる。カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量は、より好ましくは、1〜900,000ppmである。
特に、カチオン性基を有する重合体を用いる場合、カチオン性基を有する重合体の含有量は10〜900,000ppmであることが好ましい。より好ましくは、15〜900,000ppmであり、更に好ましくは、20〜900,000ppmである。
また特にノニオン性基を有する重合体を用いる場合、ノニオン性基を有する重合体の含有量は0.1〜800,000ppmであることが好ましい。より好ましくは、0.2〜600,000ppmであり、更に好ましくは、0.5〜500,000ppmである。
また、経済性も考慮すると、カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量は、0.1〜1000ppmとすることが特に好ましい。最も好ましくは、0.1〜100ppmである。
なお、ここで「カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量」とは、カチオン性基を有する重合体又はノニオン性基を有する重合体のいずれか一方のみを含む場合にはその重合体の含有量を意味し、スケール防止剤がカチオン性基を有する重合体とノニオン性基を有する重合体の両方を含む場合にはそれらの重合体の合計含有量を意味する。後述する本発明のスケール防止方法における水中のカチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量も同様である。
The liquid composition for a geothermal power generation device preferably has a content of (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group of 0.1 to 990,000 ppm. By including a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group in such a ratio, the scale prevention effect of these polymers will be more sufficiently exhibited. The content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group is more preferably 1 to 900,000 ppm.
In particular, when a polymer having a cationic group is used, the content of the polymer having a cationic group is preferably 10 to 900,000 ppm. It is more preferably 15 to 900,000 ppm, and even more preferably 20 to 900,000 ppm.
Further, particularly when a polymer having a nonionic group is used, the content of the polymer having a nonionic group is preferably 0.1 to 800,000 ppm. It is more preferably 0.2 to 600,000 ppm, and even more preferably 0.5 to 500,000 ppm.
Further, considering economic efficiency, the content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group is particularly preferably 0.1 to 1000 ppm. Most preferably, it is 0.1 to 100 ppm.
Here, the "content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group" refers to only one of the polymer having a cationic group and the polymer having a nonionic group. When it is contained, it means the content of the polymer, and when the antiscale agent contains both a polymer having a cationic group and a polymer having a nonionic group, it means the total content of those polymers. To do. The same applies to the content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group in water in the scale prevention method of the present invention described later.

上記地熱発電装置用液体組成物は、pHが1.5〜10であることが好ましい。液体組成物のpHがこのような範囲にあることで、地熱発電装置の酸による腐食を防ぎつつ、シリカスケールの析出をより効果的に抑制することができる。液体組成物のpHは、より好ましくは、2.0〜9.5であり、更に好ましくは、2.5〜9.0であり、特に好ましくは、3.0〜8.5であり、最も好ましくは、5.0〜8.0である。
地熱発電装置用液体組成物のpHは、pH電極を用いたpHメーターにより測定することができる。
The pH of the liquid composition for a geothermal power generation device is preferably 1.5 to 10. When the pH of the liquid composition is in such a range, it is possible to more effectively suppress the precipitation of silica scale while preventing the corrosion of the geothermal power generation device by acid. The pH of the liquid composition is more preferably 2.0 to 9.5, even more preferably 2.5 to 9.0, and particularly preferably 3.0 to 8.5, most preferably. Preferably, it is 5.0 to 8.0.
The pH of the liquid composition for a geothermal power generation device can be measured by a pH meter using a pH electrode.

上記地熱発電装置用液体組成物を地熱発電装置に使用する場合、該組成物に含まれる水として地層中の地熱貯留層から汲み上げた地熱水を使用することができる。地熱水にはシリカ分が10〜2000ppm、炭酸ナトリウムが1〜1000ppm程度含まれている。
したがって、上記地熱発電装置用液体組成物に含まれる水は、シリカ分を10〜2000ppm含むものであってもよく、炭酸ナトリウムを1〜1000ppm含むものであってもよい。
When the above liquid composition for a geothermal power generation device is used in a geothermal power generation device, geothermal water pumped from a geothermal storage layer in the geothermal layer can be used as the water contained in the composition. Geothermal water contains about 10 to 2000 ppm of silica and about 1 to 1000 ppm of sodium carbonate.
Therefore, the water contained in the liquid composition for the geothermal power generation device may contain 10 to 2000 ppm of silica and 1 to 1000 ppm of sodium carbonate.

<地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法>
本発明の地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを水に添加する方法であるが、重合体や無機酸とを添加する方法は特に制限されず、これらを同時に添加してもよく、別々に添加してもよい。また、重合体、無機酸とも、全量を一括で添加してもよく、少量ずつに分けて添加してもよい。
また、重合体や無機酸は、液体状態の水のみが存在する状態の水に対して添加してもよく、少なくとも液体状態の水が存在している限り、液体状態の水と蒸気の両方が存在する状態の水に対して添加してもよい。
<Method of preventing scale of water used in geothermal power generation equipment>
In the water scale prevention method used in the geothermal power generation device of the present invention, (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group, and (b) an inorganic acid are added to water. Although it is a method, the method of adding the polymer or the inorganic acid is not particularly limited, and these may be added at the same time or separately. Further, both the polymer and the inorganic acid may be added all at once, or may be added in small portions.
Further, the polymer or the inorganic acid may be added to the water in the state where only the water in the liquid state is present, and at least as long as the water in the liquid state is present, both the water in the liquid state and the vapor can be added. It may be added to the existing water.

上記スケール防止方法は、水中のシリカ分の含有量が300ppm以上である水に対して(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを添加する方法であることが好ましい。本発明のスケール防止方法は、シリカスケールの析出を効果的に防止することができる方法であることから、水中にシリカ分を300ppm以上含むようなシリカ分の多い水に対して用いる場合にその効果がより顕著に発揮されることになる。より好ましくは、水中のシリカ分の含有量が500ppm以上である水に対して用いることであり、更に好ましくは、水中のシリカ分の含有量が700ppm以上である水に対して用いることである。
水中のシリカ分の含有量は、プラズマ発光分光分析装置(ICP)(セイコー電子工業株式会社製SPS4000)を使用して、濾液中のSi量を定量し、SiO濃度に換算することにより測定することができる。
The scale prevention method includes (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group, and (b) an inorganic acid with respect to water having a silica content of 300 ppm or more in water. Is preferably a method of adding. Since the scale prevention method of the present invention is a method capable of effectively preventing the precipitation of silica scale, its effect when used for water having a high silica content such as containing 300 ppm or more of silica in water. Will be exhibited more prominently. More preferably, it is used for water having a silica content of 500 ppm or more in water, and more preferably it is used for water having a silica content of 700 ppm or more in water.
The silica content in water is measured by quantifying the amount of Si in the filtrate using a plasma emission spectrophotometer (ICP) (SPS4000 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) and converting it to the SiO 2 concentration. be able to.

上記スケール防止方法は、水中の(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量を0.1〜990,000ppmに調整する方法であることが好ましい。水中のカチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量をこのような範囲に調整することで、これらの重合体によるシリカスケールの析出防止効果がより充分に発揮されることになる。水中のこれらの重合体のより好ましい含有量以降は、上述した本発明の地熱発電装置用液体組成物におけるこれらの重合体のより好ましい含有量以降と同様であり、カチオン性基を有する重合体を使用する場合の好ましい含有量、ノニオン性基を有する重合体を使用する場合の好ましい含有量も同様である。 The scale prevention method is preferably a method of adjusting the content of (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group in water to 0.1 to 990,000 ppm. By adjusting the content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group in water within such a range, the effect of preventing the precipitation of silica scale by these polymers is more sufficiently exhibited. Will be. The more preferable contents of these polymers in water and the like are the same as those after the more preferable contents of these polymers in the above-mentioned liquid composition for geothermal power generation equipment of the present invention, and the polymer having a cationic group can be used. The same applies to the preferable content when used and the preferable content when a polymer having a nonionic group is used.

上記スケール防止方法は、水のpHを1.5〜10に調整する方法であることが好ましい。水中のカチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量をこのような範囲に調整することで、シリカスケールの析出防止効果がより充分に発揮されることになる。水のpHのより好ましい範囲以降は、上述した本発明の地熱発電装置用液体組成物におけるpHのより好ましい範囲以降と同様である。 The scale prevention method is preferably a method of adjusting the pH of water to 1.5 to 10. By adjusting the content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group in water within such a range, the effect of preventing precipitation of silica scale can be more sufficiently exhibited. After the more preferable range of pH of water is the same as after the more preferable range of pH in the above-mentioned liquid composition for geothermal power generation equipment of the present invention.

上記スケール防止方法は、80〜120℃の水に対して使用されることが好ましい。地熱発電装置内における地熱水の温度はおよそ80〜120℃の範囲にあり、本発明のスケール防止方法は、このような温度の水に対して用いる場合にその効果がより顕著に発揮されることになる。特に、シリカスケールは水の温度が80〜100℃にあるときにより発生しやすいため、80〜100℃の水に対して使用されることがより好ましく、80〜90℃にあるときに更に発生しやすいため、80〜90℃の水に対して使用されることが更に好ましい。
なお、スケール防止方法を80〜120℃の水に対して使用するとは、80〜120℃の水に対して(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを添加することのみを意味するものではなく、添加した時点では80〜120℃の範囲外であったとしても(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを含む水の温度が80〜120℃となった場合には、80〜120℃の水に対して本発明のスケール防止方法を使用していることになる。
The scale prevention method is preferably used for water at 80 to 120 ° C. The temperature of the geothermal water in the geothermal power generation device is in the range of about 80 to 120 ° C., and the scale prevention method of the present invention exerts its effect more remarkably when used for water at such a temperature. It will be. In particular, since silica scale is more likely to be generated when the temperature of water is 80 to 100 ° C., it is more preferably used for water at 80 to 100 ° C., and further generated when the temperature is 80 to 90 ° C. Since it is easy, it is more preferably used for water at 80 to 90 ° C.
When the scale prevention method is used for water at 80 to 120 ° C., it means that (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group for water at 80 to 120 ° C. (B) It does not mean only the addition of an inorganic acid, and even if the temperature is outside the range of 80 to 120 ° C. at the time of addition, (a) a polymer having a cationic group and / or a nonionic group. When the temperature of the water containing (b) the inorganic acid and the polymer having (b) is 80 to 120 ° C., the scale prevention method of the present invention is used for water at 80 to 120 ° C. become.

上記スケール防止方法は、バイナリーシステム型の地熱発電装置に使用されることが好ましい。
上述したように、バイナリーシステム型の地熱発電装置は、地熱貯留層から汲み上げた地熱水を蒸気と液体の水分とに分けて蒸気分を発電に利用するとともに、液体の水分も再度蒸気化して更に発電に利用する構造の装置である。バイナリーシステム型の地熱発電装置では、地熱貯留層から汲み上げた地熱水の蒸気分のみを発電に用いる通常の地熱発電装置に比べて地熱発電装置のより多くの部分が液体状態の地熱水と接触することになり、地熱発電装置の中にシリカスケールの析出の問題が発生し得る部分も多いことになる。したがって、本発明のスケール防止方法は、地熱発電装置の中でもこのようなバイナリーシステム型の地熱発電装置に使用される場合に、発明の効果をより顕著に発揮することできるといえ、バイナリーシステム型の地熱発電装置に使用されることは本発明のスケール防止方法の好適な実施形態の1つである。
The scale prevention method is preferably used for a binary system type geothermal power generation device.
As described above, the binary system type geothermal power generation device divides the geothermal water pumped from the geothermal reservoir into steam and liquid water and uses the steam for power generation, and also vaporizes the liquid water again. Furthermore, it is a device with a structure used for power generation. In a binary system type geothermal power generation device, more parts of the geothermal power generation device are in a liquid state than a normal geothermal power generation device that uses only the vapor content of the geothermal water pumped from the geothermal reservoir for power generation. It will come into contact, and there will be many parts of the geothermal power generation equipment where the problem of silica scale precipitation can occur. Therefore, it can be said that the scale prevention method of the present invention can exert the effect of the invention more remarkably when it is used for such a binary system type geothermal power generation device among the geothermal power generation devices, and it can be said that the effect of the invention is more remarkable. Used in a geothermal power generation device is one of the preferred embodiments of the scale prevention method of the present invention.

本発明の地熱発電装置用スケール防止剤は上述の構成よりなり、地熱発電装置内のシリカスケールの析出を効果的に防止することができることから、地熱発電装置に好適に使用することができ、中でも、地熱発電装置のより多くの部分が液体状態の地熱水と接触するバイナリーシステム型の地熱発電装置に特に好適に用いることができる。 Since the scale inhibitor for a geothermal power generation device of the present invention has the above-mentioned configuration and can effectively prevent the precipitation of silica scale in the geothermal power generation device, it can be suitably used for a geothermal power generation device. It can be particularly suitably used for a binary system type geothermal power generation device in which a larger part of the geothermal power generation device is in contact with geothermal water in a liquid state.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, "part" means "part by weight" and "%" means "mass%".

合成例における各種測定は、以下のように行った。
<重合体のK値>
K値が20未満である場合には5%(g/100ml)溶液の粘度を測定し、K値が20以上の場合は1%(g/100ml)溶液の粘度を測定した。試料濃度は乾燥物換算した。K値が20以上の場合、試料は1.0gを精密に計りとり、100mlのメスフラスコに入れ、室温で蒸留水を加え、振とうしながら完全に溶かして蒸留水を加えて正確に100mlとした。この試料溶液を恒温槽(25±0.2℃)で30分放置後、ウベローデ型粘度計を用いて測定した。溶液が2つの印線の間を流れる時間を測定する。数回測定し、平均値をとった。相対粘度を測定するために、蒸留水についても同様に測定した。2つの得られた流動時間をハーゲンバッハ−キュッテ(Hagenbach−Couette)の補正に基づいて補正した。
Various measurements in the synthetic example were performed as follows.
<K value of polymer>
When the K value was less than 20, the viscosity of the 5% (g / 100 ml) solution was measured, and when the K value was 20 or more, the viscosity of the 1% (g / 100 ml) solution was measured. The sample concentration was converted to dry matter. When the K value is 20 or more, weigh 1.0 g of the sample precisely, put it in a 100 ml volumetric flask, add distilled water at room temperature, dissolve it completely while shaking, and add distilled water to make exactly 100 ml. did. This sample solution was left in a constant temperature bath (25 ± 0.2 ° C.) for 30 minutes, and then measured using an Ubbelohde viscometer. Measure the time it takes for the solution to flow between the two markings. It was measured several times and the average value was taken. In order to measure the relative viscosity, distilled water was measured in the same manner. The two obtained flow times were corrected based on the Hagenbach-Coutete correction.

Figure 0006786157
Figure 0006786157

<重合体の残存単量体量>
重合体の残存単量体量は、HPLC(高速液体クロマトグラフィー法)にて測定した。
<重合体の重量平均分子量>
重合体の重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により、下記の条件で測定した。
装置:東ソー株式会社製 HLC−8320GPC
検出器:RI
カラム:昭和電工株式会社製 Shodex Asahipak GF−310−HQ、
GF−710−HQ、GF−1G 7B
カラム温度:40℃
流速:0.5ml/min
検量線:創和科学株式会社製 POLYACRYLIC ACID STANDARD
溶離液:0.1N酢酸ナトリウム水溶液
<Amount of residual monomer of polymer>
The amount of residual monomer of the polymer was measured by HPLC (High Performance Liquid Chromatography).
<Weight average molecular weight of polymer>
The weight average molecular weight of the polymer was measured by GPC (gel permeation chromatography) under the following conditions.
Equipment: HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI
Column: Showa Denko Co., Ltd. Shodex Asahipak GF-310-HQ,
GF-710-HQ, GF-1G 7B
Column temperature: 40 ° C
Flow velocity: 0.5 ml / min
Calibration curve: POLYACRYLIC ACID STANDARD manufactured by Sowa Kagaku Co., Ltd.
Eluent: 0.1N sodium acetate aqueous solution

合成例1
マックスブレンド(住友重機械工業社の登録商標)型の撹拌翼、ガラス製の蓋を備えたSUS304製反応容器に、イオン交換水430.0重量部、48%水酸化ナトリウム水溶液(以下、「48%NaOH」と称する)0.16重量部、次亜リン酸ナトリウム一水和物(以下、「SHP」と称する)4.25重量部(酸型換算(次亜リン酸換算)2.65重量部)を仕込み、90℃に昇温した。N−ビニルピロリドン(以下、「NVP」と称する)500重量部、イオン交換水55.6重量部からなる単量体水溶液を180分かけて、2,2’−アゾビス−2−アミジノプロパン二塩酸塩(以下、「V−50」と称する)1.5重量部、イオン交換水8.5重量部からなる重合開始剤水溶液を210分かけて反応容器に添加した。重合開始から240分後、88%ギ酸水溶液3.05重量部を添加し、更に80分間90℃を維持して、重合体(1)を含む固形分50.9%の重合体水溶液(1)を得た。重合体(1)のK値は、28であり、重合体(1)は、主鎖に次亜リン酸(塩)基を有していた。
Synthesis example 1
In a SUS304 reaction vessel equipped with a Max Blend (registered trademark of Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) type stirring blade and a glass lid, 430.0 parts by weight of ion-exchanged water and a 48% sodium hydroxide aqueous solution (hereinafter, "48"). % NaOH ") 0.16 parts by weight, sodium hypophosphate monohydrate (hereinafter referred to as" SHP ") 4.25 parts by weight (acid type equivalent (hypophosphorous acid equivalent) 2.65 weight Part) was charged and the temperature was raised to 90 ° C. A monomer aqueous solution consisting of 500 parts by weight of N-vinylpyrrolidone (hereinafter referred to as "NVP") and 55.6 parts by weight of ion-exchanged water was applied over 180 minutes over 2,2'-azobis-2-amidinopropane dihydrochloric acid. An aqueous polymerization initiator solution consisting of 1.5 parts by weight of salt (hereinafter referred to as “V-50”) and 8.5 parts by weight of ion-exchanged water was added to the reaction vessel over 210 minutes. 240 minutes after the start of polymerization, 3.05 parts by weight of an 88% formic acid aqueous solution was added, and the temperature was maintained at 90 ° C. for 80 minutes to obtain a 50.9% solid polymer aqueous solution (1) containing the polymer (1). Got The K value of the polymer (1) was 28, and the polymer (1) had a hypophosphorous acid (salt) group in the main chain.

合成例2
日本触媒社製のポリエチレンイミンSP018をイオン交換水を用いて固形分50.0%に希釈し、ポリエチレンイミンを重合体(2)として含む重合体水溶液(2)を得た。
Synthesis example 2
Polyethyleneimine SP018 manufactured by Nippon Catalyst Co., Ltd. was diluted with ion-exchanged water to a solid content of 50.0% to obtain a polymer aqueous solution (2) containing polyethyleneimine as the polymer (2).

合成例3
(単量体の合成)
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量500mLのガラス製4つ口フラスコにn−ブチルアルコール370.0gと、ペレット状の水酸化ナトリウム4.27gを仕込み、撹拌しながら60℃まで昇温した。次に、アリルグリシジルエーテル(以下、「AGE」とも称する。)57.0gを30分かけて添加し、その後、5時間反応させた。この溶液を容量1,000mLのナスフラスコへ移し、ロータリーエバポレータで脱溶剤した。析出してきた塩を濾過により取り除き、単量体(1)を得た。
Synthesis example 3
(Synthesis of monomer)
370.0 g of n-butyl alcohol and 4.27 g of pelletized sodium hydroxide were placed in a 500 mL glass four-necked flask equipped with a reflux condenser and a stirrer (paddle blade), and the temperature was raised to 60 ° C. with stirring. It was warm. Next, 57.0 g of allyl glycidyl ether (hereinafter, also referred to as “AGE”) was added over 30 minutes, and then the reaction was carried out for 5 hours. The solution was transferred to a 1,000 mL eggplant flask and desolvated with a rotary evaporator. The precipitated salt was removed by filtration to obtain a monomer (1).

(重合体の合成)
還流冷却器、撹拌機(パドル翼)を備えた容量1,000mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水128.4g及びモール塩0.0187gを仕込み、撹拌しながら85℃まで昇温して重合反応系とした。次に、撹拌下、85℃に保持された重合反応系中に、80%アクリル酸水溶液(以下、「80%AA」とも称する。)270.0g、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムの40%水溶液(以下、「40%HAPS」とも称する。)192.0g、単量体(1)15.0g、15%過硫酸ナトリウム水溶液(以下、「15%NaPS」とも称する。)100g、及び、35%亜硫酸水素ナトリウム水溶液(以下、「35%SBS」とも称する。)40gを、それぞれ別々のノズルより滴下した。各溶液の滴下時間は、80%AAについては180分間、40%HAPSについては120分間、単量体(1)については120分間、15%NaPSについては190分間、35%SBSについては175分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。80%AAの滴下終了後、更に30分間、前記反応溶液を85℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を撹拌、放冷しながら、48%水酸化ナトリウム水溶液(以下、「48%NaOH」とも称する。)193.3gを徐々に滴下し、重合反応液を中和した。このようにして、本発明の重合体(3)を含む固形分濃度45%の重合体水溶液(3)を得た。重合体(3)の重量平均分子量は8,200であった。また、残存アクリル酸は、80ppm、残存HAPSは、850ppm、残存単量体(1)は、0.21%であった。
(Synthesis of polymer)
128.4 g of pure water and 0.0187 g of molle salt were placed in a glass separable flask with a capacity of 1,000 mL equipped with a reflux condenser and a stirrer (paddle blade), and the temperature was raised to 85 ° C. while stirring for polymerization. It was used as a reaction system. Next, 270.0 g of an 80% aqueous acrylic acid solution (hereinafter, also referred to as "80% AA") and sodium 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonate were placed in a polymerization reaction system maintained at 85 ° C. under stirring. 192.0 g of 40% aqueous solution (hereinafter, also referred to as "40% HAPS"), 15.0 g of monomer (1), 100 g of 15% sodium persulfate aqueous solution (hereinafter, also referred to as "15% NaPS"), In addition, 40 g of a 35% aqueous sodium hydrogen sulfite solution (hereinafter, also referred to as “35% SBS”) was added dropwise from separate nozzles. The dropping time of each solution was 180 minutes for 80% AA, 120 minutes for 40% HAPS, 120 minutes for monomer (1), 190 minutes for 15% NaPS, and 175 minutes for 35% SBS. did. In addition, the dropping rate of each solution was constant, and each solution was dropped continuously. After the completion of the dropping of 80% AA, the reaction solution was held (aged) at 85 ° C. for another 30 minutes to complete the polymerization. After completion of the polymerization, 193.3 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution (hereinafter, also referred to as “48% NaOH”) was gradually added dropwise while stirring and allowing the polymerization reaction solution to cool to neutralize the polymerization reaction solution. In this way, a polymer aqueous solution (3) containing the polymer (3) of the present invention having a solid content concentration of 45% was obtained. The weight average molecular weight of the polymer (3) was 8,200. The residual acrylic acid was 80 ppm, the residual HAPS was 850 ppm, and the residual monomer (1) was 0.21%.

合成例4
還流冷却器、撹拌機(パドル翼)を備えた容量1,000mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水128.4g及びモール塩0.0187gを仕込み、撹拌しながら85℃まで昇温して重合反応系とした。次に、撹拌下、85℃に保持された重合反応系中に、80%アクリル酸水溶液(以下、「80%AA」とも称する。)270.0g、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムの40%水溶液(以下、「40%HAPS」とも称する。)192.0g、単量体(1)15.0g、15%過硫酸ナトリウム水溶液(以下、「15%NaPS」とも称する。)20g、及び、35%亜硫酸水素ナトリウム水溶液(以下、「35%SBS」とも称する。)20gを、それぞれ別々のノズルより滴下した。各溶液の滴下時間は、80%AAについては180分間、40%HAPSについては120分間、単量体(1)については120分間、15%NaPSについては190分間、35%SBSについては175分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。80%AAの滴下終了後、更に30分間、前記反応溶液を85℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を撹拌、放冷しながら、48%水酸化ナトリウム水溶液(以下、「48%NaOH」とも称する。)193.3gを徐々に滴下し、重合反応液を中和した。このようにして、本発明の重合体(4)を含む固形分濃度45%の重合体水溶液(4)を得た。重合体(4)の重量平均分子量は46,000であった。また、残存アクリル酸は、100ppm、残存HAPSは、900ppm、残存単量体(1)は、0.11%であった。
Synthesis example 4
128.4 g of pure water and 0.0187 g of molle salt were placed in a glass separable flask with a capacity of 1,000 mL equipped with a reflux condenser and a stirrer (paddle blade), and the temperature was raised to 85 ° C. while stirring for polymerization. It was used as a reaction system. Next, 270.0 g of an 80% aqueous acrylic acid solution (hereinafter, also referred to as "80% AA") and sodium 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonate were placed in a polymerization reaction system maintained at 85 ° C. under stirring. 192.0 g of 40% aqueous solution (hereinafter, also referred to as "40% HAPS"), 15.0 g of monomer (1), 20 g of 15% sodium persulfate aqueous solution (hereinafter, also referred to as "15% NaPS"), In addition, 20 g of a 35% aqueous sodium hydrogen sulfite solution (hereinafter, also referred to as “35% SBS”) was added dropwise from separate nozzles. The dropping time of each solution was 180 minutes for 80% AA, 120 minutes for 40% HAPS, 120 minutes for monomer (1), 190 minutes for 15% NaPS, and 175 minutes for 35% SBS. did. In addition, the dropping rate of each solution was constant, and each solution was dropped continuously. After the completion of the dropping of 80% AA, the reaction solution was held (aged) at 85 ° C. for another 30 minutes to complete the polymerization. After completion of the polymerization, 193.3 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution (hereinafter, also referred to as “48% NaOH”) was gradually added dropwise while stirring and allowing the polymerization reaction solution to cool to neutralize the polymerization reaction solution. In this way, a polymer aqueous solution (4) containing the polymer (4) of the present invention having a solid content concentration of 45% was obtained. The weight average molecular weight of the polymer (4) was 46,000. The residual acrylic acid was 100 ppm, the residual HAPS was 900 ppm, and the residual monomer (1) was 0.11%.

合成例5
還流冷却器、撹拌機を備えた容量25LのSUS製反応容器に、40%HAPSを6024gを装入し、撹拌下で沸点還流状態まで昇温した。次いで、撹拌下、沸点還流状態の重合反応系中に、80%AAを5670gと40%HAPSを6024g、15%NaPSを2128g滴下した。80%AAの添加を開始する時点を基準(0分)として、80%AAを0分〜90分の間、40%HAPSを0分〜60分の間、それぞれ一定時間で滴下した。開始剤である15%NaPSは、9.7g/分で滴下し、開始55分で滴下速度を3倍の29.1g/分に変更し、0分〜110分の間に滴下した。次いで脱イオン水4940gを50分〜90分の間、一定速度で滴下した。それぞれ別個のノズルから滴下し、反応液は、撹拌下、沸点還流状態に保った。上記15%NaPSの滴下終了後、更に30分間反応液を沸点還流状態に保持し重合を完結させ、固形分40重量%の重合体水溶液(5)を得た。重合体(5)の重量平均分子量は、95,000であった。
Synthesis example 5
6024 g of 40% HAPS was charged into a 25 L SUS reaction vessel equipped with a reflux condenser and a stirrer, and the temperature was raised to a boiling point reflux state under stirring. Then, under stirring, 5670 g of 80% AA, 6024 g of 40% HAPS, and 2128 g of 15% NaPS were added dropwise to the polymerization reaction system in a boiling point reflux state. Based on the time point at which the addition of 80% AA was started (0 minutes), 80% AA was added dropwise over 0 to 90 minutes, and 40% HAPS was added dropwise over 0 to 60 minutes at regular intervals. The initiator, 15% NaPS, was added dropwise at 9.7 g / min, and at 55 minutes after the start, the dropping rate was tripled to 29.1 g / min, and the mixture was added dropwise between 0 and 110 minutes. Then, 4940 g of deionized water was added dropwise at a constant rate for 50 to 90 minutes. The reaction solution was dropped from separate nozzles, and the reaction solution was kept in a boiling point reflux state under stirring. After the completion of the dropping of 15% NaPS, the reaction solution was kept in a boiling point reflux state for another 30 minutes to complete the polymerization, and an aqueous polymer solution (5) having a solid content of 40% by weight was obtained. The weight average molecular weight of the polymer (5) was 95,000.

実施例1
250mlの内容量のポリプロピレン製容器にシリカ濃度1000mg/L(SiO換算、メタケイ酸ナトリウム・9水和物で調整)、炭酸ナトリウム濃度300mg/Lの試験水を入れた。そこに重合体水溶液(1)を固形分換算で5mg/Lとなるように添加し、硫酸を純分換算で200mg/Lになるように添加した。
この溶液を、密閉可能な120mlの内容量のポリプロピレン製溶液中に空気が混入しないように仕込んで密閉し、85℃で4時間静置した。その後、0.1μmメンブランフィルターを用いて濾過し、プラズマ発光分光分析装置(ICP)(セイコー電子工業株式会社製SPS4000)を使用して、濾液中のSi量を定量し、SiO濃度に換算して、下記式によりスケール抑制率(スケール防止能)(%)を算出した。また、pHメーターにより、溶液のpHを測定した。
スケール抑制率(%)=((X−Y)/(Z−Y))×100
X:試験後のろ液中のSiO濃度(mg/L)
Y:ポリマー無添加で試験したろ液中のSiO濃度(mg/L)
Z:試験前のSiO濃度(mg/L)
評価結果を表1に示した。
Example 1
Test water having a silica concentration of 1000 mg / L (converted to SiO 2 and adjusted with sodium metasilicate / 9hydrate) and a sodium carbonate concentration of 300 mg / L was placed in a 250 ml polypropylene container. The polymer aqueous solution (1) was added thereto so as to have a solid content of 5 mg / L, and sulfuric acid was added so as to have a pure content of 200 mg / L.
This solution was charged into a sealable 120 ml polypropylene solution having an internal volume so as not to mix air, sealed, and allowed to stand at 85 ° C. for 4 hours. Then, it is filtered using a 0.1 μm membrane filter, and the amount of Si in the filtrate is quantified using a plasma emission spectrophotometer (ICP) (SPS4000 manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) and converted to SiO 2 concentration. The scale suppression rate (scale prevention ability) (%) was calculated by the following formula. In addition, the pH of the solution was measured with a pH meter.
Scale suppression rate (%) = ((XY) / (ZY)) × 100
X: SiO 2 concentration (mg / L) in the filtrate after the test
Y: SiO 2 concentration (mg / L) in the filtrate tested without the addition of polymer
Z: SiO 2 concentration (mg / L) before the test
The evaluation results are shown in Table 1.

実施例2〜5
実施例1において、重合体水溶液(1)の添加量を固形分換算で5mg/L使用する代わりに、表1に記載の重合体水溶液(2)−(5)を表1記載の量で使用した以外は、実施例1と同様に実験を実施した。結果を表1に記載した。
Examples 2-5
In Example 1, instead of using 5 mg / L of the polymer aqueous solution (1) in terms of solid content, the polymer aqueous solutions (2)-(5) shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1. The experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that. The results are shown in Table 1.

比較例1
実施例1において、硫酸を使用しなかった以外は実施例1と同様に実験を実施した。結果を表1に記載した。
Comparative Example 1
In Example 1, the experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that sulfuric acid was not used. The results are shown in Table 1.

比較例2
実施例1において重合体水溶液(1)を使用しなかった以外は、実施例1と同様に実験を実施した。結果を表1に記載した。
Comparative Example 2
The experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that the aqueous polymer solution (1) was not used in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 0006786157
Figure 0006786157

実施例1〜5及び比較例1、2の結果から、カチオン性基を有する重合体又はノニオン性基を有する重合体と無機酸の両方を添加することで、重合体、無機酸のいずれか一方のみを添加した場合に比べて優れたスケール防止能が発揮されることが確認された。 From the results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, by adding both a polymer having a cationic group or a polymer having a nonionic group and an inorganic acid, either the polymer or the inorganic acid can be added. It was confirmed that an excellent anti-scale ability was exhibited as compared with the case where only was added.

Claims (11)

地熱発電装置に用いられるスケール防止剤であって、
該スケール防止剤は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と(b)無機酸とを含み、
(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の質量に対する(b)無機酸の質量の割合(b)/(a)は、8〜200である
ことを特徴とする地熱発電装置用スケール防止剤。
An anti-scale agent used in geothermal power generation equipment
The scale inhibitor contains (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group and (b) an inorganic acid.
The ratio (b) / (a) of the mass of (b) the inorganic acid to the mass of (a) the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group is 8 to 200. Anti-scale agent for geothermal power generation equipment.
前記ノニオン性基を有する重合体は、更にアニオン性基を有することを特徴とする請求項1に記載の地熱発電装置用スケール防止剤。 The scale inhibitor for a geothermal power generation device according to claim 1, wherein the polymer having a nonionic group further has an anionic group. 地熱発電装置に用いられる液体組成物であって、
該液体組成物は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と(b)無機酸と(c)水とを含み、
(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の質量に対する(b)無機酸の質量の割合(b)/(a)は、8〜200である
ことを特徴とする地熱発電装置用液体組成物。
A liquid composition used in geothermal power generation equipment.
The liquid composition comprises (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group, (b) an inorganic acid and (c) water.
The ratio (b) / (a) of (b) the mass of the inorganic acid to the mass of (a) the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group is 8 to 200. Liquid composition for geothermal power generation equipment.
前記地熱発電装置用液体組成物は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量が0.1〜990,000ppmであることを特徴とする請求項3に記載の地熱発電装置用液体組成物。 The liquid composition for a geothermal power generation device is characterized in that (a) the content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group is 0.1 to 990,000 ppm. The liquid composition for a geothermal power generation device according to 3. 前記地熱発電装置用液体組成物は、pHが1.5〜10であることを特徴とする請求項3又は4に記載の地熱発電装置用液体組成物。 The liquid composition for a geothermal power generation device according to claim 3 or 4, wherein the liquid composition for a geothermal power generation device has a pH of 1.5 to 10. 地熱発電装置に使用される水のスケールを防止する方法であって、
該方法は、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを、(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の質量に対する(b)無機酸の質量の割合(b)/(a)が、8〜200となるように水に添加することを特徴とする地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法。
A way to prevent scale of water used in geothermal power plants
The method comprises (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group and (b) an inorganic acid, and (a) a polymer having a cationic group and / or a nonionic group. (B) Water used in a geothermal power generation device, which is added to water so that the ratio (b) / (a) of the mass of the inorganic acid to the mass of the polymer having the above is 8 to 200. How to prevent scale.
前記スケール防止方法は、水中のシリカ分の含有量が300ppm以上である水に対して(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体と、(b)無機酸とを添加する方法であることを特徴とする請求項6に記載の地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法。 The scale prevention method includes (a) a polymer having a cationic group and / or a polymer having a nonionic group and (b) an inorganic acid with respect to water having a silica content of 300 ppm or more in water. The method for preventing scale of water used in the geothermal power generation device according to claim 6, wherein the method is a method of adding water. 前記スケール防止方法は、水中の(a)カチオン性基を有する重合体及び/又はノニオン性基を有する重合体の含有量を0.1〜990,000ppmに調整する方法であることを特徴とする請求項6又は7に記載の地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法。 The scale prevention method is characterized in that (a) the content of the polymer having a cationic group and / or the polymer having a nonionic group in water is adjusted to 0.1 to 990,000 ppm. The method for preventing scale of water used in the geothermal power generation device according to claim 6 or 7. 前記スケール防止方法は、水のpHを1.5〜10に調整する方法であることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法。 The method for preventing scale of water used in a geothermal power generation device according to any one of claims 6 to 8, wherein the method for preventing scale is a method for adjusting the pH of water to 1.5 to 10. 前記スケール防止方法は、80〜120℃の水に対して使用されることを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法。 The method for preventing scale of water used in a geothermal power generation device according to any one of claims 6 to 9, wherein the scale prevention method is used for water at 80 to 120 ° C. 前記スケール防止方法は、バイナリーシステム型の地熱発電装置に使用されることを特徴とする請求項6〜のいずれかに記載の地熱発電装置に使用される水のスケール防止方法。 The method for preventing scale of water used in a geothermal power generation device according to any one of claims 6 to 9 , wherein the scale prevention method is used in a binary system type geothermal power generation device.
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