JPH0478494A - スケール防止剤 - 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〉 本発明は水系のスケール防止剤に関する。

〈従来の技術〉 近年、水資源の有効利用の観点より工場などで使用水量
の低減を目的とした冷却水などの循環利用が進んでいる
。これに従い水の高濃縮化が進行し、その結果、このよ
うな水系ではカルシウム、マグネシウム、シリカなどの
いわゆるスケール成分の濃縮が起こり熱交換器などの伝
熱面へのスケール付着のトラブルが発生する。スケール
が付着すると熱交換率の低下をきたすだけでなく管の閉
塞、腐食などの障害が発生し最悪の場合は運転の中断に
つながる。このようなスケール障害は冷却水系に限らす
ボイラ水系、地熱発電水系でも発生する。特にシリカ系
スケールは硬質で熱伝導率が低く問題が大きい。

従来、この様なスケールを防止する薬割としてはりん化
合物、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸あるいはそれら
の水溶性塩が使用されているか単独ではシリカ系スケー
ルに対して殆ど効果を発揮しない。また、シリカ系スケ
ールの防止剤として第４級アンモニウム化合物（特開昭
５７−１１０３９８号公報）、ポリアクリルアミド（特
開昭６１−１０７９９７号公報）、グリオキサール（特
開昭６１−２９３５９７号公報）などが提案されている
がその効果は十分ではない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明はこれら従来技術の有する問題点を解決するもの
で、従来のものよりも優れたスケール防止効果を有し、
特にシリカ系スケールに対して優れた効果を発揮するス
ケール防止剤を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するためになされた本発明よりなるスケ
ール防止剤はポリエチレンイミンの第一級およびまたは
第二級アミンの活性水素に対し、アルキレンオキサイド
を付加して得られる高分子非イオン活性剤を含有するこ
とを特徴とするものである。

上記化合物はそれ単独でも従来にない優れたスケール防
止効果を発揮するが、当該化合物とアクリル酸系重合体
および共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、
並びにスルホン酸系重合体および共重合体からなる群か
ら選ばれる少なくとも一つを併用するとさらに優れた効
果が得られる。

本発明で使用するポリエチレンイミンは例えば下記一般
式（Ｉ） ＣＨｚＣＨＪＨｚ で表される化合物であり、具体的にはエボミン５Ｐ−０
０３，５Ｐ−００６，５Ｐ−０１２，５Ｐ−０１８，５
Ｐ−２００，５Ｐ−３００（日本触媒化学工業製）の商
品名で市販されているものが使用できる。なかでも分子
量が数千ないし１万の５Ｐ−０１８，５Ｐ−２００を使
用するのが望ましい、使用するアルキレンオキサイドと
してはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなど
が挙げられる。ポリエチレンイミンとアルキレンオキサ
イドの付加反応物である本発明に係わる高分子非イオン
性活性剤は、カセイアルカリの触媒存在下で規定量のポ
リエチレンイミンとアルキレンオキサイドを温度１００
ないし１８０℃で反応させて得ることができる。

なお、当該付加反応物の例としては、下式（■）のよう
な構造の化合物が挙げられる。

また、上記（Ｉｆ）の付加反応物（高分子非イオン活性
剤）と併用するアクリル酸系重合体および共重合体、マ
レイン酸系重合体および共重合体、スルホン酸系重合体
および共重合体にはポリアクリル酸、ポリマレイン酸、
ポリスチレンスルホンＭ（以上いずれも単独重合体）、
アクリル酸−アクリルアミド共重合体、メタクリル酸−
アクリルアミド共重合体、マレイン酸−イソブチレン共
重合体、マレイン酸−スチレンスルホン酸共重合体およ
びそれらのナトリウム塩、カリウム塩などのような水溶
性塩があり、これらの一種または二種以上を併用する。

これらの重合体あるいは共重合体は公知の方法で容易に
重合することができる。

なお、これらの重合体あるいは共重合体の分子量は２０
０ないし１ｏｏｏｏｏ、好ましくは５００ないし３００
００のものが適当である。

上記重合体あるいは共重合体を、前記式（Ｉ［）の高分
子非イオン活性剤と併用する場合は、各々を別々に用水
中に添加してもよいが、各薬剤をあらかじめ所定の割合
で混合して一荊となしておいた方が、取り扱いおよび添
加操作が容易となるので便利である。

各薬剤を混合して一荊とする場合の混合比率は、（式（
ｎ）の高分子非イオン活性剤：重合体およびまたは共重
合体）＝９８１ないし４：６（重量比、以下同じ）、好
ましくは８：２ないし５：５が適当である。

また、本発明のスケール防止剤の添加量は、式（ｎ）の
高分子非イオン活性剤を単独で使用する場合、および式
（ＩＩ）の高分子非イオン活性剤に加えて前記重合体お
よびまたは共重合体を含有するスケール防止剤の場合の
いずれにおいても水中の濃度で１ないし５００５ｇ／／
、好ましくは５ないし２００■／ｌとなるような量とす
るとよい。

添加は液状で行っても固体状で行ってもいずれでもよい
が、添加量の正確を期すためには液状で添加する方がよ
い。

なお、本発明のスケール防止剤は水酸化ナトリウム、炭
酸ナトリウムのようなｐＨ調整剤、りん酸化合物、ヘキ
サメタりん酸化合物、ホスホン酸化合物のようなりん酸
またはそれらの塩、亜鉛化合物、モリブデン化合物のよ
うな通常防食剤として使用される金属化合物、ベンゾト
リアゾール、トリルトリアゾールのようなアゾール化合
物、塩素系化合物、４級アンモニウム系化合物、有機窒
素硫黄系化合物、アルデヒド系化合物のような殺菌荊な
どと併用したり、配合して使用することは何ら差し支え
ない。

く作用〉 ポリエチレンイミンの第一級およびまたは第二級アミン
の活性水素に対し、アルキレンオキサイドを付加して得
られる高分子非イオン活性剤はわずかにカチオン性を有
し、水中のカルシウム系、マグネシウム系析出物だけで
なく特にシリカ系析出物の表面にイオン的、物理的に強
く吸着し結晶の成長を抑制することによりスケールの生
成を防止すると考えられる。

また、上記化合物と併用するアクリル酸系重合体および
共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並びに
スルホン酸系重合体および共重合体は特にカルシウム系
、マグネシウム系析出物の表面に強く吸着するため、両
化合物を併用することによりカルシウム系、マグネシウ
ム系析出物だけでなくカルシウムとシリカ、マグネシウ
ムとシリカの反応析出物の結晶成長を抑制することがで
き、相乗的にさらに優れた効果を発揮すると考えられる
。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 伝熱面積０．３　ｍの熱交換器を有し、保有水量０゜８
−の実験用開放循環式冷却装置を使用し、所定の薬剤を
所定量維持しながら循環水の濃縮倍数が７倍になるよう
に下記の条件で運転を行った。

運転条件 熱交換器入口温度　３０℃ 熱交換器出口温度　４５℃ 流速　　　　　　　１．０ｍ／ｓ 補給水水質 ｐ　Ｈ６，８ 電気伝導率　　　１９０μｓ／− シリカ　　　　　５７■ＳｉＯ□／１ カルシウム　　　３８１１ｇＣａＣＯｓ／１マグネシウ
ム　　９゜０ｗｔ１ＣａＣＯ，／１運転終了後、循環水
のシリカ濃度およびカルシウム濃度の分析を行った。

使用した薬剤の種類を表１−（１１、（２）に、また実
験結果を表２に示す。

宥験結果 （注）全量中のエチレンオキサイＦ　Ｉｆ　ｉｌの割合
（％）表１−（２）　　使用薬剤 表２に見られるごとく、本発明のスケール防止剤を添加
した循環水の場合は、特にそのシリカ濃度において比較
例の場合より著しく高くなっている。このことは、使用
した熱交換器の伝熱面等へのシリカスケールの析出、付
着が少ないことを意味しており、本発明のスケール防止
剤が優れた効果を発揮することがわかる。

実施例２ 伝熱面積１００ｃｄのヒーターを有し保有水量１００１
の循環装置に、あらかじめ工業用水を濃縮して作成した
下記の水質の水を入れ、その中に所定の薬剤を所定量添
加し１４日間運転した。

循環水水質 ｐ　Ｈ７，８ 電気伝導率　　１１５０　ｓｒｓ／ｃｓＡシリカ　　　
　１９０■Ｓ　１０　Ｚ　／　ｊ！カルシウム　　３２
４　ｗｇｃ　ａ　ＣＯｓ／　１マグネシウム　　９６　
ｗｇ　Ｃａ　ＣＯｓ／　Ｒ運転終了後、ヒーターに付着
したスケールのイ」着速度を測定した。

その結果を比較例とともに表３に示す。なお、表３にお
いて前記表１と同じ薬剤記号は同一の薬剤を示している
。

表３より本発明のスケール防止剤が優れた効果を発揮す
ることがわかる。

〈効果〉 以上説明したごとく本発明のスケール防止剤はカルシウ
ム系、マグネシウム系のみならず特にシリカ系スケール
に対して優れた防止力を発揮し１、伝熱面の熱交換率の
低下を防止するだけでなく種々の障害の発生を防止し産
業に与える影響は大きい。

実験結果

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリエチレンイミンの第一級およびまたは第二級ア
   ミンの活性水素に対し、アルキレンオキサイドを付加し
   て得られる高分子非イオン活性剤を含有するスケール防
   止剤。 ２、ポリエチレンイミンの第一級およびまたは第二級ア
   ミンの活性水素に対し、アルキレンオキサイドを付加し
   て得られる高分子非イオン活性剤と、アクリル酸系重合
   体および共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体
   、並びにスルホン酸系重合体および共重合体からなる群
   から選ばれる少なくとも一つを含有する特許請求の範囲
   第１項記載のスケール防止剤。 ３、スケールがシリカ系スケールである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のスケール防止剤。