KR940000561B1 - 스케일 방지제 - Google Patents

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KR940000561B1
KR940000561B1 KR1019870009434A KR870009434A KR940000561B1 KR 940000561 B1 KR940000561 B1 KR 940000561B1 KR 1019870009434 A KR1019870009434 A KR 1019870009434A KR 870009434 A KR870009434 A KR 870009434A KR 940000561 B1 KR940000561 B1 KR 940000561B1
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
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Abstract

내용 없음.

Description

스케일 방지제
제1도 내지 제4도는 각각 인산칼슘 스케일에 대한 본 발명 스케일방지제의 효과를 비교예와 함께 예시하는 그래프도.
제5도 내지 제6도는 실시예 및 2에서 사용한 본 발명의 적용대상계를 표시하는 개략도.
제7도 내지 제10도는 각각 아연계 스케일에 대한 본 발명의 스케일 방지제의 효과를 표시하는 그래프도.
제11도는 실시예 3에 사용한 장치의 개략을 표시하는 구성 설명도.
제12도는 본 발명에 의한 아연계 스케일 방지효과를 비교예와 함께 표시하는 그래프도.
본 발명은 유기합성 고분자를 유효성분으로 하여 함유하는 스케일 방지제 및 방지방법에 관계한다.
더 상세히는 경도성분, 중금속이온, 음이온등의 농도상승, 알칼리도의 상승, 온도상승 등에 기인하여 수소중에서 생기는 스케일을 억제 또는 방지하기 위한 약제 및 방법에 관계한다.
스케일이 문제시되는 수계로서는 보일러용수, 슬러그 냉각수, 일과식(벳치식)과 순환식 공업용냉각수, 고로, 전로의 배가스집 진수의 응집침전 처리수등이 대표적이다.
그리고 이들 스케일의 대표적인 성분으로서는 탄산칼슘, 인산칼슘등의 칼실람계 스케일과 인산아연, 탄산아염, 황산아연, 수산화아연등의 아연계 스케일등을 들수가 있다.
상기한 바와같은 스케일 발생의 문제의 구체예에 관하여 이하 상세히 설명하기로 한다.
종래에는, 각종 공업용 수계에 있어서의 탄산칼슘 스케일에 대한 유효한 각종 약제가 개발되고 사용되어 왔다.
이들의 약제로서는 예컨대, 함인화합물(중합인산염, 각종 포스폰산류), 폴리아크릴산류 아크릴산과 (메타)아크릴산의 메틸에스텔 또는 (메타)아크릴산의 에틸에스텔와의 공중합체(일본국 특개소 53-2393호 공보 참조), 2-히드록시 알킬(메타)아크리 레이트를 포함하는 공중합체(일본국 특공소 54-29315호 공보참조)등이 알려져 있다. 이들 약제중에는 특히 함인화합물이 많이 이용되어 있고, 값싼 중합인산류는 특히 많이 사용되고 있다. 또한, 기구장치의 부식방지를 위하여 상술한 함인화합물 혹은 함인화합물과 아연이온 공급화합물이 첨가 사용되어 있는 계가 많이 존재한다.
그러나, 이들 함인화합물을 첨가한 계에 있어서는 당연한 일이기는 하지만 탄산칼슘계 스케일은 억제 또는 방지되지만, 그 반면에 이들 함인화합물 자체에 유래하는 인산칼슘 스케일과 인산아연 스케일이 새로이 발생하기 쉽다는 문제가 발생하고 있으며, 사용범위를 부득히 제한하여야 하겠금 되어 있다.
특히 최근의 경향으로서 공업용수를 절약하기 위하여 일과식으로 사용하기 보다는 가급적 순환하여 사용할 것이 요망되었고, 그 때문에 수중의 성분이 농축되어서 체류시간이 길어지고, 함인화합물을 사용하면 가수분해하여 인산이온이 생성되고 수중의 경도성분과 첨가되는 아연이온과 반응하여 인산칼슘 스케일과 인산아연 스케일의 발생을 피할 수 없게 된다.
그 때문에, 상술한 인화합물을 첨가 사용하는 계에 있어서 더구나, 비인계의 스케일 방지제를 병용하는 것도 생각되지만, 탄산칼슘 스케일에 대하여 유효한 전술한 약제일지라도 그와 같은 인산칼슘 스케일과 인산아연 스케일에 대하여는 통상의 첨가량으로는 거의 효과를 찾아낼수 없고, 사실상 효과는 생기지 않았다.
이점에 관하여, 인산칼슘의 침전방지제로서 공지되어 있고, 본 발명의 스케일 방지제와 구조가 비교적 유사한 화합물인 아크릴산-메타크릴산-이타콘산 공중합체(일본국 특개소 60-6777호 공보참조)를 인화합물에 병용하는 것도 생각되지만, 저첨가량으로는 그 효과가 불충분하고, 실제상 인사염 스케일의 발생을 방지할 수는 없다.
한편, 고로배가스의 집진수는 터스트의 주성분인 산화철, 수산화철과 함께 아연이온과 칼슘이온, 마그네슘이온등을 다량 함유하고 있고, 그대로 순환재를 사용할 수는 없다.
그래서, 이와같은 집진수를 응집 침전 처리하여 터스트 성분을 제거한후 재사용하는 순환계가 널리 사용되고 있으며, 그 응집침전 처리로서 일반적으로 집진수에 알칼리(예컨대, 가성소오다)를 첨가하여 알칼리성으로 하는 동시에 고분자응집제(예컨대, 아크릴 아마이드등)를 첨가하는 방법이 실시되어 있다. 이와같은 처리에 의하면 예컨대, 식크너 중에서 전술한 산화철, 수산화철, 아연이온등이 응집작용과 난용화 작용에 의하여 효율이 좋게 재건된다.
그러나, 상술한 처리방법에 의하면, 터스트 성분과 아연이온은 제거되기는 하면서도, 계가 알칼리성으로 되어 있기 때문에 계중에 특히 배관표면에 소위 탄산칼슘 스케일이 발생하기 쉽다는 새로운 문제점이 생기고 있었다.
이 때문에 알칼리도를 가능한한 저하시키는 것이 생각되지만, PH 7.8이 만으로 저하시키면 전술한 아연이온의 침전제거효율이 현저하게 저하하고, 탄산칼슘 스케일의 발생이 억제되더라도 거꾸로 아연계 스케일이 발생한다는 문제가 생긴다.
따라서, 종래에는 응집침전 처리시에 PH 7.8 이상으로 알칼리성화하는 동시에 또한, 처리수에 탄산칼슘 스케일의 방지제(일본국 특개소, 53-2393호 공보, 특공소 54-2931호 공보등 참조)를 첨가한다는 이중의 화학적 처리를 부득이 해야만되고, 취급상 및 경제상 불리하였다. 그 때문에, 중심하에서의 응집침전 처리후에, 스케일 방지제를 첨가하는 것도 검토하였지만, 전술한 공지의 탄산칼슘 스케일 방지제는 실용첨가량으로는 아연 스케일의 방지에 효과가 없고, 중성화 처리의 도입은 곤란했었다.
상술한 각종수계의 문제는 인산칼슘 및 아연계 스케일을 방지할 수 있는 약제에 의하여 해소가능하다고 생각된다.
이 점에 관하여 본 발명자등은 인산칼슘 스케일의 방지방법의 하나로서 앞서 특정의 아크릴산-메타크릴산계 공중합체(공중합비가 약 1:4-4:1, 분자량 약 500-15,000를 사용하는 발명을 찾아내고 있다(특공소 59-5038호 공보참조).
그러나, 이 공중합체는 인산칼슘 스케일에 대한 방지효과가 불충분하고 아연계 스케일에 대하여도 마찬가지였다.
본 발명자등은 상술한 아크릴산-메타크릴산계 공중합체의 일부에 탄소수 1-8의 아크릴산 또는 메타크릴산 알킬에스테르잔기를 도입함으로서 의외에도 인산칼슘 스케일과 아연계 스케일에 대한 방지효과가 현저하게 향상되는 사실을 알아냈다.
이러하여 본 발명에 따르면, 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 C1-8알킬에스테르에서 구성되는 하기 공중합체 :
a) 아크릴산과 메타크릴산과의 공중합 몰비가 약 1:4-4:1
b) 아크릴산 및 메타크릴산의 합계와 (메타)아크릴산 C1-8알킬아스테르와의 공중합 몰비가 약 2:1-40:1
c) 평균분자량이 약 500-15,000을 유효성분으로 하여 함유하는 스케일 방지제가 제공된다.
또한 스케일을 발생할 수 있는 대상수개중에 상술한 공중합체를 첨가하여 스케일 발생을 억제 또는 방지되므로서 형성되는 스케일 방지법이 제공된다.
본 발명에 의한 스케일 방지제 및 방법은 보일러용수, 슬러그냉각수, 공업용 냉각수, 고로, 전로등의 배가스집진수의 응집침전 처리수등의 각종 수계중에서 사용할 수가 있다. 그리고 이들 수계중의 인산칼슘 스케일과 여러가지의 아연계 스케일에 대한 방지효과가 특히 우수하다.
본 발명에서 사용하는 아크릴산-메타크릴산-(메타)아크릴산 알킬에스테르 공중합체는 각 모노마의 공중합 몰비와 분자량이 특정된 것이 사용된다.
여기에서 아크릴산과 메타크릴산과의 공중합 몰비는 약 1:4-4:1의 범위의 것이 적합하다. 이 이외의 것은 후술하는 비교예에 표시하는 바와 같이 스케일 억제율이 저하하기 때문에 적합하지가 않다.
통상 2 :1-1:2의 범위의 것이 바람직하고, 특히 약 1:1의 범위의 것이 바람직하다. 상기 아크릴산 및 메타크릴산의 합계(구성분)과 (메타)아크릴산 C1-C8알킬에스텔(에스텔 성분)과의 공중합 몰비는 약 2:1-40:1이 적합하고, 약 2:1-20:1이 바람직하다.
약 2:1보다 산성분이 적은 공중합체는 제조가 곤란한 동시에 발포성이 생겨서 적합하지 않다. 한편 약 40:1보다 에스테르 성분이 적으면 공지의 아크릴산-메타크릴산계 이원중합체의 스케일 억제능력을 현저하게 향상할 수 있다고는 할 수 없어서 적합치 않다.
또한, 여기서 (메타)아크릴산 C1-C8알킬에스테르로서는 메타크릴산 알킬에스테르와 아크릴산 알킬에스테르의 어느것이라도 좋고, 또한 혼합물이라도 무방하다. 또한 C1-C8알킬에스테르로서는 공중합체의 제조용이성등의 점에서 탄소수 1-4의 것 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸에스테르가 바람직하다.
한편, 본 발명의 아크릴산, 메타크릴산, (메타)아크릴산에스테르계 공중합체의 분자량은 약 500-15,000인 것이 적당하다. 이 분자량은 점도법에 입각하여 결정된다.
바람직한 것은 3000-7000이다. 예컨대, 공중합비가 1:2일지라도 분자량이 크고, 예컨대 50,000인 경우의 스케일 억제율은 낮다. 또한, 500보다 낮은 작은 분자량에서도 스케일 억제율이 낮아서 적합하지가 않다. 이와같은 공중합체는 아크릴산 및 메타크릴산 및 아크릴산에스테르를 물, 함수용매 또는 유기용매중(예컨대, 저급알코올, 디옥산, 방향족계 용매등)에서 중합개시제(예컨데, 암모늄 또는 알카리 금속의 과유산염, 과산화수소, 과산화벤조일등의 무기 및 유기과산화물, 아조비스이소부티로니토릴, 레독스계촉매등)와 함께 가온함으로서 얻을 수 있다.
이 공중합체의 제조는 통상의 개시제를 사용하여 전술한 단량체를 여러가지의 중합법에 의하여 실시할 수가 있지만, 용매중에서 중합하는 것이 반응의 제어용이도의 점으로 봐서 바람직하다.
그때에 사용되는 용매로서는 각종의 용매가 선택가능하지만, 전술한 단량체의 용매로의 용해성의 점에서 물과 저급알코올이 취급하기 쉬워서 바람직하다.
또한 상술한 용매에 의하여 중합개시제가 적당히 선택된다. 예컨대 물매체 중에서는 암모늄 또는 알칼리금속의 과유산염, 과산화수소등을 들 수 있고, 저급알코올등의 매체중에서는 벤조일파옥시드, 라우로일파옥시드, 크로멘하이드로파옥시드, 아조비스이소부티로니토릴등을 들수가 있다. 이때에 아민 화합물의 적당한 촉진제가 적당히 선택사용 되어도 좋다.
상술한 중합온도는 사용하는 용매 및 중합개시제등에 의하여 적당히 정해지지만, 통상 0-120℃의 범위에서 실시된다.
본 발명에 사용하는 공중합체에 있어서의 아크릴산 단위 및 메타크릴산 단위는 모두 유리산의 경우 및 그 일부 내지 전부가 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄등의 염의 형태로 된 경우도 포함된다.
예컨대, 분자량 5000정도의 공중합체(유리산형)는 분말이고,이것을 그대로 사용할수도 있지만, 통상은 알칼리수산화물(가성소오다 등), 알킬리탄산염(탄산나트륨 등) 또는 암모니아 수용액에 용해하고 용해로서 첨가하는 것이 적합하다.
또한 적당한 유기아민을 사용해도 좋다.
즉, 본 발명의 약제는 분말로서 그대로 첨가할 수 있지만, 염의 화합물을 사용하던가 또는 염의 형태로서 수용액으로 사용할 수도 있다.
이와같은 공중합체의 첨가량은 적용대상수의 성상, 예컨대 스케일 발생물질의 종류와 함유량, PH, 유속등으로 좌우된다. 예컨대, 함인화합물이 함유된 보일러 용수와 공업용 냉각수계에 첨가하여 인산칼슘과 인산아연 스케일의 방지를 의도하는 경우는, 2-20ppm 정도의 농도로 충분하다. 그러나 너무 심한 조건하의 경우에는 그 첨가량을 최고 200ppm 정도의 농도로 충분하다. 그러나 너무 심한 조건하의 경우에는 그 첨가량을 최고 200ppm 정도까지 증가시키는 경우도 있지만 이와같은 일은 극히 드물다.
첨가 방법은 일괄 첨가보다 연속첨가도 좋고, 통상의 방법에 따라서 실시하면 된다. 다만, 적용대상의 공업용수계의 PH가 9이상의 경우는 9이하로 조정하여 실시하는 것이 바람직하다.
이들 함인화합물이 함유된 수소로서는, 중합인산염과 포스폰산류를 탄산칼슘 스케일 방지제와 방식제로서 첨가하는 공업용 냉각수를 들 수 있다. 따라서, 다른 관점에 따르면 본 발명은 스케일 방지 또는 부식방지의 목적으로 함인화합물을 첨가하는 수소중에 전술한 공중합체를 병용 첨가하는 수소의 처리방식까지도 제공한다.
한편, 고로배가스 집진수의 응집침전 처리수소에 첨가하여 아연계 스케일의 발생 방지를 실시하는 경우, 공중합체의 첨가량은 응집침전 처리의 순환 수계에 0.5-5ppm로 하는 것이 적합하다. 이에 따라서 아연계 스케일이 현저히 발생하기 때문에 관난시되고 있었던 중성하에서의 집진수의 응집침전 처리도 가능하여지고, 종래 필요하였던 처리시의 알칼리 첨가를 감소 또는 배제할 수가 있다.
따라서, 또 다른 관점을 따르면, 본 발명은 고로배가스 집진수의 순환용 응집침전 처리를 중성하에서 실하는 동시에 이 응집침전 처리 수계중에 전술한 공중합체를 첨가하는 고로배가스집진수의 처리방법 까지도 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 약제 및 방법은 탄산칼슘 스케일방지에도 유효하고, 이때의 첨가량은 통상 0.5-10ppm 정도로 충분하다.
[실시예]
[실험예 1]
제1표에 표시한 농축합성수(3배 농축에 상당함)을 PH 7.6으로 조정하여, 인산칼슘 스케일 방지효과를 시험하였다. 시험방법은 아래와 같다.
즉, 상술한 시험수에 헥사메타린산나트륨을 PO4 -3로 하여 20ppm, 제2인산수소나트륨을 PO4 3-로 하여 20ppm를 각각 첨가하고, 맨틀히터와 더머스태트를 사용하여 60℃에서 보호유지하면서 교반기로 200r.p.m에서 2시간 교반하였다. 연후에 시험용액을 No.6의 여과지로 여과하고, 여액중의 칼슘이온 및 전체인산 농도를 측정하고, 미리 측정된 시험전의 칼슘 이온 및 전체 인산농도로 부터 용액 1ℓ당의 스케일 석출량(mg/ℓ)을 산출하였다. 아래의 식에 입각하여 스케일 억제율을 산출하고, 스케일 방지효과를 평가하였다. 그 결과를 제1-4도에 표시한다.
Figure kpo00001
[표 1]
Figure kpo00002
[제1도 및 제2도의 설명]
제1도 및 제2도는 아크릴산과 메타크릴산과의 합계 몰량과(메타)아크릴산 알킬에스테르와의 각 몰비의 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-(메타)아크릴산 알킬에스테르 공중합체에 있어서 아크릴산과 메타크릴산과의 각 몰비와 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다.
제1도에서 MAD는 아크릴산-메타크릴산 공중합체에 있어서의 아크릴산과 메타크릴산과의 관계를 표시한 것이다(비교예) MA15는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산메틸(MA))의 몰량이 100 : 15(6.7/1)인 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-아크릴산메틸 공중합체에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산과의 각 몰비와 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다. (본 발명의 실시예) MA5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰비량) : (아크릴산메틸의 몰량)에 100:5(20/1)의 경우에 있어서의 아크릴산-메티크릴산-아크릴산메틸 공중합체에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산과의 각 몰비와 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다. (본 발명의 실시예) MA1은 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산메틸의 몰량)이 100:1의 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-아크릴산메틸 공중합체에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산과의 몰비가 1:1의 경우에 스케일 억제율을 표시한 것이다(비교예).
제2표에서 BAD는 전술한 MAD와 같은 의미를 가진 BA5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산부틸(BA)의 몰량)이 100:5(20/1)의 경우에 있어서의 BA2.5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산 부틸의 몰량)이 100:2.5(40:1)의 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-아크릴산부틸공중합체에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산과의 각 몰비와 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다. (본 발명의 실시예). 0.5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산부틸의 합계몰량) : (아크릴산 부틸의 몰량)이 100:5의 경우에 있어서의 아크릴산과 메타크릴산과의 몰비가 1:1의 경우의 스케일 억제율을 표시한 것이다. (비교예)
각 공중합체의 분자량은 3000, 첨가량은 3ppm이다.
[제3도 및 제4도의 설명]
제3도는 아크릴산-메타크릴산-아크릴산메틸 공중합체(아크릴산과 메타크릴산과의 공중합 몰비가 1:1이고, 또한 아크릴산과 메타크릴산과의 합계몰비와 아크릴산 메틸과의 몰비가 20 : 3이다)의 각 분자량과 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다.
제4도는 마찬가지로 아크릴산-메타크릴산-아크릴산 부틸공중합체(아크릴산과 메타크릴산과의 공중합비(몰비)가 1:1이고, 또한 아크릴산과 메타크릴산과의 합계몰량과 아크릴산부틸과의 몰비가 20:1)의 각 분자량과 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다. 첨가량은 3ppm이다.
[실험예 2]
에스테르기를 여러가지 바꾼 것외에는 실시예 1과 동일하게 시험을 실시하였다.
그 결과를 비교예와 함께 제2표에 표시한다.
[표 2]
Figure kpo00003
(표중의 약칭)
MA : 아크릴산 메틸 EHMA : 아크릴산 에틸 헥실
EHMMA : 메타크릴산 에틸 헥실 EA : 아크릴산메틸 에틸
MMA : 메타크릴산 메틸 BA : 아크릴산메틸 부틸
MMA 에틸
[실시예 1]
(가열체 시험)
제5도에 표시하는 장치를 사용하여 아크릴산-메타크릴산-아크릴산메틸(공중합비 1:1:0.3, 분자량 3000)의 스케일 방지효과를 시험하였다. 또한 도중의 기호는 하기의 것을 의미한다.
TC : 시험셀, Ti : 입구온도 프로오브, SP : 시험편, TO : 출구온도 프로오브, Hb : 가열체, PT : 수액 탱크, P : 순환 펌프, Hi : 시험액 히이터, Fm : 유량계.
시험방법은 아래와 같다.
농축합성수(오오사까시수의 3배 농축수에 상당하고, 제1표를 참조할것) 201에 헥사메타인산나트륨을 PD4 3-로 하여 13ppm, 염화아연을 Zn2+로 하여 형성되도록 첨가하여 시험액으로 한다. 시험편(점액부 20×100mm, 재질 : 동(DCUP)에 열부하(열유속 30×104Kcal/m2·h)를 부여하여 가열하고, 시험셀내에 상술한 시험액을 냉각수로서 유속 0.5m/초으로 물을 통하게 하고, (시험셀 입구수온은 50℃로 설정) 5일간 시험하였다. 시험종료후의 시험편의 중량을 측정하고, 시험전후의 중량차로 부터 스케일 부착속도(m.c.m(mg/cm2, month)를 측정한다.
또한 부착한 스케일을 염산(15W/W%)에서 용해한 후에, 스케일 분석을 실시하였다.
측정결과를 제3표 및 제4표에 표시한다.
[표 3]
스케일 부착속도 측정 결과
Figure kpo00004
[표 4]
스케일 분석 결과
Figure kpo00005
[실시예 2]
제6도의 장치를 사용하여 아크릴산-메타크릴산메틸(공중합비 1:1:0.3, 분자량 3000)의 스케일 방지효과를 시험하였다.
시험조건 및 시험방법은 하기와 같다.
스케일 부착속도(m.c.m)를 실시예 1과 마찬가지로 측정하였다.
시험수 수질을 제5표에 스케일 부착속도 측정결과를 제6표에 표시한다.
또한 도중의 번호 1-8은 각각 하기의 것을 의미한다.
Figure kpo00006
0. 시험조건
시험수(검수도 같은 의미)-농축합성수(오오사까시수의 5배 농축수에 상당, 제5표를 참조할 것)에 헥사메타린산나트륨 28ppm(PO3-로서 26ppm)과 염화아연을 8ppm(Zn2+로 하여 3.8ppm)을 첨가한 것.
Figure kpo00007
0. 시험방법
① 검수핏트에 시험수를 넣고, 펌프로 순환시킨다.
② 온도핏트에 순수를 넣고, 펌프에 의하여 순환시켜서 시험개시로 삼는다.
테스트 부분은 튜브의 이중구조로 되어 있고, 외측에 시험수가 내측에 온수가 흐르고, 테스트 튜브 부분이 전열면으로 된다.
또한 테스트 튜브 내측의 온수는 스케일의 부착이 없도록 순수를 사용하고 있으며, 이것에 의하여 테스트 튜브에 부착하는 스케일은 외측의 시험수에 의한 것으로 된다.
③ 시험수의 열원은 테스트 튜브의 전열뿐이고, 온수 및 시험수의 수온은 온도조절기, 히이터, 전자밸브에 의하여 조절한다.
또한 유량은 유량계와 밸브(도에서는 생략함)에 의하여 조절한다.
[표 5]
농축합성수(오오사까시수의 5배 농축수에 상당)의 수질
Figure kpo00008
[표 6]
스케일 부착속도 측정결과
Figure kpo00009
이상과 같이 본 발명의 방법에 따르면, 인산칼슘 스케일의 발생을 현저하게 억제 또는 방지할 수 있는 것을 알수 있다.
[실험예 3]
제7표에 표시한 농축합성수의 유산아연을 Zn2+로 하여 8ppm 첨가하고, 소정량의 스케일 방지제를 첨가하고, 맨틀히이터와 더머스 태트를 사용하여 50℃로 보호유지하면서 교반기로 100r.p.m에서 25시간 교반하였다. 그후 시험용액을 No.6의 여과지로 여과하고, 여과액 중의 아연이온 농도를 측정하고, 미리 측정된 시험전의 아연이온 농도로부터, 용액 1ℓ당의 스케일 석축량(mg/ℓ)을 산출하였다.
아래의 식에 입각하여 스케일 억제율을 산출하고 스케일 방지효과를 평가하였다. 그 결과를 제7도-제10도와 제8표에 표시한다.
Figure kpo00010
[표 7]
농축합성수의 수질
Figure kpo00011
[제7도 및 제8도의 설명]
제7도는 아크릴산-메타크릴산과의 공중합체에 있어서의 아크릴산과 메타크릴산과의 각 공중합비(몰%)와 스케일 억제율과의 관계를 표시하는 도이다.
(평균분자량 약 3000, 6ppm 첨가)
제8도는 아크릴산-메타크릴산 공중합체(아크릴산과 메타크릴산과의 공중합비 1:1)의 각 분자량과 스케일 억제율과의 관계를 표시하는 도이다.
(6ppm 첨가)
[제9도 및 제10도의 설명]
제9도는 아크릴산과 메타크릴산과의 합계몰량과 아크릴산부틸과의 각 몰비의 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-아크릴산부틸 공중합체에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산과의 각 공중합비(몰비)와 스케일 억제율과의 관계를 나타낸 것이다.
제9도에 있어서는 BA0는, 아크릴산-메타크릴산공중합체에 있어서의 아크릴산과 메타크릴산과의 각 공중합비(단위는 몰%)와 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다. BA0.5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산부틸의 몰량)이 200 : 1의 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-아크릴산부틸 공중합체에 있어서 아크릴산과 메타크릴산과의 각 공중합비(단위는 몰%)와 스케일 억제율과의 관계를 나타낸 것이다.
BA2.5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) 7 : (아크릴산부틸의 몰량)이 100:2.5(40:1), BA5는 (아크릴산과 메타크릴산의 합계몰량) : (아크릴산부틸의 몰량)이 100:5(20:1)의 경우에 있어서의 아크릴산-메타크릴산-아크릴산 부틸공중합체에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산과의 각 공중합비(단위는 몰%)와 스케일 억제율과의 관계를 표시한 것이다.
또한 각 공중합체의 분자량은 3000, 첨가량은 3ppm이다.
[표 8]
Figure kpo00012
(표중의 약칭)
MA : 아크릴산 메틸 EHMA : 아크릴산 에틸 헥실
EHMMA : 메타크릴산 에틸헥실 EA : 아크릴산 에틸
MMA : 메타크릴산 에틸 BA : 아크릴산 부틸
EMA : 메타크릴산 메칠
[실시예 3]
어느 제철소 로로집진수계에 있어서의 식크너 출구의 집진수를 사용하여 각 pH에 있어서의 스케일 방지제의 효과를 실험하였다.
[시험 방법]
집진수 식크너계 입구에 첨가하는 수산화나트륨의 양을 절감시킴으로서 집진수의 각 pH에 있어서의 스케일 방지제의 효과를 제11도의 장치를 사용하여 시험하였다.
각 테스트 튜브(SUS-204제, 3/8B×150mm)에 부착된 스케일날을 측정하고, 스케일 부착속도를 산출하였다.
각 pH8.0 및 pH7.5에 있어서의 약제무첨가의 스케일 분석결과를 제9표에 또한 pH8.0 및 pH 7.5의 식크너 출구의 수질을 제10표에 표시한다.
또한 도중에서 (11)은 밸브를 (12)는 약주입장치를 (13)은 테스트 튜블를 각각 표시한다.
[표 9]
스케일 분석 결과
Figure kpo00013
[표 10]
수질분석 결과
Figure kpo00014
이상과 같이, 본 발명의 방법에 따르면 아연계 스케일의 발생을 현저하게 억제 또는 방지할 수 있는 것을 알 수가 있다.

Claims (10)

  1. 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 C1-8알킬에스테르로 구성되는 하기 공중합체: a) 아크릴산과 메타크릴산과의 공중합 몰비가 약 1:4-4:1, b) 아크릴산 및 메타크릴산의 합계와 (메타)아크릴산 C1-8알킬에스테르와의 공중합 몰비가 약 2:1-40:1, c) 평균 분자량이 약 500-15000을 유효성분으로 함유하는 스케일 방지제.
  2. 청구범위 제1항에 있어서, 공중합체에 있어서의 아크리산과 메타크릴산과의 공중합 몰비가 2:1-1:2인 스케일 방지제.
  3. 청구범위 제2항에 있어서, 공중합 몰비가 약 1:1인 스케일 방지제.
  4. 청구범위 제1항에 있어서, (메타)아크릴산알킬에스테르가 아크릴 또는 메타크릴산의 C1-4알킬에스테르인 스케일 방지제.
  5. 청구범위 제1항에 있어서, 공중합체의 평균 분자량이 약 3000-7000인 스케일 방지제.
  6. 스케일을 발생시킬 수 있는 대상수계중에, 아크릴산, 메타크릴산 및 이들의 C1-8알킬로 구성되는 하기 공중합체 : a) 아크릴산과 메타크릴산과의 공중합 몰비가 약 1:4-4:1, b) 아크릴산과 메타크릴산과의 합계와 (메타)아크릴산 C1-8알킬에스테르와의 공중합 몰비가 약 2:1-40:1. c) 평균 분자량이 약 500-15000을 첨가하여 스케일 발생을 억제 또는 방지할 수 있는 것으로 형성되는 스케일의 방지방법.
  7. 청구범위 제6항에 있어서, 스케일을 발생시킬 수 있는 대상수계가 함인 화합물을 첨가 사용하고 있는 공업용 냉각수소인 스케일의 방지방법.
  8. 청구범위 제7항에 있어서, 공중합체의 첨가량이 대상수에 대하여 2-200ppm로 되는 스케일 방지방법.
  9. 청구범위 제6항에 있어서, 스케일을 발생할 수 있는 고로배가스 집진수의 응집침전처리수계인 스케일의 방지방법.
  10. 청구범위 제9항에 있어서, 공중합체의 첨가량이 대상수에 대하여 0.3-5ppm인 스케일의 방지방법.
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