JPH0432587A - 溶存酸素除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶存酸素除去方法に係り、特に、ボイラ水中の
溶存酸素を有機系脱酸素剤を添加することにより除去す
る方法において、脱酸素剤を過不足なく添加することに
より、ボイラ水中の溶存酸素を効果的に除去し、ボイラ
の腐食を確実に防止する溶存酸素除去方法に関する。

［従来の技術］ ボイラの腐食を防止するために、各種ボイラ給水系には
清缶剤と共に各種の脱酸素剤が添加使用されている。従
来、脱酸素剤としてはヒドラジン（Ｎ２　Ｈ４）又は亜
硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ３）が広く使用されている
。これらのうち、Ｎ２　Ｈ４は分析が簡単で濃度管理し
易い反面、人体に対する安全性が問題視され、病院や食
品工場等での使用は避けられている。一方、Ｎａ２ＳＯ
３は、食品添加物でもあり、安全性の高い脱酸素剤とし
て使用されている。しかし、酸素との反応が速すぎるた
め、溶解タンク内で溶存酸素と反応して濃度低下を起こ
す。このため、給水中の酸素を十分に除去できず、ボイ
ラ缶内の腐食を確実に防止することができない。

このようなＮ２　Ｈ４やＮａ２ＳＯ３の欠点を改良した
脱酸素剤として、Ｄ−グルコース、タンニン、リグニン
等の有機系脱酸素剤が提供されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の有機系脱酸素剤はＮ２　Ｈ４やＮ
ａ２Ｓ○３のようにボイラ水中の残留濃度が測定できな
いために、給水中の溶存酸素に対して最適な添加量を設
定できないという欠点がある。

即ち、ボイラ用脱酸素剤の適当な添加量は、給水中の溶
存酸素を１００％除去するのに必要な量より１０〜２０
％多い量とされている。例えば、給水の溶存酸素１　ｍ
　ｇ　／　ＩＩ当り、Ｎ２　Ｈ４では１．２ｍｇ／Ｊ２
、Ｎａ２　ｓｏ３では９．４ｍ　ｇ　／　Ｉｔ添加する
。そして、脱酸素剤が十分量添加されているかどうか（
酸素を１００％除去しているかどうか）確認するために
ボイラ水中における脱酸素剤の残留濃度を測定する必要
があるが、従来、Ｎ２　Ｈ４やＮａ２５ｏ３の代替脱酸
素剤として提供されている有機系脱酸素剤においてはそ
の残留濃度を確認することが困難であった。

本発明は上記従来の問題点を解決し、酸素と反応して有
機酸を生成する有機系脱酸素剤であればいずれのものに
も適用することができ、容易かつ確実にその適当な添加
量を制御することができる溶存酸素除去方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の溶存酸素除去方法は、ボイラ水中の溶存酸素を
有機系脱酸素剤を添加することにより除去する方法にお
いて、ボイラ水のＰ−アルカリ度を連続的又は間欠的に
測定し、Ｐ−アルカリ度が減少するときには脱酸素剤添
加量を増大させ、Ｐ−アルカリ度が上昇するときには脱
酸素剤添加量を減少又は一定量とすることを特徴とする
。

本発明は、特に清缶剤と脱酸素剤が同一ポンプで注入さ
れている系に好適に適用される。

なお、本発明において、有機系脱酸素剤としては特に制
限はなく、例えば、糖類（グルコース、マルトース、澱
粉）、リグニン、タンニン、グルコン酸、ソルビトール
、アスコルビン酸、エリソルビン酸、及びこれらのアル
カリ金属塩、アンモニウム塩等を用いることができるが
、本発明の方法は、特に有機系脱酸素剤として澱粉又は
その誘導体を用いる場合に好適である。ここで、澱粉と
しては、コーンスターチ、馬鈴薯澱粉、さつまいも澱粉
、タピオカ澱粉等の天然澱粉及び／又はエステル化澱粉
、酸化澱粉、エーテル化澱粉等の加工澱粉を用いること
ができる。澱粉誘導体としては、冷水可溶性のものでも
加熱溶解性のものでもいずれでも良く、特に制限はない
が、取り扱い上、冷水可溶性澱粉誘導体が好ましい。冷
水可溶性澱粉誘導体は上記の澱粉を酸分解法、酸素分解
法、酸化分解法等により冷水可溶性化したものを用いる
ことができる。澱粉誘導体は、そのＤＥ（Ｄｅｘｔｒｏ
ｓｅ　Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ、デキストロース当量：還
元糖をブドウ糖として測定し、その還元糖の固形分に対
する比をＤＥとする）が１％以上、特に２〜３０％であ
るものが好ましい。

ＤＥが１％未満となると、冷水可溶性が低下、溶は難く
なる。一方、ＤＥが３０％を超えても本発明の澱粉とし
て使用可能であるが、アルカリと混合して製剤する場合
に極めて高温となり、冷却する必要が生じる。

また、本発明においては、このような澱粉の水酸基にイ
オウ又は窒素含有基をＳ又はＮ換算で０．０１〜５重量
％導入したものであっても良い。イオウ又は窒素含有基
としては特に制限はないが、例えば、イオウ含有基とし
ては酸性亜硫酸ナトリウム、酸性亜硫酸カリウム等の酸
性亜硫酸塩が、また、窒素含有基としてはヒドラジン、
メチルヒドラジン、ジエチルヒドラジン等のヒドラジン
話導体や、アンモニア、ヒドロキシアミン、メチルアミ
ン、シクロヘキシルアミン、ジエチルエタノールアミン
、ジメチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、
イソプロパツールアミン、モルホリン、ジエチルアミノ
エヂルクロリド、ジメチルアミノクロリド、３−クロロ
−・２−ヒトロキシブロピルトリメチルアンモニウムク
ロリド等のアミン誘導体等が挙げられる。これらのイオ
ウ又は窒素含有基の割合は、Ｓ又はＮ換算で得られる澱
粉誘導体の０．０１〜５重量％、好ましくは０．５〜３
重量％、さらに好ましくは１〜３重量％とする。イオウ
又は窒素含有基の含有量が上記範囲外であると、使用時
にＰ−アルカリ度消耗量が増え、好ましくない。

また、本発明においては、リン酸澱粉エステル及び／又
はその水溶性塩が好適である。リン酸エステルとは、澱
粉を構成するグルコースの６位の水酸基にリン酸がエス
テル結合したものであって、１個のリン酸に１個のグル
コースが結合したモノエステルあるいは２個のリン酸を
挟んで２個のグルコースが架橋状に結合したジエステル
と称するものがある。また、澱粉リン酸エステルの水溶
性塩としては、上記モノエステル又はジエステルとアル
カリとの塩、具体的にはナトリウム（Ｎａ）塩、カリウ
ム（Ｋ）塩等の金属塩あるいはアンモニウム（ＮＨ４）
塩等が挙げ・られる。澱粉リン酸エステルの水溶性塩の
形成に当り、澱粉リン酸エステルとアルカリとは任意の
割合で配合することができる。

［作用コ 有機系脱酸素剤は、酸素と反応し有機酸（通常はカルボ
ン酸）を生成する。そして、その結果、ボイラ水中のＰ
−アルカリ度成分を消費する。

本発明は、給水の溶存酸素量の増大に対して脱酸素剤が
不足する場合、即ち溶存酸素を１００％除去できない場
合は、Ｐ−アルカリ度の消費量が増加して、Ｐ−アルカ
リ度が低下することを利用して、従来、ボイラ水中での
残留濃度管理方法がない有機系脱酸素剤の残留濃度管理
方法を提供するものである。

即ち、次のような手順で添加量の制御を行なう。

■　給水水温を測定し、給水中の溶存酸素量を推定する
。この水温測定と給水中の溶存酸素量の推定は、制御開
始時のみで良く、以降は本発明方法に従って管理するこ
とができるので不要である。

■　■の結果から初期添加量を設定する。

■　ボイラ水のＰ−アルカリ度を測定する。

■　■で測定されたＰ−アルカリ度の変化により、次の
ような添加量の制御を行なう。

（ｉ）　　Ｐ−アルカリ度が一定の場合：脱酸素剤に過
不足はないので、添加量はそのままで増減なしとする。

（ｉｆ）　　Ｐ−アルカリ度が低下した場合：脱酸素剤
が不足しているため、脱酸素剤の添加量を増加する。

（ｉｉｉ）　　Ｐ−アルカリ度が上昇した場合：脱酸素
剤は足りているので、その添加量を変えなくても良いが
、脱酸素剤が大過剰である場合もあるので、状況により
脱酸素剤の添加量を低減する。

■　上記■、■の操作を連続的又は間欠的に行なう。

［実施例］ 以下に実験例及び実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。

実験例１ 容量６ｊ２の蒸気発生型オートクレーブを圧力２０　ｋ
　ｇ　／　ｃ　ｍ’に保ちながら、６〜７１１　／　ｈ
　ｒの供給速度で下記水質の厚木市水及びその軟化水と
９０℃の純水との１：１混合水を供給した（ブロー率＝
１０％、温度：２１５℃）。

電気伝導度　　＝８０μＳ　／　ｃ　ｍｐＨニア、６ Ｍ　アルカリ度：　２０　ｍ　ｇ　／　ｆｌＣｆｌ−：
５ｍｇ／１１ Ｓ　ｉ　０２　　　　　＋　１３ｍｇ／ＪＺＳＯ４２−
：１１ｍｇ／ｕ 溶存酸素　　　：５ｍｇ／Ｉｌ 硬度　　　　　＋　１６　ｍ　ｇ　／　ｆＬ　（Ｃａ　
”　）この際、給水に対して脱酸素剤としてリン酸澱粉
（ＤＥ＝７）、タンニン、Ｄ−グルコース又はエリソル
ビン酸をそれぞれ０．３〜２．０当量添加し、また、ボ
イラ水は１０倍濃縮してｐＨ１１，３〜１１．８とした
。

脱酸素剤添加９．２時間後、ボイラ水の一部を取り出し
、ボイラ水中の溶存酸素とＰ−アルカリ度を測定した。

なお、Ｐ−アルカリ度はＪＩＳＫ　　０１０１の方法に
より測定した。

Ｐ−アルカリ度の測定結果から求めたＰ−アルカリ度消
費量を第１図に示す。第１図において、脱酸素剤添加量
が１．３５当量付近以上でＰ−アルカリ度消費量は横ば
いとなっている。一方、ボイラ水の溶存酸素量測定の結
果、グラフが傾きを持っている時点では溶存酸素が検出
され、グラフが横ばいになった時点以降では溶存酸素は
検出されなかった。この結果から、脱酸素剤の添加量が
溶存酸素を完全に除去し得るような量になると、ボイラ
水のＰ−アルカリ度の消費が停止し、Ｐ−アルカリ度は
一定となることが確認された。

実験例２ 実験例１において、脱酸素剤としてリン酸澱粉（ＤＥ＝
７％）又はＤ−グルコースを用い、かつその添加量を７
０ｍｇ／ｊ２　（ｔ、３５当量）に−定とするとともに
、ボイラ給水の溶存酸素を５〜ｔｏｍｇ／ｕに変化させ
た他は、実験例１と同様に運転を行ない、Ｐ−アルカリ
度の測定を行なった。また、ボイラ補給水とボイラ水の
溶存酸素を測定し、酸素除去率を求めた。

結果を第２図に示す。

第２図から、ボイラ水中の有機系脱酸素剤が不足すると
、Ｐ−アルカリ度が減少することが明らかである。

実施例１ 実験例１の運転方法において、運転開始後４８０〜５１
０時間において純水の混合割合を減少させた以外は実験
例１と同様の運転方法でオートクレーブをボイラ水中の
Ｐ−アルカリ度と溶存酸素を測定しながら運転した。な
お、脱酸素剤としてはリン酸澱粉を用いた。

最初、リン酸澱粉（ＤＥ＝７％）７０ｍｇ／Ａを注入し
、運転した。ボイラ水のＰ−アルカリ度はほぼ一定して
３００　ｍ　ｇ　／　ｆｔであった。運転開始後、４８
０時間でＰ−アルカリ度が低下し始め、５００時間でボ
イラ水のＰ−アルカリ度が１５０ｍｇ／ｊ２まで低下し
た。そこで、リン酸澱粉の添加量を８０　ｍ　ｇ　／　
Ａに増加させて運転したところ、２時間でＰ−アルカリ
度の減少がとまり、以後上昇に転じた。そして、１０時
間後にＰ−アルカリ度が３００　ｍ　ｇ　／　ＩＩに戻
った。そこで、リン酸澱粉の添加量を元の７０　ｍ　ｇ
　／　４２に戻した。

この運転中、ボイラ水中の溶存酸素は、Ｐ−アルカリ度
が減少した時点で０．４ｐｐｍ検出されたが、それ以外
の時点では全く検圧されなかった。

［発明の効果コ 以上詳述した通り、本発明の溶存酸素除去方法によれば
、ボイラ水中のＰ−アルカリ度を測定することにより、
有機系脱酸素剤の不足を推定し、添加量を適正な値に制
御することができる。従って、本発明によれば、 ■　脱酸素剤の残留濃度が管理できることにより、脱酸
素剤の注入不足を防止できる。

■　■の結果、ボイラ本体の腐食防止ができる。

■　また、■によってボイラから蒸気ドレン系に好打す
る酸素をなくすことができ、ドレン配管の防食率が向上
する。

■　脱酸素剤の過剰注入が防止でき、その結果、蒸気系
への臭気物質の６行量を少なくできる。

等の効果が奏され、工業的に極めて有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験例１の結果を示すグラフ、第２図は実験例
２の結果を示すグラフである。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛 脱酸素剤添加量 （当量） 第 ２図 酸素除去率（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラ水中の溶存酸素を有機系脱酸素剤を添加す
   ることにより除去する方法において、ボイラ水のＰ−ア
   ルカリ度を連続的又は間欠的に測定し、Ｐ−アルカリ度
   が減少するときには脱酸素剤添加量を増大させ、Ｐ−ア
   ルカリ度が上昇するときには脱酸素剤添加量を減少又は
   一定量とすることを特徴とする溶存酸素除去方法。