JPS5916588A - 熱水中のシリカの除去方法 - Google Patents
熱水中のシリカの除去方法Info
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- JPS5916588A JPS5916588A JP12713582A JP12713582A JPS5916588A JP S5916588 A JPS5916588 A JP S5916588A JP 12713582 A JP12713582 A JP 12713582A JP 12713582 A JP12713582 A JP 12713582A JP S5916588 A JPS5916588 A JP S5916588A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、地熱発電において熱水蒸気に伴って噴出する
熱水や温泉水などの熱水中に含まれるシリカの除去方法
に関する。
熱水や温泉水などの熱水中に含まれるシリカの除去方法
に関する。
地熱発電の水蒸気に伴って噴出する熱水中には、多量の
シリカが溶在している。このようなシリカは、熱水が流
通する各種の装置、配管などにスケールとして析出して
種々のトラブルを生じさせ、熱水の有効利用に対する大
きな障害と々っている。
シリカが溶在している。このようなシリカは、熱水が流
通する各種の装置、配管などにスケールとして析出して
種々のトラブルを生じさせ、熱水の有効利用に対する大
きな障害と々っている。
また、熱水を地下に還元する際においても、配管、還元
井はシリカの存在のため閉塞を起し易く、配管の洗浄、
交替及び新たな還元井の掘削を余儀なミ札れ、地熱発電
コストに大きな影響を与えている。このようなシリカを
除去することができれば、上記したスケールによるトラ
ブルを回避できるだけでなく、熱水からの熱回収あるい
は熱水の利用の途を開くことができ、さらに除去、回収
したシリカを資源として有効利用できることが予想され
、節することにより、熱水の温度低下をほとんど伴うこ
となく、大部分の溶存シリカをケイ酸マグネシウムとし
て沈澱させることができ、しかもこの沈澱を分離した後
の熱水が各種の利用等によりその温度が低下してもスケ
ールの析出は起らないことを見出し、本発明を完成する
に到った。
井はシリカの存在のため閉塞を起し易く、配管の洗浄、
交替及び新たな還元井の掘削を余儀なミ札れ、地熱発電
コストに大きな影響を与えている。このようなシリカを
除去することができれば、上記したスケールによるトラ
ブルを回避できるだけでなく、熱水からの熱回収あるい
は熱水の利用の途を開くことができ、さらに除去、回収
したシリカを資源として有効利用できることが予想され
、節することにより、熱水の温度低下をほとんど伴うこ
となく、大部分の溶存シリカをケイ酸マグネシウムとし
て沈澱させることができ、しかもこの沈澱を分離した後
の熱水が各種の利用等によりその温度が低下してもスケ
ールの析出は起らないことを見出し、本発明を完成する
に到った。
すなわち、本発明によれば、シリカを含有する熱水にマ
グネシウムイオンを放出し得る物質を加え、熱水中のシ
リカをケイ酸マグネシウムとして沈澱せしめることを特
徴とする熱水中のシリカの幡去方法が提供される。
グネシウムイオンを放出し得る物質を加え、熱水中のシ
リカをケイ酸マグネシウムとして沈澱せしめることを特
徴とする熱水中のシリカの幡去方法が提供される。
本発明の方法の対象と々る熱水は、上記したような地熱
発電所から排出されるものの他、温泉水などがあり、こ
れらは通常40〜120℃の温度であり、100〜20
00PIのシリカを含んでいる。
発電所から排出されるものの他、温泉水などがあり、こ
れらは通常40〜120℃の温度であり、100〜20
00PIのシリカを含んでいる。
シリカは熱水中では次式(1)で示されるように水和に
よりケイ酸として含有されている。
よりケイ酸として含有されている。
SiO2+ 2H20て士I(4S i 04
(I)ケイ酸はpHの上昇とともに次式(It)
、([[Dの如く水素イオンを解離して、ケイ酸水素イ
オン及びケイ酸イオンとなる。
(I)ケイ酸はpHの上昇とともに次式(It)
、([[Dの如く水素イオンを解離して、ケイ酸水素イ
オン及びケイ酸イオンとなる。
H45i04 :==:=:=−H+ + H
35i04− (ロ)H3S
104− =ゴH+十H2S1O42−(2)ケイ酸
水素イオン及びケイ酸イオンの存在する状態でマグネシ
ウムイオンを添加すること次式(IV)に従ってケイ酸
マグネシウムMg3 S 14011・H20が生成し
沈澱する。
35i04− (ロ)H3S
104− =ゴH+十H2S1O42−(2)ケイ酸
水素イオン及びケイ酸イオンの存在する状態でマグネシ
ウムイオンを添加すること次式(IV)に従ってケイ酸
マグネシウムMg3 S 14011・H20が生成し
沈澱する。
3Mg” + 2H3Si04”−+ 21(2Si
04”−===うMg5Si40+t ” H20+
4H20(転)本発明は上記したような原理に基づくも
のであ熱水中に添加されるマグネシウムイオン放出物質
としては、熱水中に容易に溶解しマグネシウムイオンを
生成し得るものであれば任意のものが適用され、粉末な
どの固体状で適用することもできるが、通常、水溶性の
マグネシウム化合物の水溶液の形態で添加される。マグ
ネシウム化合物としては、例えば、塩化マグネシウム、
硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等のマグネシウム
塩が使用される。水溶液として使用する場合、その濃度
は特に制限は無いが、熱水の温度低下、等を考慮すれば
、なるべく高濃度で用いるのが良い。
04”−===うMg5Si40+t ” H20+
4H20(転)本発明は上記したような原理に基づくも
のであ熱水中に添加されるマグネシウムイオン放出物質
としては、熱水中に容易に溶解しマグネシウムイオンを
生成し得るものであれば任意のものが適用され、粉末な
どの固体状で適用することもできるが、通常、水溶性の
マグネシウム化合物の水溶液の形態で添加される。マグ
ネシウム化合物としては、例えば、塩化マグネシウム、
硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等のマグネシウム
塩が使用される。水溶液として使用する場合、その濃度
は特に制限は無いが、熱水の温度低下、等を考慮すれば
、なるべく高濃度で用いるのが良い。
マグネシウムイオンの添加量は、熱水中のシリカ量に対
するモル比(Mg /S i 02 モル比)として通
常1/2以上、好ましくは3/4以上、より好ましくは
1以上である。モル比が1/2より小さい場合、溶存し
たまま残留するシリカ量が多く、効果的なシリカ除去が
達成できない。マグネシウムイオン添加量の上限は特に
ないが、大過剰に加えても何等利点はなく、却って経済
性の面から好比の好ましい上限は2程度である。
するモル比(Mg /S i 02 モル比)として通
常1/2以上、好ましくは3/4以上、より好ましくは
1以上である。モル比が1/2より小さい場合、溶存し
たまま残留するシリカ量が多く、効果的なシリカ除去が
達成できない。マグネシウムイオン添加量の上限は特に
ないが、大過剰に加えても何等利点はなく、却って経済
性の面から好比の好ましい上限は2程度である。
このように適量のマグネシウムイオンが添加された熱水
は次にシリカ分をケイ酸マグネシウム−として沈澱させ
るようなpH値に調整される。閘、場合によってはマグ
ネシウムイオンの添加に先立って或はそれと同時にp)
(調整を行うことは可能であるが、所定値にp、H&副
調整る必要があるた、 め、pH調整はマグネシウムイ
オン添加の後に行゛うのが好ましい。pH調整は通常、
pH8〜10の弱アルカリの範囲になるよう行うのがよ
い。ケイ酸マグネシウムを沈澱させるに適当なpH範囲
は熱水の温度により異なり、熱水の温度が高いほど最適
pI(範囲は低い方へと移る傾向を示す。90℃の熱水
を例にとると、最適なpHは8.6〜9.4程度であり
、このpH範囲では、前記したケイ酸の水素イオン解離
((■)及び(2)式)が重重しい程度に起り、(財)
式で示されるケイ酸マグネシウムの生成が効果的に達成
される。pHが8.6より低いと、ケイ酸マグネシウム
の生成に関与するケイ酸イオン串が不充分となり、一方
言、4よりpHが高くなると水酸化マグネシウムが沈澱
するため、必要なケイ酸水素イオンが不足し、いずれの
場合も前記(転)式の平衡を効果的に右にシフトできず
充分にケイ酸マグネシウムを生成、沈澱させることがで
きない。上記した最適pH範囲にするときは、ケイ酸マ
グネシウムの生成が著しく起り、また、沈澱したケイ酸
マグネシウムを分離した後の熱水を室温まで冷却したり
、pHを変動させたりしても残留5i02によるスケー
ルの析出は無い。
は次にシリカ分をケイ酸マグネシウム−として沈澱させ
るようなpH値に調整される。閘、場合によってはマグ
ネシウムイオンの添加に先立って或はそれと同時にp)
(調整を行うことは可能であるが、所定値にp、H&副
調整る必要があるた、 め、pH調整はマグネシウムイ
オン添加の後に行゛うのが好ましい。pH調整は通常、
pH8〜10の弱アルカリの範囲になるよう行うのがよ
い。ケイ酸マグネシウムを沈澱させるに適当なpH範囲
は熱水の温度により異なり、熱水の温度が高いほど最適
pI(範囲は低い方へと移る傾向を示す。90℃の熱水
を例にとると、最適なpHは8.6〜9.4程度であり
、このpH範囲では、前記したケイ酸の水素イオン解離
((■)及び(2)式)が重重しい程度に起り、(財)
式で示されるケイ酸マグネシウムの生成が効果的に達成
される。pHが8.6より低いと、ケイ酸マグネシウム
の生成に関与するケイ酸イオン串が不充分となり、一方
言、4よりpHが高くなると水酸化マグネシウムが沈澱
するため、必要なケイ酸水素イオンが不足し、いずれの
場合も前記(転)式の平衡を効果的に右にシフトできず
充分にケイ酸マグネシウムを生成、沈澱させることがで
きない。上記した最適pH範囲にするときは、ケイ酸マ
グネシウムの生成が著しく起り、また、沈澱したケイ酸
マグネシウムを分離した後の熱水を室温まで冷却したり
、pHを変動させたりしても残留5i02によるスケー
ルの析出は無い。
pH調整は、熱水のpHを上記した範囲に設定し得、且
つケイ酸マグネシウムの生成を妨げないものであれば任
意のアルカリ性物質を用いることができる。水酸化ナト
リウム、石灰化、水酸化カリウム、アンモニア水、炭酸
ナトリウムなどがその一例である。ケイ酸マグネシウム
の生成反応は極めて速く進行するが、反応時間は通常5
〜30分とするのがよい。
つケイ酸マグネシウムの生成を妨げないものであれば任
意のアルカリ性物質を用いることができる。水酸化ナト
リウム、石灰化、水酸化カリウム、アンモニア水、炭酸
ナトリウムなどがその一例である。ケイ酸マグネシウム
の生成反応は極めて速く進行するが、反応時間は通常5
〜30分とするのがよい。
このようにして熱水に溶存するシリカはその大部分がケ
イ、酸マグネシウムとして沈澱じ、濾過な次に本発明を
実施例により更に詳細に説明する。
イ、酸マグネシウムとして沈澱じ、濾過な次に本発明を
実施例により更に詳細に説明する。
実施例1
6001pl+のシリカを含有する90℃の熱水に対し
シリカと等モルの20q6塩化マグネシウム水溶液を加
えた後、8d6水酸化ナトリウム水溶液によりpHを種
々の所定値に設定した。1o分間、同温で放置後沈澱を
濾別し、濾液中に残存するシリカの濃度を測定した。結
果を第1図に示す。また、同様な処理を25℃のシリカ
含有水について行った。結果を第1図に示す。第1図か
ら明らかなように、90℃の熱水の場合、pHを8.6
〜94の範囲とするときシリカを効果的に減少し得るこ
とがわかる。また、pH9付近では熱水の場合の残留シ
リカ濃度は室温水の場合の約5分の1であり、これは、
濾別後の熱水が室温まで冷却されてもケイ酸マグネシウ
ムスケールは析出しないことを示している。
シリカと等モルの20q6塩化マグネシウム水溶液を加
えた後、8d6水酸化ナトリウム水溶液によりpHを種
々の所定値に設定した。1o分間、同温で放置後沈澱を
濾別し、濾液中に残存するシリカの濃度を測定した。結
果を第1図に示す。また、同様な処理を25℃のシリカ
含有水について行った。結果を第1図に示す。第1図か
ら明らかなように、90℃の熱水の場合、pHを8.6
〜94の範囲とするときシリカを効果的に減少し得るこ
とがわかる。また、pH9付近では熱水の場合の残留シ
リカ濃度は室温水の場合の約5分の1であり、これは、
濾別後の熱水が室温まで冷却されてもケイ酸マグネシウ
ムスケールは析出しないことを示している。
なお、沈澱と平衡にある溶液中のイオン濃度は次式で示
される溶解度積りによって決まり、Lは、90℃では1
012〜1O−33,25℃では10””26前後11
開口、j59− 16588(3)・キ堪る。
される溶解度積りによって決まり、Lは、90℃では1
012〜1O−33,25℃では10””26前後11
開口、j59− 16588(3)・キ堪る。
L−〔Mg”)3[H2SiO3−:]2(H2SiO
42−)290℃、pH9で沈澱を生成せしめた熱水の
マグネシウム及びシリカの濃度よりその時の溶解度積は
計算により求められ、これを室温水の最適pl(である
9、6にした場合に計算される溶解度積は上記した1
0’−26より小さい。すなわち、90℃、pH9,0
でケイ酸マグネシウムを沈澱させ、濾別した後の熱水を
室温捷で冷却し、pl(を9.6まで増加してもスケー
ルは析出しない。
42−)290℃、pH9で沈澱を生成せしめた熱水の
マグネシウム及びシリカの濃度よりその時の溶解度積は
計算により求められ、これを室温水の最適pl(である
9、6にした場合に計算される溶解度積は上記した1
0’−26より小さい。すなわち、90℃、pH9,0
でケイ酸マグネシウムを沈澱させ、濾別した後の熱水を
室温捷で冷却し、pl(を9.6まで増加してもスケー
ルは析出しない。
実施例2
55(ip+のシリカを含有する熱水(90’C)に2
0係塩化マグネシウムを種々のMg7802モル比にな
るように加え、次に8係水酸化ナトリウム水溶液により
そのpHを9に設定し、濾別後の濾液に残留するシリカ
濃度を測定した。結果を第2図に示す。
0係塩化マグネシウムを種々のMg7802モル比にな
るように加え、次に8係水酸化ナトリウム水溶液により
そのpHを9に設定し、濾別後の濾液に残留するシリカ
濃度を測定した。結果を第2図に示す。
第2図から、Mg/802モル比が0.5近辺で急激な
残留シリカ濃度の減少が見られ、モル比が374 以上
特に1以上になると7υ力除去効果は’1hlJである
ことがわかる。
残留シリカ濃度の減少が見られ、モル比が374 以上
特に1以上になると7υ力除去効果は’1hlJである
ことがわかる。
実施例3
保温容器にいれたS i 02540 pl、Na”
432111m、K+61pl、Ca” IO,5p、
Mg” 0.11F、C7−6341F、SO42−6
9茫、H2S31Pを含むpH9,05、温度95℃の
熱水2tに、10係塩化マグネシウム水溶液18−と1
0係水酸化ナトリウム水溶液15づを加え、攪拌したと
ころ直ちに白色の沈澱が生じた。
432111m、K+61pl、Ca” IO,5p、
Mg” 0.11F、C7−6341F、SO42−6
9茫、H2S31Pを含むpH9,05、温度95℃の
熱水2tに、10係塩化マグネシウム水溶液18−と1
0係水酸化ナトリウム水溶液15づを加え、攪拌したと
ころ直ちに白色の沈澱が生じた。
30分間静置し、上澄液を濾過したのちソリ力の分析を
したところ、この液の全シリカ濃度は24P、pH8,
90であった。この上べγ液を一昼夜室温で静置したが
、新しい沈澱やスケールの析出はまったく見られなかっ
た。
したところ、この液の全シリカ濃度は24P、pH8,
90であった。この上べγ液を一昼夜室温で静置したが
、新しい沈澱やスケールの析出はまったく見られなかっ
た。
比較例1
上記の実施例1と同じ熱水をそのま捷−昼夜、室温で静
置したところ容器の表面に少量のシリカゲルが析出して
いるのがみられた。この液を濾過し、シリカを分析した
ところ吸光光度法によって1401!”n、重量分析法
によっては3701plの分析値を得た。すなわち、そ
の差である2301plのム・は重合しながらも・・イ
ドとして存在しているもので、不安定でありスケールと
して析出し易い状態にある。
置したところ容器の表面に少量のシリカゲルが析出して
いるのがみられた。この液を濾過し、シリカを分析した
ところ吸光光度法によって1401!”n、重量分析法
によっては3701plの分析値を得た。すなわち、そ
の差である2301plのム・は重合しながらも・・イ
ドとして存在しているもので、不安定でありスケールと
して析出し易い状態にある。
比較例2
上記の実施例1と同じ熱水2tに乳鉢でよくすりつぶし
た水酸化マグネシウム粉末3fIを加えて1時間攪拌し
たのち、濾過し溶液を分析したところpH9,2,5i
02270pp、Mg” 2 IP テあり、5i02
は50係しが除去されていないことが認められた。
た水酸化マグネシウム粉末3fIを加えて1時間攪拌し
たのち、濾過し溶液を分析したところpH9,2,5i
02270pp、Mg” 2 IP テあり、5i02
は50係しが除去されていないことが認められた。
実施例4
SiOz 1200PP、Na”46011111、C
2700pを含む90℃pH9,2の熱水2tに20%
塩化マグネシウム水溶液20mと40%水酸化ナトリウ
ム水溶液8m7!を加えて攪拌し、5分後に濾紙を用い
て生成した沈澱をこし分け、熱水の分析をしたところp
H9,0,5i02271F、 Mg23 IFであっ
た。この液は室温に冷却後−昼夜静置した後も沈澱、ス
ケールの析出は見られず、また5i02はすべて反応性
であり、コロイド状態ではないことが認めら実施例5 Si0215 ups Na”l 301FXCt−2
00Pを含むpH8,2,90℃の温泉水2tに20係
塩化マグネシウム水溶液3,11と10%水酸化ナトリ
ウム水溶液5m7!を加えて攪拌し5分後に遠心分離器
によって生成した沈澱を分離し、上澄液を分析したとこ
ろpH9,I 5i0212Pl、Mg28pの値が得
られた。
2700pを含む90℃pH9,2の熱水2tに20%
塩化マグネシウム水溶液20mと40%水酸化ナトリウ
ム水溶液8m7!を加えて攪拌し、5分後に濾紙を用い
て生成した沈澱をこし分け、熱水の分析をしたところp
H9,0,5i02271F、 Mg23 IFであっ
た。この液は室温に冷却後−昼夜静置した後も沈澱、ス
ケールの析出は見られず、また5i02はすべて反応性
であり、コロイド状態ではないことが認めら実施例5 Si0215 ups Na”l 301FXCt−2
00Pを含むpH8,2,90℃の温泉水2tに20係
塩化マグネシウム水溶液3,11と10%水酸化ナトリ
ウム水溶液5m7!を加えて攪拌し5分後に遠心分離器
によって生成した沈澱を分離し、上澄液を分析したとこ
ろpH9,I 5i0212Pl、Mg28pの値が得
られた。
実施例6
上記実施例1と同じ熱水2tに20係塩化マグネシウム
水溶液を10−を加えたところ、極くわずかだけ沈澱が
生成し、pHが7.6まで低下した。
水溶液を10−を加えたところ、極くわずかだけ沈澱が
生成し、pHが7.6まで低下した。
そこで石灰乳を少量づつ加えてpHを9.0に調整した
ところ、水酸化ナトリウム水溶液を加えたときと同様に
多量の沈澱を見た。この上澄液を濾過し、分析したとこ
ろ5i02は23四、Mg2+1911!In、Ca2
+330plであった。
ところ、水酸化ナトリウム水溶液を加えたときと同様に
多量の沈澱を見た。この上澄液を濾過し、分析したとこ
ろ5i02は23四、Mg2+1911!In、Ca2
+330plであった。
第1図はPH調整した場合のpH値と残留シリカ濃度と
の関係を示すグラフで、横軸はpHを縦の熱水の場合、
点線の曲線は25℃の水の場合を示す。第2図は、マグ
ネシウム添加量と残留シリカ濃度との関係を示すグラフ
で横軸はMg/5i02モル比を、縦軸は残留シリカ濃
度を示す。 特許出願人 工業技術院長 石 坂 誠 −第1図 H 第2図 0 1 2
の関係を示すグラフで、横軸はpHを縦の熱水の場合、
点線の曲線は25℃の水の場合を示す。第2図は、マグ
ネシウム添加量と残留シリカ濃度との関係を示すグラフ
で横軸はMg/5i02モル比を、縦軸は残留シリカ濃
度を示す。 特許出願人 工業技術院長 石 坂 誠 −第1図 H 第2図 0 1 2
Claims (1)
- (1) シリカを含有する熱水にマグネシウムイオン
を放出し得る物質を加え、熱水中のシリカをケイ酸マグ
ネシウムとして沈澱せしめることを特徴とする熱水中の
シリカの除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12713582A JPS5916588A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 熱水中のシリカの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12713582A JPS5916588A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 熱水中のシリカの除去方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5916588A true JPS5916588A (ja) | 1984-01-27 |
Family
ID=14952478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12713582A Pending JPS5916588A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 熱水中のシリカの除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5916588A (ja) |
Cited By (11)
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---|---|---|---|---|
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JP2014210252A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-11-13 | 株式会社ササクラ | 水溶液の蒸発処理方法 |
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WO2015001887A1 (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-08 | 三菱重工業株式会社 | 水処理方法及び水処理システム |
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-
1982
- 1982-07-20 JP JP12713582A patent/JPS5916588A/ja active Pending
Cited By (35)
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