JPS5824398A - Reduction of alkaline scale - Google Patents

Reduction of alkaline scale

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JPS5824398A
JPS5824398A JP12430482A JP12430482A JPS5824398A JP S5824398 A JPS5824398 A JP S5824398A JP 12430482 A JP12430482 A JP 12430482A JP 12430482 A JP12430482 A JP 12430482A JP S5824398 A JPS5824398 A JP S5824398A
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pline
prine
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リチヤ−ド・ウオ−レン・ガ−ルドナ−
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MEKANIKARU IKUIPUMENTO CO Inc
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスケールの軽減に関し、特に、本発明ハ水蒸留
装置中の炭酸カルシウムスケールおヨヒ水酸化マグネシ
ウムスケールの生成の速度および程度を実質的に低下ま
たは排除するための方法および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to scale reduction, and more particularly, the present invention relates to scale reduction and, more particularly, to a method for substantially reducing or eliminating the rate and extent of calcium carbonate scale and magnesium hydroxide scale formation in a water distillation apparatus. METHODS AND APPARATUS.

汽水または海水のような、溶存マグネシウム塩および(
または)カルシウム塩を含む水の蒸留中にアルカリ性ス
ケールが生成することを排除するために多数の研究がな
されている。海水蒸留装置のすべての型に於て、約82
℃(約180°F)までの温度に海水を加熱することに
よシ、主として炭酸カルシウム(CaCO3)であるス
ケールが生じる。
Dissolved magnesium salts and (
or) Numerous studies have been carried out to exclude the formation of alkaline scale during the distillation of waters containing calcium salts. For all types of seawater distillation equipment, approximately 82
Heating seawater to temperatures up to about 180 degrees Fahrenheit produces scale that is primarily calcium carbonate (CaCO3).

約93℃(約200”F)の温度では、水酸化マグネシ
ウム(Mg (OH) 2)スケールが多くなる。約8
2〜93℃(約180〜200“F)の温度では、いず
れかの型のスケールまたはそれらの混合物が見られる。
At temperatures of about 200” F., magnesium hydroxide (Mg(OH)2) scale increases.
At temperatures between about 180 and 200"F, either type of scale or a mixture thereof is seen.

炭酸カルシウムスケールおよび水酸化マグネシウムスケ
ールを総称してアルカリ性スケールと呼んでいる。
Calcium carbonate scale and magnesium hydroxide scale are collectively called alkaline scale.

スケールは断熱体であるので、プロセス装置の伝熱表面
上または他の構成成分上の薄いスケール層でもこれら構
成成分の伝熱能力を著しく低下させる。蒸発装置の管上
にスケールが累積すると処理容量を著しく低下させるか
あるいは単位処理容量当たりのエネルギー人力を増加さ
せるかあるいはその両方を生じる可能性がある。スケー
ルの累積はしばしば操業停止をもたら−し、スケールの
付いた管を清掃するために直接費用がかかるのでかなシ
の出費となる。
Because scale is an insulator, even thin layers of scale on heat transfer surfaces or other components of process equipment can significantly reduce the heat transfer capabilities of these components. Scale build-up on evaporator tubes can significantly reduce processing capacity and/or increase energy manpower per unit of processing capacity. Scale build-up often results in shutdowns and is costly due to the direct cost of cleaning scaled pipes.

海水蒸留装置内のスケール生成の低下または排除のため
の企画に於て種々の手段が講じられているが、限られた
成功しかしていない。蒸発装置プライン中の全アルカリ
度〔炭酸水素塩イオン(HCOりと炭酸塩イオン(CO
i2)と水酸イオン(ン)との合計〕を破壊するため、
酸(一般に鉱酸)を蒸留装置への供給物流中に添加して
いる。しかし、鉱酸が非常に腐食性でありかつスケーリ
/グ反応が酸濃度に対して敏感であるために1連続的な
酸添加によってスケール生成の有効な抑制を達成するこ
とはむずかしい。海水供給物流中へ過剰のを導入すると
装置の腐食が起こるし、かといつ酸の導入が不充分だと
急速なスケール生成が起るので、酸導入量の正確な制御
が必要である。
Various steps have been taken in attempts to reduce or eliminate scale formation in seawater distillation equipment, with limited success. Total alkalinity in the evaporator line [bicarbonate ions (HCO) and carbonate ions (CO
i2) and hydroxyl ion (n)],
An acid (generally a mineral acid) is added to the feed stream to the distillation unit. However, it is difficult to achieve effective control of scale formation by one continuous acid addition because mineral acids are highly corrosive and the scaling reaction is sensitive to acid concentration. Accurate control of the amount of acid introduced is necessary since too much introduced into the seawater feed stream will cause corrosion of the equipment, whereas insufficient introduction of acid will result in rapid scale formation.

硬式酸添加は費用のかかる工程であり、かつ海アルカリ
度と酸との間の化学反応で生成する二化炭素を脱気など
によってほぼ完全に除去しなと、調合金製や鋼製の蒸発
装置構成成分の急速腐食が生じる。従って、このことは
多くの海水量施設では実際的でない。
Hard acid addition is an expensive process, and the carbon dioxide produced by the chemical reaction between sea alkalinity and acid must be almost completely removed by degassing. Rapid corrosion of equipment components occurs. Therefore, this is impractical for many seawater installations.

アルカリ性スケール生成を防止するための無または有機
の化学的スケール抑制添加剤の使用限られた成功しか得
られておらず、また、比較高いプライン温度では有効で
ないことがしばしある。かくして、多くの市販のスケー
ル抑制添削は炭酸カルシウムスケールの生成に対しては
好な抑制を与えるが、かかる薬品は、比較的高に於ける
水酸化マグネシウムスケール生成の抑にはかろうじて有
効であるにすぎない。
The use of non- or organic chemical scale-inhibiting additives to prevent alkaline scale formation has had limited success and is often ineffective at relatively high prine temperatures. Thus, while many commercial scale control additives provide good control over calcium carbonate scale formation, such chemicals are only marginally effective at controlling magnesium hydroxide scale formation at relatively high temperatures. Only.

− 酸   /中の炭酸、水素塩および炭酸塩の分解を促進
し、て   高温に於て、最終的に水酸イオンと不溶性
水酸化こ   マグネシウムとを生成することは以前か
ら認めら連   れている、かくして、多段フラッシュ
蒸発装置の水   場合のように、非沸騰条件下で加熱
されつ\ある酸   プラインへ加圧二酸化炭素を添加
して水酸イオ/い   生成反応を抑制することによっ
て水酸イオン生成な   を抑制せんとする企画がなさ
れている。
- It has long been recognized that acids promote the decomposition of carbonic acid, hydrogen salts, and carbonates in acids, ultimately producing hydroxide ions and insoluble magnesium hydroxide at high temperatures. Thus, the water in a multi-stage flash evaporator is heated under non-boiling conditions, as in the case of an acid line, by adding pressurized carbon dioxide to the hydroxide ion production reaction, thereby suppressing the hydroxyl ion formation reaction. Plans are being made to try to curb the generation.

蒸    とれは、プライ/を加圧下に加熱しかつ加熱
段階とは別の室内でフラッシュさせる多段フラッジ機 
  ユ蒸発装置でパイロット規模ではある程度成功しけ
   ているが、この方法は、沸騰しているプライ/が
的   直接伝熱表面に接触する別のタイプの蒸発装置
でば   は成功していない。その上、遊離の(化学的
に結加   合されていない)二酸化炭素の存在が腐食
を促進艮   するので、あらゆるタイプの蒸発装置に
於て二酸温   化炭素の添加は商業的に実用できない
Steaming is a multi-stage fludge machine that heats the ply under pressure and flashes it in a separate room from the heating stage.
Although there has been some success on a pilot scale in a steam evaporator, this method has not been successful in other types of evaporators where the boiling ply/heat transfer surface is in direct contact with the heat transfer surface. Furthermore, the addition of carbon dioxide in all types of evaporation equipment is not commercially practical, since the presence of free (not chemically bound) carbon dioxide promotes corrosion.

制    チェコビツチ(Checkovlch ) 
 の米国特許第3.218,241号(1965年11
月16日)れるものとする)は、加圧され加熱されっ\
あるプライン中の二酸化炭素の濃度を炭酸水素塩イオン
の炭酸塩イオンへの加水分解を抑制するのく充分なレベ
ルに保つことによる、多段フラッシュ(MSF )淡水
回収装置中でのスケール生成の抑制方法を記載している
。このチェコピッチの特許は、このことが供給海水の蒸
留中に放出される二酸化炭素を再循環させることによっ
て達成され得ると記載している。
Checkovlch
No. 3,218,241 (November 1965)
16th of the month) will be pressurized and heated.
A method for inhibiting scale formation in a multi-stage flash (MSF) freshwater recovery unit by maintaining the concentration of carbon dioxide in a prine at a level sufficient to inhibit hydrolysis of bicarbonate ions to carbonate ions. is listed. The Czech Pitch patent states that this can be accomplished by recycling the carbon dioxide released during the distillation of the feed seawater.

チェコビツチの特許は、ガラス状燐酸塩あるいは他のキ
レート性または湿潤性を有する薬品の添加によって、ス
ケールの生成を遅らせることができると記載している。
The Czewicz patent states that scale formation can be retarded by the addition of glassy phosphates or other chelating or wetting agents.

高温に於ては酸の添加が所要な場合もあシ傅る。Addition of acid may be necessary at high temperatures.

しかし、チェコビツチの米国特許第5.218.241
号の方法は、比較的低いpH(例えば7,5以刀および
非常に高い遊離二酸化炭素濃度(例えば4〜15 pp
m )を必要とする。かかる条件は、通常用いられる鋼
製および銅合金・製のプロセス装置構成成分の比較的高
い腐食速度の犠牲に於てのみスケール軽減を達成する。
However, Czechovic U.S. Patent No. 5.218.241
The method of this issue uses relatively low pH (e.g. 7.5 or higher) and very high free carbon dioxide concentrations (e.g. 4-15 ppp).
m) is required. Such conditions achieve scale reduction only at the expense of relatively high corrosion rates of commonly used steel and copper alloy process equipment components.

結果として、アルカリ性スケール生成の抑制問題に対す
るこの解決方法は、はとんどまたは全く商業的に用いら
れていない。
As a result, this solution to the problem of controlling alkaline scale formation is rarely or never used commercially.

要約すると、商業的な海水蒸留プラントに於けるアルカ
リ性スケール生成の制御の問題は幾つかの方法で対処さ
れている。比較的低温〔すなわち約88℃(約190℃
)以下〕で操業されるプラントは、炭酸カルシウムスケ
ールの生成を抑制するためポリ燐酸塩または他の化学的
スケール抑制添加剤の添加を用いることができる。約8
8C(約190°F)以上での操業では、供給水に連続
的に酸を添加し、次いで脱気して供給水のアルカリ産金
破壊しかつ系から二酸化炭素を除去しなければならなか
った。
In summary, the problem of controlling alkaline scale formation in commercial seawater distillation plants has been addressed in several ways. Relatively low temperature [i.e. approximately 88℃ (approximately 190℃)
) Plants operated below may use the addition of polyphosphates or other chemical scale-inhibiting additives to suppress calcium carbonate scale formation. Approximately 8
Operations above 8C (approximately 190F) required continuous addition of acid to the feedwater followed by degassing to destroy the alkali metallurgy of the feedwater and remove carbon dioxide from the system. .

別法では、化学的スケール抑制添加剤の連続的添加を、
伝熱表面から軟スケールを除去するための機械的手段〔
例えばタプロツl’ (Taprogge)型のスポン
ジプムゴール〕と組合わせるか、あるいは連続的酸添加
による供給水のアルカリ度の部分的破壊とそれに続く脱
気による二酸化炭素の除去と組合わせている。
Alternatively, the continuous addition of chemical scale-inhibiting additives
Mechanical means for removing soft scale from heat transfer surfaces
For example, in combination with sponge pomgor of the Taprogge type, or with partial destruction of the alkalinity of the feed water by continuous addition of acid and subsequent removal of carbon dioxide by degassing.

先行技術の方式は、一般に、累積したスケールを除去す
る九めに定期的に操業停止して酸を循環させねばならな
かった。操業停止の頻度は、使用する化学的および(ま
たは)機械的処理の有効性に反比例していた。一般に、
使用するスケール抑制前処理方法の費用、複雑度および
腐食の危険と操業停止および定期的酸清掃に伴う費用、
生産損失および腐食との収支勘定を合わせるために企画
がなされている。
Prior art systems generally required periodic shutdowns and acid circulation to remove accumulated scale. The frequency of shutdowns was inversely proportional to the effectiveness of the chemical and/or mechanical treatments used. in general,
the cost, complexity and corrosion hazards of the scale control pretreatment methods used and the costs associated with shutdowns and periodic acid cleaning;
Plans are being made to balance production losses and corrosion.

本発明の1つの目的は上述した諸問題の1つ以上を克服
することである。
One object of the invention is to overcome one or more of the problems mentioned above.

本発明によれば、プライン中の遊離のく結合されていな
い)二酸化炭素の濃度を非常紀伝いレベル(例えば約1
 ppm未満)に保ち、同時に(海水についての操作の
場合に於て)プラインのpHを約8.7〜9.3に保ち
かつプラインのPアルカリ度f CaCO3として表わ
して約20〜90 ppmに保つように、少なくとも1
種の高温間効果(hightampsrature t
hreshold eff@ct )  化学的スケー
ル抑制添加剤および二酸化炭素を水蒸留装置または類似
装置の1ライン中に溶解させる。かかる処理は、プライ
ンの全アルカリ度を低下させるのではなく、プラインの
水酸イオン濃度および炭酸塩イオン濃度を化学的添加剤
のみを用いた場合に存在する濃度よシも有効に低下させ
、かくして、炭酸水素イオ/の炭酸塩イオンへの転化お
よび最終的に水酸イオ/への転化を顕著に低下させるこ
とによシスケールを実質的に除去する。
According to the present invention, the concentration of free, unbound carbon dioxide in the prine can be reduced to extraordinary levels (e.g., about 1
ppm) and at the same time (in the case of seawater operations) maintain the pH of the prine at about 8.7 to 9.3 and keep the P alkalinity of the pline at about 20 to 90 ppm, expressed as f CaCO3. so that at least 1
High temperature effects of species
threshold eff@ct) The chemical scale control additive and carbon dioxide are dissolved in one line of a water distillation unit or similar equipment. Rather than reducing the total alkalinity of the prine, such treatment effectively reduces the hydroxyl and carbonate ion concentrations of the prine to levels that would exist if chemical additives were used alone, thus , substantially eliminates cisscale by significantly reducing the conversion of bicarbonate ion/ to carbonate ion and ultimately to hydroxyl ion/.

本発明は、蒸気圧縮式海水蒸留装置のような、高温伝熱
表面との接触によってプラインを沸騰させる蒸発装置で
特に有効である。蒸発工程の結果として幾らかのco2
を損失したプライン中゛へ二酸化炭素を溶解させること
はco2 、の有効損失を減少させ、このことは、化学
的スケール抑制添加剤の存在が炭酸カルシ6ムスケール
および水酸化マグネシウムスケールの生成をほぼ完全に
除去する′ような程度に、炭酸水素塩イオンの分解を抑
制することによシ水酸イオン濃度の上方シフトを減少さ
せる。かくして、2つの主要なアルカリ土類金属ル生成
原因が無効にされる。
The present invention is particularly useful in evaporators, such as vapor compression seawater distillation devices, where the prine is boiled by contact with a high temperature heat transfer surface. Some co2 as a result of the evaporation process
Dissolving carbon dioxide into a line that has lost CO2 reduces the effective loss of CO2, indicating that the presence of chemical scale-inhibiting additives almost completely eliminates the formation of calcium carbonate scale and magnesium hydroxide scale. By inhibiting the decomposition of bicarbonate ions to the extent that they are removed, the upward shift in hydroxide ion concentration is reduced. Thus, the two major sources of alkaline earth metal formation are negated.

カくシて、現在市販されている化学的スケール抑制添加
剤が、アルカリ性スケール生成のほぼ完全な除去に有効
となる。
As a result, currently commercially available chemical scale control additives are effective in almost completely eliminating alkaline scale formation.

プラインの全アルカリ度が減少せずかつプラインのpH
の減少が蒸留装置に通常用いられる構成材料の腐食速度
を顕著に増加させるのに充分ではないので、腐食速度の
顕著な増加なしに上記の相剰効来が得られる。かくして
、長期操業期間にわたる最高処理容量の維持および操業
停止頻度の実質的な減少が得られる。留出液およびプラ
インは間化学的処理(threshold chemi
cal treatment )のみの場合よりもあま
シ腐食性ではなく、二酸化炭素処理のみの場合よりもは
るかに低腐食性である。
The total alkalinity of the prine does not decrease and the pH of the prine
The above reciprocal benefits are obtained without a significant increase in the corrosion rate, since the reduction in the corrosion rate is not sufficient to significantly increase the corrosion rate of the materials of construction commonly used in distillation equipment. This results in the maintenance of maximum throughput over long periods of operation and a substantial reduction in the frequency of outages. Distillate and prine are subjected to threshold chemical treatment.
It is less corrosive than carbon dioxide treatment alone and much less corrosive than carbon dioxide treatment alone.

本発明の他の目的および利益は、添付図面についての以
下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかであろ
う。
Other objects and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description of the accompanying drawings and from the claims.

本発明は、炭酸水素塩分解生成物の存在下でスケールと
して沈殿する可能性のある溶存マグネシウムおよび(ま
たは)カルシウムを含む水を蒸発工程中にグロセス装置
表面と接触させる種々の型のプロセス装置中でのアルカ
リ性スケール生成を低下または実質的に排除するための
方法および装置を提供する。本発明は海水脱塩ブランド
に特に有利であるが、種々の他の型のグロセス装置にも
利用することができ、またびん詰め蒸留水または薬用の
ための水の製造に適用することができ、あるいは例えば
蒸発による冷却塔ブローダウンの濃縮に適用することが
できる。
The present invention is useful in various types of process equipment in which water containing dissolved magnesium and/or calcium, which can precipitate as scale in the presence of bicarbonate decomposition products, contacts the surfaces of the processing equipment during the evaporation process. Provided are methods and apparatus for reducing or substantially eliminating alkaline scale formation in. Although the invention is particularly advantageous for seawater desalination brands, it can also be utilized in various other types of grossing equipment and can be applied to the production of bottled distilled water or water for medicinal purposes. Alternatively, it can be applied, for example, to the condensation of cooling tower blowdowns by evaporation.

本明細書中でl海水lとはへ水も含むものとする。Iプ
ライ/lという用語は、溶存マグネシウムおよび(また
はンカルシウム塩を含み、かつ蒸発処理を受けた水を意
味する。本明細書中で用いる?蒸発lという用語は、多
量の水が純水の損失と同時に二酸化炭素をも損失するプ
ロセスを意味する。
In this specification, the term "seawater" includes water. The term ply/l refers to water that contains dissolved magnesium and/or calcium salts and has been subjected to an evaporation process. As used herein, the term ply/l means that a large amount of water is pure water. It refers to a process in which carbon dioxide is also lost at the same time.

炭酸カルシウムスケールは、炭酸水素塩の熱分解(比較
的低温に於ける)およびその結果生成する炭酸塩と海水
中に存在するカルシウムとの反応から下記のようにして
生じる。
Calcium carbonate scale results from the thermal decomposition of bicarbonate (at relatively low temperatures) and the reaction of the resulting carbonate with calcium present in seawater as follows.

28CO3−2co2↑+CO3” + 820   
(1)Ca+2+ CO52’;i CaCO3↓  
   (2)炭酸塩イオンは、約8.3以tのpHレベ
ルに於てプライン中に現われる。
28CO3-2co2↑+CO3" + 820
(1) Ca+2+ CO52';i CaCO3↓
(2) Carbonate ions appear in the prine at pH levels above about 8.3t.

海水を高温で加熱すると、炭酸塩は水と反応してさらに
二酸化炭素を放出して水酸イオンを生成し、この水酸イ
オンが下記のように水酸化マグネシウムとして沈殿する
When seawater is heated to high temperatures, the carbonates react with the water, releasing more carbon dioxide and producing hydroxide ions, which precipitate as magnesium hydroxide as described below.

C0f2+ 820 d C02↑+20H−+3)M
g+2+ 20「’22Mg(OH)−2↓     
   (4)海水の沸騰は、上記の反応によるスケール
生成を促進する。上記反応が起こる度合は、沸騰温度の
上昇、保持時間の増加、濃度因子の増加によって増加す
る。沸騰によって1ラインから放出されたCO2は、通
常、排°気によって、窒素や酸素のような非凝縮性ガス
と共に蒸発装置から大気中へ除去される。
C0f2+ 820 d C02↑+20H-+3)M
g+2+ 20"'22Mg(OH)-2↓
(4) Boiling seawater promotes scale formation due to the above reaction. The degree to which the above reaction occurs increases by increasing the boiling temperature, increasing the holding time, and increasing the concentration factor. The CO2 released from one line by boiling is typically removed from the evaporator to the atmosphere by exhaust gas along with non-condensable gases such as nitrogen and oxygen.

本発明によれば、先行技術の方法とは対照的に、プライ
ンの一部分の蒸発と同時にあるいは蒸発後にプラインへ
002を添加しかつプラインが、下に示すようなある条
件下で、選ばれた高温間効果化学的スケール抑制添加剤
をも含有するならば、蒸発処理にかけられたあるいはか
けられつつあり、かくして供給水中に存在する炭酸水素
塩の分解から生じる実質的な量の炭酸塩イオンを含むプ
ライン中へ002を溶解させることKよって、伝熱表面
上および他のノロセス装置構成成分上のスケール生成を
実質的に排除または最少にすることができることが発見
された。
According to the present invention, in contrast to prior art methods, 002 is added to the pline simultaneously with or after the evaporation of a portion of the pline and the pline is heated at a selected high temperature under certain conditions as shown below. Plines that have been or are being subjected to an evaporation process and thus contain substantial amounts of carbonate ions resulting from the decomposition of bicarbonate present in the feed water, if they also contain chemical scale control additives. It has been discovered that by dissolving 002 in K, scale formation on heat transfer surfaces and other Norocess equipment components can be substantially eliminated or minimized.

添加されるco2は、好ましくは沸騰によってプライ/
から放出されるC02の少なくとも一部分を再循環させ
るととくよってプラインへ供給される。
The added co2 is preferably added to the ply/co2 by boiling.
At least a portion of the C02 released from the air is recycled and filtered to the pline.

C02は、以下に詳述する方法で、プライン中の遊離の
(化学的に結合されていない)C02の濃度を約1 p
pm未満、好ましくは約0.5ppm未満に保つように
プライン中へ溶解される。遊離の002が存在すると沸
騰中に溶存C02がストリッピングされる傾向が増強さ
れるの士、このことは不可欠である。ストリッピングさ
れたCO□は蒸気空間およIび留出液捕集空間へ運ばれ
、かくして腐食速度を増加させる傾向がある。
C02 is adjusted to reduce the concentration of free (not chemically bound) C02 in the prine to approximately 1 p by the method detailed below.
It is dissolved into the prine to keep it below pm, preferably below about 0.5 ppm. This is essential since the presence of free 002 increases the tendency for dissolved C02 to be stripped during boiling. The stripped CO□ is carried into the vapor space and into the distillate collection space, thus tending to increase the corrosion rate.

蒸発装置の沸騰プライン中に溶存二酸化炭素が存在する
と゛、上記方程式(1)、+2)、+3)の平行を左方
ヘシフトし、かくして炭酸水素塩イオンの分解を抑制す
る。実際上、炭酸塩イオンは二酸化炭素に対してIスポ
ンジIとして作用し、遊離形での二酸化炭素の損失を防
ぐ。かくして、マグネシウムが水酸化マグネシウムとし
て沈殿する傾向は減少または実質的に除去される。さら
に、化学的スケール抑制添加剤の存在は、一般に、高温
で長期間にわたって炭酸カルシウムの溶解度を増強し、
かくして、炭酸カルシウムの生成を実質的に抑制または
最少にすることによって上記沈殿反応2を妨−害する。
The presence of dissolved carbon dioxide in the boiling line of the evaporator shifts the parallelism of equations (1), +2), +3) above to the left, thus suppressing the decomposition of bicarbonate ions. In effect, the carbonate ions act as a sponge I for carbon dioxide, preventing its loss in free form. Thus, the tendency of magnesium to precipitate as magnesium hydroxide is reduced or substantially eliminated. Additionally, the presence of chemical scale-inhibiting additives generally enhances the solubility of calcium carbonate over long periods of time at elevated temperatures,
Thus, precipitation reaction 2 is inhibited by substantially inhibiting or minimizing the formation of calcium carbonate.

化学的添加剤のみの存在は炭酸カルシウム生成を排除ま
たは低下するが、水酸イビマグネシウムスケールの生成
は、多くのプラントで不充分である可能性のある限られ
た程度にしか抑制しないので、化学的添加剤と溶存二酸
化炭素との間の真の相剰作用が達成される。チェコビツ
チの米国特許第3.218,241号中に示唆されてい
るように、アルカリ性スクール生成の抑制に必要な程度
に二酸化炭素だけで処理すると、プラインpHを著しく
低下かつ遊離二酸化炭素濃度を増加して耐えられない腐
食速度にしてしまう。
Although the presence of chemical additives alone eliminates or reduces calcium carbonate formation, chemical A true synergistic effect between the additive and the dissolved carbon dioxide is achieved. As suggested in Czechovic U.S. Pat. No. 3,218,241, treatment with carbon dioxide alone to the extent necessary to suppress alkaline school formation significantly lowers the line pH and increases the free carbon dioxide concentration. This results in an intolerable corrosion rate.

本発明によれば、化学的スケール抑制添加剤によってア
ルカリ性スケーリング速度の高い低下率(例えば約7O
−751)が達成されるが、プラインのPアルカリ度と
pHとを特定の範囲内に確立するように化学的添加剤と
組み合わせた二酸化炭素添加がスケール生成のほぼ完全
な排除を達成する。
In accordance with the present invention, chemical scale-inhibiting additives provide a high rate of reduction in alkaline scaling rate (e.g., about 7 O
-751) is achieved, but carbon dioxide addition in combination with chemical additives to establish prine P alkalinity and pH within a specified range achieves almost complete elimination of scale formation.

本発明の方法を用いる方式の特徴は、水酸イオンと炭酸
塩イオ/と炭酸水素塩イオンとの合計濃度として測定さ
れる全プラインアルカリ度が、閾化学的添加剤を含むプ
ラインへ二酸化炭素を添加することによって低下されな
いということである。
A feature of the system using the method of the present invention is that the total prine alkalinity, measured as the total concentration of hydroxide ions, carbonate ions, and bicarbonate ions, This means that it will not be lowered by adding it.

しかし、水酸イオンと炭酸、塩イオンの濃度は二酸化炭
素の添加による炭酸水素塩イオンの炭酸塩イオンへの分
解の抑制によって減少される。炭酸水素塩イオン分解の
除去は必要ではない。
However, the concentrations of hydroxide and carbonate and salt ions are reduced by the addition of carbon dioxide, which suppresses the decomposition of bicarbonate ions to carbonate ions. Removal of bicarbonate ion decomposition is not necessary.

上で定義されたアルカリ度は、通常、IMアルカリ度I
と呼ばれ、室温でpH4,5に於けるメチルオレ/ノ指
示薬を用いる標準鉱酸による滴定によって測定される等
価CaCO3のppmとして表わされる。(標準教科書
の中には4.6の終点pHを要求するものもあるが、海
水蒸留技術に於てはpH4,5の終点を用いるのが通虐
である。)プラインの#Pアルカリ度lは、/室温でp
H8,3に於けるフ4エノールフタレイン指示薬を用い
る標準鉱酸による滴定によって測定される等価CaCO
3のppmとして表わされる。
Alkalinity as defined above is usually IM alkalinity I
and is expressed as ppm of equivalent CaCO3 determined by titration with standard mineral acids using a methylole/no indicator at room temperature and pH 4.5. (Some standard textbooks require an end point pH of 4.6, but in seawater distillation technology it is customary to use an end point pH of 4.5.) Prine's #P Alkalinity l is /p at room temperature
Equivalent CaCO determined by titration with standard mineral acids using a phenolphthalein indicator in H8.3
Expressed as 3 ppm.

プラインのPアルカリ度およびMアルカリ度の標準的測
定方法は、パラエル(Powell )著、工業頁〔マ
グロ−ヒル(McGraw−Hlll )、1954)
に記載されており、この記載は参照文として本明細書に
含まれるものとする。
The standard method for measuring Prine's P and M alkalinity is described by Powell, Industrial Page (McGraw-Hill, 1954).
, which is incorporated herein by reference.

海水蒸留に関して本発明を実施する場合、二酸化炭素と
組み合わせた高温間効果化学的スケール抑制添加剤の添
加によって、プラインのPアルカリ度を約20〜90p
pmx好ましくは約30〜80 ppmに保ちかつプラ
インのpHt−約8.7〜9.5に保つ。プラインのM
アルカリ度は減少されない。
When practicing the invention for seawater distillation, the addition of a high temperature effect chemical scale control additive in combination with carbon dioxide increases the P alkalinity of the prine by about 20 to 90 p.
pmx is preferably kept at about 30-80 ppm and pHt of the prine is kept at about 8.7-9.5. Prine's M
Alkalinity is not reduced.

淡水について作動する蒸留装置に本発明を適用する場合
には、閾化学的添加剤で処理されたプラインへの二酸化
炭素の添加はPアルカリ度の減少をほとんどまたは全く
起こさないかもしれないが、閾化学的添加剤のみで処理
されたプラインと比べて小さなpHの減少(例えば約0
.2〜0.5単位)と共にMアルカリ度のかなりの増加
が起こる可能性がある。
When applying the invention to a distillation unit operating on fresh water, the addition of carbon dioxide to a prine treated with a threshold chemical additive may cause little or no reduction in P alkalinity, but A small pH decrease (e.g. about 0
.. (2 to 0.5 units), a significant increase in M alkalinity can occur.

上記範囲内でのPアルカリ度およびpHの選択は、蒸発
装置の型、蒸発装置の構成材料、操業温度、多段フラッ
シュ装置内での1ラインの供給物による希釈度などのよ
うな作動変数に依存する。
The selection of P alkalinity and pH within the above ranges depends on operating variables such as the type of evaporator, the materials of construction of the evaporator, the operating temperature, the degree of dilution with one line of feed in the multi-flash unit, etc. do.

本発明によって作動することにより、値(2P−M)が
零未満に保たれることが発見された。
It has been found that by operating according to the invention, the value (2P-M) is kept below zero.

二酸化炭素ガスは、プラインへ直接注入することが好ま
しいが、他のプラインへの二酸や炭素供給手段も使用す
ることができる。例えば、供給海水流の小部分のような
水流中に二酸化炭素ガスを溶解した後、この処理済み水
流を蒸発装置中のプラインへ差し向けることによって優
れた結果が得られた。かくして、供給物の少量は蒸発前
に二酸化炭素で処理することができるとしても、概して
プラインは蒸発とほぼ同時あるいは蒸発後に二酸化炭素
で処理されると考えるべきである。
Although carbon dioxide gas is preferably injected directly into the pline, other means of supplying diacid or carbon to the pline can also be used. For example, excellent results have been obtained by dissolving carbon dioxide gas in a water stream, such as a small portion of a feed seawater stream, and then directing this treated water stream to a pline in an evaporator. Thus, although a small portion of the feed may be treated with carbon dioxide prior to evaporation, it should generally be assumed that the prine is treated with carbon dioxide at about the same time as or after evaporation.

二酸化炭素は、びん詰めCO2、汚染物質を除去しであ
る煙道がスなどのような種々の二酸化炭素源から得るこ
とができる。しかし、沸騰中またはフラッシング中にプ
ラインから放出される二酸化炭素を再循環させることが
好ましい。しかし、02ヤN2  のようなCO2以外
の非凝縮性ガスの多量は伝熱表面上にブランケラトラ形
成して蒸発装置内の伝熱を妨害するので、系から除去さ
れる非凝縮性ガスの限られた量だけを再循環させるべき
である。
Carbon dioxide can be obtained from a variety of carbon dioxide sources, such as bottled CO2, flue gas, which removes pollutants, and the like. However, it is preferred to recirculate the carbon dioxide released from the pline during boiling or flushing. However, large amounts of non-condensable gases other than CO2, such as N2, can form blanket traps on heat transfer surfaces and impede heat transfer within the evaporator, limiting the amount of non-condensable gas removed from the system. Only that amount should be recycled.

炭酸水素塩イオンの分解を妨害(かくして実質的に抑制
)するのに充分な、しかし遊離の(化学的に結合されて
いない)C02の実質的な量の存在を生じるには不充分
な量のCO2をプラインへ導入しなければならない。実
際に、蒸気圧縮(VC)式蒸留装置で約11361(約
500ガロン)7時の留出液留出速度の場合、メーカー
が推薦している添加率に等しいかまたはそれ以下の化学
的添加剤添加率と共に1約2612t(約690ガロン
)7時の海水供給速度に対して約200SF−(約o 
、 44 zb、)7時のCO2導入速度が、Pアルカ
リ度t−1279pmから86 ppmに減少させるの
に満足であることがわかった。pHは、排気ガスを再循
環させることなく、9.5から9.25に減少された。
an amount sufficient to prevent (and thus substantially inhibit) the decomposition of bicarbonate ions, but insufficient to result in the presence of a substantial amount of free (not chemically bound) CO2. CO2 must be introduced into the pline. In fact, for a vapor compression (VC) distillation unit with a distillate rate of about 11,361 (approximately 500 gallons) 7 hours, chemical additives equal to or less than the manufacturer's recommended addition rate. Approximately 200SF- (approximately o
, 44 zb,) 7 was found to be sufficient to reduce the P alkalinity from t-1279 pm to 86 ppm. The pH was reduced from 9.5 to 9.25 without recirculating exhaust gas.

プライン中の遊離co2は約1 ppm未満、好ましく
は0.5ppm未満でなければならない。
Free CO2 in the prine should be less than about 1 ppm, preferably less than 0.5 ppm.

C02の1ラインへの導入はプラインのpHを減少させ
る傾向があるが、プラインのPアルカリ度を所望の20
−9.0 ppmの範囲内にもたらすために必要なCO
2の添加からは僅か約0.2〜1.0単位のg)H減少
しか生じないことが見いだされた。
The introduction of C02 into one line tends to decrease the pH of the line, but does not increase the P alkalinity of the line to the desired 20%.
CO required to bring within -9.0 ppm
It was found that only about 0.2 to 1.0 units of g)H reduction occurred from the addition of 2.

化学的添加剤およびCO2で処理されたプラインの98
  は室温で測定して約8.7〜9.3でなければなら
ない。
98 of prine treated with chemical additives and CO2
should be about 8.7 to 9.3 measured at room temperature.

勿論、CO2注入装置の効率は、CO2を如何に有効に
プライ/に吸収させるかを決定する1因子である。
Of course, the efficiency of the CO2 injector is one factor that determines how effectively CO2 is absorbed into the ply.

本発明の方法は、多段フラッシュ(MSF)型蒸留装置
に於て典型的に遭遇するような、88℃(190°F)
以上のプライン温度で作動する海水蒸留グロセスに特に
適用可能である。しかし、本発明の方法は、MSF型装
置に比べてかなシ低いプライン温度で作動することがで
きるがスケーリングに関しては比較的苛酷な環境を経験
する可能性がある蒸気圧縮(VC)型蒸留装置にも優れ
た結果で適用される。
The process of the present invention operates at temperatures as low as 88°C (190°F), such as that typically encountered in multi-stage flash (MSF) type distillation equipment.
It is particularly applicable to seawater distillation processes operating at prine temperatures above. However, the method of the present invention is suitable for vapor compression (VC) type distillation equipment, which can operate at much lower prine temperatures than MSF type equipment but may experience a relatively harsh environment with respect to scaling. Also applied with excellent results.

上述したように、本発明は、カルシウムイオンおよびマ
グネシウムイオンの存在下に於て溶液中に高濃度の炭酸
塩イオンを保つことによって閾スケール抑制効果を与え
る1種以上の選択された高温化学的スケール抑制添加剤
と組み合わせたCO2のプライン中への溶解からなる。
As mentioned above, the present invention provides a method for applying one or more selected high temperature chemical scales that provides a threshold scale inhibition effect by keeping high concentrations of carbonate ions in solution in the presence of calcium and magnesium ions. Consists of dissolving CO2 into the prine in combination with a suppressor additive.

湿潤性および金属イオン封鎖性のみを有する化学的添加
剤は適当でない。
Chemical additives having only wetting and sequestering properties are not suitable.

本発明によるスケーリング抑制は、少なくともある程度
、スケール生成過程中に化学的添加剤によってスケール
結晶表面が改質され、それによって結晶化速度が減少さ
れる結果であると考えられる。閾効果化学的スケール抑
制化合物が存在するとき実質的な結晶の変形があること
が顕微鏡研究で明らかになった。
It is believed that the scaling suppression according to the present invention is, at least in part, a result of the scale crystal surfaces being modified by chemical additives during the scale formation process, thereby reducing the crystallization rate. Microscopic studies have revealed that there is substantial crystal deformation when threshold effect chemical scale-inhibiting compounds are present.

種々の適当な添加剤が市販されており、適当な添加剤と
しては、マレイン酸のポリマーおよびコポリマー、ポリ
ホスホナート、ホスホン酸誘導体、アミノホスホン酸誘
導体、Iリアクリ酸およびポリメタクリル酸誘導体なら
びにポリオールエステルが含まれる。
A variety of suitable additives are commercially available, including polymers and copolymers of maleic acid, polyphosphonates, phosphonic acid derivatives, aminophosphonic acid derivatives, I-lyacrylic acid and polymethacrylic acid derivatives, and polyol esters. is included.

しかし、ポリ燐酸塩は、約88℃(約190’l=” 
)以上の温度に於て正燐酸塩形に戻シ、プライン中に存
在するカルシウムまたは鉄と共に沈殿する可能性がある
ので、本発明に関して使用するには適当でない。ポリ燐
酸塩はまた、水酸化マグネシウムスケールの生成を抑制
することもできない。
However, polyphosphate is about 88°C (about 190'l = "
), it is not suitable for use in connection with the present invention because it can revert to the orthophosphate form and precipitate with the calcium or iron present in the prine. Polyphosphates also fail to inhibit magnesium hydroxide scale formation.

鉱酸は、本発明に使用するのに適当でない。Mineral acids are not suitable for use in the present invention.

好ましい化学的添加剤はチバガイギー社(ctb″a−
Gslgy Corporation )にューヨーク
州アレスレ(^rssley ) )からベルガード(
BELGARD)EVまたFitvNの商品名で発売さ
れている加水分解ポリ無水マレイン酸(poly ma
lelc anhydrlde )である、もう1つの
極めて有効な化学的処理剤はアメリカンシアナミド社(
American CyanamldCompany 
)からP2Oの商品名で発売されており、このものはマ
レイン酸とアリルスルホン酸ナトリウムとのコポリマー
からなると思われる。他の適当な化学的処理剤には、モ
ンサント社(Mon5ant。
A preferred chemical additive is Ciba Geigy (ctb''a-
Gslgy Corporation) from Allesley, New York (^rsley) to Belgard (
BELGARD) EV and hydrolyzed polymaleic anhydride (poly ma
Another highly effective chemical treatment is American Cyanamid Co.
American CyanamldCompany
), which is sold under the trade name P2O, and is believed to consist of a copolymer of maleic acid and sodium allylsulfonate. Other suitable chemical treatments include Monsanto (Mon5ant).

COmp an y )からデクエスト(DEQUES
T )の商品名で発売されている化合物がある。市販製
品デクエスト(DEQUEST)2010 (1−ヒド
ロキシーエチIJ 7”ン〜1−ジホスホン酸からなる
)が1例である。また、ファイデー社(pw+z・r、
  Inc、)のフ* コy (FLOCON)(例え
ば70 :F ン(F’LOCON)247〕という製
品およびメカニカルエキッグメント社(Mechani
cal Equlpmsnt Co、 ) (ルイノア
ナ州ニューオリーンズ)のM2O9およびM235とい
う製品も適当である。
COMP any) to DEQUES
There is a compound sold under the trade name T. One example is the commercially available product DEQUEST 2010 (consisting of 1-hydroxyethyl IJ 7" to 1-diphosphonic acid).
Inc.'s FLOCON (e.g. 70: F'LOCON 247) product and Mechanical Equipment Company's (FLOCON) 247 product.
Products M2O9 and M235 from Cal Equlpmsnt Co., New Orleans, LA are also suitable.

上記の製品のうちペルガード(BELGARO)M2O
9(メカニカルエキッグメント社)およびデクニス) 
(DEQUEST)製品が好ましい。種々の適当な化学
的添加剤の性能は様々であることは当業者が認めている
ところであるが、本発明の方法は上記の型のすべてのポ
リマニの性能を改良する。
Among the above products, BELGARO M2O
9 (Mechanical Equipment Company) and Dekunis)
(DEQUEST) products are preferred. Although those skilled in the art will recognize that the performance of various suitable chemical additives will vary, the process of the present invention improves the performance of all polymer manifolds of the type described above.

上記の化学的スケール抑制添加剤の添加率は、実験的に
容易に決定することができ、かつ本発明の方法に従って
添加二酸化炭素と組み合わせて使用するとき、それぞれ
の添加剤メーカーが推薦している添加率より低い添加率
で受容できる結果が得られることがわかった。
The addition rates of the chemical scale-inhibiting additives described above can be easily determined experimentally and are recommended by the respective additive manufacturers when used in combination with added carbon dioxide according to the method of the present invention. It has been found that acceptable results can be obtained at lower addition rates.

下記の詳しい実施例は、本発明の実施11f:説明する
ためのものであるが、本発明の範囲がこれらの実施例に
よって限定されるものではない。
The following detailed examples are intended to illustrate the implementation of the present invention, but the scope of the present invention is not limited by these examples.

実施例1−蒸気圧縮蒸留 第1図は、本発明の方法を用いるように改良された蒸気
圧縮型海水蒸発装置である。第1図の装置を詳細に説明
するが、本発明の方法が第1図の特別な装置の使用に限
定されるものではなく、以下に詳述するように、種々の
蒸留または他の蒸発装置に於ても実施可能であることは
言うまでもない。
Example 1 - Vapor Compression Distillation Figure 1 is a vapor compression seawater evaporator modified to use the method of the present invention. Although the apparatus of FIG. 1 will be described in detail, the method of the present invention is not limited to the use of the particular apparatus of FIG. Needless to say, it is also possible to implement the method.

第1図の蒸気圧縮蒸留装置は、ポット・・−スト(Po
ttharst ) Jr、の米国特許第3.748,
254号、第4.002,558号、第4.260,4
61号に記載(これらの記載は参照文として本明細書に
含まれるものとする)の装置の改良型である。
The vapor compression distillation apparatus shown in FIG.
U.S. Pat.
No. 254, No. 4.002,558, No. 4.260,4
No. 61, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.

蒸留装置は、一般に10で示される多段蒸発装置と付属
する蒸気圧縮機12とを含む。かかる系では、複数の管
15からなるカランドリアすなわち管束14の管側の水
が、蒸発装置10の胴側の凝縮しつつあるスチームとの
熱交換によって蒸発する。管中で生成した蒸気はカラン
ドリア14の上端からダウンテーク中を下方へ送られ、
かつデミスタ−20中を通って上方へ送られて圧縮機1
2の吸引側へ送られる。蒸気は圧縮機12中で圧縮され
、次いで導管22を通って蒸発装置10の胴側へ放出さ
れ、へそこで管15′との接触によって大部分の蒸気か
凝縮する。留出第(凝縮液)は、留出液ポンf25でラ
イン24を通って取出される。
The distillation apparatus includes a multi-stage evaporator, generally indicated at 10, and an associated vapor compressor 12. In such a system, water on the tube side of the calandria or tube bundle 14 consisting of a plurality of tubes 15 is evaporated by heat exchange with the condensing steam on the shell side of the evaporator 10. The steam generated in the tube is sent downward through the downtake from the upper end of the calandria 14,
and is sent upward through the demister 20 to the compressor 1.
2 is sent to the suction side. The vapor is compressed in compressor 12 and then discharged through conduit 22 to the shell side of evaporator 10, where most of the vapor is condensed by contact with tube 15'. The distillate (condensate) is removed through line 24 by distillate pump f25.

留出液はメーター26、熱交換器321に通って流れ、
貯蔵される。
The distillate flows through the meter 26 and the heat exchanger 321,
stored.

p過された供給水は供給ポン7D34で一体型混合装置
36を有するライン35通って熱交換器32へ送られる
。供給水は高温の留出液および!ローダウン(blow
down )  との熱交換によって加熱され、脱気器
42へ送られる。混合装置36への注入前のある点で、
供給水は、当業界で公知のように、44に於て、定量ポ
ン!とタンク(45で概略的に示しであるンとによる上
記の化学的スケール抑制添加剤の添加によって処理され
る。
The filtered feed water is sent to the heat exchanger 32 through a line 35 with an integrated mixing device 36 at a feed pump 7D34. The feed water is high temperature distillate and! low down
It is heated by heat exchange with the air conditioner (down) and sent to the deaerator 42. At some point prior to injection into the mixing device 36,
The feed water is metered at 44, as is known in the art. and a tank (indicated schematically at 45) by addition of the chemical scale inhibiting additive described above.

供給水は、好ましくは、熱交換器内でその沸点よシ数度
低い温度に加熱される。
The feed water is preferably heated in a heat exchanger to a temperature several degrees below its boiling point.

脱気器42中で、窒素、酸素および少量の二酸化炭素を
含む非凝縮性ガスは、好ましくはスチームに対して、洗
浄(scrubblng )によって供給水から除去さ
れる。脱気器42は、好ましくは充填塔であり、供給水
は、スプレーヘッド46または他の水分配装置で塔42
へ注入される。
In the deaerator 42, non-condensable gases, including nitrogen, oxygen and small amounts of carbon dioxide, are removed from the feed water by scrubbing, preferably against steam. Deaerator 42 is preferably a packed column, and the feed water is delivered to column 42 at a spray head 46 or other water distribution device.
injected into.

カランドリア14から排気されかつ供給水中に存在する
炭酸水素塩の分解で放出されたCO2を含むスチームは
47から塔の底部へ注入され、好ましくは蒸発装置10
の胴側の排気弁49から通じているライン48を通って
脱気器へ供給される。
The steam exhausted from the calandria 14 and containing the CO2 released by the decomposition of the bicarbonate present in the feed water is injected into the bottom of the column through 47, preferably into the evaporator 10.
It is supplied to the deaerator through a line 48 leading from an exhaust valve 49 on the shell side.

脱気塔42の塔底へのスチームの4人は、下降して来る
供給水からの非凝縮性ガスの放出を助け、かつ蒸発装置
10中の循環水の温度とほぼ等しいかあるいは好ましく
は循環水の温度を越える温度に供給水を予熱する。ライ
ン48中の排気流を比較的低温の海水供給物と接触させ
ることKよシ、ライン48中に存在するco2は脱気器
42を出るライ150中のガス流中に濃縮される。
The steam to the bottom of the deaerator 42 assists in the release of non-condensable gases from the descending feed water and is approximately equal to or preferably the temperature of the circulating water in the evaporator 10. Preheat the feed water to a temperature above the water temperature. By contacting the exhaust stream in line 48 with a relatively cold seawater feed, the CO2 present in line 48 is concentrated into the gas stream in lie 150 exiting deaerator 42.

非凝縮性ガスおよび少量のスチームは、脱気器42から
ライン50を通って排気弁51へ流れる。
Non-condensable gases and a small amount of steam flow from deaerator 42 through line 50 to exhaust valve 51.

小部分の非凝縮性がスはライン50から排気弁51を通
って排気されるが、大部分(例えば約80チ)の非凝縮
性ガスは、弁52、ライン60を通って、一般的に61
で示される二酸化炭素注入装置(第2図中に最もよく示
されている)へ流れる。
A small portion of the non-condensable gas is exhausted from line 50 through exhaust valve 51, but a large portion (e.g. about 80 degrees) of non-condensable gas is generally exhausted through valve 52, line 60. 61
(best shown in FIG. 2).

二酸化炭素注入装置61は、ライン60の一端に付いて
いて、蒸発装置10内のプラインのレベルよシ下にある
多孔管62を含む。
Carbon dioxide injector 61 includes a perforated tube 62 attached to one end of line 60 and below the level of the pline within evaporator 10 .

別の実施態様に於ては、海水供給物流の小部分をライン
35からライン63(点線で示す)を通して不堪64へ
送シ、この小塔中で、供給水は脱気器42からライン6
5で送られて来た二酸化炭素を吸収する。非凝縮性がス
は塔64からライン66で排気され、二酸化炭素含有水
は、ライン68中のポンプ67で二酸化炭素インゼクタ
ーへ送られる。
In another embodiment, a small portion of the seawater feed stream is sent from line 35 through line 63 (shown in dotted line) to tank 64 in which the feed water is passed from deaerator 42 to line 6.
It absorbs the carbon dioxide sent in step 5. Non-condensable gas is vented from column 64 in line 66 and carbon dioxide-containing water is pumped in line 68 to a carbon dioxide injector by pump 67.

どちらの実施例に於ても、脱気された供給水は、脱気器
42の底部からライン70を通って蒸発器10の底部へ
流れる。脱気器42から蒸発装置lOへの僅かな圧力降
下があって流体を流すことができる。脱気器内の液面レ
ベル制御装置72がライ/70内の弁74f:制御して
、脱気器42内の液面レベルがほぼ一定に保たれるよう
にする。
In either embodiment, degassed feed water flows from the bottom of deaerator 42 through line 70 to the bottom of evaporator 10. There is a slight pressure drop from the deaerator 42 to the evaporator lO to allow fluid flow. A liquid level control device 72 in the deaerator controls a valve 74f in the lie/70 so that the liquid level in the deaerator 42 is maintained substantially constant.

〔別法では、脱気器と蒸発装置との間の、゛流量制限オ
リフィスを含むことができる液体シールルー!(図には
示してない)を用いて脱気器から蒸発装置への蒸気の流
れを制限することができる。〕排気弁51と組み合わせ
てガスライン61内の弁52を制御することにより、二
酸化炭素および少量の他の非圧縮性ガスの蒸発装置10
のプライン中への注入速度が制御される。
[Alternatively, a liquid seal between the deaerator and the evaporator may include a flow-limiting orifice.] (not shown) can be used to restrict the flow of steam from the deaerator to the evaporator. ] By controlling the valve 52 in the gas line 61 in combination with the exhaust valve 51, the device 10 for evaporating carbon dioxide and small amounts of other incompressible gases
The injection rate into the prine is controlled.

蒸発装置10内の圧力を大気圧よシ僅かに高い圧力〔例
えば約0.0703Kg/cm2−ゲージ圧(1psl
g ))に保って、プラインが約102.6C(216
,7°F)(沸点上昇的0.94℃(1,7°F)〕で
沸騰し、管14中で蒸気が約106.1℃(223°F
)で凝縮し、正味ΔTが3.5℃(6,3°F)になる
ようにする。
The pressure inside the evaporator 10 is set to a pressure slightly higher than atmospheric pressure [for example, about 0.0703 Kg/cm2-gauge pressure (1 psl
g)), and the pline is approximately 102.6C (216C).
,7°F) (boiling point elevated 0.94°C (1.7°F)), and the vapor in tube 14 reaches approximately 106.1°C (223°F).
) to give a net ΔT of 3.5°C (6.3°F).

プライ/と接触している蒸発装置の部分は、一般にアル
ミニウム黄銅または銅・ニッケル(90/10)合金!
作られる。
The parts of the evaporator that are in contact with the ply are generally aluminum brass or copper-nickel (90/10) alloy!
Made.

第1図および第2図に示した蒸気圧縮型蒸留装置〔メカ
ニカルエキツデメント社(MechanicalEqu
lpment Co、) (MECO)MSB型〕を用
い、1136t(300ガロン)7時の留出速度(名目
留出液留出速度)で2.化学的スケール制御添加剤を添
加し、二酸化炭素の注入(二酸化炭素源は脱気器42か
らの排気がスであった)の有無により、一連の海水留出
液試験を行った。
The vapor compression distillation apparatus shown in Figures 1 and 2 [Mechanical Equipment Co., Ltd.
1136 t (300 gallons) at a distillation rate of 7 hours (nominal distillate distillation rate). A series of seawater distillate tests were conducted with the addition of chemical scale control additives and with and without carbon dioxide injection (the carbon dioxide source was the exhaust from deaerator 42).

低温海水供給物のPアルカリ度はほぼ零であシ、供給物
のMアルカリ度は、試験中、約110−120 ppm
でほぼ不変のま\であった。供給物のpHは約7.8−
8.2の間で変化した。
The P alkalinity of the cold seawater feed was approximately zero, and the M alkalinity of the feed was approximately 110-120 ppm during the test.
It remained almost unchanged. The pH of the feed is approximately 7.8-
It changed between 8.2.

第1表は、操業時間、平均プライ/濃度係数、汚れ係数
(Rd)、プラインpH% Pアルカリ度、ブローダウ
ンおよび留出液中の銅含量についての試験結果を示す。
Table 1 shows test results for run time, average ply/density factor, fouling factor (Rd), pline pH % P alkalinity, blowdown and copper content in the distillate.

第1表は、二酸化炭素注入と化学的スケール抑制添加剤
とを用いた実験5および6ではPアルカリ度が比較的低
く、100時間の操業時間についての汚れ係数が二酸化
炭素の注入がない場合の1/2程度であシ、しかもブロ
ーダウンおよび留出液の銅含量(かかる銅含量は腐食率
の目安である)の実質的な増加がないことを示している
Table 1 shows that for runs 5 and 6 with CO2 injection and chemical scale control additives, the P alkalinity was relatively low and the fouling factor for 100 hours of run time was the same as that without CO2 injection. This shows that there is no substantial increase in blowdown or distillate copper content (such copper content is a measure of corrosion rate).

/ / 実施例2−供給物側流によるco2の添加を用いる蒸気
圧縮蒸留 @3図は第1図の蒸気圧縮蒸留装置のもう1つの別の実
施態様の概略図であシ、最終的にプラインへ送るため海
水供給物の側流中に二酸化炭素を溶解する好ましい手段
を示す。(第1図と第3図の両方に共通の構成成分は同
一の参照番号で示す。
/ / Example 2 - Vapor Compression Distillation with Co2 Addition via Feed Sidestream A preferred means of dissolving carbon dioxide in a side stream of a seawater feed is shown. (Components common to both FIG. 1 and FIG. 3 are designated by the same reference numerals.

圧縮機、種々の弁゛、および熱交換器32中を通る留出
液ラインおよびブローダウンラインのような第1図の幾
つかの構成成分は、蘭学のために第3図中では省略しで
ある。) 第5図の装置に於て、低温〔例えば26.7℃(a O
?) ]海水供給物は、点44での化学的添加剤の添加
の後、側流(ライン80)と主供給物流(ライン35)
とに分けられる。供給物pHは約8.3である。ライン
80中およびライン35中のそれぞれの流速は、例えば
約6.8ノ(約1ガロン)7分および約45ノ(約12
ガロン)7分であることができる。ライン35中の水供
給物はポンプ34で熱交換器32へ送られ、熱交換器3
2中で留出液およびブローダウンラン(図には示してな
い)との熱交換によって加熱された後、脱fi器42の
スプレーヘッド46へ送られる。
Some components of FIG. 1, such as the compressor, various valves, and the distillate and blowdown lines running through the heat exchanger 32, have been omitted in FIG. be. ) In the apparatus shown in FIG.
? ] After the addition of chemical additives at point 44, the seawater feed is transferred to the side stream (line 80) and the main feed stream (line 35).
It can be divided into Feed pH is approximately 8.3. The respective flow rates in line 80 and line 35 are, for example, approximately 1 gallon (6.8 rpm) and approximately 45 rpm (approximately 12 gallons).
gallon) can be 7 minutes. The water feed in line 35 is pumped by pump 34 to heat exchanger 32 and
After being heated in 2 by heat exchange with the distillate and a blowdown run (not shown), it is sent to the spray head 46 of the defiler 42.

側流80は点82で流84と流86の2流に分かれ、流
84は、約3.0287(約0.8ガロン)7分の速度
でエダクタ−90へ差し向けられる。ライン86は、約
0.7574(約0.2ガロン)7分の速度で弁92を
通ってC02/海水接触塔96のスプレーヘッド94へ
差し向けられる。
Side stream 80 is split at point 82 into two streams, stream 84 and stream 86, and stream 84 is directed to eductor 90 at a rate of about 0.8 gallons per minute. Line 86 is directed through valve 92 to spray head 94 of C02/seawater contacting tower 96 at a rate of about 0.7574 (about 0.2 gallons) 7 minutes.

〔別法では、スプレーヘッド94の代わりに水導入管(
図には示してない)を用いることができる。〕適当なエ
ダクタ−はペンパーシー(Penberthy)LM型
1/2#エダクタ−である。
[Alternatively, the spray head 94 may be replaced by a water inlet pipe (
(not shown) can be used. ] A suitable eductor is a Penberthy LM type 1/2# eductor.

エダクタ−90は、非圧縮性ガス(02およびN2 )
、co2および少量の水蒸気を運ぶ脱気器42からの排
気ラインとも連通している。
Eductor 90 contains incompressible gas (02 and N2)
, CO2 and a small amount of water vapor.

エダクタ−90中で、流84中の水供給物は加圧され、
ライン50からの排気ガスと混合され、末端が塔96内
の多量の海水】02の表面下にある浸水ライン中へ注入
される。
In eductor 90, the water feed in stream 84 is pressurized;
It is mixed with the exhaust gas from line 50 and is injected into a flood line whose end is below the surface of the bulk seawater [02] in column 96.

海水102中へ注入されたとき、ライン100中の水蒸
気左大部分のCO2とは海水102中に溶解する。非凝
縮性ガスと少量のCO2とは溶解せずに、塔96内の海
水1020表面上の蒸気空間103内に集まる。
When injected into the seawater 102, most of the water vapor in the line 100 and the CO2 are dissolved in the seawater 102. The non-condensable gas and a small amount of CO2 do not dissolve and collect in the vapor space 103 above the surface of the seawater 1020 in the column 96.

スプレーヘッド94で塔内に導入される低温海水は蒸気
空間103内に存在するCO2の大部分を吸収する。溶
解されなかったco2と非凝縮性ガスとは排気弁104
で蒸気空間103から排気され、ライン106から大気
中へ放出される。(弁]04はフロート型弁として図示
しであるが、釘型手動式!リード弁または他の適当な型
の弁であってもよい。) 二酸イヒ炭素に富む水供給物は、塔96からライン11
0を通って蒸発装置10内のシラインの液面より下にあ
るスノ母−ノヤー112へポンプ(図には示してない)
で送られる。(蒸発装置へは、上記第1図の装置に関し
て説明したように、ライン70から脱気された海水が供
給される。)実施例3−多段および多効果型蒸発装置上
述したように、本発明の方法は、第1図の蒸気圧縮装置
以外の型の海水蒸留装置にも適用可能である。本発明の
方法を適用することができる蒸留装置の例には、多段フ
ラッシュ装置および多効果鉛直管型または水平管型蒸発
装置が含まれる。
The cold seawater introduced into the column by the spray head 94 absorbs most of the CO2 present in the vapor space 103. Undissolved CO2 and non-condensable gas are removed from the exhaust valve 104.
The vapor space 103 is evacuated from the vapor space 103 and released into the atmosphere via line 106. (Valve 04 is shown as a float-type valve, but may be a nail-type manual reed valve or other suitable type of valve.) The diacid carbon-enriched water feed is supplied to column 96. From line 11
A pump (not shown in the diagram) passes through the evaporator 10 to the snow mother 112 below the liquid level of the syline in the evaporator 10.
Sent by (The evaporator is supplied with degassed seawater from line 70 as described with respect to the apparatus of FIG. 1 above.) Example 3 - Multi-stage and multi-effect evaporator As described above, the invention The method described above is also applicable to other types of seawater distillation apparatuses than the vapor compression apparatus shown in FIG. Examples of distillation apparatuses to which the method of the invention can be applied include multi-stage flash apparatuses and multi-effect vertical or horizontal tube evaporators.

種々の型の多段および多効果型蒸留装置が当業者には公
知である。例えば、チェコビツチの米国特許第3.21
8.241号は、共に貫流(再循環無し)式および再循
環式で、海水脱塩用の多段フラッシュ蒸発装置の2つの
実施態様を記載している。
Various types of multi-stage and multi-effect distillation equipment are known to those skilled in the art. For example, Czechovic U.S. Patent No. 3.21
No. 8.241 describes two embodiments of a multistage flash evaporator for seawater desalination, both once-through (no recirculation) and recirculation.

一般に、多段および多効果型蒸発装置は一連の先行段お
よび後続段を含み、各段はプライ/保持空間と蒸気凝縮
空間とを含む。プライン保持空間は、各段のプライ/が
沸騰(またはフラッシュ)しつ\あるかあるいはまさに
沸騰(またはフラッシュ)ぜんとする部分として定義さ
れる。それぞれの後続段は先行段より低い圧力で作動す
る。
Generally, multi-stage and multi-effect evaporators include a series of leading and trailing stages, each stage including a ply/holding space and a vapor condensation space. The pline holding space is defined as the area where the plies of each tier are or are about to boil (or flash). Each subsequent stage operates at a lower pressure than the preceding stage.

本発明の方法を多段フラッシュ蒸発装置へ適用するとき
、再循lit CO2を先行段ではなく最終段の1ライ
ン中へ導入して、吸収されたC02が熱交換器中へ送ら
れた後でないと沸騰しないようにすることが望ましい。
When applying the method of the invention to a multi-stage flash evaporator, the recycled lit CO2 is introduced into one line of the last stage rather than in the preceding stage, and only after the absorbed CO2 has been sent into the heat exchanger. It is desirable not to let it boil.

この方法で、co2は段凝縮器(蒸気凝縮空間)内のス
ケール生成の減少という主要な仕事のために保存される
。しかし、フラッシングチャンバー(プライン保持空間
)内のプライン条件が比較的高温で作動するチャンバー
壁土に水酸化マグネシウムスケールを生成する傾向があ
るので、高温段内のスケール累積を防ぐために高温段中
への幾らかの002の導入が望まし込こともあり得る。
In this way, CO2 is conserved for the primary task of reducing scale formation in the stage condenser (steam condensation space). However, since the pline conditions in the flushing chamber (pline holding space) tend to generate magnesium hydroxide scale on the chamber walls operating at relatively high temperatures, some It may be desirable to introduce 002.

多段フラッシュ蒸発装置の各後続段はそれぞれの先行段
に比べて低圧レベルで作動するので、各段凝縮器はその
すぐ次の後続段のプライン部分中へ排気され、それによ
って先行段中のプラインが放出した二酸化炭素の多くを
置換することができる。この方法で、蒸留装置全体にわ
たって水酸化マグネシウムスケールの生成を促進する傾
向があるプライン内の極端な化学的条件を防止すること
ができる・ しかし、ある場合には、ある種の多段フラッシュ装置で
は、すぐ後の後続段との間の圧力降下が比較的小さいの
で、充分な圧力効果を与えて二酸化炭素注入を実際に則
したものにするために、段凝縮器から二酸化炭素を第2
番目または第3番目の後続段のプラインへ排気すること
が必要であることもある。二酸化炭素をかなシのプライ
ン深さで注入することが好ましいので、仁の問題は悪化
される。
Because each succeeding stage of a multi-stage flash evaporator operates at a lower pressure level compared to its respective preceding stage, each stage condenser is evacuated into the pline section of the immediately succeeding stage, thereby causing the plines in the preceding stage to evacuate. Much of the released carbon dioxide can be replaced. In this way, extreme chemical conditions in the pline that tend to promote the formation of magnesium hydroxide scale throughout the distillation apparatus can be prevented. However, in some cases, with some types of multi-stage flash apparatus, Since the pressure drop with the immediately succeeding stage is relatively small, carbon dioxide is transferred from the stage condenser to the second stage in order to provide a sufficient pressure effect and make the carbon dioxide injection practical.
It may be necessary to evacuate to the pline of a 3rd or 3rd subsequent stage. Since it is preferable to inject carbon dioxide at a deep pline depth, the kernel problem is exacerbated.

多段フラッシュ蒸発装置に於けるもう1つの解決方法は
、一連の段から二酸化炭素に富む流を集め、集めた二酸
化炭素を装置内の圧力の低−ある点でプラインへ注入す
る方法である。
Another solution in a multi-stage flash evaporator is to collect the carbon dioxide-rich stream from a series of stages and inject the collected carbon dioxide into the pline at some point at low pressure within the device.

多効果鉛直管または水平管型蒸発装置の場合には、CO
2に富む流をそれぞれの効果管の蒸気凝縮部から排気し
て後続効果管のプライン中へ混合しなければならない。
In the case of multi-effect vertical tube or horizontal tube evaporators, CO
The 2-enriched stream must be exhausted from the vapor condensing section of each effect tube and mixed into the pline of the subsequent effect tube.

当業者には明らかなように、上記の方法および装置は、
海水の脱塩あるいは汽水についての他の蒸発操作を、留
出液およびプラインの腐食特性をほとんど増加させずに
、アルカリ性スケールの生成を排除または実質的に低下
させて実施することを可能忙する。かくして、管または
他の表面のスナーリングによって生じるスループツ)の
減少が無く、実質的々操業時間にわたって出力容量を保
持することができる。
As will be apparent to those skilled in the art, the above method and apparatus may include:
Desalination of seawater or other evaporation operations on brackish water can be carried out with little increase in the corrosive properties of the distillate and the line, and with the formation of alkaline scales eliminated or substantially reduced. Thus, there is no loss of throughput caused by snarling of tubes or other surfaces, and the output capacity can be maintained substantially over the operating time.

以上の詳細な説明から、本発明が化学的添加剤で処理し
たプラインに二酸化炭素を添加し、それによって化学的
添加剤のスケール抑制性能を非常に増強することによっ
て、化学的添加剤で処理したプラインのPアルカリ度お
よびpHの限定された減少にあることは当業者には明ら
かであろう〇ブライン中の遊離二酸化炭素の濃度が制限
されるので、プラインの腐食傾向のかなシの増加という
望ましく々い副作用なしに、この効果は達成されるO 本明細書中に示した所望のpHおよびPアルカリ度範囲
は、本明細書中で挙げた現在市販されている化学的添加
剤について望ましい範囲である。
From the above detailed description, it can be seen that the present invention has been developed by adding carbon dioxide to the chemical additive treated prine, thereby greatly enhancing the scale control performance of the chemical additive. It will be clear to those skilled in the art that a limited reduction in the P alkalinity and pH of the brine will result in an undesirable increase in the corrosion tendency of the prine, since the concentration of free carbon dioxide in the brine will be limited. This effect is achieved without significant side effects. The desired pH and P alkalinity ranges set forth herein are within the desired range for the currently commercially available chemical additives listed herein. be.

もし将来、よシ高いPアルカリ度およびpHレベルでア
ルカリ性スケール生成を抑制することができる化学的添
加剤が開発されたとすると、本明細書記載の方法によシ
、すなわちかかる化学的添加剤によって処理されたプラ
インのPアルカリ度およびpHを二酸化炭素の添加によ
って減少させることによシ、かかる化学的添加剤でも本
発明の目的は得られると考える。それによって、かかる
化学的添加剤のアルカリ性スケール抑制特性は増強され
るであろう。
If in the future chemical additives are developed that are capable of inhibiting alkaline scale formation at higher P alkalinity and pH levels, treatment by the method described herein, i.e., with such chemical additives. It is believed that the objects of the present invention can be achieved with such chemical additives by reducing the P alkalinity and pH of the treated prine by the addition of carbon dioxide. The alkaline scale control properties of such chemical additives will thereby be enhanced.

以上の詳細な説明は、種々の変更が当業者kVi明らか
であろうので、理解を容易にするためにのみ示したもの
であシ、本発明がかかる詳細によって不必要に限定され
るものでないことは言うまでもないことである。
The foregoing detailed description is presented for ease of understanding only, as various modifications will be apparent to those skilled in the art, and the invention is not unnecessarily limited by such details. It goes without saying.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を実施する蒸気圧縮型蒸留装置の、部分
的に断面で示した概略図であ〕、第2図は第1図の装置
の二酸化炭素注入マニホルドの第1図の@2−に−>v
ての部分図であり、第5図は本発明を実施する蒸気圧縮
型蒸留装置の好ましい実施態様の、部分的に断面で示し
た概略図である。 図中、10・・・多管式蒸発装置、12・・・蒸気圧縮
機、14・・・カランドリアすなわち管束、16・・・
ダウンテーク、20・・・rミスタ−122・・・導管
、24・・・留出液ポンプ、32・・・熱交換器、34
・・・供給ボン!、36・・・一体型混合装置、42・
・・脱気器(塔)、44・・・化学的スケール抑制添加
剤、添加地点、61・・・二酸化炭素注入装置、62・
・・多孔管、64・・・不堪、72・・・液面制御装置
FIG. 1 is a partially cross-sectional schematic diagram of a vapor compression distillation apparatus embodying the present invention; FIG. -to->v
FIG. 5 is a schematic diagram, partially in section, of a preferred embodiment of a vapor compression distillation apparatus embodying the present invention. In the figure, 10...multi-tube evaporator, 12... vapor compressor, 14... calandria or tube bundle, 16...
Downtake, 20...r mister-122...conduit, 24...distillate pump, 32...heat exchanger, 34
...Supply bong! , 36... integrated mixing device, 42...
... Deaerator (tower), 44 ... Chemical scale inhibiting additive, addition point, 61 ... Carbon dioxide injection device, 62.
...Porous pipe, 64...Unsuitable, 72...Liquid level control device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11  間アルカリ性スケール抑制を達成する少なく
とも1種の高温化学的スケール抑制添加剤を含む蒸発し
つつあるアルカリ性シラインと接触しティ;E、fロセ
ス装置表面上のアルカリ性スケール生成を低下または実
質的に排除する方法であって、該ブラインの蒸発後また
は蒸発と同時に、該ブライン中に於ける炭酸水素塩イオ
ン分解を実質的に減少させるの忙充分な、しかし該ブラ
イン中に化学的に結合されてない二酸化炭素の実質的な
量をもたらすには不充分な量の二酸化炭素を該プライン
中へ溶解させて腐食条件およびアルカリ性スケール生成
を防止する工程を含むことを特徴とする方法。 (2)皺高温スケール抑制添加剤がマレイン酸のポリマ
ー、マレイン酸のコポリマー、ポリホスホナート、ホス
ホン酸誘導体、アミノホスホン酸誘導体、ポリメタクリ
ル酸誘導体、Iリアクリル酸誘導体、ぼりオールエステ
ルまたはそれらの混合物からなる群から遺くれることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の方法。 (3)溶解される二酸化炭素の量が、該ブラインのPア
ルカリ度を等価炭酸カルシウムとして表して20〜90
 ppm K保ちかつブラインのpHを約8.7〜9.
5に保持するような量であることを特徴とする特許請求
の範囲第(11項記載の方法0 (4)  プライン中の化学的に結合されていない二酸
化炭素の濃度を約1 ppm未満に保つことを特徴とす
る特許請求の範囲! (3)項記載の方法。 (5)  シライン中の化学的に結合されていない該二
酸化炭素濃度が約o 、 s ppm未満であることを
特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載の方法。 (6)  該アルカリ性ブラインが88℃(190下)
以上の温度で蒸発しつつあることを特徴とする特許請求
の範囲第+13項記載の方法。 (7)  蒸\発させることに−なっているブライン中
に、M蒸発中、閾スケール抑制を達成する高温化学的ス
ケール抑制添加剤が存在することで該プライン中に於け
るアルカリ性スケールの生成を抑制する方法であって、
該添加剤で処理されるプラインに比較して該プラインの
Pアルカリ度およびpHを下げ、それによって該添加剤
のスケール抑制能力を増強させるために、該蒸発後また
#i該蒸発と同時に該プラインへ二酸化炭素を添加する
工程を含むことを特徴とする方法〇(8)  ブライン
中に存在する炭酸水素塩イオンの分解によって生成する
実質的な量の炭酸塩イオンを含みかつ該プライン中に閾
スケール抑制を達成する高温化学的スケール抑制添加剤
が存在することで該プライン中に於けるアルカリ性スケ
ールの生成を抑制する方法であって、該添加剤のみによ
って処理されるプラインに比較して該プラインのPアル
カリ度およびpHを下げ、それによって該添加剤のスケ
ール抑制能力を増強させるために、該分解後または該分
解と同時に該プラインへ二酸化炭素を添加する工程を含
みかつ該二酸化炭素の添加を、比較的低温の水流に二酸
化炭素ガスを溶解し、該二酸化炭素含有水流t−該プラ
インと混合することによって行うことを特徴とする方法
。 (9)該水流が供給水流の側流からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第(8)項記載の方法。 tl[l  蒸発工程で該プラインから発生した非凝縮
性ガスを集め、骸ガスを骸側流へ差し向けて該側流と混
合させることによって二酸化炭素を該供給水側流へ添加
することを特徴とする特許請求の範囲第(9)6項記載
の方法。 aル  該供給水側流と該ガスとの混合を、エダクタ−
中で骸ガスと該側流とを混合しかつ加圧した後、該ガス
および側流混合物を比較的低温の水と接触させることに
よって行うことを特徴とする特許請求の範囲第(1(1
項記載の方法。 α2 #比較的低温の水が海水からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第(8)項オたは第(9)項または第
11(1項または第(11)項記載の方法。 0 胴側と管側とを有する多管式熱交換器と、骸胴側お
よび咳管側のいずれか一方へアルカリ性ブラインを送る
手段と、核プラインの一部分を該熱交換器の少なくとも
1つの伝熱表面と接触させて核プラインを沸騰させる手
段と、該胴側および肢管側の他方へ蒸気を送って該伝熱
表面と接触するブライン部分を沸騰させる手段と、二酸
化炭素源と、該プライン及び該二酸化炭素源に連通して
二酸化炭素を骸二酸化炭素源から該プラインに送る手段
と、該プライン中で間スケール抑制を達成し得る高温化
学的スケール抑制添加剤源と、該添加剤源及び核シライ
ン移送手段に連通して、該プラインの沸騰の的に所定量
の核添加剤を骸プラインに付与する手段とを有する蒸留
装置。 α41ff二酸化炭素源が該熱交換器の該ブライン接触
側の蒸気空間と連通ずる手段を含むことを特徴とする特
許請求の範囲第03項記載の装置。 (ト) 該プラインおよび該二酸化炭素源と連通ずる手
段が核プラインのレベルよシ下に置かれたインゼンクタ
ーで終わる導管からなることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の装置。 (2) 核インゼクターが多孔管からなることを特徴と
する特許請求の範囲第(イ)項記載の装置。 α乃 該脱気器を該熱交換器の#ツライン捕集側と骸イ
ンゼクターとの中間の該導管中に配置することを特徴と
する特許請求の範囲第(イ)項記載の装置。 に) 該二酸化炭素源およ、び第1水源のおのおめが該
二酸化炭素と水とを混合するための第1混合手段と連通
してhて二酸化炭素含有水の第1流を生成すること、お
よび核混合手段が、該二酸化炭素含有水の第1流を該熱
交換器のプラインと連通している第2水源と混合するた
めの第2混合手段とも連通していることを特徴とする特
許請求の範囲第α4項記載の装置。 α罎 該第1混合手段がエダクタ−からなりかつ該第2
混合手段が気−液接触塔からなることを特徴とする特許
請求の範囲第(至)項記載の装置。 翰 紋第1水源が該プラインを核熱交換器へ送る供給海
水流の側流からなることを特徴とする特許請求の範囲第
(至)項または第(至)項記載の装置。 +21+  一連の前段階および後段階を含み、該各段
がプライン保持空間と蒸気凝縮空間とを含み、相隣る先
行段と後続段との間に圧力降下があること、アルカリ性
プラインが各先行段から隣りの後続段へ流れ、該プライ
ンの一部分が該後続段中で蒸発し、該シライノの一部分
が閾アルカリ性スケール抑制を達成する少なくとも1種
の高温化学的スケール抑制添加剤と、蒸発中に該プライ
ン中の炭酸水素塩イオンの分解から生じる実質的な量の
炭酸塩イオンとを含むことからなる多段蒸発装置の液体
および蒸気接触表面上でのアルカリ性スケール生成を低
下または実質的に排除する方法であって、蒸発中に、該
プライン内の炭酸水素塩イオン分解の速度と程度とを実
質的に低下させるのに充分な、しかし該プライン内に化
学的に結合されていない二酸化炭素の実質的な量をもた
らすには本充分な量の二酸化炭素を該プライン中に溶解
させて腐食条件およびアルカリ性スケール生成を防止す
る工程を含むことを特徴とする方法。 (2z  先行段の蒸気凝縮空間から後続段のプライン
保持空間へ該二酸化炭素を再循環させる工程によって、
該二酸化炭素の少なくとも一部分を該プライ/中へ溶解
させることを特徴とする特許請求の範囲第2D項記載の
方法。 c!3)  該化学的スケール抑制添加剤が、マレイン
酸のポリマー、マレイン酸のコポリマー、ポリホスホナ
ート、ホスホン酸誘導体、アミノホスホン酸誘導体、ポ
リメタクリル酸誘導体、ポリアクリル酸誘導体、Iリオ
ールエステル、あるいはそれらの混合物からなる群から
選ばれることを特徴とする特許請求の範囲第C2υ項記
載の方法。 @ 溶解される二酸化炭素の量が、該プラインのPアル
カリ度を等価の炭酸カルシウムとして表わして約20〜
90 ppmに保ちかつプラインのpHを約8.7〜9
@3に保つような量であることを特徴とする特許請求の
範囲第(21)項記載の方法。 (251プライン中の化学的に結合されていない二酸化
炭素の濃度を約1 ppm未満に保つことを特徴〜59
9 とする特許請求の範囲第(2)項記載の方法。 )掴 プライン中の該化学的に結合されていない二酸化
炭素濃度が約0 、5 ppm未満であることを特徴と
する特許請求の範囲第C251項記載の方法。 127)該二酸化炭素を、複数の先行段の蒸気凝縮空間
から該複数の先行段のおのおのの後に続く少なくとも1
つの段のプライン保持空間へ再循環させることを特徴と
する特許請求の範囲第(21)項記載の方法。 +21  各段がプライン保持空間および蒸気凝縮空間
を含み、相隣る先行および後続股間に隣りの後続段に対
して、該隣りの後続段中でプラインの一部分を蒸発させ
るため圧力降下を有する一連の先行および後続段と、該
段の第1段ヘブラインを送るための手段とを含む、多段
蒸発装置であって、二酸化炭素源と、少なくとも1つの
プライン保持空間または蒸気凝縮空間と該二酸化炭素源
に連通していて二酸化炭素を該二酸化炭素源から該プラ
インへ送るための連通手段と。 該プライン中で閾スケール抑制を達成することができる
高温化学晶スケール抑制添加剤源と。 該第1段中でプラインの蒸発前にプラインへ該添加剤源
から一定量の該添加剤を導入するための導入手段とをさ
らに含むことを特徴とする多段蒸発装置。 +21  該二酸化炭素源が後続段のプライン保持空間
に対して先行段の蒸気凝縮空間と連通ずる手段を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(至)項記載の蒸発装
置。 (」 該二酸化炭素源が複数の先行段のおのおのに後続
する少なくとも1つの段のプライン保持空間に対して該
複数の先行段の蒸気凝縮空間と連通ずる手段を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第(a項記載の蒸発装置。
[Claims] Contacting the evaporating alkaline silane containing at least one high temperature chemical scale inhibiting additive to achieve alkaline scale inhibition during +11; A method of reducing or substantially eliminating chemical decomposition in the brine after or concurrently with evaporation of the brine. dissolving into the prine an amount insufficient to provide a substantial amount of unbound carbon dioxide to prevent corrosive conditions and alkaline scale formation. . (2) The wrinkle high temperature scale inhibiting additive is a polymer of maleic acid, a copolymer of maleic acid, a polyphosphonate, a phosphonic acid derivative, an aminophosphonic acid derivative, a polymethacrylic acid derivative, an I-lyacrylic acid derivative, a boryl ester, or a mixture thereof. The method according to claim 1, characterized in that the method comprises: (3) The amount of carbon dioxide dissolved is between 20 and 90 expressed as the equivalent calcium carbonate of the P alkalinity of the brine.
ppm K and brine pH of about 8.7-9.
(4) The concentration of chemically unbound carbon dioxide in the prine is maintained at less than about 1 ppm. Claims characterized in that the method according to paragraph (3). (5) The concentration of the chemically unbound carbon dioxide in the syline is less than about 0.5 ppm. The method according to claim (4). (6) The alkaline brine is heated to 88°C (below 190°C).
The method according to claim 13, characterized in that the evaporation occurs at a temperature above or above. (7) The presence of a high temperature chemical scale control additive in the brine to be evaporated that achieves threshold scale control during M evaporation prevents the formation of alkaline scale in the brine. A method of suppressing
#i the prine after the evaporation and simultaneously with the evaporation in order to reduce the P alkalinity and pH of the pline compared to plines treated with the additive, thereby enhancing the scale control ability of the additive. (8) A method characterized in that the brine contains a substantial amount of carbonate ions produced by decomposition of bicarbonate ions present in the brine and a threshold scale in the brine. A method of inhibiting the formation of alkaline scale in a pline by the presence of a high temperature chemical scale inhibiting additive that achieves inhibition, the method comprising: adding carbon dioxide to the prine after or simultaneously with the decomposition to lower P alkalinity and pH and thereby enhance the scale control ability of the additive; A method characterized in that it is carried out by dissolving carbon dioxide gas in a relatively cold water stream and mixing it with the carbon dioxide-containing water stream t-the prine. (9) A method according to claim (8), characterized in that the water stream consists of a side stream of the feed water stream. tl[l Characterized by collecting non-condensable gases generated from the pline during the evaporation step and adding carbon dioxide to the feedwater side stream by directing the bulk gas to the prine and mixing with the side stream. The method according to claim (9)6. The mixing of the feed water side stream and the gas is carried out in an eductor.
Claim 1 (1) characterized in that the process is carried out by mixing and pressurizing the carcass gas and the side stream in a container and then contacting the gas and side stream mixture with relatively low temperature water.
The method described in section. α2 #The method according to claim (8) or (9) or 11 (1 or (11)), characterized in that the relatively low-temperature water consists of seawater. 0 a shell-and-tube heat exchanger having a shell side and a tube side; means for delivering alkaline brine to either the shell side or the cough tube side; means for boiling the nuclear prine in contact with the surface; means for sending steam to the other of the body side and limb side to boil the brine portion in contact with the heat transfer surface; a source of carbon dioxide; a source of high temperature chemical scale control additive capable of achieving intermediate scale control in the pline; A distillation apparatus that communicates with the brine transfer means and has means for applying a predetermined amount of nucleating agent to the skeleton prine during boiling of the pline. The device according to claim 03, characterized in that it includes means for communicating with the space. (2) The device according to claim (a), characterized in that the nuclear injector consists of a porous tube. αNo. The device according to claim (a), wherein the deaerator is disposed in the conduit between the #tline collection side of the heat exchanger and the skeleton injector. ) each of the carbon dioxide source and the first water source communicate with a first mixing means for mixing the carbon dioxide and water to produce a first stream of carbon dioxide-containing water; and wherein the nuclear mixing means is also in communication with a second mixing means for mixing the first stream of carbon dioxide-containing water with a second water source that is in communication with the heat exchanger plines. The device according to claim α4. α the first mixing means comprises an eductor and the second mixing means comprises an eductor;
2. The apparatus according to claim 1, wherein the mixing means comprises a gas-liquid contact tower. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first water source comprises a side stream of the feed seawater stream that feeds the line to the nuclear heat exchanger. +21+ A series of pre-stages and post-stages, each stage including a pline holding space and a vapor condensing space, wherein there is a pressure drop between adjacent preceding stages and subsequent stages; to an adjacent subsequent stage, a portion of the pline is evaporated in the subsequent stage, and a portion of the prine is evaporated with at least one high temperature chemical scale control additive that achieves threshold alkaline scale control; a substantial amount of carbonate ions resulting from the decomposition of bicarbonate ions in the prine. during evaporation, sufficient to substantially reduce the rate and extent of bicarbonate ion decomposition within the pline, but with a substantial amount of carbon dioxide not chemically bound within the pline. A method comprising the step of dissolving sufficient carbon dioxide into the pline to provide a sufficient amount of carbon dioxide to prevent corrosive conditions and alkaline scale formation. (2z By recirculating the carbon dioxide from the vapor condensation space of the preceding stage to the pline holding space of the subsequent stage,
A method according to claim 2D, characterized in that at least a portion of the carbon dioxide is dissolved into the ply. c! 3) the chemical scale inhibiting additive is a polymer of maleic acid, a copolymer of maleic acid, a polyphosphonate, a phosphonic acid derivative, an aminophosphonic acid derivative, a polymethacrylic acid derivative, a polyacrylic acid derivative, an I-liol ester, or The method according to claim C2υ, characterized in that the method is selected from the group consisting of mixtures of. @ The amount of carbon dioxide dissolved is approximately 20 to 20% of the P alkalinity of the prine expressed as equivalent calcium carbonate
Keep the pH of the prine at 90 ppm and about 8.7 to 9.
The method according to claim 21, characterized in that the amount is such that the amount is maintained at @3. (Characterized by keeping the concentration of chemically unbound carbon dioxide in the 251 prine below about 1 ppm~59
9. The method according to claim (2). 252. The method of claim C251, wherein the concentration of chemically unbound carbon dioxide in the gripping line is less than about 0.5 ppm. 127) transferring the carbon dioxide from the vapor condensation spaces of the plurality of preceding stages to at least one subsequent stage of each of the plurality of preceding stages;
22. A method according to claim 21, characterized in that the pline is recycled to two stages of pline holding spaces. +21 A series of steps, each stage including a pline holding space and a vapor condensing space, having a pressure drop relative to an adjacent succeeding stage between adjacent leading and trailing legs to evaporate a portion of the pline in the adjacent succeeding stage. A multi-stage evaporator comprising leading and trailing stages and means for delivering a first stage of the stages, a source of carbon dioxide, at least one prine holding space or vapor condensing space and a source of carbon dioxide. communication means for communicating carbon dioxide from the carbon dioxide source to the pline; A source of high temperature chemical crystalline scale control additives capable of achieving threshold scale control in the prine. and introducing means for introducing an amount of the additive from the additive source into the pline prior to evaporation of the prine in the first stage. +21. The evaporator of claim 1, wherein the carbon dioxide source includes means for communicating the vapor condensation space of the preceding stage with the pline holding space of the subsequent stage. (') wherein the carbon dioxide source includes means for communicating with the vapor condensation space of the plurality of preceding stages to the pline holding space of at least one subsequent stage of each of the plurality of preceding stages. Scope No. (an evaporation device according to item a).
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