JPH04330998A

JPH04330998A - 軟水ボイラの水処理法

Info

Publication number: JPH04330998A
Application number: JP3099222A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Kawasaki; 川崎　善成; Sakae Katayama; 栄片山
Original assignee: Katayama Chemical Inc
Current assignee: Katayama Chemical Inc
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-11-18
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JP3162099B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水処理法に関する。さらに詳しくは、軟水ボイラの缶内の腐食及びスケール
障害を防止するのに有用な水処理法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボイラには、工業用水、井戸水等の原水
をそのまま使用する原水ボイラの他、軟水ボイラ、純水
ボイラが一般的に使用されており、多くの場合そのボイ
ラ水温は、ボイラ内の圧力下で１１０℃〜臨界温度に設
定されている。これらのうち軟水ボイラにおいては、カ
ルシウムやマグネシウム等の硬度成分を１ｍｇ／ｌ　以
下に低下させたいわゆる軟水が用いられる。しかしなが
ら、かかる軟水中には硫酸イオン、塩素イオン等のアニ
オン成分が含まれていることから、このアニオン成分及
び軟水中の溶存酸素の存在に起因して缶内の鉄系金属の
腐食が進行し、ことに大きな事故につながる孔食が発生
し易いという問題があった。このためかかる軟水ボイラ
においては従来から、専ら、脱酸素剤と無機リン酸素防
食剤を添加して腐食を防止すると共に、この際無機リン
酸系防食剤と軟水中に残存する硬度成分との反応による
生じる軟泥質のスラッジを分散しうる分散剤をさらに添
加して缶内に成長する硬質スケールの防止を図っていた
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
は幾つかの問題がある。まず脱酸素剤として現在ヒドラ
ジンと亜硫酸塩が主として使用されているが、ヒドラジ
ンは最近発ガン性が認められ、その使用に問題があると
考えられるようになった。また、ヒドラジンは強力な還
元剤であり従って水中に溶存する酸素とは容易に反応す
ると思われているが、実際には意外にその反応性が低く
従って微量のマンガン、ハイドロキノン等の促進剤が不
可欠である。このことはヒドラジンの通常の化学量論量
よりやや過剰量が必要されることとも関連する。

【０００４】また、亜硫酸塩は食品工場用にも用いられ
る健康上危険性の少ない脱酸素剤であるが、その分子量
の故に溶存酸素に対応する使用量が大きく、しかしてそ
の結果多量の硫酸イオンを発生させる事になる。これは
腐食防止上の薬剤の負担をさらに大きくする。また、最
近これらの欠点を解決すべく低毒性の有機系還元剤が上
市されるようになったが、これらの化合物、例えばエリ
ソルビン酸やアスコルビン酸は価格的に高価であり、か
つ溶存酸素に対応する使用量も、比較的大きいため、実
機で使用する際価格上問題がある。一方、リン酸系防食
剤についても、数々の問題がある。すなわち、従来技術
におけるリン酸系防食剤の使用においては、鉄系金属表
面に強固な防食皮膜を形成することは困難であり、防食
性を維持するためには、防食剤濃度を高く保つ必要があ
る。しかしながら、防食剤濃度を高く保った場合におい
ては、系中でリン酸系スケールの成長を防止することが
困難となり、この傾向は、とくに濃縮が生じる循環系軟
水ボイラにおいて著しい。さらに、軟水自体の製造時に
しばしば硬度もれ（リーク）が生じ、その結果軟水ボイ
ラ系中に一時的に５ｍｇ／ｌ　程度迄の硬度成分が導入
され、循環過程を経て２〜１００ｍｇ／ｌ　程度に濃縮
される場合があった。かかる不測の事態において従来技
術の方法はもはやスケール防止の点での効力はなく、結
局硬質スケールの成長によるトラブルを硬実に防止する
ことは困難であった。

【０００５】この発明は、かかる状況下なされたもので
あり、ことに脱酸素剤を使用することなくかつ高濃縮運
転時や硬度リーク時におけるスケール発生の問題を招く
ことなく、硬実にボイラ缶内の鉄系金属の腐食を防止す
ることができる処理法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【０００６】かくしてこの発明によれば、軟水ボイラの
ボイラ水中に、（ａ）オルトリン酸、ポリリン酸及びこ
れらの水溶性塩から選ばれる一種以上、（ｂ）脂肪族オ
キシカルボン酸及びこれらの水溶性塩から選ばれる一種
以上、及び（ｃ）ウロトロピン及びＮＨ２　−〔（ＣＨ
２　）ｍ　−ＮＨ〕ｎ　−Ｈ（式中、ｍ及びｎは各々１
〜６の整数を示す）で示されるポリアルキレンポリアミ
ンから選ばれる一種以上、を併用添加することを特徴と
する軟水ボイラの水処理法が提供される。

【０００７】この発明は前記課題を解決すべく、リン酸
系防食剤である上記成分（ａ）に加え、成分（ｂ）及び
（ｃ）を併用添加するという手段を講じたものである。

【０００８】この発明におけるオルトリン酸、ポリリン
酸及びこれらの水溶性塩とは、オルトリン酸及びその鎖
状又は環状に重合したポリリン酸及び部分塩を含む実質
的に水溶性の塩を意味し、通常アンモニア又はアルカリ
金属が１つ以上置換するか又はしない化合物が挙げられ
る。中でも、オルトリン酸又はポリリン酸のアンモニウ
ム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等が好適
であり、例えば第１リン酸ナトリウム、第１リン酸カリ
ウム、第１リン酸リチウム、第１リン酸アンモニウム、
第２リン酸ナトリウム、第２リン酸カリウム、第２リン
酸リチウム、第２リン酸アンモニウム、第３リン酸ナト
リウム、第３リン酸カリウム、第３リン酸リチウム、第
３リン酸アンモニウム等が挙げられる。また、ポリリン
酸類としては、ヘキサメタリン酸ナトリウム、トリポリ
リン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ペン
タポリリン酸ナトリウム、ウルトラリン酸ナトリウム、
ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等が挙げら
れる。

【０００９】これらの中でより好ましいものとしては、
オルトリン酸のカリウム又はナトリウム塩で、その例と
しては、第１リン酸ナトリウム、第１リン酸カリウム、
第２リン酸ナトリウム、第２リン酸カリウム、第３リン
酸ナトリウム等が挙げられる。この発明における脂肪族
オキシカルボン酸及びこれらの水溶性塩とは、１つの水
酸基とカルボキシル基を有する脂肪族炭化水素化合物及
びそのアンモニア又はアルカリ金属塩を意味する。この
具体例としては、グルコン酸、グリコール酸、α又はβ
モノヒドロキシプロピオン酸、クエン酸、リンゴ酸、酒
石酸、α又はβオキシ酪酸、タルトロン酸及びこれらの
アンモニウム、ナトリウム又はカリウム塩が挙げられる
。このうちより好ましいものは、グルコン酸、クエン酸
及びそのナトリウム又は、カリウム塩である。

【００１０】この発明におけるポリアルキレンポリアミ
ンの具体例としは、ジアミノメタン、エチレンジアミン
、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサンメ
チレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレ
ンヘキサミン等を挙げることができる。また、ウロトロ
ピンとはヘキサメチレンテトラミンのことである。これ
らのうち成分（ｃ）としてジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラミン又はウロトロピンを用いるのが好ま
しい。

【００１１】この発明において軟水ボイラ水中への各成
分（ａ）〜（ｃ）の適切な添加量としては、成分（ａ）
が０．１〜１００ｍｇ／ｌ　成分（ｂ）が１〜２０００
ｍｇ／ｌ　成分（ｃ）が０．５〜１０００ｍｇ／ｌ　で
あり、好ましくは成分（ａ）が５〜６０ｍｇ／ｌ　、成
分（ｂ）が２０〜３００ｍｇ／ｌ　成分（ｃ）が１０〜
２００ｍｇ／ｌである。また、かかる添加量範囲においても、成分（ａ），（ｂ
），（ｃ）が重量比で（ａ）：（ｂ）＝１：０．３〜１
００でかつ（ａ）：（ｃ）＝１：０．１〜５０となるよ
うに併用するのが適しており、（ａ）：（ｂ）＝１：１
〜１０でかつ（ａ）：（ｃ）＝１：１〜５とするのが好
ましい。これら（ａ），（ｂ），（ｃ）の各成分は別々
に添加してもよいが、通常水溶液製剤として用いるのが
好ましい。その場合、水が４０〜８０重量％、成分（ａ
）が２〜８重量％成分（ｂ）が５〜３０重量％、成分（
ｃ）が２〜２０重量％の製剤とするのが適当である。

【００１２】なお、これら（ａ），（ｂ），（ｃ）の各
成分に加えて、従来の分散剤、スケール防止剤、防食剤
を適宜併用することもできる。また、前記水溶液製前中
には、ボイラ水のｐＨの調製、製品安定性等を考慮して
ＰＨ調整剤を含有せしめる事ができる。この場合のアル
カリ剤としは、苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化リチウム
、酸性剤としては硫酸、酢酸、マレイン酸、スルファミ
ン酸等が適当である。

【００１３】

【実施例】

製剤調製例代表的な４つの製剤を試みた。添加順序は、純水にまず
水酸化ナトリウムを溶解し、これにオキシカルボン酸を
加え溶解した。その後リン酸塩を添加し溶解後、アルキ
レンポリアミンを加え後１０分ほど攪拌して均一の水溶
液として下記製剤ＮＯ．１〜４を得た。内容量１．５Ｌ、攪拌装置を製備したステンレス製オー
トクレーブを用いて腐食及びスケール発生に対する抑制
テストを行った。使用した水は大阪市水軟水濃縮水の合
成水であり、その水質は下表の通りであった。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　大阪市水軟水　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　（１０倍）　　　　
　　　　　　　　　　（２０倍）　　　　　　ＰＨ　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０．６０　　
　　　　　　　　　　　　１０．７７電気伝導度μＳ／
ｃｍ　　　　　　　　　　　　２７１０　　　　　　　
　　　　　　　　　５０２０Ｐアルカリ度（ｍｇ／ｌ　
）　　　　　　　　　　３９６　　　　　　　　　　　
　　　　　　　７９０Ｍアルカリ度（ｍｇ／ｌ　）　　
　　　　　　　　４５０　　　　　　　　　　　　　　
　　　　８８２塩素化イオン（ｍｇ／ｌ　）　　　　　
　　　　　２９５　　　　　　　　　　　　　　　　　
　５１０硫酸イオン（ｍｇ／ｌ　）　　　　　　　　　
　　　２０４　　　　　　　　　　　　　　　　　　４
１０シリカ　　　　（ｍｇ／ｌ　）　　　　　　　　　
　　　　　６０　　　　　　　　　　　　　　　　　　
１１９カルシウム硬度（ｍｇ／ｌ　）　　　　　　　　
　　０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
０この液に所定量の薬剤を添加しそのｐＨを１Ｎ−Ｎａ
ＯＨを用いて１１．３に調整し試験液とした。また攪拌
棒に３０×５０×１ｍｍの矩形の軟鋼テストピース（市
販品名ＳＰＣＣ）を取付けこれをモーターと連動させ１
分間に１００回転（１００ｒｐｍ　）させた。オートク
レーブに１Ｌの試験液を入込み、内容器の空気を脱気し
た後、マントルヒーターとサーモスタットを用いて１６
０ｏ　Ｃ（５ｋｇｆ／ｃｍ２　）に保ちつつ１００ｒｐ
ｍ　にてテストピースを回転の下４８時間テストする。終了後テストピースと試験液を取出し、１５％塩酸に１
０秒間テストピースを浸漬の後、洗浄しその重量を測定
する。テスト前の重量との差引きより腐食減量を求めｍ
ｄｄ　（１ｄｍ２　当たり、１日当たりの腐食減量ｍｇ
）を算出する。また同時にテストピースの表面観察を行
いピッチングの有無を調べる。試験液は必要に応じその
全量を０．１μｍの孔径の濾過膜を通して濾別し、液中
に生じたカルシウム系スケールを濾取する。この様にし
て得られた結果を表１〜４に示す。表中、［比］は比較例を示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【表３】

【００１７】

【表４】注１（＊）　：ｍｇ／ｌ　は試験液１ｌ　中より生じた
Ｃａ系スケールの硬度換算ｍｇ数である。なお、表１と
表２におけるＮｏ．１〜Ｎｏ．１６はカルシウムイオン
無添加、表２と表３におけるＮｏ．１７〜Ｎｏ．２６は
ＣａＣｌ２　・２Ｈ２Ｏをカルシウム硬度換算にて８０
ｍｇ／ｌ　添加した結果である。

【００１８】以上の表１〜表４の結果に示されるように
この発明の水処理法によれば、脱酸素剤を使用すること
なく、軟水ボイラ系中の鉄系金属の腐食を著しく抑制で
き、とくに危険なピッチングの発生を防止できることが
判る。そして、高硬度下でのスケールの発生も効率良く
防止されていることが判る。

【００１９】

【発明の効果】この発明の軟水ボイラの水処理法によれ
ば、脱酸素剤を用いることなく、しかも高濃縮時や硬度
リーク時におけるスケールを生じることなく硬実にボイ
ラ缶内の鉄系金属の腐食を防止することが可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　軟水ボイラのボイラ水中に、（ａ）オ
ルトリン酸、ポリリン酸及びこれらの水溶性塩から選ば
れる一種以上、（ｂ）脂肪族オキシカルボン酸及びこれ
らの水溶性塩から選ばれる一種以上、及び（ｃ）ウロト
ロピン及びＮＨ２　−〔（ＣＨ２　）ｍ　−ＮＨ〕ｎ　
−Ｈ（式中、ｍ及びｎは各々１〜６の整数を示す）で示
されるポリアルキレンポリアミンから選ばれる一種以上
、を併用添加することを特徴とする軟水ボイラの水処理
法。
【請求項２】　　成分（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）が重量
比で（ａ）：（ｂ）＝１：１〜１０でかつ（ａ）：（ｃ
）＝１：１〜５の比率で添加される請求項１の水処理法
。
【請求項３】　　成分（ａ）が５〜６０ｍｇ／ｌ　、成
分（ｂ）が２０〜３００ｍｇ／ｌ　、成分（Ｃ）が１０
〜２００ｍｇ／ｌ　添加される請求項１又は２の水処理
法。