KR20180067529A

KR20180067529A - 보일러 급수용 수처리 장치 및 보일러의 운전 방법

Info

Publication number: KR20180067529A
Application number: KR1020187009705A
Authority: KR
Inventors: 구니히로 하야카와; 가즈요시 우치다
Original assignee: 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2018-06-20
Also published as: WO2017064962A1; JP6631147B2; JP2017074550A; KR102613600B1

Abstract

에너지 소비량을 억제한 후, 원수 중의 경도 성분, 그 밖의 불순물을 효율적으로 제거하여, 보일러의 농축 배율을 높일 수 있는 보일러 급수용 수처리 장치를 제공한다. RO 막 장치 (1) 와 연수기 (2) 를 병렬 배치하고, 원수를 RO 막 장치 (1) 및/또는 연수기 (2) 로 처리하여 처리수를 얻고, 얻어진 처리수를 보일러 급수로 한다. RO 막 장치 (1) 와 연수기 (2) 를 병렬로 배치하여 각각 처리를 실시하고, 각각의 처리수를 혼합함으로써, 종래의 연수기만의 처리보다 청정한 처리수를 얻을 수 있어, 보일러의 농축 배율을 높게 할 수 있다. 병렬하여 처리를 실시함으로써, 각각의 장치를 소형화할 수 있고, 소비 에너지나 배수량을 작게 억제할 수 있다.

Description

보일러 급수용 수처리 장치 및 보일러의 운전 방법

본 발명은, 보일러에 공급되는 물을 처리하기 위한 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이 수처리 장치를 사용한 보일러의 운전 방법에 관한 것이다.

보일러 시스템에서는, 시수 (市水), 지하수, 공업용수 등의 원수로부터, 수처리 장치에 의해 경도 성분 등의 불순물을 제거하여 보일러 급수를 제조하고, 이 보일러 급수에, 탈산소제, 스케일 분산제, 청관제 등의 보일러 처리제를 주입한 후, 보일러에 공급한다.

원수로부터 불순물을 제거하는 수처리 장치로는, 원수를 연화 처리 (경도 성분의 제거) 하여 연수로 하는 연화기, 나노 여과막이나 역침투 (RO) 막과 같은 여과막을 사용하여, 원수나 연수를 탈염 처리하는 탈염 장치, 연수나 탈염수의 탈산소 처리를 실시하는 탈산소 장치가 있다.

특허문헌 1 에는, 연화 처리수를 나노 여과막으로 탈염 처리한 후, 탈염수를 탈기 처리하여 용존 산소를 제거하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 2 에는, 원수를 RO 막으로 탈염 처리한 후, 탈산소 처리하는 것이 기재되어 있다.

연수기는, 원수 중의 경도 성분 이외의 불순물을 제거할 수 없어, 보일러 급수의 도전율이나 염화물 이온 농도를 충분히 낮게 할 수 없다. 보일러 급수의 수질이 나쁜 경우, 보일러의 농축 배율을 낮게 하여 운전할 필요가 있어, 열손실이 커진다.

RO 막 장치는, 경도 성분뿐만 아니라, 염화물 이온이나 중탄산 이온 등의 부식 성분이나 용존 유기물 등의 다른 불순물도 제거 가능하지만, 고압으로 운전할 필요가 있어, 에너지 소비량이 크다.

원수를 연수기로 처리한 후 RO 막 장치로 처리하는 경우, 보일러 급수로서 사용되지 않는 RO 막 장치의 농축수의 분만큼 연수기로 처리해야 하는 수량이 많아져, 보일러 급수량에 대해 연수기의 재생 빈도가 많다.

일본 공개특허공보 2005-288219호 일본 특허 제3593723호

본 발명은, 에너지 소비량을 억제한 후, 원수 중의 경도 성분, 그 밖의 불순물을 효율적으로 제거하여, 보일러의 농축 배율을 높일 수 있는 보일러 급수용 수처리 장치 및 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 이 수처리 장치를 사용한 보일러의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 이하의 지견을 얻었다.

RO 막 장치와 연수기를 병렬로 배치하고 각각 원수의 처리를 실시하여, 각각의 처리수를 혼합함으로써, 종래의 연수기만의 처리보다 청정한 처리수를 얻을 수 있고, 보일러의 농축 배율을 높게 할 수 있다.

RO 막 장치와 연수기를 병렬하여 처리를 실시함으로써, 각각의 장치를 소형화할 수 있고, 소비 에너지나 배수량을 작게 억제할 수 있다.

그 혼합 처리수에 스케일 분산제를 첨가함으로써, 보일러관 내에서의 스케일이나 부식의 트러블을 방지하면서, 농축 배율을 높여 효율적인 운전을 실시할 수 있다.

즉, 본 발명은 이하를 요지로 한다.

[1] 원수를 역침투막 장치 및/또는 연수기로 처리하여 보일러 급수를 제조하는 보일러 급수용 수처리 장치로서, 병렬 배치된 역침투막 장치 및 연수기와, 그 역침투막 장치 및 그 연수기의 각각에 접속된 원수 공급 배관 및 처리수 배출 배관과, 그 역침투막 장치의 처리수 배출 배관으로부터의 처리수와 그 연수기의 처리수 배출 배관으로부터의 처리수를 보일러 급수로서 보일러에 공급하는 급수 배관을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[2] [1] 에 있어서, 상기 역침투막 장치의 처리수량과 상기 연수기의 처리수량의 비율이 소정의 범위 내가 되도록, 그 역침투막 장치의 운전 조건을 제어하여 그 역침투막 장치의 처리수량을 소정의 범위 내로 하는 운전 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[3] [1] 에 있어서, 보일러의 필요 급수량이 상기 역침투막 장치의 처리수량보다 적은 경우에는, 원수를 그 역침투막 장치에만 공급하고, 보일러의 필요 급수량이 그 역침투막 장치의 처리수량을 초과하는 경우에는, 원수를 그 역침투막 장치와 상기 연수기의 쌍방에 공급하는 원수 유로 전환 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 상기 역침투막 장치의 처리수량이, 보일러의 최대 요구 급수량 이하인 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에, 스케일 분산제를 첨가하는 스케일 분산제 첨가 수단을 갖고, 그 스케일 분산제가, 중합 혹은 공중합 성분으로서 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 적어도 1 종을 함유하는 중합체 혹은 공중합체 또는 그 중합체 혹은 공중합체의 염이고, 그 중량 평균 분자량이 1,000 ∼ 200,000 인 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 약품 첨가 수단과, 그 보일러 급수의 도전율을 측정하는 도전율 측정 수단과, 그 도전율 측정 수단에 의해 측정된 도전율에 기초하여, 그 약품 첨가 수단의 약품 첨가량을 제어하는 약품 주입 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[7] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 약품 첨가 수단과, 상기 역침투막 장치 및 연수기의 각각의 처리수량을 측정하는 처리수량 측정 수단과, 그 처리수량 측정 수단에 의해 측정된 역침투막 장치의 처리수량과 연수기의 처리수량의 비에 기초하여, 그 약품 첨가 수단의 약품 첨가량을 제어하는 약품 주입 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[8] [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에 스케일 분산제를 첨가하는 스케일 분산제 첨가 수단과, 그 보일러 급수의 경도를 측정하는 경도 측정 수단과, 그 경도 측정 수단에 의해 측정된 경도에 기초하여, 그 스케일 분산제 첨가 수단의 스케일 분산제 첨가량을 제어하는 약품 주입 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.

[9] 원수를 역침투막 장치 및/또는 연수기로 처리하여 보일러 급수를 제조하는 보일러 급수용 수처리 방법으로서, 원수의 일부를 역침투막 장치로 처리함과 함께 잔부를 연수기로 처리하고, 그 역침투막 장치의 처리수와 그 연수기의 처리수의 혼합수를 보일러 급수로서 보일러에 급수하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[10] [9] 에 있어서, 상기 역침투막 장치의 처리수량과 상기 연수기의 처리수량의 비율이 소정의 범위 내가 되도록, 그 역침투막 장치의 운전 조건을 제어하여 그 역침투막 장치의 처리수량을 소정의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[11] 원수를 역침투막 장치 및/또는 연수기로 처리하여 보일러 급수를 제조하는 보일러 급수용 수처리 방법으로서, 보일러의 필요 급수량이 그 역침투막 장치의 처리수량보다 적은 경우에는, 그 역침투막 장치만으로 원수를 처리하여 그 역침투막 장치의 처리수를 보일러 급수로 하고, 보일러의 필요 급수량이 그 역침투막 장치의 처리수량을 초과하는 경우에는, 원수의 일부를 그 역침투막 장치로 처리함과 함께 잔부를 그 연수기로 처리하고, 그 역침투막 장치의 처리수와 그 연수기의 처리수의 혼합수를 보일러 급수로 하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[12] [9] 내지 [11] 중 어느 하나에 있어서, 상기 역침투막 장치의 처리수량이, 보일러의 최대 요구 급수량 이하인 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[13] [9] 내지 [12] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에, 스케일 분산제로서, 중합 혹은 공중합 성분으로서 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 적어도 1 종을 함유하는 중합체 혹은 공중합체 또는 그 중합체 혹은 공중합체의 염이고, 그 중량 평균 분자량이 1,000 ∼ 200,000 인 것을 첨가하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[14] [9] 내지 [13] 중 어느 하나에 있어서, 청구항 9 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 방법으로서, 그 보일러 급수의 도전율을 측정하고, 측정된 도전율에 기초하여, 그 보일러용 약품의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[15] [9] 내지 [13] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 방법으로서, 상기 역침투막 장치의 처리수량과 연수기의 처리수량의 비에 기초하여, 그 보일러용 약품의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[16] [9] 내지 [15] 중 어느 하나에 있어서, 상기 보일러 급수에 스케일 분산제를 첨가하는 방법으로서, 그 보일러 급수의 경도를 측정하고, 측정된 경도에 기초하여, 그 스케일 분산제의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.

[17] [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 보일러 급수용 수처리 장치로 보일러 급수를 제조하고, 얻어진 보일러 급수를 보일러에 공급하는 것을 특징으로 하는 보일러의 운전 방법.

[18] [17] 에 있어서, 보일러관 내의 물의 도전율을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 블로수량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러의 운전 방법.

본 발명에 의하면, 이하의 (i) ∼ (ⅲ) 의 효과가 얻어진다.

(i) RO 막 장치와 연수기를 병렬로 배치하고 원수를 RO 막 장치 및/또는 연수기로 처리하여, 얻어진 처리수를 혼합하여 보일러 급수로 함으로써, 종래의 연수기만의 처리보다 청정한 처리수를 얻을 수 있어, 보일러의 농축 배율을 높게 할 수 있다.

(ⅱ) RO 막 장치와 연수기를 병렬하여 처리를 실시함으로써, 각각의 장치를 소형화할 수 있고, 소비 에너지나 배수량을 작게 억제할 수 있다.

(ⅲ) RO 막 장치와 연수기가 병설되어 있기 때문에, 일방을 재생, 세정, 메인터넌스 등에 의해 정지시키는 경우에는, 타방에서 처리하여 보일러 급수를 제조할 수 있으므로, 연속적으로 급수를 실시할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 보일러 급수용 수처리 장치의 실시형태의 일례를 나타내는 계통도이다.
도 2 는 실시예 1 에 있어서의 보일러의 필요 급수량의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 보일러 급수용 수처리 장치의 실시형태의 일례를 나타내는 계통도이다. RO 막 장치 (1) 와 연수기 (2) 가 병렬로 설치되어 있다. 배관 (11) 으로부터의 원수가 배관 (11A, 11B) 을 거쳐 각각 RO 막 장치 (1), 연수기 (2) 에 공급된다. RO 막 장치 (1) 의 처리수, 연수기 (2) 의 처리수가 각각 배관 (12A, 12B) 을 거쳐 급수 탱크 (3) 에 도입된다.

급수 탱크 (3) 내의 처리수는, 보일러 급수로서 펌프 (P₁) 에 의해 배관 (13) 을 거쳐 보일러 (5) 에 공급된다. 배관 (13) 에는, 약품 탱크 (4) 내의 약품이 약품 주입 펌프 (P₂) 에 의해, 배관 (14) 을 거쳐 주입된다. 15 는 블로 배관으로, 블로 밸브 (15a) 를 갖는다.

급수 탱크 (3) 에는 보일러 (5) 로부터의 증기 복수가 반송되는 경우가 있다.

원수를 RO 막 장치 (1) 에 공급하는 배관 (11A), 원수를 연수기 (2) 에 공급하는 배관 (11B) 에는 각각 개폐 밸브 (11a, 11b) 가 형성되어 있다. RO 막 장치 (1) 로부터의 처리수 배출 배관 (12A), 연수기 (2) 로부터의 처리수 배출 배관 (12B) 에는, 각각 유량계 (F_a, F_b) 가 형성되어 있다. 유량계 (F_a, F_b) 의 측정값은 제어 장치 (10) 에 입력된다. 배관 (12A) 에는, 도전율계 (C₁) 가 형성되어 있다. 도전율계 (C₁) 의 측정값은 제어 장치 (10) 에 입력된다.

급수 탱크 (3) 로부터 보일러 (5) 에 대한 급수 배관 (13) 에는 경도계 (C₂)와 유량계 (F_c) 가 형성되어 있다. 경도계 (C₂) 및 유량계 (F_c) 의 측정값은 각각 제어 장치 (10) 에 입력된다.

보일러 (5) 에는, 보일러관 내의 물의 도전율을 측정하는 도전율계 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 이 도전율계의 측정값이 제어 장치 (도시 생략) 에 입력되고, 이 측정값에 기초하여, 제어 장치로부터, 블로 밸브 (15a) 의 개폐 신호가 출력된다.

이와 같은 보일러 급수용 수처리 장치에 의해 보일러 급수를 제조하는 방법으로는, 이하의 (1), (2) 의 운전 방법을 들 수 있다.

(1) 원수의 일부를 RO 막 장치 (1) 로 처리하고, 잔부를 연수기 (2) 로 처리하고, 이들 처리수의 혼합수를 보일러 급수로 한다.

이 방법에 의하면, 다음의 효과가 얻어진다.

연수기 (2) 에서는 Ca 경도는 대략 제로로 할 수 있지만, 염화물 이온이나 중탄산 이온 등의 부식 성분을 제거할 수 없다. RO 막 장치 (1) 는 염화물 이온이나 중탄산 이온 등의 부식 성분이나 용존 유기물 등의 다른 불순물도 제거할 수 있지만, 미량의 Ca 경도의 리크가 일어난다. 연수기 (2) 와 RO 막 장치 (1) 를 항상 병용함으로써, 보일러 급수 중의 Ca 경도, 염화물 이온, 중탄산 이온 등의 부식 성분 및 보일러 블로량을 양호한 밸런스로 저감, 혹은 조정할 수 있다. 그 결과, 필요한 보일러용 약품량을 저감시킬 수 있다.

(2) 보일러의 가동 상황 (부하) 이 낮아, 필요 급수량이 적은 경우에는, RO 막 장치 (1) 만으로 처리하여 RO 막 장치 (1) 의 처리수를 보일러 급수로 하고, 보일러의 가동 상황 (부하) 이 높아, 필요 급수량이 RO 막 장치의 처리수량 (처리 능력) 을 초과하는 경우에는, 연수기 (2) 를 병용하여, RO 막 장치 (1) 로 공급할 수 없는 처리수량분을 연수기 (2) 의 처리수로 조달한다.

이 방법에 의하면, 다음의 효과가 얻어진다.

RO 막 장치 (1) 만으로 운전을 실시하면서, RO 막 장치 (1) 의 처리수량을 초과하는 보일러 요구 급수량이 된 경우에는 연수기 (2) 를 보조적으로 이용함으로써, 보일러 급수의 평균적인 수질을 양호한 것으로 하여 보일러의 농축 배율을 높이고, 블로수량을 저감시킬 수 있다.

연수기 (2) 를 보조적으로 사용하기 때문에, 연수기 (2) 의 이온 교환 수지량을 삭감할 수 있고, 재생 빈도도 삭감할 수 있다.

(1), (2) 중 어느 경우에도, RO 막 장치로서, 보일러의 최대 필요 급수량에 대응하는 것을 사용할 필요는 없어, RO 막 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

(1), (2) 중 어느 경우에도, RO 막 장치로는, 급수하는 보일러의 최대 필요 급수량 (보일러의 최대 부하시에 요구되는 급수량) 이하, 예를 들어, 보일러의 최대 필요 급수량의 10 ∼ 90 ％ 정도의 처리수량인 것을 사용하고, 연수기로서, 그 부족분을 보충할 수 있도록, 보일러의 필요 급수량의 10 ∼ 90 ％ 의 처리수량인 것을 사용할 수 있다. 이와 같이 함으로써, RO 막 장치, 연수기의 각각을 소형화할 수 있다.

(1) 의 운전 방법은, 구체적으로는 이하와 같다.

개폐 밸브 (11a, 11b) 를 모두 열림으로 하고, 원수를 배관 (11, 11A, 11B) 을 거쳐 각각 RO 막 장치 (1), 연수기 (2) 에 공급한다. RO 막 장치 (1), 연수기 (2) 의 처리수를 배관 (12A, 12B) 으로부터 급수 탱크 (3) 에 송급하고, 급수 탱크 (3) 내의 RO 막 장치 (1) 의 처리수와 연수기 (2) 의 처리수의 혼합수를 펌프 (P₁) 에 의해 배관 (13) 을 거쳐 보일러 (5) 에 송급한다. 배관 (13) 에는 약품 탱크 (4) 로부터 후술하는 스케일 분산제, 알칼리 조정제, 복수 처리제 등의 보일러용 약품을 펌프 (P₂) 로부터 배관 (14) 을 거쳐 첨가한다.

이 운전 방법에 있어서, RO 막 장치 (1) 의 처리수와 연수기 (2) 의 처리수의 혼합 비율에는 특별히 제한은 없지만, 혼합 비율을 일정하게 함으로써, 보일러 급수의 수질을 거의 일정하게 하고, 보일러용 약품의 첨가량을 일정하게 할 수 있다. 그러나, RO 막 장치 (1) 에서는, 운전을 계속함으로써 막의 폐색에 의해 처리수량이 저하되어, 혼합 비율이 변동되는 경우가 있다. 이 때문에, 제어 장치 (10) 로부터 RO 막 장치 (1) 의 운전 조건의 제어 신호를 출력하고, RO 막 장치 (1) 의 급수 압력 등을 제어하여 RO 막 장치 (1) 의 처리수량을 일정하게 유지하여 혼합 비율을 일정하게 하도록 해도 된다.

보일러용 약품의 첨가량은, 상기 혼합 비율이 일정하면, 일정한 첨가량이면 된다. 혼합 비율이 변동되는 경우, 드레인 회수에 의해 보일러 급수의 수질이 변동되는 경우, RO 막 장치 (1) 의 처리수의 수질이 변동되는 경우에는, 그 변동에 따라 약품 주입량을 제어하는 것이 바람직하다. 그 때 블로량을 함께 제어하는 것이 바람직하다. 이 제어는 보일러 급수의 도전율이나 pH, 보일러 급수 경도, 보일러 급수 유량 등의 측정값에 기초하여 실시하는 것이 바람직하다. 도 1 에서는, 배관 (12A) 의 도전율계 (C₁) 및 유량계 (F_a) 나 배관 (13) 의 경도계 (C₂) 및 유량계 (F_c) 의 측정값이 제어 장치 (10) 에 입력되고, 그 측정값에 기초하여, 약품 주입 펌프 (P₂) 의 운전을 제어하여, 약품 첨가량을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 도전율의 측정값에 따라 약품 첨가량을 비례 제어하는 방법, 스케일 분산제를 첨가하는 경우, 경도의 측정값에 따라 스케일 분산제의 첨가량을 제어하는 방법을 들 수 있다. 경도계 (C₂) 를 RO 처리수의 배출 배관 (12A) 에 설치하고, 유량계 (F_a) 의 값에 대해, 필요한 스케일 분산제를 첨가하는 것도 가능하다.

RO 막 장치 (1) 의 처리수와 연수기 (2) 의 처리수의 혼합 비율이 변동되는 경우, 그 혼합 비율을 구하고, 계산에 따라 약품 첨가량을 제어할 수도 있다. 도 1 의 보일러 급수용 수처리 장치에서는, RO 막 장치 (1) 의 처리수 배출 배관 (12A) 과 연수기 (2) 의 처리수 배출 배관 (12B) 의 각각에 형성한 유량계 (F_a, F_b) 의 측정값이 제어 장치 (10) 에 입력되고, 이 값에 기초하여 혼합 비율을 산출하고, 그 혼합 비율에 따른 약품 첨가량이 되도록, 약품 주입 펌프 (P₂) 를 제어할 수도 있다.

(2) 의 운전 방법은, 구체적으로는 이하와 같다.

보일러 (5) 의 가동 상황에서 보일러 (5) 의 필요 급수량이 제어 장치 (10) 에 입력된다. 필요 급수량이 RO 막 장치 (1) 의 처리수량 (처리 능력) 이하인 경우에는, 개폐 밸브 (11a) 만을 열림으로 하고, 개폐 밸브 (11b) 를 닫힘으로 하여, 원수를 배관 (11, 11A) 을 거쳐 RO 막 장치 (1) 에 공급하고, RO 막 장치 (1) 의 처리수를 배관 (12A) 으로부터 급수 탱크 (3) 에 송급하고, 급수 탱크 (3) 내의 물을 펌프 (P₁) 에 의해 배관 (13) 을 거쳐 보일러 (5) 에 송급한다.

보일러 (5) 의 필요 급수량이 RO 막 장치의 처리수량 (처리 능력) 을 초과한 경우에는, 제어 장치 (10) 로부터의 신호로 상기 (1) 의 운전 방법의 경우와 동일하게, 개폐 밸브 (11a, 11b) 를 모두 열림으로 하여, 원수를 배관 (11, 11A, 11B) 을 거쳐 각각 RO 막 장치 (1), 연수기 (2) 에 공급하고, RO 막 장치 (1), 연수기 (2) 의 처리수를 배관 (12A, 12B) 으로부터 급수 탱크 (3) 에 송급하고, 급수 탱크 (3) 내의 RO 막 장치 (1) 의 처리수와 연수기 (2) 의 처리수의 혼합수를 펌프 (P₁) 에 의해 배관 (13) 을 거쳐 보일러 (5) 에 송급한다. 이 경우, 연수기 (2) 는, RO 막 장치 (1) 로 공급할 수 없을 만큼의 처리수량을 공급하도록, 제어 장치 (10) 로부터의 신호로 개폐 밸브 (11b) 의 개도를 제어한다.

개폐 밸브 대신에 배관 (11) 과 배관 (11A, 11B) 의 분기부에 3 방 밸브를 형성하여 유로 전환하는 것도 가능하다.

(2) 의 운전 방법의 경우, RO 막 장치 (1) 의 처리수만이 보일러 급수가 되는 기간에는, 염화물 이온이나 중탄산 이온 등의 부식 성분 등의 불순물이 제거되어 있지만, 미량의 Ca 경도를 함유하는 처리수가 보일러 급수로서 공급되게 된다. 이 때문에, 보일러에서는 부식의 문제는 거의 없지만 스케일 생성의 문제가 발생하는 경우가 있다. RO 막 장치 (1) 와 연수기 (2) 의 처리수의 혼합수가 보일러 급수가 되는 경우에는, 보일러 급수의 Ca 경도는 저감되지만 부식 성분은 약간 증가한다.

(1) 의 경우에 있어서도, RO 막 장치 (1) 의 처리수와 연수기 (2) 의 처리수의 혼합 비율에 의해, RO 막 장치 (1) 의 처리수가 많은 경우에는 스케일이 문제가 되는 경향이 있고, 연수기 (2) 의 처리수가 많은 경우에는 부식이 문제가 되는 경향이 있다.

RO 막 장치 (1) 및 연수기 (2) 의 가동 상황 (처리수량, 가동 시간 등의 비율 등) 에 따라 스케일 분산제나 방식제 등의 보일러용 약품의 첨가량을, 개개로 제어함으로써, 보일러의 운전을 안정적으로 계속하여 실시하는 것이 가능해진다. 스케일 분산제나 방식제가 1 제 (劑) 로 되어 있는 경우에는, 그 배합 비율을 제어 장치 (10) 에 넣어 컨트롤하는 것이 바람직하다. 스케일 분산제 등의 보일러용 약품에 대해서는 후술한다.

본 발명에서 처리하는 원수로는, 시수, 지하수, 공업용수 등이 예시된다. 원수는, 정밀 여과막 등에 의해 제탁된 후, RO 막 장치 (1) 또는 연수기 (2) 에 공급되는 것이 바람직하다. 본 발명의 보일러 급수용 수처리 장치는, 배관 (11) 의 상류측에 제탁 장치를 가지고 있어도 된다.

RO 막 장치의 RO 막의 재질, 형상으로는 특별히 제한은 없지만, 방향족 폴리아미드제의 RO 막이 바람직하게 사용된다. 형상으로는 평막, 스파이럴, 중공사, 튜블러 등이 있지만, 스파이럴 형상의 RO 막이 바람직하게 사용된다.

RO 막 장치에 있어서, 스케일 석출의 우려가 있는 경우에는, 공지된 스케일 분산제를 적용하거나, pH 조정을 실시하거나 하여, 스케일 석출을 방지하면서 운전하는 것이 바람직하다. RO 막용 스케일 분산제에 특별히 제한은 없고, 공지된 제를 사용할 수 있다. RO 막 장치에 있어서, 슬라임 번식의 우려가 있는 경우에는, 슬라임 컨트롤제, 살균제, 제균제 등을 사용하여 안정화를 도모할 수 있다. 이 경우의 약제에도 특별히 제한은 없고, 공지된 제를 사용할 수 있다.

연수기란, 일반적으로 Na 형 양이온 교환 수지탑을 가리킨다.

보일러 급수에 첨가하는 스케일 분산제로는, 중합 혹은 공중합 성분으로서 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 적어도 1 종을 함유하는 중합체 (호모폴리머) 혹은 공중합체 (코폴리머) 또는 그 중합체 혹은 공중합체의 염을 사용하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 호모폴리머로서, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산을 들 수 있다.

코폴리머로는, 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 1 종 또는 2 종 이상과, 2-메틸-1,3-부타디엔-1-술폰산 등의 공액 디엔술폰산, 3-알릴옥시-2-하이드록시프로판술폰산, 3-메타알릴옥시-2-하이드록시프로판술폰산 등의 술포기를 갖는 불포화 (메트)알릴에테르계 단량체, (메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, 2-하이드록시-3-아크릴아미드프로판술폰산, 스티렌술폰산, 메탈릴술폰산, 비닐술폰산, 알릴술폰산, 이소아밀렌술폰산, 또는 이것들의 염류 등의 술포기를 갖는 화합물, 이소부틸렌, 아밀렌, 아크릴아미드, N-비닐포름알데히드 등의 비이온성 화합물, 크로톤산, 이소크로톤산, 비닐아세트산, 아트로프산, 푸마르산, 이타콘산, 하이드록시에틸아크릴산 또는 이것들의 염 등의 카르복실기를 갖는 화합물에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 공중합체를 들 수 있다.

이들 호모폴리머, 코폴리머의 염으로는, 나트륨염, 칼륨염, 암모늄염 등이 예시된다.

이들 폴리머, 코폴리머, 또는 이들 염의 중량 평균 분자량 (GPC 법 (SEC 법) 에 의함) 은 1,000 ∼ 200,000, 특히 10,000 ∼ 100,000, 특히 20,000 ∼ 70,000 이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 1,000 미만에서는 충분한 스케일 방지 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다. 중량 평균 분자량이 200,000 을 초과하면 스케일 방지 효과가 저하된다.

스케일 분산제는 1 종만 첨가되어도 되고, 2 종 이상이 병용되어 첨가되어도 된다. 스케일 분산제를 다른 스케일 분산제와 병용해도 된다. 다른 스케일 분산제로는, 예를 들어, 각종 인산염, 스케일 분산제로서 상기한 것 중, 상기 서술한 조건을 만족하지 않는 중량 평균 분자량이 낮은 폴리머 또는 코폴리머, 이것들의 나트륨염 등의 수용성 고분자 화합물, 포스폰산염, 킬레이트제 등을 들 수 있다.

이들 폴리머, 코폴리머, 또는 이것들의 염으로 이루어지는 스케일 분산제의 첨가량은, 보일러수 중에서의 농도가 10 ∼ 500 ㎎/ℓ 가 되는 양으로 하는 것이 바람직하고, 보일러수 중에서의 농도를 20 ∼ 400 ㎎/ℓ 로 하는 것이 보다 바람직하고, 30 ∼ 300 ㎎/ℓ 로 하는 것이 더욱 바람직하고, 50 ∼ 250 ㎎/ℓ 로 하는 것이 특히 바람직하다. 보일러수 중에서의 농도를 10 ㎎/ℓ 이상으로 함으로써, 충분한 스케일 분산 효과가 발휘되기 쉬워진다. 보일러수 중에서의 농도를 500 ㎎/ℓ 이하로 함으로써, COD 의 상승에 의한 배수 처리의 번잡함을 방지하면서, 비용 대비 효과를 양호하게 할 수 있다.

스케일 분산제는, 보급수 또는 급수에 첨가되는 것이 바람직하다. 보일러가 순환식인 경우, 복수에 첨가해도 된다.

본 발명에 있어서는, 본 발명의 목적이 저해되지 않는 범위에서, 필요에 따라, 보일러 설비의 계 내 중 어느 지점에서, 각종 첨가 성분, 예를 들어, 탈산소제, 방식제 등의 보일러용 약품을 첨가해도 된다.

본 발명의 보일러 급수용 수처리 장치는, 도 1 에 나타내는 RO 막 장치, 연수기 이외에, 이들 장치의 하류에 추가로 탈산소 장치를 가지고 있어도 된다. 또한, RO 막 장치를 연수기의 보조로서 운전하는 것도 가능하다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

이하에 있어서, RO 막 장치 및 연수기로는, 다음의 것을 사용하였다.

＜RO 막 장치＞

RO 막 : 닛토 전공사 제조 8 인치 RO 막 「ES20-D8」

처리수량 : 4 ㎥/h

＜연수기＞

이온 교환 수지 : Na 형 음이온 교환 수지

처리수량 : 4 ㎥/h

[실시예 1]

보일러의 최대 부하시의 필요 급수량이 8 ㎥/h 인 보일러 시스템에 있어서, 상기와 같이 필요 급수량의 50 ％ 의 처리 능력을 갖는 연수기와 RO 막 장치를 도 1 과 같이 병렬 배치하여 원수 (정수 (井水)) 의 처리를 실시하였다.

도 2 와 같은 보일러의 부하 변동에 수반되는 필요 급수량의 변동에 있어서, 우선적으로 RO 막 장치의 운전을 실시하고 (원수를 RO 막 장치만으로 처리하는 운전), RO 막 장치의 처리 능력을 초과하였을 때, 그 만큼의 보일러 급수를 연수기로부터 얻는 운전을 실시하였다.

도 2 에 있어서, 도트를 부여한 부분이 RO 막 장치의 처리수에 의한 보일러 급수이고, 해치를 부여한 부분이 연수기의 처리수에 의한 보일러 급수이다.

보일러 급수 중에는, 중량 평균 분자량 70,000 의 폴리아크릴산염을 항상 10 ㎎/ℓ 첨가하였다. 이 약품 첨가로 보일러수 중의 폴리아크릴산 농도는 100 ∼ 150 ㎎/ℓ 가 된다.

이 시스템에 의해, 블로수량은 연수기만인 급수 시스템과 비교하여, 50 ％ 삭감할 수 있었다. 연수기는 보조적인 운전이었기 때문에, 연수기만인 급수 시스템과 비교하여 수지 용량을 30 ％ 삭감할 수 있고, 연수기의 재생 빈도도 50 ％ 삭감할 수 있었다.

[실시예 2]

실시예 1 에 있어서, 연수기의 가동 시간에 따라, 보일러용 약품의 주입량을 제어하였다. 구체적으로는, 연수기를 운전하지 않은 기간만 보일러 급수에 대한 폴리아크릴산염의 첨가량을 10 ㎎/ℓ 로 하고, 연수기를 운전한 경우에는, 연수기의 처리수량에 따라 약품 첨가량을 2 ∼ 4 ㎎/ℓ 삭감하여 6 ∼ 8 ㎎/ℓ 로 하였다. 그 결과, 폴리아크릴산염의 필요량을 삭감한 후, 장기간의 운전에 있어서도 스케일의 부착을 방지하여, 안정적으로 운전을 실시할 수 있었다.

본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위에서 벗어나지 않고 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.

본 출원은, 2015년 10월 14일자로 출원된 일본 특허출원 2015-203026호에 기초하였고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

1 : RO 막 장치
2 : 연수기
3 : 급수 탱크
4 : 약품 탱크
5 : 보일러
10 : 제어 장치

Claims

원수를 역침투막 장치 및/또는 연수기로 처리하여 보일러 급수를 제조하는 보일러 급수용 수처리 장치로서,
병렬 배치된 역침투막 장치 및 연수기와,
그 역침투막 장치 및 그 연수기의 각각에 접속된 원수 공급 배관 및 처리수 배출 배관과,
그 역침투막 장치의 처리수 배출 배관으로부터의 처리수와 그 연수기의 처리수 배출 배관으로부터의 처리수를 보일러 급수로서 보일러에 공급하는 급수 배관을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 역침투막 장치의 처리수량과 상기 연수기의 처리수량의 비율이 소정의 범위 내가 되도록, 그 역침투막 장치의 운전 조건을 제어하여 그 역침투막 장치의 처리수량을 소정의 범위 내로 하는 운전 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항에 있어서,
보일러의 필요 급수량이 상기 역침투막 장치의 처리수량보다 적은 경우에는, 원수를 그 역침투막 장치에만 공급하고, 보일러의 필요 급수량이 그 역침투막 장치의 처리수량을 초과하는 경우에는, 원수를 그 역침투막 장치와 상기 연수기의 쌍방에 공급하는 원수 유로 전환 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 역침투막 장치의 처리수량이, 보일러의 최대 요구 급수량 이하인 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에, 스케일 분산제를 첨가하는 스케일 분산제 첨가 수단을 갖고, 그 스케일 분산제가, 중합 혹은 공중합 성분으로서 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 적어도 1 종을 함유하는 중합체 혹은 공중합체 또는 그 중합체 혹은 공중합체의 염이고, 그 중량 평균 분자량이 1,000 ∼ 200,000 인 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 약품 첨가 수단과, 그 보일러 급수의 도전율을 측정하는 도전율 측정 수단과, 그 도전율 측정 수단에 의해 측정된 도전율에 기초하여, 그 약품 첨가 수단의 약품 첨가량을 제어하는 약품 주입 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 약품 첨가 수단과, 상기 역침투막 장치 및 연수기의 각각의 처리수량을 측정하는 처리수량 측정 수단과, 그 처리수량 측정 수단에 의해 측정된 역침투막 장치의 처리수량과 연수기의 처리수량의 비에 기초하여, 그 약품 첨가 수단의 약품 첨가량을 제어하는 약품 주입 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에 스케일 분산제를 첨가하는 스케일 분산제 첨가 수단과, 그 보일러 급수의 경도를 측정하는 경도 측정 수단과, 그 경도 측정 수단에 의해 측정된 경도에 기초하여, 그 스케일 분산제 첨가 수단의 스케일 분산제 첨가량을 제어하는 약품 주입 제어 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 장치.
원수를 역침투막 장치 및/또는 연수기로 처리하여 보일러 급수를 제조하는 보일러 급수용 수처리 방법으로서,
원수의 일부를 역침투막 장치로 처리함과 함께 잔부를 연수기로 처리하고, 그 역침투막 장치의 처리수와 그 연수기의 처리수의 혼합수를 보일러 급수로서 보일러에 급수하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 역침투막 장치의 처리수량과 상기 연수기의 처리수량의 비율이 소정의 범위 내가 되도록, 그 역침투막 장치의 운전 조건을 제어하여 그 역침투막 장치의 처리수량을 소정의 범위 내로 하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
원수를 역침투막 장치 및/또는 연수기로 처리하여 보일러 급수를 제조하는 보일러 급수용 수처리 방법으로서,
보일러의 필요 급수량이 그 역침투막 장치의 처리수량보다 적은 경우에는, 그 역침투막 장치만으로 원수를 처리하여 그 역침투막 장치의 처리수를 보일러 급수로 하고,
보일러의 필요 급수량이 그 역침투막 장치의 처리수량을 초과하는 경우에는, 원수의 일부를 그 역침투막 장치로 처리함과 함께 잔부를 그 연수기로 처리하고, 그 역침투막 장치의 처리수와 그 연수기의 처리수의 혼합수를 보일러 급수로 하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 역침투막 장치의 처리수량이, 보일러의 최대 요구 급수량 이하인 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에, 스케일 분산제로서, 중합 혹은 공중합 성분으로서 아크릴산, 메타크릴산 및 말레산의 적어도 1 종을 함유하는 중합체 혹은 공중합체 또는 그 중합체 혹은 공중합체의 염이고, 그 중량 평균 분자량이 1,000 ∼ 200,000 인 것을 첨가하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 방법으로서, 그 보일러 급수의 도전율을 측정하고, 측정된 도전율에 기초하여, 그 보일러용 약품의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에 보일러용 약품을 첨가하는 방법으로서, 상기 역침투막 장치의 처리수량과 연수기의 처리수량의 비에 기초하여, 그 보일러용 약품의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보일러 급수에 스케일 분산제를 첨가하는 방법으로서, 그 보일러 급수의 경도를 측정하고, 측정된 경도에 기초하여, 그 스케일 분산제의 첨가량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러 급수용 수처리 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 보일러 급수용 수처리 장치로 보일러 급수를 제조하고, 얻어진 보일러 급수를 보일러에 공급하는 것을 특징으로 하는 보일러의 운전 방법.
제 17 항에 있어서,
보일러관 내의 물의 도전율을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여 블로수량을 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러의 운전 방법.