JPH1094719A - 発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 従来の膜フィルタの場合には、酸化鉄微粒子
をプリコートしなくても安定した除鉄性能を確保できる
が、ヒータドレン水のような６０〜７０℃の高温水の場
合には、酸化鉄微粒子のプリコートを行なわないと除鉄
性能が不安定となる。また、プリコートを行なっても初
期段階では優れた除鉄性能を発揮するものもあるが、持
続性がなく、除鉄率が短時間で急激に低下し、除鉄性能
に安定性がない。 【解決手段】 発電プラントにおける、ヒータドレン水
を水蒸気発生用水として供給する前に中空糸膜２８に通
水し、中空糸膜によりヒータドレン水中の酸化鉄微粒子
を主体とする鉄成分を除去する方法であって、中空糸膜
にヒータドレン水を通水するに先立って、酸化鉄微粒子
として１〜１０μｍのγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微
粒子を添加した水を中空糸膜に通水し、中空糸膜の濾過
面に酸化鉄微粒子の被覆膜Ｄ₁を形 成しておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラントにお
けるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法に関し、例え
ば加圧水型原子力発電所（以下、「ＰＷＲ」称す）、沸
騰水型原子力発電所（以下、「ＢＷＲ」称す）及び火力
発電プラントのヒータドレン水中に含まれている酸化鉄
を除去する場合に好適なヒータドレン水中の鉄成分の除
去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、近年のＰＷＲでは、タービン駆
動用の蒸気を作る蒸気発生器の２次側器内に酸化鉄を主
成分とする金属酸化物等の不純物が給水に随伴して持ち
込まれる。そして、発電を行っている間に、この不純物
が蒸気発生器の伝熱管の外表面に徐々に付着し、この付
着物により蒸気発生器の伝熱効率が低下する。しかも、
この不純物は給水が循環している間に徐々に増加して濃
縮されるため、蒸気発生器への給水中の不純物濃度を低
減させる対策が従来から種々検討されている。また、Ｐ
ＷＲの場合と同様に、火力発電所では、ボイラへの給水
中に含まれる上述の不純物がボイラの伝熱管内に付着
し、この付着物によってボイラの差圧が上昇するため、
その差圧上昇を低減させる対策が従来から種々検討され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蒸気発
生器あるいはボイラへ持ち込まれる酸化鉄を主成分とす
る不純物を効果的に除去する除鉄方法について従来から
種々検討されているが、依然として確たる技術が確立さ
れていないのが現状である。そこで、このような不純物
の持ち込み源について考察してみると、復水系からの持
ち込み分と各種ヒータドレン系からの持ち込み分に大別
されることが判る。ところが、復水系には一般に前置濾
過器及び復水脱塩装置、または復水脱塩装置単独で構成
されている復水浄化装置が設置され、給水中に占める復
水系から持ち込まれる不純物の量は比較的少ない。従っ
て、蒸気発生器またはボイラへの給水中に持ち込まれる
不純物の濃度を低減させるためには、復水浄化系以降の
各種ヒータドレン系から持ち込まれる不純物を低減する
のが効果的であると考えられる。

【０００４】ヒータドレン水から不純物を効果的に除去
する場合には、例えば電磁フィルタや金属フィルタ等の
フィルタを用いて不純物を濾過する方法が従来から検討
されているが、特に不純物の主成分である酸化鉄等の鉄
成分は極めて微細な粒子で、フィルタの除去性能が不安
定であるため、現在のところ発電プラントには電磁フィ
ルタや金属フィルタ等のフィルタは適用される段階には
至っておらず、各種ヒータドレン系に起因する不純物は
全く除去されることなくそのまま給水と共に蒸気発生器
の２次側器内あるいはボイラへ流入し、蒸気発生器また
はボイラへの給水中に持ち込まれる不純物を効果的に除
去することができない。

【０００５】また、フィルタの中には微細な粒子を除去
するフィルタとして上記各フィルタの他に中空糸膜等の
膜フィルタがあるが、膜フィルタもそのまま使用すると
上述の各種フィルタと同様に不純物の除去性能が不安定
である。そのため、通水前に酸化鉄微粒子を膜フィルタ
にプリコートして濾過面に酸化鉄微粒子の被覆膜を形成
することにより膜フィルタの除鉄性能の安定性が向上す
ることが知られている。

【０００６】しかしながら、水温が例えば６０〜７０℃
に達するヒータドレン水の場合には、優れた除鉄性能を
発揮するのは初期段階のみで持続性がなく、除鉄率が短
時間で急激に低下することが判った。このような除鉄率
の急激な低下のメカニズムは、ヒータドレン水が高温で
あることと相俟ってプリコート膜における酸化鉄微粒子
の存在形態（酸化状態や結晶状態等）が多様且つ特異で
あることなど複数の要因が絡み、未解明のままである。
従って、酸化鉄微粒子をプリコートするだけでは高い除
鉄率を安定的に持続することができず、高い除鉄率を維
持しようとすれば頻繁にプリコートをし直さなくてはな
らず、それだけ酸化鉄微粒子の使用量が増大するばかり
でなく、濾過器の運転を頻繁に停止しなくてはならない
という課題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ヒータドレン水に含まれている酸化鉄微粒
子等の鉄成分を安定的且つ確実に除去し、発電プラント
の蒸気発生器あるいはボイラへの鉄成分の持ち込みを効
果的に防止することができる発電プラントにおけるヒー
タドレン水中の鉄成分の除去方法を提供することを目的
としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は発電プラント
におけるヒータドレン水の鉄成分の除去方法、特に酸化
鉄微粒子をプリコートしたフィルタの除鉄性能について
種々検討した結果、以下で説明するような知見を得た。
即ち、種々の酸化鉄の微粒子をプリコートしたフィルタ
を用いてヒータドレン水を通水し、それぞれの酸化鉄微
粒子と除鉄率の関係について検討した結果、酸化鉄の
内、α−Ｆｅ₂Ｏ₃（ヘマタイト）やα−ＦｅＯＯＨ（ゲ
ータイト）の場合にはヒータドレン水のような高温水に
対する除鉄率が悪く、通水開始初期には優れた除鉄率を
示すものの、除鉄率が短時間で急激に低下することが判
った。ところが、酸化鉄の中でもγ−Ｆｅ₂Ｏ₃（マグヘ
マイト）あるいはＦｅ₃Ｏ₄（マグネタイト）の場合に
は、ある特定の粒径に調整した微粒子は、極めて高い除
鉄率を示し、しかもその除鉄率を長時間に渡って安定的
に維持し、実用的に優れていることが判った。

【０００９】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、請求項１に記載の発電プラントにおけるヒータドレ
ン水中の鉄成分の除去方法は、ヒータドレン水を水蒸気
発生用水として供給する前にこのヒータドレン水をフィ
ルタに通水し、このフィルタによりヒータドレン水中の
鉄成分を除去する方法であって、上記フィルタに上記ヒ
ータドレン水を通水するに先立って、酸化鉄微粒子とし
て１〜１０μｍのγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子
を添加した水を上記フィルタに通水し、上記フィルタの
濾過面に上記酸化鉄微粒子の被覆膜を形成しておくこと
を特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載の発電プラ
ントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方法は、
請求項１に記載の発明において、上記フィルタに対する
上記酸化鉄微粒子の被覆量が５〜１００ｇ（Ｆｅ換算）
／ｍ²であることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に使用する濾過媒体として
は１〜１０μｍのγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子
層によりヒータドレン水中のＦｅ成分を除去するため
に、濾過面に１〜１０μｍのγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃
Ｏ₄の微粒子層をプリコートできる濾過精度を有し、こ
のプリコート層及び濾過層を透過して透過水を得ること
ができる濾過媒体であればその種類は問わない。つま
り、濾過媒体としては、本実施形態で説明する中空糸膜
フィルタの他、プリーツフィルタ、セラミックフィル
タ、焼結金属フィルタ、金属フィルタ等を適用すること
ができる。

【００１２】以下、濾過媒体として中空糸膜フィルタを
用いた場合について図１〜図７に示す実施形態に基づい
て本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明のヒー
タドレン水中の鉄成分の除去方法を実施する際に好適に
用いられる濾過装置の一例を示す構成図、図２は図１に
示す濾過装置に用いられた中空糸膜モジュールを示す断
面図、図３は図１に示す濾過装置でヒータドレン水を濾
過する時の中空糸膜の状態を説明するために中空糸膜を
部分的に拡大して示す断面図、図４は図１に示す濾過装
置が適用された発電所プラントの低圧給水ヒータの系統
を示す構成図、図５はγ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄の微粒
子をそれぞれ単独で個別にプリコートした中空糸膜のヒ
ータドレン水に対する除鉄率を実験により調べた実施例
１の結果を示すグラフ、図６は実施例１よりもγ−Ｆｅ
₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄それぞれの使用量を削減した以外は実
施例１と同一条件で実験した実施例２の結果を示す図５
相当図、図７はα−ＦｅＯＯＨの微粒子を用いた以外は
実施例１と同一条件で実験した比較例１の結果を示す図
５相当図である。

【００１３】まず、本発明のヒータドレン水の除鉄方法
を発電プラントにおける低圧給水ヒータに付設した濾過
装置に適用した一実施形態について説明する。即ち、こ
の濾過装置１０は、後述する発電プラントの低圧給水ヒ
ータに付設され、低圧ヒータにおいて生成したドレン水
（以下、「ヒータドレン水」と称す）を濾過し、ヒータ
ドレン水から不純物、特に酸化鉄微粒子等の鉄成分を除
去するように構成されている。

【００１４】上記濾過装置１０は、図１に示すように、
ヒータドレン水を後述する外圧式中空糸膜を多数本束ね
た中空糸膜モジュールにより濾過する濾過塔１１と、濾
過塔１１の中空糸膜モジュールに酸化鉄微粒子が添加さ
れた水を通水して中空糸膜の濾過面に酸化鉄微粒子の被
覆膜を形成する被覆膜形成装置１２と、この被覆膜生成
装置１２からの酸化鉄微粒子を水に随伴させて濾過塔１
１との循環路を形成する循環配管１３と、この循環配管
１３を介して酸化鉄微粒子が添加された水を濾過塔１１
に循環させる循環用ポンプ１４とを備えて構成されてい
る。

【００１５】上記濾過塔１１は、図１に示すように、密
閉容器１５と、この密閉容器１５内を上室１６と下室１
７に区画する仕切板１８と、この仕切板１８に上端が固
定され且つ下端が下室１７側へ垂下する複数の中空糸膜
モジュール１９とを備え、下室１７に接続された流入配
管２０からこの下室１７内に流入したヒータドレン水を
各中空糸膜モジュール１９を構成する多数本の中空糸膜
２８（図２参照）によって濾過して酸化鉄微粒子を主体
にした鉄成分を濾過し、濾過水が上室１６に接続された
流出配管２１から流出するように構成されている。

【００１６】上記下室１７内の底部近傍の中央にはバッ
フルプレート２２がヒータドレン水の流入口に対向させ
て配設され、このバッフルプレート２２によって下室１
７内へ流入したヒータドレン水を分散するようにしてあ
る。また、このバッフルプレート２２と中空糸膜モジュ
ール１９下端との間には分配機構２３が配設され、この
分配機構２３によってバッフルプレート２２からのヒー
タドレン水を一旦受け、引き続き各中空糸膜モジュール
１９へヒータドレン水を分配するようにしてある。即
ち、分配機構２３は、全体が偏平な逆カップ状で下室１
７の内径より縮小した外径を有する大きさに形成されて
いる。そして、分配機構２３の上面には各中空糸膜モジ
ュール１９の下端に対向させた分配管２４がそれぞれ配
設され、各分配管２４から各中空糸膜モジュール１９へ
ヒータドレン水を供給するようにしてある。また、分配
機構２３の分配管２４以外の部分は後述するスクラビン
グ洗浄時の気泡受けとして機能し、気泡受けに溜まった
空気は分配管２４に形成された孔２４Ａから気泡として
上方へ浮上し、中空糸膜モジュール１９内へ流入するよ
うにしてある。

【００１７】また、密閉容器１５には中空糸膜モジュー
ル１９を構成する中空糸膜２８に付着した不純物をスク
ラビング洗浄する際に用いる空気配管が接続されてい
る。この空気配管は、下室１７の下部に接続された空気
流入配管２５と、下室１７の上部に接続された空気流出
配管２６とからなっている。そして、各配管２５、２６
にはバルブ２５Ａ、２６Ａがそれぞれ取り付けられてい
る。また、密閉容器１５の下端にはドレン抜き配管２７
が接続され、このドレン抜き配管２７を介して酸化鉄微
粒子を主体とする不純物を含んだ洗浄廃水を抜き取るよ
うにしてある。尚、２７Ａはドレン抜き配管２７に取り
付けられたバルブである。

【００１８】次に、上記中空糸膜モジュール１９につい
て図２を参照しながら説明する。この中空糸膜モジュー
ル１９は、同図に示すように、１００〜５００００本前
後の中空糸膜２８と、これらの中空糸膜２８を束ねて収
納する保護筒２９とを備えて構成されている。各中空糸
膜２８は、例えば０.０１〜０.３μの微細孔を有する樹
脂薄膜により外径０.３〜５ｍｍ、内径０.２〜４ｍｍの
中空糸として形成されている。また、保護筒２９の上端
部にはフランジ部２９Ａが形成され、このフランジ部２
９Ａで上記仕切板１８に垂下するようにしてある。

【００１９】また、保護筒２９の下端部にはスカート部
２９Ｂが形成され、このスカート部２９Ｂで洗浄時に流
入した気体を捕集するようにしてある。そして、保護筒
２９の上端部で各中空糸膜２８の上端部を接着剤等によ
り束ねて接合固定した上部接合部３０が形成され、その
下端部で各中空糸膜２８の下端部を上端部と同様に接合
固定した下部接合部３１が形成されている。上部接合部
３０では各中空糸膜２８は開口し、下部接合部３１では
各中空糸膜２８は閉塞し、濾過水が中空糸膜２８の開口
から流出して上室１６内で集水するようにしてある。各
中空糸膜２８の両端から集水する場合には、下端部も上
端部と同様に開口した状態にし下部集水室（図示せず）
を設けておく。また、下部接合部３１には流通孔３１Ａ
が形成され、流通孔３１Ａを介してスカート部２９Ｂに
捕集した気体が中空糸膜モジュール１９内へ流入するよ
うにしてある。更に、上記保護筒２９の上部接合部３０
のやや下方と、下部接合部３１のやや上方にはそれぞれ
流通孔２９Ｃ、２９Ｄが形成され、これらの流通孔２９
Ｃ、２９Ｄを介してヒータドレン水が中空糸膜モジュー
ル１９内へ流入するようにしてある。

【００２０】また、上記濾過塔１１に付設された被覆膜
形成装置１２は、図１に示すように、酸化鉄微粒子が添
加された水を貯留する貯留槽１２Ａと、この貯留槽１２
Ａと循環配管１３とを連通させる配管１２Ｂと、この配
管１２Ｂに上流側から順次配設された注入ポンプ１２Ｃ
及びバルブ１２Ｄとを備えている。また、循環配管１３
の一端は濾過塔１１の流入配管２０にバルブ２０Ａの下
流側で接続され、その他端は流出配管２１にバルブ２１
Ａの上流側で接続されている。従って、被覆膜形成装置
１２は、バルブ１２Ｄが開き、注入ポンプ１２Ｃの駆動
により貯留槽１２Ａ内の酸化鉄微粒子を含む水を配管１
２Ｂ、循環配管１３を介して濾過塔１１内へ供給し、中
空糸膜２８の外表面に酸化鉄微粒子を付着させてその被
覆膜Ｄ₁を図３に示すように形成するようにしてある。
尚、注入ポンプ１２Ｃの代わりに圧縮気体を駆動力とし
て用いる場合もある。

【００２１】そして、上記酸化鉄微粒子としてはγ−Ｆ
ｅ₂Ｏ₃（マグヘマイト）またはＦｅ₃Ｏ₄（マグネタイ
ト）の微粒子が用いられる。γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃
Ｏ₄の微粒子は実施例１で説明するように安定した除鉄
率を長時間に渡って維持することができる。また、γ−
Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子は中空糸膜２８の膜面
に付着しても後述のスクラビング逆洗工程で容易に剥離
し、取り扱いが容易である。また、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃または
Ｆｅ₃Ｏ₄微粒子の粒径は１〜１０μｍであり、１〜３μ
ｍが更に好ましい。γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄微粒子
の粒径が１μｍ未満では中空糸膜２８からの剥離性が低
下し、場合によっては中空糸膜２８の微細孔を透過する
虞があり、また、１０μｍを超えるとヒータドレン水中
に含まれる酸化鉄微粒子が被覆膜Ｄ₁の空隙を透過し、
被覆膜Ｄ₁により酸化鉄微粒子を捕捉できなくなる虞が
あり好ましくない。γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒
子の被覆量としては５〜１００ｇ（Ｆｅ換算）／ｍ²が
好ましく、２０〜１００ｇ（Ｆｅ換算）／ｍ²がより好
ましい。被覆量が５ｇ（Ｆｅ換算）／ｍ²未満では膜厚
が薄く被覆膜Ｄ₁としては不十分で通水の初期段階では
酸化鉄微粒子を捕捉することができるが、経時的に除鉄
率が低下し、安定した除鉄率を長時間に渡って維持する
ことができない。また、被覆量が１００ｇ（Ｆｅ換算）
／ｍ²を超えると高い除鉄率を 維持することができる
が、それ以上プリコート量を増加させても除鉄率の維持
時間に大差がなく、余分なプリコート剤を大量に使用す
る必要がない。尚、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の酸化
鉄微粒子は市販されているものを使用することができ
る。

【００２２】さて、上述した濾過装置１０は、例えば図
４に示すように、発電所プラントの低圧給水ヒータに付
設されている。この低圧ヒータの系統は、図４に示すよ
うに、図示しない蒸気発生器から蒸気を受けて駆動する
低圧タービン１と、この低圧タービン１の蒸気を水に戻
す復水器２と、この復水器２からポンプ３により送水さ
れた復水を脱塩処理する脱塩装置４と、この脱塩装置４
からポンプ５を介して脱塩処理後の処理水を低圧タービ
ン１から供給された蒸気により加熱する低圧ヒータ６と
を備えている。そして、低圧ヒータ６において加熱され
た処理水は高圧ヒータ（図示せず）等を介して蒸気発生
器へ送られる。この低圧ヒータ６には、同図に示すよう
に、上述した濾過装置１０が付設され、この濾過装置１
０によりヒータドレン水を濾過し、ヒータドレン水中か
ら酸化鉄粒子を主成分とする不純物が除去され、この濾
過水が低圧ヒータ６において加熱された復水と合流する
ようにしてある。

【００２３】次に、上記濾過装置１０を用いた本発明の
ヒータドレン水中の鉄成分の除去方法について説明す
る。本発明の除鉄方法を実施する場合にはヒータドレン
水を濾過塔１１に通水濾過するに先立って、酸化鉄微粒
子としてγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子が添加さ
れた水を濾過塔１１へ通水し、中空糸膜２８の濾過面に
γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子の被覆膜Ｄ₁を形
成しておく。それにはまず、濾過塔１１の上室１６と下
室１７内を水により満水にした後、貯留槽１２Ａ内に１
〜１０μｍのγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子を水
中に分散、混入して所定濃度の懸濁水を調製する。次い
で、循環配管１３のバルブ１４Ｃ、１４Ｄを開き、循環
用ポンプ１４Ｂが起動すると、濾過塔１１内の水が循環
配管１３を介して濾過塔１１を循環して循環ループを形
成する。尚、上記濾過塔の上下室１６、１７を満水にす
る水及びγ−Ｆｅ₂Ｏ₃若しくはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子を分散
させる水としては発電所で通常使用される純水を使用す
ることが好ましい。

【００２４】次に、被覆膜形成装置１２のバルブ１２Ｄ
を開き、注入ポンプ１２Ｃが起動すると、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃
またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子の懸濁水が配管１２Ｂ、循環配
管１３を介して濾過塔１１の下室１７内に流入する。こ
れによりγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子は、懸濁
水が濾過塔１１の下室１７内の中空糸膜モジュール１９
の各中空糸膜２８を通水する間にγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦ
ｅ₃Ｏ₄の微粒子が濾過され、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃
Ｏ₄の微粒子の被覆膜Ｄ₁が図３に示すように中空糸膜２
８の濾過面に形成される。そして、濾過面でのγ−Ｆｅ
₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子の被覆量が所定量（例え
ば、２０〜５０ｇ（Ｆｅ換算）／ｍ²）に達した時点で
バルブ１２Ｄを閉じ、注入ポンプ１２Ｃが停止する。こ
のようにしてγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子を中
空糸膜２８にプリコートした後、ヒータドレン水の除鉄
処理を行う。

【００２５】除鉄処理を行うにはまず、流入配管２０の
バルブ２０Ａ及び流出配管２１のバルブ２１Ａを開き、
ヒータドレン水を流入配管２０から濾過塔１１の下室１
７に流入させる。この操作により中空糸膜モジュール１
９によりヒータドレン水中の酸化鉄微粒子が濾過され、
濾過水は上室１６を介して流出配管２１から流出する。
この際、ヒータドレン水中の酸化鉄微粒子はまず中空糸
膜２８の濾過面の被覆膜Ｄ₁のγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃
Ｏ₄微粒子の表面に付着し、その後被覆膜Ｄ₁内の空隙を
移動する間にγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子に吸
着されて捕捉され、中空糸膜２８の濾過水には僅かな酸
化鉄微粒子が含まれるだけの状態になる。その後もヒー
タドレン水の濾過を継続すると、中空糸膜２８の外表面
の被覆膜Ｄ₁にヒータドレン水中から濾過された酸化鉄
微粒子が図３に示すように徐々に積層して付着層Ｄ₂を
形成し、この付着層Ｄ₂により濾過塔１１でのヒータド
レン水の濾過差圧が徐々に上昇し、それが規定の差圧に
到達した時点でエアスクラビング逆洗により被覆膜Ｄ₁
及び付着層Ｄ₂を中空糸膜２８から除去する。

【００２６】エアスクラビング逆洗を実施するにはま
ず、流入配管２０のバルブ２０Ａ及び流出配管２１のバ
ルブ２１Ａを閉じ、下室１７にはヒータドレン水が、ま
た上室１６内には濾過水がそれぞれ満水のままで、空気
流入配管２５のバルブ２５Ａ及び空気流出配管２６のバ
ルブ２６Ａを開くと、空気流入配管２５から圧縮空気が
流入する。圧縮空気は分配機構２３の気泡受けで一旦溜
まり、次いで、各分配管２４の孔２４Ａから気泡となっ
て各中空糸膜モジュール１９のスカート２９Ｂ内に流入
し、次いで下部接合部３１の流通孔３１Ａから各中空糸
膜モジュール１９内に流入する。中空糸膜モジュール１
９内では気泡の上昇により各中空糸膜２８が気泡により
振動すると共に中空糸膜モジュール１９内の水が気泡に
より攪拌され、各中空糸膜２８表面の付着層Ｄ₂及び被
覆膜Ｄ₁が剥離し、それぞれの酸化鉄微粒子が濾過塔１
１の下室１７中に分散する。この気泡はその後中空糸膜
モジュール１９の流通孔２９Ｃから中空糸膜モジュール
１９外へ流出し、次いで空気抜き配管２６から濾過塔１
１外へ流出する。尚、エアスクラビング逆洗に先立ち、
濾過塔１１の下室１７内のヒータドレン水の水温を低下
させる措置を採ることもできる。

【００２７】上述のエアスクラビング逆洗により剥離
し、濾過塔１１の下室１７内の水中に分散した酸化鉄微
粒子は濾過塔１１外へ流出する。そして、空気流出配管
２６のバルブ２６Ａを開いたまま空気流入配管２５のバ
ルブ２５Ａを閉じると共に、ドレン抜き配管２７のバル
ブ２７Ａを開くと、下室１７内で酸化鉄微粒子が分散し
ている洗浄廃液がドレン抜き配管２７から濾過塔１１外
へ流出する。尚、洗浄廃液が流出するこの工程は水頭差
を用いるものであるが、空気流出配管２６あるいは空気
流入配管２５から圧縮空気を流入させると、圧縮空気に
より濾過塔１１内の洗浄廃液を迅速に流出させることが
できる。このように圧縮空気による攪拌、洗浄排水のブ
ロー工程が終了した後、上述のγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ
₃Ｏ₄の微粒子による被覆膜Ｄ₁の形成を行った後、ヒー
タドレン水の濾過を行い、この順序で濾過を繰り返す。

【００２８】ところで、ヒータドレン水中に含まれてい
る不純物の大部分がγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄である
場合には、本発明におけるγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄
の微粒子の被覆膜Ｄ₁を形成するに当たり、 被覆膜形成
装置１２から酸化鉄微粒子を加えなくてもヒータドレン
水に含まれている酸化鉄をそのまま利用することができ
る。また、発電プラントにおける他系統、例えば復水浄
化系に復水中の酸化鉄微粒子の大部分がγ−Ｆｅ₂Ｏ₃ま
たはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子であれば、この酸化鉄微粒子を捕
捉できるフィルタを設置し、そのフィルタで捕捉された
復水中の酸化鉄微粒子を中空糸膜２８の被覆膜Ｄ₁とし
て使用することができる。

【００２９】以上説明したように本実施形態によれば、
発電プラントにおいてヒータドレン水を濾過装置１０で
濾過する際に、濾過塔１１の中空糸膜２８にヒータドレ
ン水を通水して濾過するに先立って、酸化鉄微粒子とし
て１〜１０μｍのγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子
を添加した水を中空糸膜２８に通水してこのγ−Ｆｅ₂
Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子で所定の被覆量で被覆膜Ｄ₁
を形成しておくようにしたため、発電所のヒータドレン
水に含まれている酸化鉄を長期間に渡って安定的且つ確
実に除去し、発電プラントの蒸気発生器あるいはボイラ
への酸化鉄の持ち込みを効果的に防止することができ
る。

【００３０】

【実施例】次に、上記実施形態の具体的な実施例に基づ
いて本発明を説明する。 実施例１ 本実施例では、図１に示す濾過装置として下記の仕様で
小型実験濾過塔を製作し、この小型実験濾過塔を用いて
以下の実験を行った。まず下記のγ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ
₃Ｏ₄の微粒子をそれぞれ別の貯留槽内の水中に分散させ
てγ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄の懸濁水をそれぞれ調製し
た。次いで、濾過塔と循環配管で水の循環ループを形成
した後、貯留槽から循環ループ内にγ−Ｆｅ₂Ｏ₃または
Ｆｅ₃Ｏ₄の微粒子が添加された懸濁水を注入し、各中空
糸膜の外側から内側へ通水することで、各中空糸膜の外
表面に下記実験条件で示す膜厚のγ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ
₃Ｏ₄の微粒子の被覆膜をそれぞれ形成した。次いで、発
電所の低圧ヒータのドレン水（水温：６０℃〜７０℃）
をγ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄の微粒子の被覆膜が形成さ
れた各濾過塔にそれぞれ通水し、除鉄率の経時変化を追
跡し、その結果を図５に示した。尚、本発電プラントの
二次系はアンモニアとヒドラジンを使用した揮発性処理
による水質管理を行っている。

【００３１】図５に示す結果によれば、ヒータドレン水
のような高温水中から酸化鉄微粒子のような鉄成分を除
去する場合に、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃の微粒子を濾過塔の中空糸
膜に被覆量で５０ｇ／ｍ²プリコートした場合には、濾
過の初期段階から７００時間という長時間に渡ってほぼ
９０％以上の安定した除鉄率を維持することができるこ
とが判った。また、Ｆｅ₃Ｏ₄の微粒子を濾過塔の中空糸
膜に被覆量で５０ｇ／ｍ²のプリコートした場合には、
濾過の初期段階から６５０時間という長時間に渡ってほ
ぼ９０％以上の安定した除鉄率を維持することができる
ことが判った。

【００３２】 〔小型実験濾過塔の仕様〕 １．中空糸膜モジュール 中空糸膜；微細孔：０.２μｍ前後 外径：１ｍｍ 内径：０.７ｍｍ 長さ：１.１ｍ 本数：２５０本 保護筒の直径 ：２５ｍｍ ２．中空糸膜モジュールの使用本数：１本 ３．γ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄微粒子 粒 径：１〜３μ 被覆量：５０ｇ（Ｆｅ換算）／ｍ²（中空糸膜） ４．濾 過 流 速 ：０.５ｍ／時間

【００３３】実施例２ 本実施例ではγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄微粒子の被覆
量を２０ｇ／ｍ²とした以外は実施例１と同一の条件で
ヒータドレン水の通水試験を行い、その除鉄率の経時変
化を追跡し、その結果を図６に示した。

【００３４】図６に示す結果によれば、濾過の初期段階
から２００〜３００時間位までは８０％以上の高い除鉄
率を示し、その後除鉄率が漸減し、３００時間以降は５
０％前後の除鉄率に低下することが判った。従って、２
０ｇ／ｍ²の被覆量であっても２００〜３００時間程度
であれば高い除鉄率を維持するができることが判った。

【００３５】比較例１ 本比較例ではＦｅ₃Ｏ₄の微粒子に代えてα−ＦｅＯＯＨ
の微粒子を２０ｇ／ｍ²の被覆量で中空糸膜に被覆した
以外は実施例１と同一の条件で濾過塔にヒータドレン水
を通水して通水試験を１５０時間行い、その除鉄率の経
時変化を追跡し、その結果を図７に示した。

【００３６】図７に示す結果によれば、濾過の初期段階
（１０時間程度）のみ高い除鉄率を示したが、その後除
鉄率が急激に低下し、５０時間を経過した時点で６０％
程度まで低下し、１５０時間以降は３０％の除鉄率に低
下することが判った。

【００３７】尚、本発明は上記実施形態に何等制限され
るものではない。例えば、濾過媒体として中空糸膜フィ
ルタの他、前述したようにプリーツ型フィルタ、セラミ
ックフィルタ、金属フィルタ、焼結金属フィルタ、ディ
スクフィルタ等を用いることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１及び請求項２に記載の
発電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去
方法によれば、ヒータドレン水に含まれている酸化鉄微
粒子等の鉄成分を安定的且つ確実に除去し、発電プラン
トの蒸気発生器あるいはボイラへの鉄成分の持ち込みを
効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒータドレン水中の鉄成分の除去方法
を実施する際に好適に用いられる濾過装置の一例を示す
構成図である。

【図２】図１に示す濾過装置に用いられた中空糸膜モジ
ュールを示す断面図である。

【図３】図１に示す濾過装置でヒータドレン水を濾過す
る時の中空糸膜の状態を説明するために中空糸膜を部分
的に拡大して示す断面図である。

【図４】図１に示す濾過装置が適用された発電所プラン
トの低圧給水ヒータの系統を示す構成図である。

【図５】γ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄の微粒子をそれぞれ
単独で個別にプリコートした中空糸膜のヒータドレン水
に対する除鉄率を実験により調べた実施例１の結果を示
すグラフである。

【図６】実施例１よりもγ−Ｆｅ₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄それ
ぞれの使用量を削減した以外は実施例１と同一条件で実
験した実施例２の結果を示す図５相当図である。

【図７】α−ＦｅＯＯＨの微粒子を用いた以外は実施例
１と同一条件で実験した比較例１の結果を示す図５相当
図である。

【符号の説明】

１０ 濾過装置 １１ 濾過塔 １２ 被覆膜形成装置 １３ 循環配管 ２８ 中空糸膜（フィルタ） Ｄ₁ 被覆膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータドレン水を水蒸気発生用水として
   供給する前にこのヒータドレン水をフィルタに通水し、
   このフィルタによりヒータドレン水中の鉄成分を除去す
   る方法であって、上記フィルタに上記ヒータドレン水を
   通水するに先立って、酸化鉄微粒子として１〜１０μｍ
   のγ−Ｆｅ₂Ｏ₃またはＦｅ₃Ｏ₄の微粒子を添加した水を
   上記フィルタに通水し、上記フィルタの濾過面に上記酸
   化鉄微粒子の被覆膜を形成しておくことを特徴とする発
   電プラントにおけるヒータドレン水中の鉄成分の除去方
   法。
2. 【請求項２】 上記フィルタに対する上記酸化鉄微粒子
   の被覆量が５〜１００ｇ（Ｆｅ換算）／ｍ²であること
   を特徴とする請求項１に記載の発電プラントにおけるヒ
   ータドレン水中の鉄成分の除去方法。