JPS6252635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、基材表面に付着した蓚酸カルシウム
を含むスケールを基材表面から除去する新規なス
ケールの除去方法に関する。 更に詳しくは、本発明は、工業装置およびその
付帯設備の基材表面に付着した蓚酸カルシウムを
含むスケールを基材表面から作業上安全かつ効率
よく迅速に溶解除去する新規な方法に関する。 蓚酸カルシウムを含むスケールは、パルプ、甘
蔗、トウモロコシ、大麦、大豆などの植物原料を
使用する各種工業、蓚酸製造工業、水飴、アルマ
イト加工、金属洗浄など蓚酸を利用する工業等の
各種装置およびその付帯設備に付着する極めて難
溶性のスケールである。又、上記スケールが付着
している基材も、軟鋼、不銹鋼、砲金、銅、アル
ミニウム、ガラス、コンクリート等と多岐にわた
つている。 この難溶性の蓚酸カルシウムスケールは、蒸発
濃縮装置、移液配管、熱交換器、反応容器、廃水
処理槽およびそれらの付帯設備の内壁に不溶性物
質として付着し、伝熱効率の低下、ポンプ移液抵
抗の増大、計器類の感度低下あるいは製品中への
混入による製品不良率の増加等好ましくない原因
となるため時折このスケール除去作業が行なわれ
ている。 従来より上記スケールの除去方法としては、主
に、スケールに機械的外力を加えて剥離除去する
方法がとられている。 機械的外力を加えることにより上記スケールを
除去する方法としては200〜350気圧もの高圧水を
10トン／時前後の高速でノズルから噴射しスケー
ルに射的することによりスケールを除去する方
法、或いは、人力によりブラシで掻き落す方法等
が行なわれている。これらの方法は、高圧発生装
置、耐圧装置、人力及び多量のエネルギーを要
し、また、曲折部分、細隅部等に付着せるスケー
ルは簡易に除去し難く、更に作業上、スケールが
剥離することにより浄化された基材の表面に、必
要以上に、上記高圧水を射的したり、またブラツ
シングしたりすることを避けられないこともあ
り、これにより無視できない量の基材の摩耗、損
傷が伴ない作業自体も装置の分解、組立て等煩わ
しい作業を要する等幾多の欠点を有している。 上記機械的外力によるスケール除去方法とは別
に、一部では、苛性ソーダと炭酸ソーダの混合水
溶液を上記スケールと熱時接触させた後、ついで
スルフアミン酸等の酸の水溶液とスケールとを、
熱時接触させることによる２段階式スケール除去
方法も行なわれている。この方法では、スケール
に上記アルカリ水溶液を接触させる第１段階にお
いて長時間接触させないと第２段階の除去効果が
殆んどなく、極めて能率の悪い方法であり、更に
多段階の処理操作を要する等効率的なスケール除
去方法ではない。 また、別に、一部では、硝酸、塩酸などの強酸
類の水溶液と上記スケールを接触させ、除去する
方法も行なわれている。 この方法では上記蓚酸カルシウムを含むスケー
ルに対し５〜20％の硝酸、或いは塩酸の水溶液を
70℃付近の高温で接触させることが行なわれる。
硝酸を用いる場合には、水溶液中で解離生成する
硝酸イオンが、スケールに含まれる蓚酸及びそれ
以外の被酸化性有機物と反応し、酸化窒素
（NOx）ガスが発生し、公害対策上問題となる。
この酸化窒素ガスは、殊に軟鋼に対する腐食性が
大なることが知られており、硝酸を用いる場合に
は硝酸による装置基材の腐食はもとより、発生す
る酸化窒素ガスにより洗浄液と接触しない部分の
装置基材の腐食損傷をも伴なう。 また、塩酸を用いる場合には、不銹鋼に対する
塩酸の腐食性（応力腐食）が極めて大であること
又、蒸気圧の大なる塩酸ガスの発生及びこれによ
る洗浄液と接触しない部分の装置基材への腐食、
損傷を伴ない好ましい方法ではない。 硝酸、塩酸等の強酸類を使用する方法は上記の
如く本発明の対象となる蓚酸カルシウムを含むス
ケールの除去法としては作業安全性の点、除去効
率の点、公害対策上および装置の保全上等幾多の
欠点、問題点を有しており、実用上好ましい方法
ではない。 本発明者らは、物理的、機械的方法および、薬
品を用いる化学的方法、のいずれの方法によつて
も経済的、かつ作業上安全に効率よく除去するこ
とが困難な、上記蓚酸カルシウムを含むスケール
を除去する簡易かつ効率的方法を確立することを
意図し、上記スケールに対する各種薬剤の作用効
果を詳しく研究した結果アルミニウム塩の水溶液
が上記スケールを極めて迅速に溶解する驚くべき
新事実を見出し本発明を完成した。 本発明の目的は、装置及びその付帯設備の基材
表面に付着した蓚酸カルシウムを含むスケールを
簡易、効率的かつ作業上安全に基材表面から除去
する方法を提供することにあり更に他の目的は、
上記基材に腐蝕、損傷等を生起させない上記スケ
ールの除去方法を提供することにある。本発明の
スケール除去方法は、上記蓚酸カルシウムを含む
スケールに、塩酸、硝酸、スルフアミン酸、蟻
酸、酢酸、グリコール酸、蓚酸、乳酸、マロン
酸、りんご酸、酒石酸、くえん酸、グルコン酸か
らなる群より選ばれる１種又は２種以上の酸の陰
イオンとアルミニウムイオンが共存する水溶液を
接触させることを特徴とする。上記スケールが付
着している基材は、SS−41、STB−35、SUS−
304、等軟鋼、不銹鋼、砲金、銅、アルミニウ
ム、ガラス、コンクリート等と多岐にわたり、そ
の内壁に付着しているスケールはカルシウム分と
蓚酸分が主成分であり、その両者を合せると60〜
90％になり、その他成分として、少量の水、無機
及び有機質分を含み、硬い組織構造物となつて装
置及びその付帯設備の基材の内壁に固着している
ものである。 このスケールが付着すると、伝熱効率の低下、
ポンプ移液抵抗の増大、計器類の感度低下あるい
は製品中への混入による製品不良率の増加等好ま
しくない原因となるため、スケールの除去が要求
される。前記せる如く、このスケールは、塩酸、
硝酸、硫酸、りん酸、スルフアミン酸等の強酸類
溶液と接触させても、また、苛性ソーダ、苛性カ
リ等強アルカリ類溶液と接触させても経済的かつ
作業上安全に効率よく溶解除去することは困難で
あつた。 特に、上記酸類は基材を腐蝕し易く、りん酸及
び硫酸は沈澱を生成させ好ましくない。 本発明に用いられる水溶液は、水中に、塩酸、
硝酸、スルフアミン酸、蟻酸、酢酸、グリコール
酸、蓚酸、乳酸、マロン酸、りんご酸、酒石酸、
くえん酸、グルコン酸からなる群より選ばれる１
種又は２種以上の酸の陰イオンとアルミニウムイ
オンが共存することに特徴を有し、本発明の目的
が達成される限り、他に、任意の成分を含有して
差支えない。 本発明に用いられる水溶液は、水中に上記酸の
陰イオンを生成せしめる物質と、アルミニウムイ
オンを生成せしめる物質を供給することにより容
易に調製される。 一般的に例示すれば、上記酸の陰イオンを含む
溶解性化合物とアルミニウムイオンを含む溶解性
化合物を水に溶解することにより得られ、具体例
としては、水に、塩化アルミニウム、硝酸アルミ
ニウム、スルフアミン酸アルミニウム、蟻酸アル
ミニウム、酢酸アルミニウム、グリコール酸アル
ミニウム、蓚酸アルミニウム、乳酸アルミニウ
ム、マロン酸アルミニウム、りんご酸アルミニウ
ム、酒石酸アルミニウム、グルコン酸アルミニウ
ム、くえん酸アルミニウム又はこれらの混合物を
溶解させる方法； 水に、塩酸、硝酸、スルフアミン酸、蟻酸、酢
酸、グリコール酸、蓚酸、乳酸、マロン酸、りん
ご酸、酒石酸、グルコン酸、くえん酸又はこれら
の混合物と水酸化アルミニウムを溶解させる方法
等により得られる。 しかし、新たに調製しなくても、本発明の目的
が達成される限り、化学工場における副産物であ
つて、上記酸の陰イオンとアルミニウムイオン等
を含む水溶液を適宜組合せて利用することもでき
る。 本発明に用いられる水溶液は、硫酸根、りん酸
根等カルシウムの難溶性塩を生成せしめるイオン
を含まないものが好ましく、また、一般にスケー
ルが溶解した後の液は廃棄又は再生処理される
が、この液中に沈澱性物質及び公害発生源となる
物質が含まれないことが望ましい。 本発明に用いられる水溶液は、上記せる如く、
塩酸、硝酸、スルフアミン酸、蟻酸、酢酸、グリ
コール酸、蓚酸、乳酸、マロン酸、りんご酸、酒
石酸、グルコン酸、くえん酸等の酸の陰イオン
と、アルミニウムイオンを共存させたことに特徴
を有するがスケールを溶解させる際、アルミニウ
ムイオン１当量に対し、上記酸の陰イオン１当量
の割合でスケール溶解作用に関与するので、アル
ミニウムイオン１当量に対し、ほぼ１当量の割合
で上記酸の陰イオンを含有するものが好ましい。
しかし、スケールを溶解除去するに必要な量のア
ルミニウムイオン及び上記酸の陰イオンを含有す
る限り、水溶液中に共存するアルミニウムイオン
と上記酸の陰イオンの当量比は１に限定される必
要はなく、いずれかのイオンが過剰であつても差
支えない。 殊に、スケールが蓚酸カルシウム以外に、炭酸
カルシウム、亜硫酸カルシウム等の酸に可溶性の
炭酸塩、亜硫酸塩を含有する場合には、これらの
塩を溶解するに必要な量の酸をあらかじめ上記水
溶液中に含ませておくことが好ましい。スケール
を溶解した後のスケール成分を含有する水溶液
は、適当な処理がなされるから、その際消費エネ
ルギーが最小となるように予め配慮された組成の
水溶液を用いるのがよい。 本発明に用いられる水溶液中の前記酸の陰イオ
ンと、アルミニウムイオンは、スケールの溶解に
際して、当量比１の割合で消費的に関与するか
ら、付着スケールの量が多いときは、それと接触
させる水溶液中には付着スケールを全量溶解する
に充分な量の上記陰イオン及びアルミニウムイオ
ンが含有されねばならない。通常、除去すべきス
ケールの化学組成は一定していないが、スケール
１重量部に対し上記水溶液を10〜1000重量部の割
合でスケールに接触させるのが好ましい。 付着スケールと接触させるべき水溶液の好まし
い量は、含有アルミニウムイオン及び上記陰イオ
ンの濃度に依存する。 水溶液があまり高濃度では溶解成分の析出を伴
ない易く、また、あまり低濃度では水溶液をスケ
ールに接触すべき時間が長くなり好ましくない。
通常好ましい濃度範囲は、アルミニウムイオンと
前記酸の陰イオンの総量として0.1〜40重量％、
特に1.0〜15重量％である。また付着スケールの
除去のために用いられる水溶液の好ましい濃度及
び量は、スケールと接触させる条件にも依存す
る。 本発明の方法は、上記水溶液を除去すべきスケ
ールと接触させることに特徴があり、それにより
スケールは液中へ溶解される。スケールを迅速に
溶解させるには、水溶液を撹拌又は循環流動下に
スケールと接触させる方法がよい。接触させる際
の水溶液の温度としては、通常、20〜90℃、特に
50〜70℃程度が好ましい。20℃以下ではスケール
の溶解速度が小さく、また90℃以上では作業にも
困難を伴ない易く好ましくない。 本発明に用いられる前記水溶液には、本発明の
目的が達成される限り、前記特定成分の他に必要
に応じ、界面活性剤、酸、腐蝕抑制剤等が含めら
れても差支えない。 また、本発明の方法は従来から行なわれている
機械的外力によりスケールを剥離する方法、アル
カリ性水溶液と酸性水溶液とを２段階にスケール
に接触させる方法等と組合せて実施することもで
きる。 本発明の方法は、前記せる如く、パルプ、甘
蔗、トウモロコシ、大麦、大豆などの植物原料を
使用する各種工業、蓚酸製造工業、水飴、アルマ
イト加工、金属洗浄など蓚酸を利用する工業等の
蒸発濃縮装置、移液配管、反応容器、廃水処理槽
およびそれらの付帯設備の基材内壁に不溶性物質
として固着したスケールの溶解除去に用いられ
る。 本発明の対象となるスケールは次の具体例で示
される。 (1) 麦芽、トウモロコシを醗酵させてウイスキー
を製造する工程のうち、製品アルコールを留出
したのち、釜残渣を引続き濃縮する蒸発濃縮に
付着するスケール。 (2) 大豆を抽出して得られた粗油の水洗精製工程
において、中和処理された水洗廃水が接触する
装置及びその付帯設備に付着するスケール。 (3) 湿式ハードボード製造工程において、パルプ
を含む処理液が接触する装置及び付帯設備に付
着するスケール。 (4) 水飴、ぶどう糖製造工程において、でんぷん
を蓚酸糖化したのち石灰により中和処理された
処理液が接触する装置及びその付帯設備に付着
するスケール。 (5) 蓚酸を用いてアルマイト加工又は金属洗浄を
行つた蓚酸及び蓚酸塩を含む廃液から、石灰に
より中和処理された処理液が接触する装置及び
付帯設備に付着するスケール。 下記(a)、(b)および(c)のスケールについては先願
として既に出願したので、本発明の対象から除か
れる。 (a) ケミグラウンド法又はセミケミカル法パルプ
の製造工程における蒸解装置からの排出液の蒸
発濃縮装置内壁に付着せるスケール。 (b) 甘蔗糖又は甜菜糖の製造工程における搾出又
は抽出汁液、これに石灰を添加することにより
得られる汁液、更にこれを過して得られる清
澄液、その濃縮液又は晶出母液が接触する装置
内壁に付着するスケール。 (c) 麦酒の製造工程における醗酵装置内壁に付着
せるスケール。 前記せるスケールの主成分は、カルシウム分及
び蓚酸分であり、これらの成分が本発明に用いら
れる上記水溶液により極めて良好に溶解されるこ
とに基いてスケールを形成している組織構造物が
溶解され易くなるものと考えられ、上記せるスケ
ールのみに限らず、スケールの主成分の化学組成
及びスケールの沈積生成過程が類似するスケール
であれば、別の分野における製造工程の装置等に
付着生成したスケールの除去にも有用である。 以下、実施例を挙げて更に詳しく説明するが本
発明の技術的範囲はこれに限定されるものではな
い。 実施例 １ ウイスキー製造工程のうち、製品アルコールを
留出したのちの釜残渣を引続き濃縮する蒸発濃縮
装置内壁に付着していたスケールを10×５×２mm
の寸法に調製し、この2.5ｇをビーカーに投入
し、ついで第１表に示すアルミニウム塩の10％水
溶液100ｇを入れ、70℃で２時間溶解させ、つい
で、不溶分を別することにより、スケール溶解
率を求め第１表に示す結果を得た。

【表】 実施例 ２ 大豆を抽出して得られた粗油の水洗精製工程に
おいて排出される水洗廃水を、中和処理した処理
液が接する配管内に付着していたスケールを15×
５×２mmの寸法に調製し、この2.5ｇをビーカー
に投入した。ついで第２表に示すアルミニウム塩
の10％水溶液100ｇを加え70℃で４時間撹拌し、
ついで不溶分を過し、不溶分の量を測定して溶
解率を求め第２表に示す結果を得た。

【表】 実施例 ３ 水あめ製造工程における蓚酸糖化後の炭酸カル
シウム中和槽と引続く過機との間の移液管内壁
に付着していたスケールを寸法５×５×１mmに調
製し、この２ｇをビーカーに投入した。ついで第
３表に示すアルミニウム塩の10％水溶液100ｇを
加え、60℃で４時間撹拌し、ついで不溶分を過
することにより溶解率を求め第３表に示す結果を
得た。

【表】 また、不溶分について、水溶液を更新し、再度
同条件で溶解テストしたところNo.2、３、４の
スケールはほぼ完全に溶解した。 実施例 ４ 蓚酸及び水溶性蓚酸塩を含有する廃水を、石灰
により中和処理する中和槽内壁面に付着していた
塊状スケールを採取しこの１ｇをビーカー中に投
入し、ついで第４表に示すアルミニウム塩の10％
水溶液100ｇを加え、60゜で4hr撹拌しついで不溶
分の量を測定することにより溶解率を求め第４表
に示す結果を得た。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基材表面に付着した蓚酸カルシウムを含むス
   ケールに、(1)塩酸、硝酸、スルフアミン酸、蟻
   酸、酢酸、グリコール酸、蓚酸、乳酸、マロン
   酸、りんご酸、酒石酸、くえん酸、グルコン酸、
   から成る群より選ばれる酸の陰イオンと、(2)アル
   ミニウムイオンが共存する水溶液を接触させるこ
   とを特徴とする前記スケールの除去方法。