(57)【要約】【課題】水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する水系において、これらに起因したスケールの付着をひき起こすことなく、特に高温部のスケール障害を効果的に防止して冷却水系の安定操業に寄与するスケール防止方法を提供する。【解決手段】鉄化合物及び懸濁物質が存在する水系におけるスケール防止方法であって、処理対象水の濁度を１２度以下及び全鉄濃度をＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下に制御すると共に、該処理対象水にスケール防止剤を添加するスケール防止方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄化合物及び懸濁物質が存在する水系におけるスケール防止方法であって、処理対象水の濁度を１２度以下及び全鉄濃度をＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下に制御すると共に、該処理対象水にスケール防止剤を添加することを特徴とするスケール防止方法。
【請求項２】
スケール防止剤が、（１）ポリカルボン酸、（２）カルボン酸系不飽和単量体単位と、非イオン性不飽和単量体単位及び／又はスルホン酸基含有不飽和単量体単位とを有する共重合体、及び（３）ホスホン酸誘導体の中から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のスケール防止方法。
【請求項３】
処理対象水又はその補給水にろ過処理及び／又は凝集処理を施して、処理対象水の濁度を１２度以下に制御する請求項１又は２に記載のスケール防止方法。
【請求項４】
処理対象水又はその補給水にろ過処理及び／又はイオン交換処理を施して、処理対象水の全鉄濃度をＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下に制御する請求項１〜３のいずれかに記載のスケール防止方法。
【請求項５】
処理対象水に、さらに、微生物の繁殖抑制処理を施す請求項１〜４のいずれかに記載のスケール防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスケール防止方法に関し、さらに詳しくは、水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する水系、特に冷却水系における高温部のスケール障害を効果的に防止するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水系、ボイラ水系などの水と接触する伝熱面や配管内では、スケール障害が発生する。
特に、開放循環式冷却水系において、省資源、省エネルギーの立場から、冷却水の系外への排棄（ブロー）を少なくして高濃縮運転を行う場合、溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすくなるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。生成したスケールは、冷却水系の構成機器である熱交換器などの高温伝熱面に付着し、伝熱阻害により冷却水系の安全運転が阻害される。生成するスケール種としては、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、シリカ、アルミナ、酸化鉄、水酸化鉄、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などを含む様々な成分より構成されるものがある。
【０００３】
従来、このようなスケールの防止技術として、冷却水系に各種のスケール防止剤を添加することが行われている。例えば、特許文献１には、（ａ）特定の低分子量の（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と置換（メタ）アクリルアミドとの共重合体、（ｂ）マグネシウムイオン、（ｃ）上記（ａ）の共重合体と、アルミニウムイオン又はマグネシウムイオンとの混合物、及び（ｄ）低分子量のポリアクリル酸又はその塩あるいはポリマレイン酸又はその塩と、アルミニウムイオン又はマグネシウムイオンとの混合物の中から選ばれるいずれか一つを水系に添加するシリカスケールの防止方法が開示されている。
しかしながら、冷却水中に鉄化合物や懸濁物質が含まれる場合、前記特許文献１に記載される添加剤のみでは十分なスケール防止効果は得られず、これらに起因したスケールの付着が問題となる場合がある。
【０００４】
【特許文献１】特許第３０５５８１５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する場合、これらが共存しない場合には問題とならない水質、温度条件において、鉄化合物や懸濁物質の悪影響によるスケールの付着が問題となる場合があり、冷却水系の安定的な運転を阻害する。このような問題を解決するためには、鉄化合物や懸濁物質の影響を考慮した水処理を行う必要がある。
本発明は、このような状況下で、水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する水系において、これらに起因したスケールの付着をひき起こすことなく、特に高温部のスケール障害を防止して冷却水系の安定操業に寄与する効果的なスケール防止方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、鉄化合物及び懸濁物質が存在する冷却水系において、スケールを防止するに際し、処理対象水の濁度及び全鉄濃度を、それぞれある値以下に制御すると共に、該処理対象水にスケール防止剤を添加することにより、その目的を達成し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
〔１〕鉄化合物及び懸濁物質が存在する水系におけるスケール防止方法であって、処理対象水の濁度を１２度以下及び全鉄濃度をＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下に制御すると共に、該処理対象水にスケール防止剤を添加することを特徴とするスケール防止方法、
〔２〕スケール防止剤が、（１）ポリカルボン酸、（２）カルボン酸系不飽和単量体単位と、非イオン性不飽和単量体単位及び／又はスルホン酸基含有不飽和単量体単位とを有する共重合体、及び（３）ホスホン酸誘導体の中から選ばれる少なくとも１種である上記〔１〕に記載のスケール防止方法、
〔３〕処理対象水又はその補給水にろ過処理及び／又は凝集処理を施して、処理対象水の濁度を１２度以下に制御する上記〔１〕又は〔２〕に記載のスケール防止方法、
〔４〕処理対象水又はその補給水にろ過処理及び／又はイオン交換処理を施して、処理対象水の全鉄濃度をＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下に制御する上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のスケール防止方法、及び
〔５〕処理対象水に、さらに微生物の繁殖抑制処理を施す上記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のスケール防止方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する水系、特に冷却水系における高温部のスケール障害を効果的に防止するための方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のスケール防止方法は、水中に鉄化合物及び懸濁物質が存在する水系に適用される。本発明の方法が適用される水系については特に制限はなく、一般に開放循環式冷却水系に適用されるが、密閉式にも適用できる。この開放循環式冷却水系では、熱交換により温度が上昇した水を冷却塔で蒸発させ、蒸発潜熱の放出によって再冷却して循環使用する。この型式は石油精製工場、石油化学工場、化学工場などにおける製品の冷却や冷凍機冷媒の冷却などに広く使用されている。
開放循環式冷却水系においては、系内の保有水量が一定になるように、循環水に補給水が供給される。該補給水の量は、その系における蒸発水、飛散水及びブロー水の合計量に相当する。
したがって、開放循環式冷却水系における処理対象水は、循環水と補給水の混合水となる。
なお、本発明の処理対象水は、全鉄濃度がＦeとして1ｍｇ／Ｌを超える及び／又は濁度が１２度を超えるものであって、例えば工業用水、地下水、表流水、水道水、回収水等から給水されるものである。
本発明のスケール防止方法においては、処理対象水の濁度を１２度以下及び全鉄濃度をＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下に制御すると共に、該処理対象水にスケール防止剤が添加される。
【０００９】
処理対象水の濁度が１２度を超えると添加されるスケール防止剤の効果が十分に発揮されず、本発明の目的が達せられない。好ましい濁度は１０度以下であり、より好ましい濁度は５度以下である。
なお、この濁度は下記の方法により、測定した値である。
＜濁度＞
ＪＩＳ Ｋ ０１０１の９．２に基づき測定した透過光濁度（濁度標準液としてカオリン標準液）で表される値である。
本発明においては、前記濁度の制御は、処理対象水又はその補給水に存在する懸濁物質を除去処理することにより、行うことができる。該懸濁物質の除去処理方法に特に制限はなく、従来公知の様々な方法を用いることができるが、作業性及び除去性などの観点から、例えば下記の方法を用いることができる。
すなわち、処理対象水、又はその補給水の一部もしくは全部に、ろ過処理や凝集処理を施して懸濁物質を除去し、処理対象水の濁度を１２度以下に制御する。
なお、懸濁物質とは、主に微生物群などの有機物質や土砂などの無機物質より構成されるものである。
【００１０】
前記ろ過処理に使用されるろ過機については特に制限はなく、従来公知の様々なろ過機の中から適宜選び用いることができる。このろ過機としては、例えば、アンスラサイト、砂、けい砂、砂利、活性炭、プラスチックなどのろ材を用いるろ過器、精密ろ過膜、限外ろ過膜、逆浸透膜などのろ過膜を用いる膜ろ過装置などを挙げることができる。懸濁物質が大きな粒子で沈降しやすい場合や、懸濁物質の濃度が高い場合には、沈殿槽を設けてろ過装置と組み合わせて用いることが好ましい。また、前記凝集処理は、凝集沈殿槽や加圧浮上槽にて凝集剤を添加することにより行うことができる。この凝集剤に特に制限はなく、例えば、従来公知のアニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤、さらには無機凝集剤などを挙げることができる。無機凝集剤としては、例えばポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄などがある。
凝集処理後、上澄液をそのまま次工程へ供給してもよいし、前記ろ過機によりろ過処理してから次工程へ供給してもよく、あるいは凝集物が少ない場合には、凝集処理液全量をろ過処理してから次工程へ供給してもよい。
なお、前記の好ましい態様のように、ろ過機と沈殿槽を組合せた場合には、この沈殿槽にて、凝集沈殿処理を行うことができる。
【００１１】
一方、全鉄濃度がＦeとして１ｍｇ／Ｌを超えると、添加されるスケール防止剤の効果が十分に発揮されず、本発明の目的が達せられない。好ましい全鉄濃度は、Ｆeとして０．８ｍｇ／Ｌ以下であり、より好ましくは０．４ｍｇ／Ｌ以下である。
なお、この全鉄濃度（鉄イオン・コロイド・粒子の合計量）は、原子吸光法、またはチオシアン酸法（吸光度法）などの方法により測定した値である。
【００１２】
本発明においては、前記全鉄濃度の制御は、処理対象水又はその補給水に含まれる鉄化合物を除去処理することにより行うことができる。鉄化合物は、例えば水酸化鉄や酸化鉄などの水不溶性のものは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。このような鉄化合物の除去処理方法に特に制限はなく、従来公知の様々な方法を用いることができるが、作業性及び除去性などの観点から、例えば下記の方法を採用することができる。
すなわち、処理対象水、又はその補給水の一部もしくは全部にろ過処理やイオン交換処理を施して鉄化合物を除去し、処理対象水の全鉄濃度を１ｍｇ／Ｌ以下に制御する。
【００１３】
前記ろ過処理に使用されるろ過装置については、前述の懸濁物質の除去の場合と同様に特に制限はなく、従来公知の様々なろ過装置の中から適宣選び用いることができる。このろ過処理により、水酸化鉄や酸化鉄などの水不溶性鉄化合物を除去することができる。
また、前記イオン交換処理は、水中の鉄イオンの除去に有効である。このイオン交換処理に用いられる処理剤としては、鉄イオンをイオン交換し得るものであればよく、特に制限されず、従来公知の様々な化合物を用いることができる。該処理剤の具体例としては、イオン交換樹脂、ゼオライト、イオン交換膜、イオン交換繊維、ＩＸＥ〔東亜合成（株）製、無機イオン交換体〕などを挙げることができる。
本発明においては、前記の懸濁物質の除去処理及び鉄化合物の除去処理の順序については特に制限はないが、懸濁物質の除去処理において、鉄化合物が混入するおそれがある場合（例えば、凝集沈澱処理に塩化第二鉄やポリ硫酸鉄などを用いる場合）、懸濁物質の除去処理を先に行うことが好ましい。
この場合、懸濁物質の除去処理において、水酸化鉄や酸化鉄などの水不溶性鉄化合物は除去される。したがって、鉄化合物の除去処理としては、イオン交換処理を行うことが望ましい。
【００１４】
本発明において、処理対象水に添加するスケール防止剤としては、当該処理対象水系の水質や温度条件（鉄化合物の含有量が全鉄濃度でＦeとして１ｍｇ／Ｌ以下及び懸濁物質が濁度１２度以下の条件）においてスケールの析出あるいは付着を抑制できるようなものであれば特に制限はなく、（１）ポリカルボン酸、（２）カルボン酸系不飽和単量体単位と、非イオン性不飽和単量体単位及び／又はスルホン酸基含有不飽和単量体単位とを有する共重合体、及び（３）ホスホン酸誘導体の中から選ばれる少なくとも１種を用いることが望ましい。
なお、本発明において、（１）ポリカルボン酸及び（２）カルボン酸系不飽和単量体単位と、非イオン性不飽和単量体単位及び／又はスルホン酸基含有不飽和単量体単位とを有する共重合体は、それぞれにそれらのナトリウムやカリウム塩などの水溶性塩であってもよい。
【００１５】
ポリカルボン酸としては、ポリマレイン酸、ポリアクリル酸などが例示される。
本発明において、ポリマレイン酸又はポリアクリル酸の分子量は、５００〜３０,０００であることが好ましく、５００〜２０,０００であることがより好ましい。
カルボン酸系不飽和単量体単位と、非イオン性不飽和単量体単位及び／又はスルホン酸基含有不飽和単量体単位とを有する共重合体としては、マレイン酸とイソブチレンの共重合体、マレイン酸とアミレンの共重合体、(メタ)アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合体、(メタ)アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とｔ−ブチルアクリルアミドの共重合体、(メタ)アクリル酸と２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸の共重合体、(メタ)アクリル酸とイソプレンスルホン酸の共重合体、(メタ)アクリル酸とイソプレンスルホン酸と２−ヒドロキシメチルメタクリレートとの共重合体、(メタ)アクリル酸とスチレンスルホン酸の共重合体などが例示される。
カルボン酸系不飽和単量体単位と、非イオン性不飽和単量体単位及び／又はスルホン酸基含有不飽和単量体単位とを有する共重合体の分子量は、１,０００〜３０,０００であることが好ましく、５００〜２０,０００であることがより好ましい。
ホスホン酸誘導体としては、２−ホスホノブタン−１,２,４−トリカルボン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１,１−ジホスホン酸又はそれらの塩などが例示される。
【００１６】
また、前記の（１）〜（３）のスケール防止剤は単独で、又は２種以上を混合して用いることもできる。例えば、共重合体を併用する組合せとして、
ポリマレイン酸と(メタ)アクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸／ｔ−ブチルアクリルアミド共重合体との混合物、
ポリマレイン酸と(メタ)アクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体との混合物、
ポリマレイン酸とマレイン酸／イソブチレン共重合体との混合物、
ポリマレイン酸とマレイン酸／イソブチレン共重合体と(メタ)アクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸／ｔ−ブチルアクリルアミド共重合体との混合物、
ポリマレイン酸と(メタ)アクリル酸／２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸共重合体との混合物、
ポリマレイン酸とマレイン酸／イソブチレン共重合体と(メタ)アクリル酸／−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体との混合物、及び
マレイン酸／イソブチレン共重合体と(メタ)アクリル酸／イソプレンスルホン酸共重合体との混合物
などが例示される。なお、先に述べたように、これらの重合体は酸の形でもよいし、水溶性塩の形でもよい。
【００１７】
本発明においては、前記スケール防止剤は、任意の濃度の水溶液として、処理対象水に添加することができる。また、このスケール防止剤は、使用するスケール防止剤の種類にもよるが、スケール防止剤は全量として、処理対象水１Ｌに対し、通常１〜２００ｍｇ程度、好ましくは５〜１００ｍｇ、より好ましくは１０〜５０ｍｇとなるように添加する。
本発明においては、スケール防止剤の添加と、前記の懸濁物質の除去処理や鉄化合物の除去処理の順序については特に制限はないが、懸濁物質の除去処理や鉄化合物の除去処理を施した処理対象水に、スケール防止剤を添加することが好ましい。循環水の場合は、既にスケール防止剤が入っているので、その状態で鉄や懸濁物質を除去する。
本発明においては、前記スケール防止剤の添加場所に特に制限はなく、スケールが付着する箇所に直接添加することができ、あるいは、その箇所よりも前段の任意の箇所に添加することもできる。例えば、開放循環式冷却水系においては、熱交換器本体、循環水のピット、冷却塔の配管ラインなどの任意の箇所に直接添加することができ、あるいは、循環水系に補給する補給水に添加しておくこともできる。
【００１８】
図１は、本発明のスケール防止方法を、開放循環式冷却水系に組み込んだ一態様の工程を示す説明図である。
まず、図１において、本発明のスケール防止方法を組み込まない場合の開放循環式冷却水系について説明する。補給水は、ライン１００を通って冷却塔貯水槽（ピット）１０６に供給され、冷却された循環水と一緒になって、ポンプ１０８によりライン１１６を通り、冷却用水として熱交換器１０９Ａ、１０９Ｂ及び１０９Ｃそれぞれに供給され、プロセス流体を冷却する。
前記各熱交換器で温められた冷却用水は、温水となってライン１１７を通り、充填材１０７及びファン１１８を備えた冷却塔の冷却部へ供給され、吸引された空気により一部蒸発し、その潜熱により冷却されたのち、循環水として冷却塔貯水槽１０６へ戻される。
このような、開放循環式冷却水系においては、前述したように系内の保有水量が一定になるように冷却された循環水に補給水が供給される。したがって、該補給水の量は、冷却塔で蒸発及び飛散した水の量と、冷却塔貯水槽１０６から排出されるブロー水との合計量に相当する。
【００１９】
次に、この開放循環式冷却水系に、本発明のスケール防止方法を組み込んだ場合について、図１に従い説明する。
図１の一態様で示すように、本発明のスケール防止方法は、補給水及び補給水と循環水との混合水（冷却用水）のいずれに対しても、例えば懸濁物質の凝集処理及び鉄イオンのイオン交換処理を行うことができる。補給水の前記処理においては、補給水はライン１１０を通り、凝集沈殿槽１０１に供給されると共に、凝集剤がライン１１１を介して凝集沈殿槽１０１に供給される。凝集沈殿物を含む補給水は、凝集沈殿槽１０１より、ポンプ１０２を介してろ過機１０３に供給され、ろ液である補給水はライン１１３を通って、イオン交換樹脂やゼオライトなどのイオン交換剤が充填されたイオン交換処理塔１０４に供給され、鉄イオンが除去される。
鉄イオンが除去された補給水は、ポンプ１０５を介して、ライン１１４を通り、冷却塔貯水槽１０６に供給され、冷却された循環水と混合されて冷却用水となる。
【００２０】
次に、冷却用水（補給水と冷却された循環水との混合水）の前記処理においては、冷却用水は、ライン１１２を通り、凝集沈殿槽１０１に供給されると共に、凝集剤が、ライン１１１を介して凝集沈殿槽１０１に供給される。凝集沈殿物を含む冷却用水は、凝集沈殿槽１０１上部より溢流し、その後ポンプ１０２を介してろ過機１０３に供給され、ろ液である冷却用水はライン１１３を通って、イオン交換処理塔１０４に供給され、鉄イオンが除去される。鉄イオンが除去された冷却用水は、ライン１１５を通って冷却用水ライン１１６に供給される。
スケール防止剤の添加は、熱交換器本体あるいはその前段の任意の箇所のいずれでもよいが、一態様の図１においてはライン１１６に添加される。
なお、上記では、凝集沈殿槽の後段にろ過機を設けたが、水質によっては、ろ過機は省略することができる。また、凝集沈殿槽に変えて加圧浮上槽を用いてもよい。
【００２１】
本発明においては、処理対象水に、さらに微生物の繁殖抑制処理を施すことが望ましい。
前述の懸濁物質の除去処理により、水中の懸濁物質を除去した場合にも、水中に溶存する栄養源を利用して各種微生物が繁殖し、フロック状となって水中に分散（懸濁物質化）し、スケールの防止を阻害することが懸念される。このような微生物の繁殖を抑制するために、処理対象水系における微生物の繁殖を抑制する処理を併用することが望ましい。このような微生物制御法としては、処理対象水に殺菌剤を添加する方法、機器により殺菌成分を発生させ処理対象水に供給する方法、紫外線の照射により殺菌する方法などが例示される。
前記殺菌剤としては、例えば塩素系薬剤、臭素系薬剤及び有機窒素硫黄系薬剤などがある。機器により殺菌成分を発生させる方法としては、被処理液に食塩を加え、又は加えずそのまま被処理液を電気分解する方法があげられる。
本発明のスケール防止法においては、その効果を妨げない範囲において、腐食抑制剤、剥離剤、消泡剤などを併用してもよい。
本発明のスケール防止方法により、水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する冷却水系において、これらに起因するスケールの付着を抑制することが可能となり、冷却水系の安定的な運転に寄与することができる。
【実施例】
【００２２】
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。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１〜９及び比較例１〜６
図２は、本実施例及び比較例で用いた冷却水系評価試験装置の概要図、図３は、前記図２における評価部５の詳細図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
図２の冷却水系評価試験装置を用いて、スケール防止効果の評価を行った。図２の評価試験装置において、試験水は試験水タンク１からポンプ２により評価部５に送給され、再び試験水タンク１に戻る。試験水の流量はバルブ３により調整される。試験水タンク１には、試験水補給タンク７よりポンプ８を介して試験水が供給される。試験水の供給量は、所定の滞留時間となるよう調整される。試験水の温度は温度調整器６により所定の温度に調整される。なお、符号４は流量計である。
図３に示す評価部５はカラム９、評価チューブ１０、ヒーター１１、熱電対１２より構成される。試験水はカラム９内部の評価チューブ１０の外側を流れる。
評価チューブ１０の内側にはヒーター１１が評価チューブ１０の内壁に密着するように挿入されており、ヒーターによる加熱を行うことで、評価チューブ１０外表面において熱交換器などの伝熱面を模擬している。評価チューブ１０の管肉部分には熱電対１２を挿入できるような細孔があり、管肉部分の温度（管肉温度）を測定する。本試験では、初期の管肉温度が所定の値となるようにヒーター出力を調整し、ヒーター出力一定の条件で評価を行った。
本実施例における運転条件は次の通りである。
[運転条件]
保有水量：１００Ｌ
評価部における試験水流速：０．５ｍ／ｓ
滞留時間：１００ｈｒ
試験水温度：３０℃
初期管肉温度：９０℃
評価時間：３日間
殺菌剤：ＮａＯＣｌを残留塩素として１．０ｍｇ／Ｌとなるように添加
【００２３】
実験に用いた試験水（模擬冷却水）の水質を表１に示す。試験水には、工業用水より採取した懸濁物質を所定の濁度となるよう試験水タンクに添加した。また、所定の鉄濃度となるよう塩化第二鉄を試験水タンクに添加した。スケール防止剤としては、下記Ａ〜Ｅを、それぞれ１００ｍｇ／Ｌとなるように水溶液を添加した（混合物は質量比１：１とした。）。
Ａ：マレイン酸ナトリウム／イソブチレン共重合体
Ｂ：ポリマレイン酸ナトリウムとアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体のナトリウム塩との混合物
Ｃ：ポリマレイン酸とアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸／ｔ−ブチルアクリルアミド共重合体との混合物
Ｄ：ポリマレイン酸とアクリル酸／２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸共重合体との混合物
Ｅ：１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸ナトリウムとアクリル酸／２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸共重合体のナトリウム塩との混合物
なお、濁度は、明細書本文記載の方法に従って測定した。
実施例１〜９および比較例１〜６の結果を表２に示す。比較例においては、鉄化合物や懸濁物質起因のスケールが付着したのに対し、実施例においては付着量が低いレベルに抑制された。
【００２４】
【表１】
2008006369.tif 000002
【００２５】
【表２】
2008006369.tif 000003
【００２６】
実施例１０及び比較例７
図４は本実施例及び比較例で用いたベンチスケール冷却水系評価試験装置の概要図である。
図４のベンチスケール冷却水系評価試験装置を用いて、実施例及び比較例のスケール防止効果を調べる試験を行った。
図４の評価試験装置において、冷却塔２１から、ポンプＰ1を有する循環配管２２により循環冷却水が熱交換器２３に送給され、戻り水が配管２４より冷却塔２１に戻される。２５は補給水の導入配管、２６は次亜塩素酸ナトリウム水溶液の導入配管、２７はスケール防止剤の導入配管、２８はブロー配管であり、各々ポンプＰ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5を備える。熱交換器２３は、外径１９ｍｍ、長さ１,３００ｍｍ、厚さ２．３ｍｍの炭素鋼製テストチューブ２本が設けられた蒸気加熱シェル側通水熱交換器である。（熱交換部のチューブ長さ１,０００ｍｍ）なお、図４において、符号２９はバイパス配管、２９ａはバルブである。
この評価試験装置の運転条件は次の通りである。
［運転条件]
保有水量：１２０Ｌ
流速：０．１ｍ／秒
熱交換器入口水温：３０℃
熱交換器出口水温：３５℃(蒸気加熱)
次亜塩素酸ナトリウム添加方法：冷却水の残留塩素濃度が０．３〜０．５ｍｇ／Ｌとなるように連続注入
市販（栗田工業製：商品名；クリロイヤルＰ３２０およびＰ６５４）の初期処理薬剤を添加した水道水をテストチューブに０．５ｍ／ｓの流速で４日間通水することにより初期防食皮膜を形成した炭素鋼製テストチューブを用い、上記の運転を１４日間行い、熱交換器チューブに付着したスケール量を測定し、スケール防止効果を評価した。試験後のテストチューブを２００ｍｍの長さに切り分け、チューブに付着したスケール除去前後のテストチューブ質量の差よりスケール付着量を求めた。２００ｍｍに切断したテストチューブあたりのスケール付着量が最も多いテストチューブのスケール付着量を最大付着量とした。
本実施例においては、マレイン酸／イソブチレン共重合体とアクリル酸／イソプレンスルホン酸共重合体の質量比１：１の混合物からなるスケール防止剤を用いた。試験中の冷却水の平均的水質と試験結果を表３にそれぞれ示す。試験水中の全鉄濃度がＦeとして平均２.０ｍｇ／Ｌであった比較例に比べ、全鉄濃度が低く推移した実施例のスケール付着量は約３分の１にとどまった。
【００２７】
【表３】
2008006369.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明のスケール防止方法は、水中に鉄化合物や懸濁物質が存在する水系、特に冷却水系における高温部のスケール障害を効果的に防止できることにより、冷却水系の安定的な運転に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のスケール防止方法を、開放循環式冷却水系に組み込んだ一態様の工程を示す説明図である。
【図２】実施例及び比較例で用いた冷却水系評価試験装置の概要図である。
【図３】図２における評価部の詳細図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【図４】実施例及び比較例で用いたベンチスケール冷却水系評価試験装置の概要図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      試験水タンク
２、８  ポンプ
３      バルブ
４      流量計
５      評価部
６      温度調整器
７      試験水補給タンク
９      カラム
１０      評価チューブ
１１      ヒーター
１２      熱電対
２１      冷却塔
２２      循環配管
２３      熱交換器
２４      配管
２５      補給水の導入配管
２６      次亜塩素酸ナトリウム水溶液の導入配管
２７      スケール防止剤水溶液の導入配管
２８      ブロー配管
１０１      凝集沈殿槽
１０３      ろ過機
１０４      イオン交換処理塔
１０６      冷却塔貯水槽
１０９      熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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