JPH09122689A - ボイラ給水処理装置 - Google Patents

ボイラ給水処理装置

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JPH09122689A
JPH09122689A JP28860895A JP28860895A JPH09122689A JP H09122689 A JPH09122689 A JP H09122689A JP 28860895 A JP28860895 A JP 28860895A JP 28860895 A JP28860895 A JP 28860895A JP H09122689 A JPH09122689 A JP H09122689A
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JP
Japan
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water
boiler
treated
pipeline
reverse osmosis
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JP28860895A
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English (en)
Inventor
Katsuhiro Yoshioka
克浩 吉岡
Nobuhiro Oda
信博 織田
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボイラ本体や蒸気配管、復水配管の腐食を有
効に防止すると共に、スケールを確実に防止する。 【解決手段】 逆浸透膜分離装置5(又は軟化装置)
と、キレート樹脂充填装置6と脱酸素装置8とを備える
ボイラ給水処理装置。 【効果】 逆浸透膜分離装置5で大部分の硬度成分を除
去した後、キレート樹脂充填装置6で硬度成分濃度を、
ボイラ缶内での濃縮、高温条件下での溶解度以下にまで
更に除去する2段硬度成分除去処理により、炭酸カルシ
ウムのスケールを確実に防止する。脱酸素装置8で脱酸
素処理を行って、DO濃度が数ppbと著しく低DO濃
度のボイラ給水を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はボイラ給水処理装置
に係り、特に、ボイラ薬剤を用いることなく、ボイラ本
体や蒸気配管、復水配管の腐食を有効に防止すると共
に、スケールを確実に防止することができるボイラ給水
処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び先行技術】ボイラ給水の処理には、周
知の通り、凝集、沈澱、濾過、イオン交換、膜分離、脱
気などの処理装置が単独で又は複数種類組み合わせて用
いられている。また、ボイラ給水に清缶剤(スケール防
止剤)、脱酸素剤、蒸気,復水素防食剤、スラッジ分散
剤、キャリオーバ防止剤などの薬剤を添加することも周
知である。
【0003】電子産業分野においては、電子部品洗浄用
の超純水の脱酸素処理のために、真空脱気装置や加熱脱
気装置、脱酸素樹脂が利用されている(特開平6−23
349号公報)。また、水の軟化及び脱酸素を行って超
純水を製造する目的で、逆浸透膜分離装置と脱気膜装置
とを組み合せた処理装置も提案されている(特開平6−
38894号公報)。
【0004】これらの処理技術を改良し、脱酸素剤やス
ケール防止剤を用いることなく、アルカリ剤のみの使用
でボイラ本体や蒸気配管、復水配管の腐食を防止すると
共に、スケールを防止するボイラ給水処理装置として、
逆浸透膜分離装置と脱酸素樹脂装置とからなるボイラ給
水処理装置が提案されている(特願平6−237010
号。以下「先願」という。)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記先願のボイラ給水
処理装置によれば、十分に低DO(溶存酸素)濃度で純
度の高いボイラ給水が得られることから、脱酸素剤やス
ケール防止剤が不要となり、薬剤注入のための作業が解
消され、また、純度の高い蒸気を得ることができること
から、安全性等の面でも極めて有利であるが、次のよう
な問題があることが新たに見出された。
【0006】即ち、先願の逆浸透膜分離装置及び脱酸素
樹脂装置からなるボイラ給水処理装置では、原水(市
水、地下水、工業用水等)の硬度成分を、数10μg/
Lの低濃度に処理することができるが、この濃度のもと
でも、スケール防止剤を使用しないアルカリ剤のみの処
理では、ボイラ缶内での高濃縮・高温条件下において、
硬度成分の溶解度の関係から炭酸カルシウムのスケール
が発生する場合がある。
【0007】本発明は、カルシウムスケール防止用ボイ
ラ薬剤を用いることなく、ボイラ本体や蒸気配管、復水
配管の腐食を防止すると共に、炭酸カルシウム系スケー
ルを確実に防止することができるボイラ給水処理装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のボイラ給水処理
装置は、軟化装置又は逆浸透膜分離装置よりなる硬度成
分除去装置と、該硬度成分除去装置からの水が導入され
るキレート樹脂充填装置及び脱酸素装置とを備えること
を特徴とする。
【0009】なお、本発明において、キレート樹脂充填
装置と脱酸素装置との配列順に制限はなく、硬度成分除
去装置からの水がキレート樹脂充填装置を経て脱酸素装
置に流入するものであっても良く、脱酸素装置を経てキ
レート樹脂充填装置に流入するものであっても良い。
【0010】本発明のボイラ給水処理装置においては、
軟化装置(イオン交換装置とくにNa形の強酸性カチオ
ン交換樹脂装置)又は逆浸透膜分離装置よりなる硬度成
分除去装置で大部分の硬度成分(主としてCa2+,Mg
2+)を除去した後、キレート樹脂充填装置で硬度成分濃
度を、ボイラ缶内での濃縮、高温条件下での溶解度以下
にまで更に除去する。このような硬度成分除去装置及び
後段のキレート樹脂充填装置による2段硬度成分除去処
理で炭酸カルシウムのスケールを確実に防止する。
【0011】なお、アルカリ剤添加により、シリカ系の
スケールも防止できる。
【0012】脱酸素装置としては脱酸素樹脂装置が好適
である。この脱酸素樹脂装置に通水することにより、脱
酸素樹脂に担持された触媒の存在下で、下記反応式によ
って脱酸素処理が行われ、DO濃度が数ppbと著しく
低DO濃度のボイラ給水を生産することができる。
【0013】2H2 +O2 →2H2 O 即ち、被処理水中のDOと、これに添加される水素とが
混じり合い、触媒表面での化学反応により水が生成して
脱酸素が行われる。
【0014】従って、本発明のボイラ給水処理装置によ
れば、薬品はpH調整を行うアルカリ剤のみを使用すれ
ば足り、従来使用の脱酸素剤やカルシウム用スケール防
止剤が不要となり、純度の高い蒸気を得ることができ
る。
【0015】特に、硬度成分除去装置として逆浸透膜分
離装置を用い、脱酸素装置として脱酸素樹脂装置を用い
た場合には、逆浸透膜分離装置における処理により、脱
酸素樹脂装置の樹脂のファウリングが防止され、安定し
た脱酸素能力を長期間確保することが可能となる。ま
た、脱酸素樹脂は高温でも劣化が起き難いため、流入水
温度が高い場合であっても、脱気膜のような劣化を起こ
すことがなく、長期間安定した処理を行える。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明のボ
イラ給水処理装置の実施例について詳細に説明する。
【0017】図1は本発明のボイラ給水処理装置を設け
たボイラ給水処理システムの一実施例を示す系統図であ
る。図中、1は活性炭処理装置、2はガードフィルタ
ー、3は熱交換器、4はサブタンク、5は逆浸透膜分離
装置、6はキレート樹脂充填装置、7はガードフィルタ
ー、8は脱酸素樹脂装置、9は水素発生器、10はホッ
トウェルタンク(給水タンク)、11は遮蔽材、12は
ボイラ、13はアルカリ剤注入機である。14〜29の
各符号は配管を示し、P1 ,P2 ,P3 ,P4 はポンプ
を示す。
【0018】本実施例においては、補給水(市水、地下
水、軟水、工業用水等の原水)を、前処理として、残留
塩素を除去するための活性炭処理装置1、ファウリング
防止のためのガードフィルター2、及び、流量を安定し
て確保するための熱交換器3に通水した後、サブタンク
4を経て逆浸透膜分離装置5で処理する。逆浸透膜分離
装置5の処理水(透過水)は更に、キレート樹脂充填装
置6で処理し、濃縮水は配管20より系外へ排水され
る。キレート樹脂充填装置6の処理水は、配管21,2
2、ガードフィルター7、配管23を経て、配管24よ
り水素が供給された後、脱酸素樹脂装置8に導入され
る。脱酸素樹脂装置8で脱酸素された水は、配管25よ
りホットウェルタンク(給水タンク)10に送給され
る。
【0019】ホットウェルタンク10内の水は、ボイラ
12への給水配管26途中でアルカリ剤注入機13より
配管27を経て注入されたアルカリ剤と混合された後、
ボイラ12に給水される。ボイラ12で発生する蒸気は
配管28から需要箇所に送給され、復水は配管29より
回収される。ボイラ12への給水がない場合、ホットウ
ェルタンク10の水は配管22、ガードフィルター7、
配管23、脱酸素樹脂装置8、配管25の循環ラインで
常に脱酸素されている。ホットウェルタンク10の水面
には、遮蔽材11を配置し、空気中からの酸素の溶け込
みを極力少なくしている。
【0020】水素発生器9の水素供給量は、逆浸透膜分
離装置5の運転時、即ちポンプP1の運転時と、ポンプ
1 が停止して逆浸透膜分離装置5が停止している時、
即ち、ホットウェルタンク10の水が配管22、ガード
フィルター7、配管23、脱酸素樹脂装置8及び配管2
5の循環ラインを循環している時とで、水素供給量を調
整し、前者を多く、後者を少なくすることもできる。
【0021】このようなボイラ給水システムにおいて、
補給水は、逆浸透膜分離装置5で効率的に脱塩処理され
た後、キレート樹脂充填装置6で硬度成分濃度を、ボイ
ラ缶内での濃縮、高温条件下での溶解度以下に更に除去
することで、スケールの付着を確実に防止することがで
きる。
【0022】なお、図1に示すシステムは、本発明のボ
イラ給水処理装置の適用の一実施例であって、本発明は
その要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定される
ものではない。
【0023】例えば、本発明のボイラ給水処理装置は、
硬度成分除去装置とキレート樹脂充填装置で処理した
後、この処理水を直接脱酸素装置に通水して処理してボ
イラに給水するものであっても良い。また、本発明で使
用される脱酸素装置としては、脱酸素樹脂装置が最も好
ましいが、何らこれに限定されず、脱酸素機能を有する
ものであれば、例えば、真空脱気装置、加熱脱気装置、
窒素脱気装置、脱気膜装置などの他の装置であっても良
い。更に、脱酸素装置は、キレート樹脂充填装置の前段
に配置しても良い。
【0024】また、硬度成分除去装置としては、逆浸透
膜分離装置に限らず、Na形カチオン交換樹脂などを用
いた軟化装置であっても良い。
【0025】本発明で使用されるキレート樹脂充填装置
内に充填する樹脂は、硬度成分除去能の高いキレート樹
脂、例えば三菱化学(株)製ダイヤイオンCR11など
があるが、何らこのようなものに限定されるものではな
く、脱塩効果のあるものや、イオンを除去するものであ
ればどのような樹脂でも良い。
【0026】また、脱酸素のための水素供給源としても
水素発生器に限らず、水素ガスを発生するものであれば
何でも良い。また、水素発生器の水素供給量は逆浸透膜
分離装置(又は軟化装置)の運転と連動させても良い。
【0027】本発明において、硬度成分除去装置として
逆浸透膜分離装置を用いる場合、その処理としては、ス
パイラル型の非対称酢酸セルロース(CA)膜を用い、
操作圧力25〜30kg/cm2 で行うか、或いは、ス
パイラル型の架橋アラミド系複合(PA)膜を用い、操
作圧力10〜20kg/cm2 で行うのが好ましい。特
に、ボイラ給水に適する水質を得るにはスパイラル型の
架橋アラミド系複合(PA)膜を用いて、操作圧力15
〜20kg/cm2 で行うのが望ましいが、何らこのよ
うな処理条件に限定されるものではない。
【0028】また、脱酸素装置として、脱酸素樹脂装置
を用いる場合、脱酸素樹脂としては、強塩基性ゲル型の
イオン交換樹脂等の樹脂表面にパラジウム触媒を500
〜2000mg/L−樹脂の割合で担持させたものが好
ましいが、何らこのようなものに限定されるものではな
く、脱酸素機能を有するものであれば、他の触媒を担持
した樹脂であっても良い。
【0029】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
による効果をより具体的に説明する。
【0030】実施例1 図1に示すボイラ給水処理装置において、例えば、下記
条件にて処理を行うことにより、ボイラ12に後掲の表
1に示すような水質の給水を長期にわたり安定に供給す
ることができ、アルカリ剤以外の薬剤を添加することな
く、ボイラ本体や蒸気配管、復水配管の腐食を防止する
と共にスケールの発生をも防止して、安全な運転を行う
ことができた。
【0031】処理条件 逆浸透膜分離装置: 膜:スパイラル型の架橋アラミド複合膜 操作圧力:15kg/cm2 キレート樹脂充填装置: キレート樹脂:ポリスチレン基体のイミノジ酢酸型キレート樹脂 樹脂充填量:20L 通水速度:2000L/hr 脱酸素樹脂装置: 触媒樹脂:強塩基性ゲル型のイオン交換樹脂にPd触媒を1000m g/L−樹脂の割合で充填したもの 樹脂充填量:50L 通水速度:2000L/hr 水素供給量:600ml/min(逆浸透膜分離装置運転時) 50ml/min(脱酸素樹脂装置循環運転時) 給水量: 配管29からの復水量:0L/hr 配管19からの透過水量:2000L/hr 配管21の通水量:2000L/hr 配管25からの脱酸素処理水量:2000L/hr ボイラ12への給水量:2000L/hr なお、上記処理条件で得られた処理水をボイラ給水とし
て下記運転条件で表1に示す期間運転を行った後、ボイ
ラを開缶し、缶内の状況を観察し、結果を表1に示し
た。
【0032】ボイラ運転条件 ボイラ型式:IHI呉ボイラ 最大蒸発量:2000L/hr アリカリ剤種類:KOH アリカリ剤注入量:8.2mg/L−給水 ボイラ水pH:11.7〜12.0 実施例2 図1において、逆浸透膜分離装置の代りに、Na形カチ
オン交換樹脂塔(三菱化学(株)社製ダイヤイオンSK
1Bを54L充填)を用いたボイラ給水処理装置の処理
水(水質は表1に示す通り)をボイラ給水として、同様
に表1に示す期間運転を行った後、ボイラを開缶し、缶
内の状況を観察し、結果を表1に示した。
【0033】比較例1 図1において、キレート樹脂充填装置を除いたボイラ給
水処理装置の処理水(水質は表1に示す通り)をボイラ
給水として、同様に表1に示す期間運転を行った後、ボ
イラを開缶し、缶内の状況を観察し、結果を表1に示し
た。
【0034】
【表1】
【0035】表1より次のことが明らかである。即ち、
本発明に係るボイラ給水処置装置の運転により、ボイラ
缶内には腐食生成物並びにピッチングは認められず、ま
た、従来の缶壁気水面に付着していた炭酸カルシウムス
ケールの発生が防止できる。
【0036】以上のことから、逆浸透膜分離装置又は軟
化装置の硬度成分除去装置とキレート樹脂充填装置と脱
酸素装置との組み合わせで、ボイラ本体の腐食やスケー
ル発生の問題を、アルカリ剤のみの使用で有効に防止で
きることが明らかである。
【0037】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のボイラ給水
処理装置によれば、著しく低DO及び低硬度成分濃度で
純度が高く、ボイラ本体や蒸気配管及び復水配管の防食
及びスケール防止に有効なボイラ給水を得ることができ
る。従って、本発明によれば、脱酸素剤や炭酸カルシウ
ム用スケール防止剤が不要となり、アルカリ剤のみの使
用によって、ボイラ本体や配管の腐食を防止すると共に
スケールの発生を確実に防止し、純度の高い蒸気を得る
ことができる。
【0038】本発明に係る硬度成分除去装置及びキレー
ト樹脂充填装置は、純水装置と比べると、低コストかつ
コンパクトで、ボイラ給水処理装置としての機能性も良
好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボイラ給水処理装置を設けたボイラ給
水処理システムの一実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
1 活性炭処理装置 2,7 ガードフィルター 3 熱交換器 5 逆浸透膜分離装置 6 キレート樹脂充填装置 8 脱酸素樹脂装置 10 ホットウェルタンク(給水タンク) 12 ボイラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/44 C02F 1/44 A 1/58 1/58 T 1/70 1/70 Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟化装置又は逆浸透膜分離装置よりなる
    硬度成分除去装置と、該硬度成分除去装置からの水が導
    入されるキレート樹脂充填装置及び脱酸素装置とを備え
    るボイラ給水処理装置。
JP28860895A 1995-11-07 1995-11-07 ボイラ給水処理装置 Pending JPH09122689A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006204977A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Kurita Water Ind Ltd 生物処理水含有水の処理方法及び処理装置
EP4119509A4 (en) * 2020-03-12 2023-09-06 Kurita Water Industries Ltd. METHOD FOR REMOVING FATIGUE DUE TO CORROSION OF THE EVAPORATING TUBE OF A BOILER

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