JPS61120687A - 海水配管への海棲生物付着防止方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は海水配管中で海水の電解により次亜塩素酸ナト
リウムを発生させて海水配管への海棲生物の付着を防止
する方法に関する。

〔従来技術〕

従来、火力、原子力発電所や製鉄所、化学工場等の冷却
水や、ＬＮＧ気化用熱媒として多量の海水が使用されて
おり、年々使用量が増大しつつある。

しかしがら、海水を冷却水等に使用すると、良く知られ
ているように、貝類等の海棲生物が海水配管や熱交換器
等に付着して′、熱効率の低下、圧力損失の増加等エネ
ルギー消費の増大を招（のみならず、所謂デポジットア
タック、渦流発生による潰食、腐食による硫化物イオン
（Ｓｏ）の発生に起因する各種腐食によるトラブルが発
生する。

そこで海棲生物の付着を防止するために、（１）塩素ガ
スを海水に吹き込む方法、（２）次亜塩素酸ナトリウム
を海水に注入する方法、および（３）海水電解法が従来
から採用されていた。

（１）の方法は、最も古くから使用された方法であり、
塩素ガスが水と反応して生成する次亜塩素酸が海棲生物
の特に稚魚の除去に有効とされている。

しかしながら、塩素ガスは高圧ガスとしての規制を受け
る他、毒性が強いので貯蔵、運搬、注入操作のいずれの
段階でも常に漏洩に対して注意せねばならず、かつ塩素
ガスと水との反応によって副生ずる塩酸が海水を酸性に
する等の欠点があるので、現在ではほとんど採用されて
いない。

（１）の方法に代って出現したのが（２）の方法である
が、次亜塩素酸ナトリウムは通常１０〜１５％の水溶液
として取引されるために、有効塩素当りの輸送コストが
高く、更に自己分解を起すために長期貯蔵に適さないと
云う問題点があった。

そこで（２）の方、法の改良法として開発されたのが（
３）の方法である。

この方法は、使用海水の一部を分流し、これを電解して
、陽極で生成した塩素ガスと陰極で生成した苛性ソーダ
とを反応させて次亜塩素酸ナトリウムを含有する海水を
形成させ、この海水を海水配管に注入して次亜塩素酸ナ
トリウム濃度を約１　ｐｐｍとする方法である。

、　　　　　　　　この海水電解法は、（１）および（
２）の方法に比較して、安全性、経済性の点で優れてお
り、現在世界的に広く採用されている。

しかしながら、末端の排出管をへて海水中に排出される
時点でも、約０．１　ｐｐｎ＋濃度の次亜塩素酸ナトリ
ウムが残存しており、このために排出管近傍の海域の魚
介類に悪影響を及ぼす欠点があった。

またこの方法では、分流した海水を別途に電解するため
の電解設備を付設する必要があり、これに伴うポンプ動
力等のエネルギー消費量が無視できず、より一層の改善
が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記（３）の方法を更に改善し、海水配管内
で直接、海水を電解して次亜塩素酸ナトリウムを生成さ
せるので、電解設備を付設する必要がなく、エネルギー
消費量を極力低減することができる海水配管への海棲生
物付着防止方法を提供するものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、少なくとも取水部近傍の
海水配管内壁に沿って通水性筒型電極を通水性筒型スペ
ーサーを介して配置し、該通水性筒型電極と該通水性筒
型スペーサーの一端部を該配管のフランジ部に固定し、
該電極に通電して海水の電解により海水中に次亜塩素酸
ナトリウムを発生させることを特徴とするものである。

本発明における海水取水部近傍の海水配管フランジ部に
おける通水性筒型電極と通水性筒型スペーサーの固定状
況を第１図に示す。

即ち、通水性筒型電極１は通水性筒型スペーサー４を介
して金属製海水配管７内壁に沿ってに配置され、これら
の一端は金属製配管７のフランジ部６．６”の間に、絶
縁性バッキング５および集電導体３、絶縁性バッキング
２を介してボルト締めにより固定され、電極１の他端お
よびスペーサー４の他端は海水配管７内において遊離状
態にある。

ここで本発明において使用する電極は、網状または織布
状物から形成された通水性のある筒型であり、かつフレ
キシブルであり、電極材料は白金でも良いが、経済性を
加味すれば炭素繊維の使用が好ましい。

ただし、炭素繊維でも、黒鉛化度の低いものは電気抵抗
が高（、塩素ガス発生時に損傷を受は易いので、黒鉛化
度８０％以上の炭素繊維がより好ましく、黒鉛化度９０
％以上の炭素繊維の使用が最も好ましい。

また、通水性筒型電極１の海水配管７の長手方向長さは
、任意に選定することができる。

かかる通気性筒型電極は陽極および陰極のいずれとして
も使用することができるが、陰極は水素発生電位が低い
ので、通常の金属材料は殆ど陰極として使用可能である
。

従って海水配管が金属材料の場合には、通水性筒型電極
を陰極として使用することを省略して、前記第１図に示
したように、金泥製配管自体を陰極として使用すること
ができる。

なお、電極における電流密度は、電極面積あたりの電流
量（電流密度）が大きすぎると、電極面積は少なくてす
むが、各種の過電圧が増加するので極間電圧が高くなり
、電極の消耗が激しく、電解効率も低下する。

一方、電流密度を小さくしすぎると、多大の電極面積が
必要になる。

本発明における電流密度は、通常では０．１〜３０Ａ／
ｄｎ（であり、好ましくは１〜１０Ａ／ｄｒｄの範囲で
ある。

かかる通水性筒型電極の一端部を海水配管内に海水配管
のフランジ部でボルト締めにより固定するに際しては、
非同心円状でもよいが、好ましくは同心円状に固定され
る。

また通水性筒型スペーサーは絶縁性であり、通常ではポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリテ
トラフルオルエチレン等の塩素ガスや次亜塩素酸ナトリ
ウムに耐える合成繊維材料のものが用いられ、電極と同
様に、網状または織布状であり、好ましくは電極同様に
海水配管と同心状に固定される。

″　　　　　　スペーサー４は、陰極と陽極の短絡、即
ち電極１と金属性配管７との接触を防止する機能を有し
、その長さは通水性筒型電極１と同一である。

集電導体３は、通水性筒型電極１に直接配線することが
加工上困難なので、電極の端部を固定して集電導体に配
線するためのものであり、通常、銅またはグラファイト
製であり、第２図に示すように通水性筒型電極１の一端
部が導電性接着剤で接着、固定されている。

なお、絶縁性バッキング２および５は、絶縁性であれば
如何なる材料であっても良い。

フランジ部６．６′をボルト締めして配管のフランジ部
に電極を固定した後に、このフランジ部への海水の浸入
を防止するために、フランジ部近傍にシーリング材を塗
布して防水処理をするのが好ましい。

第３図は海水配管が絶縁性材料の場合、例えばプラスチ
ック配管、または絶縁性ライニングをした配管における
電極の固定伏況を示し、通水性筒型電極の陽極１に加え
て陰極１゛が通水性筒型スペーサー４を介して設けられ
ている以外は、前記第１図の場合と同様に絶縁性バッキ
ング５．５′、２および集電導体３．３°を介してボル
ト締めにより固定されている。

第４図は、電極を海水配管内の複数の位置に固定した場
合を示しくただし、海水配管が金属製とする）、海水の
取水部を含めて任意の距離をおいた複数のフランジ部に
もそれぞれ、前記第１図に示した場合と同様にして陽極
として通水性の筒型電極１．１ａ、１ｂ、１ｃが固定さ
れている。

この場合には、それぞれの電極において生成した次亜塩
素酸ナトリウムを海水配管の内壁近傍において適切な濃
度に保持することが可能であり、従って末端の排出管か
ら排出される海水中の次亜塩素酸ナトリウム濃度を低減
し、近傍海域の汚染を防止することができる。

かかる本発明において、電極に通電した場合の電解反応
は、従来の海水電解法（３）と同様である。

即ち前記第１図にもとずき説明すれば、海水が矢印Ａ方
向に導入されると、電極１は管内をながれる海水の力で
管内壁に強く押し付けられ、電極間距離、即ち陰極とし
ての金属製配管７と陽極としての通水性筒型電極１との
距離は、自動的にスペーサー４の厚みに保たれる。

そして金属製配管７およびネット状筒型電極１に通電す
ると、陰極の金属製配管７では、下記（１）式に従って
水素ガスが発生し、一方、陽極のネット状筒型電極１で
は、（２）式に従って塩素ガスが発生する。

２　Ｈ＋　２　ｅＨｌ　　　　　（１）２　ＣＩ”ＣＩ
、＋　２　ｅ　　、　　　　（２１陽極で生成した塩素
ガスは、陰極で副生ずる苛性ソーダと下記（３）式に従
って反応し、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣ１０）が生
成する。

２ＮａＯＨ＋Ｃ１，Ｌ−−−→ＮａＣ１０＋ＮａＣ１（
３１゛なお、陽極側は苛性ソーダの形成によってアルカ
リ性になり易い傾向にあり、もしもアルカリ性になると
、海水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイ
オンから水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムが陽極
上に形成される可能性がある。

かかる場合には、陰極と陽極を交互に変えることによっ
て、陽極上の生成物を除去することができる。

また、陰極に比較して、陽極の消耗が大きい傾向にある
ので、陽極の電流密度を低下させるために、陰極に比較
して陽極面積を増加させたり、あるいは陰極を一枚使用
するのに対して陽極を複数枚使用すれば陽極の消耗を極
力防止することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、海水配管内で海水の
電解によって次亜塩素酸ナトリウムを生成させるので、
従来のように次亜塩素酸ナトリウム製造のための海水電
解設備を必要とせず、エネルギー消費量を大巾に削減す
ることができる。

へ　　　　　　　また、電極として通水性の筒型電極を
使用し、この電極が通水性の筒型スペーサーを介して海
水配管内に配置され、かつ電極およびスペーサーの一端
部が海水配管のフランジ部に固定されているので、陽極
で発生する塩素ガスと陰極近傍で副生ずる苛性ソーダと
の、上記（３）式の反応は速やかに進行し、電極付近に
おける極端なｐｉの差異が防止されると共に、常時、海
水が生成した次亜塩素酸ナトリウムを海水の流れ方向に
運び出すことができる。

従って、海水配管内壁付近の次亜塩素酸ナトリウムの濃
度上昇が防止され、配管材料に対する腐食環境を温和に
し、かつ全体としての電力効率を高（保持することがで
きる。

また、海水配管への海水の流入によって電極が管内壁に
押し付けられ、電極間距離が著しく狭められてスペーサ
ーの厚みに保たれるので、電解効率を大巾に上昇させる
ことができる。

更に通常、配管への海棲生物の付着を防止するには、平
均濃度が約ｔｐｐ■となるように、次亜塩素酸ナトリウ
ムが注入される。

しかしながら本発明によれば、電極への印加電気量を制
御することによって、取水量に対応して次亜塩素酸ナト
リウム量を容易に調整することができ、末端の海水排出
管近傍における海域の魚介類の生育阻害を極力防止する
ことができる。

〔実施例〕

内径３０ｍｍφの硬質塩化ビニル製パイプのフランジ部
に前記第３図に示したようにして、通水性筒型の陰極お
よび陽極を通水性筒型のスペーサーを介してそれぞれ固
定した。

陰陽極には黒鉛化度９９％の炭素繊維を、スペーサーに
は厚さ０．５ｍａ＋のポリプロピレン製ネットをそれぞ
れ使用した。

有効電極面積は約１００ｃ　ｒｔ？であった。

ＮａＣ１３％を含む模擬海水５２を用意し、７００ｒａ
ｌ／ｓｅｃで上記電極を設置した配管を通して循環しつ
つ電流密度を変えて３０分通電し、端子電圧、生成次亜
塩素酸ソーダ量を測定した。

測定結果と、測定にもとすき算出した電流効率、１Ｋｇ
次亜塩素酸ナトリウム生成に要する消費エネルギーを下
記第１表に示した。

また、算出された電流効率にもとすき、５０３ゝφの配
管に１ｏ＋／ｓａｃの流速で海水を流し、平均次亜塩素
酸ナトリウム濃度が１　ｐｐａ＋になるように発生させ
る電極面積および配管内に内筒状に配置する場合の電極
長さを下記第２表に示した。

第１表 第２表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における電極とスペーサーの配管フラン
ジ部における固定状況を示す断面図、第２図は本発明に
おける集電導体と電極との接着状態を示す説明図、第３
図は電極とスペーサーの他の固定状況を示す断面図、第
４図は電極とスペーサーの更に他の固定状況を示す断面
概要図である。 １．１”・−・通水性筒型電極、４・−・・通水性筒型
スペーサー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも取水部近傍の海水配管内壁に沿つて通水性筒
   型電極を通水性筒型スペーサーを介して配置し、該通水
   性筒型電極と該通水性筒型スペーサーの一端部を該配管
   のフランジ部に固定し、該電極に通電して海水の電解に
   より海水中に次亜塩素酸ナトリウムを発生させることを
   特徴とする海水配管への海棲生物付着防止方法。