JP5800044B2 - 蒸気発生設備のスケール除去方法及びスケール除去剤 - Google Patents

蒸気発生設備のスケール除去方法及びスケール除去剤 Download PDF

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Description

本発明は、蒸気発生設備のボイラ缶内等に付着したスケールを効率的に除去するスケール除去方法及びスケール除去剤に関する。
近年、エネルギーコストを削減するため、系外にブローされる水の量を減らして、高濃度で運転する水系システムが増加している。このような水系システムでは、水中のカルシウム、マグネシウム及びシリカなどのスケール成分も高濃度となるため、これらの成分がスケール化して析出することにより、熱交換器の熱効率の低下や閉塞などを引き起こすことがある。
特に、ボイラ水系では、ボイラ缶内に持ち込まれたカルシウム、マグネシウム、シリカ及び鉄などのスケール成分は、熱負荷の高い伝熱面でスケール化して付着するため、鋼材の過熱による膨張、湾曲、破裂や熱効率の低下を引き起こす原因となる。
また、伝熱面へのスケールの付着は、伝熱阻害を引き起こし、エネルギーロスが生じるため、燃料費の増加にもつながる。このため、ボイラ水系などでは、スケールの付着を防止するために、原水中の硬度成分であるカルシウムやマグネシウムを軟水器によって取り除き、軟水化したものを給水としている。
また、ボイラ水中にスケール防止剤を添加することにより、ボイラ缶内に持ち込まれた給水中の微量の硬度成分やシリカなどのスケール成分の系内への付着を抑制するとともに、ブローよってこれらの成分を系外に排出する水処理方法も行われている。
ここで、スケール防止剤とは、水系システムに持ち込まれた硬度成分のスケール化を防止するものであり、例えばリン酸三ナトリウムやトリポリリン酸ナトリウムなどのリン酸塩、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリマーが使用されている。
一方、このようなスケール防止方法を採用した場合でも、給水系統で不測の硬度成分のリークなどが発生し、ボイラ缶内にスケールが付着した場合はボイラの運転を停止し、ボイラ水を全ブローにより排出した後、スケール溶解除去剤を用いた化学洗浄が行われている。例えば、特許文献１には、高濃度のエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等のキレート剤やスルファミン酸等の有機酸を用いた化学洗浄によるスケール除去方法が記載されている。
しかし、特許文献１のスケール除去方法では、ボイラを一度停止するため生産性が損なわれることと、洗浄コストが別途発生するといった問題がある。
上記問題を解消するものとして、ボイラの運転を停止することなくスケールを除去する方法が提案されている。例えば、特許文献２には、ボイラ缶中に、ＥＤＴＡ、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、ジエチレントリアミン等の特定のキレート剤とポリマレイン酸などの特定の分散剤とを添加し、ボイラを運転しながらスケールを除去する方法が記載されている。
しかし、特許文献２のスケール除去方法で用いられるキレート剤は、ボイラの母材である鉄に対してもキレート剤が作用して、腐食が生じるという問題がある。
上記問題を解消するものとして、キレート剤と防食剤を併用する方法が提案されている。例えば、特許文献３には、キレート剤とアルドン酸又はその塩によって腐食を抑制しつつ、キレート剤によりスケールを除去する方法が記載されている。
しかし、特許文献３のスケール除去方法では、キレート剤の添加量に応じて、防食剤の添加が必要となることと、防食剤の素剤コストが別途発生するといった問題がある。
さらに上記問題を解消するものとして、キレート剤を使用することなく硬度スケールを除去する方法が特許文献４に提案されている。特許文献３には、少なくとも３０重量％のカルボキシルキレート官能性単位を含み、少なくとも２００のキレート化価を有し、かつ５００〜５００００の範囲内にある分子量を有する、水溶性アニオン系ビニルポリマー金属イオン封鎖剤と、別の水溶性アニオン系ビニルポリマー分散剤との混合物からなる組成物を用い、硬度と鉄が同時に持ち込まれる場合には、この金属イオン封鎖剤と分散剤を高濃度添加することで硬度スケールの付着を防止したり、付着したスケールの除去効果が得られると記載されている。
しかし、特許文献４の組成物によりスケールの除去効果を得るには、非常に多くの薬剤添加量を必要とするため経済的な問題があり、また給水中の硬度が低く鉄含有量の多い給水では、運転中にスケールの除去効果が経時的に低下し、十分な除去効果が得られないという技術的な問題もある。
特開平４−１９３９７１号公報 特開２０００−１５４９９６号公報 特開２０１１−２１２５９１号公報 特開昭６３−６５９９９号公報
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ボイラを腐食させることなく、経済的に許容できる薬剤添加量でボイラ缶内等に付着したスケールを効率的に除去することができるスケール除去方法及びスケール除去剤、特に高濃度の鉄が含まれる給水で運転される設備においても、ボイラ缶内に付着したスケールを効率的に除去することができるスケール除去方法及びスケール除去剤を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定の分子量範囲のポリアクリル酸及び／又はその塩を用いることで、少ない添加濃度で系内に付着したスケールを効率的に除去し得ることを見出した。そしてさらに研究した結果、ドレンを回収して給水として再利用している場合や、腐食性が高いエコノマイザーに鋼材を使用している場合など、給水中に鉄が高濃度に含まれる場合にも、特定の分子量範囲のポリメタクリル酸及び／又はその塩を併用することでスケールの除去効率を落とすことなく、上記課題を解決することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は以下を要旨とする。
［１］ 蒸気発生設備の系内に付着したスケールを除去するスケール除去方法において、該蒸気発生設備の給水が鉄を含み、重量平均分子量が２０，０００を超え１７０，０００以下のポリアクリル酸及び／又はその塩と、重量平均分子量１，０００を超え１００，０００以下のポリメタクリル酸及び／又はその塩とを該蒸気発生設備内の水又は該蒸気発生設備の給水に添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
［２］ ［１］において、前記ポリアクリル酸及び／又はその塩を前記蒸気発生設備の蒸気発生部の水中の該ポリアクリル酸及び／又はその塩の濃度が１〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
［３］ ［１］又は［２］において、前記ポリメタクリル酸及び／又はその塩を前記蒸気発生設備の蒸気発生部の水中の該ポリメタクリル酸及び／又はその塩の濃度が１〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
［４］ ［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記蒸気発生設備の蒸気発生部の水中のポリアクリル酸及び／又はその塩とポリメタクリル酸及び／又はその塩との重量濃度比が１：１００〜１００：１となるように、ポリアクリル酸及び／又はその塩とポリメタクリル酸及び／又はその塩を添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
［５］ 蒸気発生設備の系内に付着したスケールを除去するスケール除去剤において、重量平均分子量２０，０００を超え１７０，０００以下のポリアクリル酸及び／又はその塩と、重量平均分子量１，０００を超え１００，０００以下のポリメタクリル酸及び／又はその塩とを含むことを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去剤。
［６］ ［５］において、前記ポリアクリル酸及び／又はその塩と、前記ポリメタクリル酸及び／又はその塩とを、１：１００〜１００：１の重量比で含むことを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去剤。
本発明によれば、キレート剤を用いることなく、系内を腐食させることなく、比較的少ない薬剤使用量で蒸気発生設備の運転中に系内に付着したスケールを効率的に除去することができ、また、給水中に高濃度の鉄が存在する場合であっても、高いスケール除去効果を得ることができる。
本発明を実施するための蒸気発生設備の一実施形態を示す系統図である。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［蒸気発生設備のスケール除去方法］
本発明の蒸気発生設備のスケール除去方法は、蒸気発生設備において、ボイラ缶即ち蒸気発生部等の系内に付着したスケールを、重量平均分子量が２０，０００を超え１７０，０００以下のポリアクリル酸及び／又はその塩（以下、「ポリアクリル酸（塩）」と称す。）を該蒸気発生設備内の水又は該蒸気発生設備の給水に添加することにより除去するものであって、特に、蒸気発生設備の給水が鉄を含む場合には、好ましくは重量平均分子量１，０００を超え１００，０００以下のポリメタクリル酸及び／又はその塩（以下、「ポリメタクリル酸（塩）」と称す。）を併用添加するものである。
図１は、本発明を実施するための蒸気発生設備の一実施形態を示す系統図であり、１は給水タンク、２はボイラ缶（蒸気発生部）、３は復水タンク、４は補給水タンク、５は蒸気使用場所である。給水タンク１内の給水は、給水ライン１１よりボイラ缶２に送給される。ボイラ缶２で発生した蒸気は蒸気ライン１２より蒸気使用場所５に送給され、復水は循環ライン１３、復水タンク３及び復水ライン１４を経て給水タンク１に循環される。
給水タンク１には、補給水タンク４内の補給水が補給水ライン１５より補給されると共に、アルカリ剤添加ライン１６よりアルカリ剤が添加され、また、スケール除去剤ライン１７よりスケール除去剤が添加される。ボイラ缶２からはブローライン１８よりブロー水が排出される。
図１においては、ポリアクリル酸（塩）、或いはポリアクリル酸（塩）及びポリメタクリル酸（塩）を含むスケール除去剤が、給水タンク１の給水に添加されるが、スケール除去剤は補給水タンク４に添加されてもよく、復水タンク３や、各水系の移送ラインに添加されてもよく、これらの２以上の箇所に添加されてもよい。また、ポリアクリル酸（塩）とポリメタクリル酸（塩）を併用する場合、これらは別々の箇所に添加されてもよく、同一の箇所に添加されてもよい。同一の箇所に添加される場合、ポリアクリル酸（塩）とポリメタクリル酸（塩）を予め混合して添加してもよく、別々に添加してもよい。後述の他の任意成分についても同様である。
なお、図１は循環式の蒸気発生設備を示しているが、本発明は、循環式に限らず、貫流式、その他の蒸気発生設備にも適用することができる。
蒸気発生設備の給水としては、原水を逆浸透膜で処理したもの、原水を軟化処理したもの、原水をイオン交換処理したもの等を用いることができる。
また、本発明に係る蒸気発生設備の運転条件には特に制限はないが、運転圧力は望ましくは０．２〜４ＭＰａ、さらに望ましくは０．２〜３ＭＰａであるのがよく、０．２ＭＰａより低いと十分なスケール除去効果が得られず、圧力が４ＰＭａよりも高いと、ポリアクリル酸（塩）、ポリメタクリル酸（塩）等のポリマーが熱分解の影響を受け、スケール除去効果が低下する。
以下に、本発明の蒸気発生設備のスケール除去方法において、スケール除去成分として用いられるポリアクリル酸（塩）、ポリアクリル酸（塩）と併用されるポリメタクリル酸（塩）、更にこれらの薬剤と併用し得る他の任意添加成分について説明する。
＜ポリアクリル酸（塩）＞
ポリアクリル酸は特に限定されず、後述する重量平均分子量の条件を満たすものを用いることが可能である。ポリアクリル酸塩としては、前記ポリアクリル酸のナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。ポリアクリル酸塩は、ポリアクリル酸とともに、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩等を添加することにより生成させることができる。
本発明で用いるポリアクリル酸の重量平均分子量は２０，０００を超え１７０，０００以下であり、好ましくは５０，０００を超え１２０，０００以下である。
ポリアクリル酸の重量平均分子量が２０，０００未満では、十分なスケール除去効果を得ることができない。ポリアクリル酸の重量平均分子量が１７０，０００を超えてもスケール除去効果が低下する。
なお、ポリアクリル酸塩は、ポリアクリル酸塩のベースとなるポリアクリル酸の重量平均分子量が上記条件を満たしていればよい。
ポリアクリル酸（塩）の添加量は、蒸気発生設備の蒸気発生部の水、即ち、ボイラ水中での濃度が１〜１０００ｍｇ／Ｌ特に１０〜５００ｍｇ／Ｌとなるような量とすることが好ましい。
ポリアクリル酸（塩）のボイラ水中での濃度が上記下限以上であることにより、スケール除去効果を発揮しやすく、上記上限以下とすることにより、ＣＯＤの上昇による排水処理の煩雑さを防止しつつ、費用対効果を良好にすることができる。
従って、ポリアクリル酸（塩）は当該蒸気発生設備の濃縮倍率に応じて、ボイラ水中の濃度が上記範囲となるように各箇所の水に添加される。
ポリアクリル酸（塩）は脱イオン水を用いて、０．１〜３０重量％、特に０．５〜１０重量％濃度の水溶液として添加することが好ましい。
＜ポリメタクリル酸（塩）＞
蒸気発生設備の給水中に鉄が含まれる場合、上記のポリアクリル酸（塩）と共にポリメタクリル酸（塩）を併用することが好ましい。
ここで、給水中の鉄は、例えば、水酸化鉄や酸化鉄等の水不溶性のものは給水中に懸濁状態で存在しており、水溶性のものは水中に溶解して解離し、鉄イオンとして存在している。
懸濁しているものも溶解しているものも含め、特に給水中に鉄を０．３ｍｇ／Ｌを超えて含む場合、例えば０．４〜５．０ｍｇ／Ｌの高濃度で含む場合には、ポリアクリル酸（塩）と共にポリメタクリル酸（塩）を併用することが好ましい。
ポリメタクリル酸は特に限定されず、好ましくは以下の重量平均分子量の条件を満たすものが用いられる。ポリメタクリル酸塩としては、前記ポリメタクリル酸のナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。ポリメタクリル酸塩は、ポリメタクリル酸とともに、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩等を添加することにより生成させることができる。
本発明で用いるポリメタクリル酸の重量平均分子量は好ましくは１，０００以上１００，０００以下であり、より好ましくは５，０００以上６０，０００以下である。
ポリメタクリル酸の重量平均分子量が１，０００未満では、十分な鉄スケール防止効果を得ることができない場合があり、ポリメタクリル酸の重量平均分子量が１００，０００を超えると効果が低下する。
なお、ポリメタクリル酸塩は、ポリメタクリル酸塩のベースとなるポリメタクリル酸の重量平均分子量が上記条件を満たしていればよい。
ポリメタクリル酸（塩）の添加量は、蒸気発生設備の蒸気発生部の水、即ち、ボイラ水中での濃度が１〜１０００ｍｇ／Ｌ、特に１０〜５００ｍｇ／Ｌとなるような量とすることが好ましい。
ポリメタクリル酸（塩）のボイラ水中での濃度が上記下限以上であることにより、鉄スケール防止効果を発揮し、また、ポリアクリル酸（塩）によるスケール除去効果を維持しやすくすることができ、上記上限以下とすることにより、ＣＯＤの上昇による排水処理の煩雑さを防止しつつ、費用対効果を良好とすることができる。
従って、ポリメタクリル酸（塩）は、当該蒸気発生設備の濃縮倍率に応じて、ボイラ水中の濃度が上記範囲となるように各箇所の水に添加される。
また、ポリアクリル酸（塩）とポリメタクリル酸（塩）との併用による相乗的なスケール除去効果を十分に得るために、ポリアクリル酸（塩）とポリメタクリル酸（塩）とは、ボイラ水中の濃度がポリアクリル酸（塩）：ポリメタクリル酸（塩）＝１：１００〜１００：１、とりわけ１：５０〜１０：１の重量比となるように添加することが好ましい。
ポリメタクリル酸（塩）は脱イオン水を用いて０．１〜３０重量％、特に０．５〜２０重量％濃度の水溶液として添加することが好ましい。
＜任意添加成分＞
本発明においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて、蒸気発生設備の系内の何れかの箇所で、各種の添加成分、例えば、ｐＨ調整剤、脱酸素剤、防食剤、スケール分散剤等を有効量添加することできる。これらの添加成分は１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
ボイラ水のｐＨは、１１．０以上とすることが好ましく、ボイラ缶内や蒸気発生設備系内の腐食防止の観点から１２．０以下とすることが好ましい。ボイラ水のｐＨを１１．０以上に調整する方法としては、アルカリ剤を添加する方法と、ブロー量及び／又は給水量を調整して濃縮倍率を調整する方法等が挙げられる。このうち、ｐＨの調整のし易さの観点から、アルカリ剤を添加する方法が好適である。
ｐＨ調整のためのアルカリ剤としては、例えばアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属リン酸塩、中和性アミン等が挙げられる。
アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙げられ、アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられ、アルカリ金属リン酸塩としては、リン酸三ナトリウム、リン酸水素ナトリウム等が挙げられる。
また、中和性アミンとしては、モノエタノールアミン、シクロへキシルアミン、モルホリン、ジエチルエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、３−メトキシプロピルアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール等が挙げられる。
アルカリ剤の中でも中和性アミンは、蒸気復水系へ移行するため、高濃度に添加すると蒸気や復水に臭気が生じたり、蒸気復水系のｐＨが上昇しすぎてしまい系内に銅系材質があると腐食を引き起こす可能性がある。このため、アルカリ剤としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属リン酸塩が好ましく、経済性の観点から、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム等がより好ましい。
上記アルカリ剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
アルカリ剤についても、スケール除去剤と同様、補給水又は給水に添加することが好ましい。なお、蒸気発生設備が循環式の場合、復水に添加してもよい。
なお、適量のアルカリ剤を供給するために、本発明に係る蒸気発生設備は、ボイラ缶の上流側及び／又は下流側に、ｐＨ測定手段を有することが好ましい。
脱酸素剤としては、ヒドラジン、カルボヒドラジド、ジエチルヒドロキシルアミン等の各種ヒドロキシルアミン、１−アミノピロリジンや１−アミノ−４−メチルピペラジン等のＮ−アミノ複素環化合物、ハイドロキノン、加水分解型や縮合型の各種タンニン(酸)及びその塩、エリソルビン酸やアスコルビン酸及びその塩、グルコン酸やアルファグルコヘプトン酸等のアルドン酸及びその塩、グルコース等の糖類（単糖類、多糖類）、亜硫酸やメタ重亜硫酸等の亜硫酸系物質及びその塩などが挙げられる。これらは１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
防食剤としては、コハク酸やクエン酸、リンゴ酸等の多価カルボン酸、オキシカルボン酸及びその塩などが挙げられる。これらは１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
［蒸気発生設備のスケール除去剤］
本発明の蒸気発生設備のスケール除去剤は、重量平均分子量２０，０００を超え１７０，０００以下、好ましくは５０，０００を超え１２０，０００以下のポリアクリル酸（塩）と、重量平均分子量１，０００を超え１００，０００以下、好ましくは５，０００を超え６０，０００以下のポリメタクリル酸（塩）とを含むことを特徴とするものであり、好ましくはポリアクリル酸（塩）とポリメタクリル酸（塩）とをポリアクリル酸（塩）：ポリメタクリル酸（塩）＝１：１００〜１００：１、より好ましくは１：５０〜１０：１の重量比で含むものである。
本発明のスケール除去剤は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて前述のｐＨ調整剤、脱酸素剤、防食剤、スケール分散剤等の各種の水処理剤成分を含んでいてもよい。
なお、本発明のスケール除去剤は、ポリアクリル酸（塩）及びポリメタクリル酸（塩）が一剤化されたものであってよく、これらが別々に供給されるものであってもよい。
前述の如く、ポリアクリル酸（塩）は通常脱イオン水に溶解して０．１〜３０重量％、特に０．５〜１５重量％濃度の水溶液として使用される。また、ポリメタクリル酸（塩）は通常脱イオン水に溶解して、０．１〜３０重量％、特に０．５〜２０重量％濃度の水溶液として使用される。
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
なお、以下の実施例及び比較例において、給水として用いた合成水の調製において、Ｃａ硬度としてはＣａＣｌ２を、Ｍｇ硬度としてはＭｇＣｌ２を、シリカにはＮａ２ＳｉＯ３を、ＦｅにはＦｅＣｌ２を用いた。
［試験例Ｉ：実施例Ｉ−１〜６、比較例Ｉ−１〜３］
以下の試験装置及び給水を用い、以下の条件で以下のスケール除去試験を行い、ポリアクリル酸とポリマレイン酸のスケール除去効果の評価を行った。
＜試験装置＞
ステンレス製テストボイラ（保有水量５Ｌ）
＜給水＞
合成水Ａ：Ｃａ硬度２０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ、Ｍｇ硬度１０ｍｇＣａＣＯ３／Ｌ、シリカ濃度１５ｍｇ／Ｌ、炭酸ナトリウム濃度３０ｍｇ／Ｌの合成水
合成水Ｂ：シリカ濃度１５ｍｇ／Ｌ、表１に記載の重量平均分子量のポリアクリル酸又はポリマレイン酸濃度１０ｍｇ／Ｌ、炭酸ナトリウム濃度３２ｍｇ／Ｌの合成水
＜試験条件＞
給水温度：４０℃
運転圧力：２．０ＭＰａ
給水量：１０Ｌ／ｈ
濃縮倍率：１０倍
ボイラ水ｐＨ：１１．４
＜スケール除去試験＞
伝熱チューブ（鋼材製、表面積２００ｃｍ２×３本）を秤量して記録した後、ステンレス製テストボイラに挿入した。
また、ブローラインに直径２０ｍｍ、６０メッシュのストレーナを設置した。
このステンレス製テストボイラに、合成水Ａを給水しながら圧力２．０ＭＰａ、蒸発量９．０Ｌ／ｈ、ブロー量１．０Ｌ／ｈ、濃縮倍率１０倍となるように調整し、２４時間運転した。運転後にスケールが付着した伝熱チューブを取り出して秤量し、スケール付着量を算出した。その後、伝熱チューブを再度ステンレス製テストボイラに挿入し、合成水Ｂで同じ運転条件で３日間運転し、スケール除去工程を行った。
スケール除去運転後に同様に伝熱チューブを取り出して秤量し、スケール付着量を算出し、スケール除去工程前後のスケール付着量からスケール除去率を算出した。
また、試験終了後のストレーナを観察し、ストレーナを閉塞させる恐れのある付着物の有無を確認した。
結果を表１に示す。
Figure 0005800044
＜考察＞
表１より、ポリアクリル酸の重量平均分子量が２０，０００以下ではスケール除去率は低く、２０，０００を超え１７０，０００以下でスケール除去率が高くなり、特に５０，０００を超え１２０，０００以下でスケール除去効果が高いことが分かる。
これに対して、ポリマレイン酸は、ある程度のスケール除去効果は認められたが、ブローストレーナにどろっとした付着物が認められ、ストレーナの大部分が覆われていて閉塞寸前の状況であった。これは硬度成分とポリマレイン酸が反応して生成したゲル化物によるものと推定された。
［試験例II：実施例II−１〜６、比較例II−１〜１１］
以下の試験装置及び給水を用い、以下の条件で以下のスケール除去試験を行い、ポリアクリル酸の重量平均分子量とポリメタクリル酸の併用がスケール除去効果に与える影響を評価した。
＜試験装置＞
ステンレス製テストボイラ（保有水量５Ｌ）
＜給水＞
合成水Ｃ：Ｃａ硬度４０ｍｇＣａＣＯ3／Ｌ、Ｍｇ硬度２０ｍｇＣａＣＯ3／Ｌ、シリカ濃度３０ｍｇ／Ｌ、炭酸ナトリウム濃度３０ｍｇ／Ｌ、Ｆｅ濃度1ｍｇ／Ｌの合成水
合成水Ｄ：シリカ濃度３０ｍｇ／Ｌ、薬剤１として表２に記載の重量平均分子量のポリアクリル酸濃度５ｍｇ／Ｌ、薬剤２として表２に示すものを濃度５ｍｇ／Ｌ、Ｆｅ濃度1ｍｇ／Ｌ、炭酸ナトリウム濃度３２ｍｇ／Ｌの合成水（ただし、比較例II−１では、薬剤１と薬剤２を添加せず、比較例II−２〜８では薬剤２を添加せず。）
＜試験条件＞
給水温度：４０℃
運転圧力：０．７ＭＰａ
給水量：１３Ｌ／ｈ
濃縮倍率：１０倍
ボイラ水ｐＨ：１１．５
＜スケール除去試験＞
伝熱チューブ（鋼材製、表面積２００ｃｍ２×３本）を秤量して記録した後、ステンレス製テストボイラに挿入した。
このステンレス製テストボイラに、合成水Ｃを給水しながら圧力０．７ＭＰａ、蒸発量１１．７Ｌ／ｈ、ブロー量１．３Ｌ／ｈ、濃縮倍率１０倍となるように調整し、２１時間運転した。運転後にスケールが付着した伝熱チューブを取り出して秤量し、スケール付着量を算出した。その後、伝熱チューブを再度ステンレス製テストボイラに挿入し、合成水Ｄで同じ運転条件で試験し、スケール除去工程を行った。運転後に同様に伝熱チューブを取り出して秤量し、スケール付着量を算出し、スケール除去工程前後のスケール付着量からスケール除去量を算出した。スケール除去量は、３日ごとに伝熱チューブを取り出して秤量し、再び挿入することにより評価し、合計９日間のスケール除去工程を行い、９日間のスケール除去工程後のスケール除去率（スケール除去工程開始時に付着していたスケールに対して９日間で除去できた合計のスケールの割合）を算出した。
結果を表２に示す。
Figure 0005800044
＜考察＞
表２より、以下のことが分かる。
比較例II−２〜II−８では、経過日数と共にスケール除去量が低下していく。これは既に付着したスケールの上にさらに鉄スケールが付着し、ポリアクリル酸単独処理では、スケール除去効果が一定に維持されないためである。
比較例II−１１は２種類のポリマーを併用しているが、除去効果は低い。比較例II−９，II−１０でも同様に除去効果は低い。
これに対して、実施例II−１〜II−６では、日数が経過しても一定の速度でスケールが除去されている。これは、ポリメタクリル酸を併用することで、鉄スケール付着を防止しながら、重量平均分子量が高いポリアクリル酸によるスケール除去効果が一定に保たれるためである。
［試験例III：実施例III−１〜６、比較例III−１〜４］
試験例IIにおいて、テストボイラの缶内に鋼材製のテストピース（ＳＰＣＣ、１５×５０×１０ｍｍ、♯４００研磨）を設置し、表３に示す薬剤を表３に示すボイラ缶内濃度となるように含む合成水を試験例IIと同様の条件で給水して腐食性の確認試験を行った。なお、ボイラ缶内のｐＨは１１．３に調整した。
試験後にテストピースを取り出して脱錆処理し、下記計算式（１）により腐食速度を求めた。
腐食速度（ｍｄｄ）＝テストピースの腐食減量（ｍｇ）／
（テストピースの表面積（ｄｍ2）×試験期間（ｄａｙ）） …（１）
結果を表３に示す。
Figure 0005800044
表３の結果から、ポリアクリル酸とポリメタクリル酸を併用した処理は、ＥＤＴＡやＮＴＡのようなキレート剤を用いた処理より、腐食速度が格段に遅く、腐食抑制効果があることが分かる。
１ 給水タンク
２ ボイラ缶（蒸気発生部）
３ 復水タンク
４ 補給水タンク
５ 蒸気使用場所

Claims (6)

  1. 蒸気発生設備の系内に付着したスケールを除去するスケール除去方法において、該蒸気発生設備の給水が鉄を含み、重量平均分子量が２０，０００を超え１７０，０００以下のポリアクリル酸及び／又はその塩と、重量平均分子量１，０００を超え１００，０００以下のポリメタクリル酸及び／又はその塩とを該蒸気発生設備内の水又は該蒸気発生設備の給水に添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
  2. 請求項１において、前記ポリアクリル酸及び／又はその塩を前記蒸気発生設備の蒸気発生部の水中の該ポリアクリル酸及び／又はその塩の濃度が１〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
  3. 請求項１又は２において、前記ポリメタクリル酸及び／又はその塩を前記蒸気発生設備の蒸気発生部の水中の該ポリメタクリル酸及び／又はその塩の濃度が１〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記蒸気発生設備の蒸気発生部の水中のポリアクリル酸及び／又はその塩とポリメタクリル酸及び／又はその塩との重量濃度比が１：１００〜１００：１となるように、ポリアクリル酸及び／又はその塩とポリメタクリル酸及び／又はその塩を添加することを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去方法。
  5. 蒸気発生設備の系内に付着したスケールを除去するスケール除去剤において、重量平均分子量２０，０００を超え１７０，０００以下のポリアクリル酸及び／又はその塩と、重量平均分子量１，０００を超え１００，０００以下のポリメタクリル酸及び／又はその塩とを含むことを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去剤。
  6. 請求項５において、前記ポリアクリル酸及び／又はその塩と、前記ポリメタクリル酸及び／又はその塩とを、１：１００〜１００：１の重量比で含むことを特徴とする蒸気発生設備のスケール除去剤。
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