(57)【要約】【課題】  開放式循環冷却水系において、シリカ濃度の高い補給水を使用した開放式循環冷却水系におけるシリカスケール析出防止方法を提供する。【解決手段】  開放式循環冷却水系のシリカスケール析出防止方法において、開放式循環冷却水系の濃縮度（Ｎ）と、開放式循環冷却水系への補給水のシリカ濃度（Ｓ）の積で定義される計算シリカ濃度〔（ＳＣ）＝（Ｎ）×（Ｓ）〕が、１８０〜２３０ｍｇ／Ｌの範囲中から設定された特定の値以下になるように、開放式循環冷却水系の排出水量あるいは補給水量の制御を行なうことを特徴とするシリカスケール析出防止方法であり、好適には濃縮度（Ｎ）を循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）と補給水の電気伝導度（ＥＣＭ）の比〔ＥＣＲ／ＥＣＭ〕として測定し、計算シリカ濃度（ＳＣ）を管理する。【選択図】        図２
2005081251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放式循環冷却水系のシリカスケール析出防止方法において、開放式循環冷却水系の濃縮度（Ｎ）と、開放式循環冷却水系への補給水のシリカ濃度（Ｓ）の積で定義される計算シリカ濃度（ＳＣ）が、１８０〜２３０ｍｇ／Ｌの範囲中から設定された特定の値以下になるように、開放式循環冷却水系の排出水量あるいは補給水量の制御を行なうことを特徴とするシリカスケール析出防止方法。
【請求項２】
計算シリカ濃度（ＳＣ）を２２０ｍｇ／Ｌ以下で制御する請求項１記載のシリカスケール析出防止方法。
【請求項３】
濃縮度（Ｎ）が開放式循環冷却水系の循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）と補給水の電気伝導度（ＥＣＭ）の比〔ＥＣＲ／ＥＣＭ〕である請求項１又は２記載のシリカスケール析出防止方法。
【請求項４】
前記開放式循環冷却水系の循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）により開放式循環冷却水系の排出水量あるいは補給水量の制御を行なう請求項１乃至３のいずれか記載のシリカスケール析出防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放式循環冷却水系のシリカスケールの析出を防止する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油コンビナートにおける石油精製や石油化学の各種プロセス等、産業界において大量の冷却水が使用される。通常、これらの冷却水は開放型冷水塔によって冷却され、循環水として繰り返し冷却用途に使用される。この開放型冷水塔では、循環水は送風による空気との熱交換のみならず、循環水の一部が蒸発して蒸発潜熱が奪われることによっても冷却される。このため、循環水中の溶解成分は、水分の蒸発に伴って徐々に濃縮されて析出し、プロセス内の熱交換器や配管内に析出、付着し、運転上の大きな障害となることがある。
【０００３】
従来、こうした不具合を防止するための開放式循環冷却水系の管理方法として、循環冷却水系の濃縮度による管理が知られている。この方法は、循環冷却水系の濃縮度を補給水及び循環水の電気伝導度やカルシウム硬度の分析値等から求め、その濃縮度が一定値以下となるように循環水の一部を排出水として排水し、その分の補給水を加える方法である。これにより、循環水中の溶解成分濃度を低く保つことが可能となり、循環水の溶解成分の析出による障害をある程度防止することができる。しかし、上記循環水系の濃縮度のみに基づく管理方法では、補給水中にシリカを多く含み、そのシリカ濃度が大きく変化する場合には、濃縮度が同じであっても循環水系中のシリカ濃度が変動するため、シリカの析出を防止することが困難となる。
【０００４】
一方、循環水系のシリカ濃度を測定し、その値に応じて補給水量及び排出水量を制御する管理方法も考えられる。しかし、補給水のような低濃度状態でのシリカは単核体として溶解してために比色法によって容易に分析できるが、循環水系中のような高濃度状態のシリカは多核の重合体を形成しており、その分析方法は操作が複雑で手間がかかり、熟練を要する。そのため、冷水塔循環水のシリカ濃度の測定値を管理指標とすることは、非常に困難が伴い、現実的ではない。
【０００５】
また、循環水系のシリカを吸着除去することにより、シリカの析出を防止する冷水塔循環水の管理方法も知られている。例えば、特許文献１には、イオン交換樹脂を用いて循環水中のシリカを吸着除去すると冷水塔循環水の管理方法が記載されている。
【０００６】
さらに、特許文献２及び特許文献３にはシリカゲル等の吸着剤によって循環水中のシリカを吸着除去する冷水塔循環水の管理方法が記載されている。循環水中のシリカを除去する方法では、シリカを吸着するためにイオン交換樹脂やシリカゲル等の吸着剤が多量に必要となり、その多量の吸着剤を収容するための吸着塔も必要となる。このため、設備や運転に要する経費が高騰化してしまい、依然として満足しうる循環冷却水系のシリカスケールの析出防止方法は、得られていない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５４８９４号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００１−３２４２９６号公報
【特許文献３】特開２００２−２８２８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、高いシリカ濃度の補給水を使用した開放式循環冷却水系におけるシリカスケール析出防止方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、開放式循環冷却水系におけるシリカスケール防止方法について鋭意検討を重ねた結果、開放式循環冷却水系のシリカ濃度（ＳＲ）が濃縮度（Ｎ）と補給水のシリカ濃度（Ｓ）の積で定義される計算シリカ濃度（Ｓｃ＝Ｎ×Ｓ）と高い相関性を示し、特定の計算シリカ濃度以下に維持することでシリカスケールの析出防止ができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、請求項１に係る発明は、開放式循環冷却水系のシリカスケール析出防止方法において、開放式循環冷却水系の濃縮度（Ｎ）と、開放式循環冷却水系への補給水のシリカ濃度（Ｓ）の積で定義される計算シリカ濃度（ＳＣ）が、１８０〜２３０ｍｇ／Ｌの範囲中から設定された特定の値以下になるように、開放式循環冷却水系の排出水量あるいは補給水量の制御を行なうことを特徴とするシリカスケール析出防止方法である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のシリカスケール析出防止方法であり、計算シリカ濃度（ＳＣ）を２２０ｍｇ／Ｌ以下で制御することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のシリカスケール析出防止方法であり、濃縮度（Ｎ）が開放式循環冷却水系の循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）と補給水の電気伝導度（ＥＣＭ）の比〔ＥＣＲ／ＥＣＭ〕であることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか記載のシリカスケール析出防止方法であり、前記開放式循環冷却水系の循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）により開放式循環冷却水系の排出水量あるいは補給水量の制御を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の方法による電気伝導度（Ｎ）と補給水シリカ濃度（Ｓ）の積である計算シリカ濃度で管理することにより、シリカ濃度が高い補給水を用いても、簡便にしかも連続的に冷水塔循環水系の管理ができ、該冷水塔循環水系のシリカスケールの析出が防止され、熱交換器や配管へのシリカスケール付着が防止され、操業の安定に大きく寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、開放式循環冷却水系において、特定の設定値を基準にして開放式循環冷却水系の排出水量あるいは該開放式循環冷却水系への補給水量を制御して、開放式循環冷却水系におけるシリカスケールの析出を防止する水質管理方法である。さらに詳しくは、高いシリカ濃度の補給水を用いる開放式循環冷却水系において、開放式循環冷却水系の濃縮度（Ｎ）と開放式循環冷却水系の補給水シリカ濃度（Ｓ）の積で定義される計算シリカ濃度（Ｓｃ）を特定の値以下に維持するように該開放式循環冷却水系の排出水量あるいは補給水量の制御を行なうことを特徴とする開放式循環冷却水系のシリカスケール析出防止方法である。
【００１７】
本発明における開放式循環冷却水系（以下、「開放式循環冷却水系」を「循環水系」とする）は、特に限定されるものではなく、一般の製造業、例えば、石油精製、石油化学工業、化学薬品製造業、紙パルプ製造業、製鉄業等に用いられる開放式循環冷却水系である。また、本発明における循環水系は、操業の安定および循環冷却水系の能力安定化のために循環水の蒸発、飛散、漏れおよび排出水等の循環水の損失を補い、保有水量を一定に保つように補給水が管理された循環水系であり、例えば開放式冷水塔の貯留水ピットにフロートを設置して補給水ライン中の補給水用バルブと連動させて補給水を供給する方法、補給水ライン中の補給水用バルブを一定開度にして一定量を連続的に供給し、過剰量を排出する方法等により補給水が管理された循環水系である。また、該循環水系の水質の維持、安定化のために、排出水ラインに排出水用バルブを設置して連続的又は断続的に循環水の一部を排出している循環水系である。
【００１８】
本発明のおけるシリカスケールは、一般に水中のシリカが単独で無定形シリカとして析出する一般的なシリカスケールと、水中のシリカと多価金属イオンが反応して生じた珪酸塩が析出する珪酸塩スケールを含む。
【００１９】
本発明における補給水は、循環水の蒸発、飛散、漏れおよび排出水等の循環水の損失を補い、保有水量を一定に保つために補給され、補給水としては、一般的な地下水、河川水、鉱泉水からなる工業用水、回収処理水等が用いられる。補給水のシリカ濃度は、通常、５〜６０ｍｇ／Lであり、この範囲を超えるシリカ濃度であっても良く、また、補給水のシリカ濃度が一定であっても変動していても良い。本発明の効果をより発揮するには、シリカ濃度が３０〜６０ｍｇ／Lが好ましい。また、本発明における補給水の制御は、補給水ライン中の補給水バルブの開閉により行なわれる。
【００２０】
本発明における排出水は、循環水の水質を維持するために排出する循環水の一部あるいは／又は過剰量となった補給水の排出であり、本発明における排出水の制御は、排出水ライン中の排出水バルブの開閉により行なわれる。
【００２１】
補給水用バルブ、排出水用バルブは、特に限定されるものではなく、一般に使用される用水用バルブ、例えばバタフライ型バルブ、コック型バルブ、ボール型バルブ等が用いられる。
【００２２】
本発明における循環水系の計算シリカ濃度（ＳＣ：ｍｇ／Ｌ）は、循環水系の濃縮度（Ｎ）と循環水系への補給水のシリカ濃度（Ｓ：ｍｇ／Ｌ）の積（Ｎ×Ｓ）で定義され、計算上、循環水系に含まれているシリカ濃度である。計算シリカ濃度（ＳＣ＝Ｎ×Ｓ）は、実際のシリカ濃度（ＳＲ：ｍｇ／Ｌ）と高い相関性を示し、循環水系の実際のシリカ濃度（ＳＲ）に代えて計算シリカ濃度（ＳＣ）が循環水系のシリカ濃度の指標として使用できる。計算シリカ濃度（ＳＣ）が特定の値以上となると、循環水系にシリカスケールが生じる。
【００２３】
循環水系にシリカスケールが生じるときの計算シリカ濃度（ＳＣ）を限界シリカ濃度（ＳＣＭ）とすると、限界シリカ濃度（ＳＣＭ）は、循環水系の環境、例えば循環水の適用工程、補給水の水質、循環水系の配管材質およびシリカスケールを含むスケールの許容程度等により異なるが、通常１８０〜２３０ｍｇ／Ｌの範囲中より設定された特定の値であり、好ましくは２００〜２２０ｍｇ／Ｌの特定の値であり、より好ましくは２２０ｍｇ／Ｌである。
【００２４】
限界シリカ濃度（ＳＣＭ）が１８０ｍｇ／Ｌ未満では、シリカが析出することはないが、補給水量および排出水量が多くなり好ましくない場合がある。また、限界シリカ濃度（ＳＣＭ）が２３０ｍｇ／Ｌを超えるとシリカスケールが析出する場合があり、好ましくない。
【００２５】
循環水系のように濃縮が行なわれ、シリカ濃度が比較的高くなる水系では、シリカは多核の重合体を生成し、ある特定の濃度以上になるとシリカスケールとして析出する。多核の重合体を生成したシリカの濃度は、「ＪＩＳＫ０１０１  ４４．シリカ」の分析に規定されているように、測定前に時間をかけて複雑な前処理、例えば炭酸カルシウムによる融解処理、塩酸や過塩素酸処理等を行なった後にモリブデン黄吸光光度法あるいはモリブデン青吸光光度法等の比色法で測定され、これらを自動化して連続測定を行なうことは経済的に困難である。
【００２６】
本発明のおける補給水のシリカ濃度（Ｓ）は、補給水中に含まれる単核体のシリカを主としたシリカの濃度であり、「ＪＩＳＫ０１０１  ４４．シリカ」の分析に規定されている比色定量法のモリブデン黄吸光光度法あるいはモリブデン青吸光光度法によって測定されるシリカ濃度である。一般に補給水のような低濃度状態では、シリカは単核体として溶解しており、前述の方法によって容易に分析できる。さらにその測定は、容易に自動計測装置によって自動測定を行うことができ、好適である。
【００２７】
本発明における濃縮度（Ｎ）は、補給水の濃縮度である。濃縮度（Ｎ）の算出方法には種々の方法があり、例えば循環水の電気伝導度（ＥＣＲ：ｍＳ／ｍ）と補給水の電気伝導度（ＥＣＭ：ｍＳ／ｍ）の比（ＥＣＲ／ＥＣＭ）によって濃縮度（N）を算出する方法、循環水と補給水のカルシウム硬度の濃度比から濃縮度を算出する方法、循環水と補給水の蒸発乾固残留固形物量の比から濃縮度を算出する方法等があり、いずれの方法も用いられる。中でも、循環水の電気伝導度（ＥＣＲ：ｍＳ／ｍ）と補給水の電気伝導度（ＥＣＭ：ｍＳ／ｍ）の比（ＥＣＲ／ＥＣＭ）によって濃縮度（N）を算出する方法は、一般的な市販の電気伝導測定用セルを用いた連続的な自動計測を容易に行うことができ、好適である。
【００２８】
一般に補給水の電気伝導度は、使用する水質により異なるものであり、特に限定されるのもではなく、通常、１〜５０（ｍＳ／ｍ）であり、好ましくは２〜３０（ｍＳ／ｍ）である。
【００２９】
本発明のシリカスケール析出防止方法は、保有水量を一定に保つために補給水を連続的あるいは断続的に給水し、別途、連続的あるいは断続的に排出水を排出している循環水系において、補給水と循環冷却水から濃縮度（Ｎ）を求め、さらに補給水のシリカ濃度（Ｓ）を測定して、計算シリカ濃度（ＳＣ）を「ＳＣ＝Ｎ×Ｓ」として算出した後、該循環水系の水質から決定されるシリカスケールの析出が生じる限界シリカ濃度（ＳＣＭ）を設定し、計算シリカ濃度（ＳＣ）が設定した限界シリカ濃度（ＳＣＭ）よりも小さい場合、連続的あるいは定期的に濃縮度（Ｎ）、補給水のシリカ濃度（Ｓ）を測定して、計算シリカ濃度（ＳＣ＝Ｎ×Ｓ）が  ＳＣ＜ＳＣＭ  ならば、補給水あるいは排出水はそのままの状態で維持し、ＳＣ≧ＳＣＭ  ならば、該循環水系の保有水量を一定に維持するように補給水を給水しながら排出水量を増加させて該循環水系の計算シリカ濃度（ＳＣ）が限界シリカ濃度（ＳＣＭ）以下になるようにする、あるいは補給水を増加させ、循環水系中の余剰水を排出させ計算シリカ濃度が限界シリカ濃度（ＳＣＭ）以下になるようにする。その後、ＳＣ＜ＳＣＭになったならば、再び、補給水量または排出水量を元の状態に戻す。
【００３０】
さらに具体的に本発明のシリカスケール析出防止方法を図１に示した開放式循環冷却水系を例に詳細に説明する。開放式冷水塔１の貯留ピット９には、循環水系の保有水量を一定に保つようにフロート８が設置され、当該フロート８に応じて補給水バルブ３が作動し、補給水２が貯水ピット９に給水されている。濃縮度（Ｎ）は、補給水と循環水の電気伝導度から算出される。補給水２の電気伝導度（ＥＣＭ）は電気伝導度計５で測定され、さらに補給水のシリカ濃度（Ｓ）は自動シリカ濃度計６により測定される。循環水系の一部は、状況により、排出バルブ１０を開けて連続的あるいは断続的に排出水１１として排出される。貯水ピット９の循環水はポンプ１３により循環ライン１５を流れ、その間、電気伝度度計１２にて循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）を測定し、熱交換１４を通り冷水塔１に戻る。濃縮度（Ｎ）はＮ＝ＥＣＲ／ＥＣＭとして算出し、補給水のシリカ濃度（Ｓ）はＪＩＳ  Ｋ０１０１  モリブデン黄吸光光度法を用いた自動シリカ濃度測定装置５により測定し、計算シリカ濃度（ＳＣ）を算出する。当該循環水系においてシリカスケールの析出が生じない限界シリカ濃度（ＳＣＭ）を１８０〜２３０（ｍｇ／Ｌ）の範囲内の２２０（ｍｇ／Ｌ）と設定〔該計算シリカ濃度（ＳＣ）が２２０（ｍｇ／Ｌ）以下であることを確認する〕し、循環水系を運転しながら、定期的に循環水の電気伝導度（ＥＣＲ）、補給水の電気伝導度（ＥＣＭ）、補給水のシリカ濃度（Ｓ）を測定し、計算シリカ濃度（ＳＣ）が設定した限界シリカ濃度（ＳＣＭ）以下であれば、そのままで運転を継続する。計算シリカ濃度（ＳＣ）が限界シリカ濃度（ＳＣＭ）：２２０（ｍｇ／Ｌ）以上となれば、排出水バルブ１０を開ける、あるいは開度を上げて、貯留ピット９の循環水の一部を連続的あるいは断続的に排出し、計算シリカ濃度（ＳＣ）が設定した限界シリカ濃度（ＳＣＭ）以下になるようにする。循環水系の計算シリカ濃度（ＳＣ）が設定した限界シリカ濃度（ＳＣＭ）：２２０（ｍｇ／Ｌ）以下になったならば、排出水バルブ１０を閉じる、あるいは開度を元に戻して運転を継続する。
【００３１】
また、本発明は計算シリカ濃度（ＳＣ）が限界シリカ濃度（ＳＣＭ）以下になるように循環水系を制御するが、
（ＳＣ）＝（Ｓ）×〔（ＥＣＲ）／（ＥＣＭ）〕≦  （ＳＣＭ）
であることから、
（ＥＣＲ）  ≦  ２２０×〔（ＥＣＭ）／（Ｓ）〕  〔但し（ＳＣＭ）＝２２０（ｍｇ／Ｌ）〕
となり、循環水系の濃縮度（Ｎ）を電気伝導度で測定することにより、市販され入手が容易で、しかも測定が簡便な電気伝度度計機器を使用して、容易に循環水系の補給水量あるいは排出水量の制御が行なえ、好適である。
【００３２】
本発明の開放式循環冷却水のシリカスケール析出防止方法によれば、補給水の電気伝導度とシリカ濃度および循環水系の電気伝導度の測定値から求められた計算シリカ濃度を管理指標として用い、該計算シリカ濃度をシリカの析出が生じない特定のシリカ濃度以下に維持するように、循環水系の排出水量あるいは補給水量を制御することによって、循環水系のシリカの析出を防止することができる。また、循環水系の排出水量あるいは補給水量を制御するだけであるために補給水のシリカ濃度が変動しても、冷水塔循環水系のシリカスケールの析出を防止することができ、しかも、特に大掛かりな設備や多量の消耗資材等は必要とされず、設備費及び運転経費が低廉なものとなる。
【００３３】
以下、本発明を具体化した実施例を比較例と比較しつつ説明する。
【００３４】
（実施例１）
化学工場では、図２に示すような開放型冷水塔１６（保有水量：４００ｍ３、平均温度差１２℃）と熱交換器３０を持つ開放式循環冷却水系を設置している。補給水の水質は、シリカ濃度：２０〜６０ｍｇ／Ｌ〔平均４６ｍｇ／Ｌ〕、カルシウム硬度：２５ｍｇ／Ｌ（ａｓ炭酸カルシウム）、マグネシウム硬度：７ｍｇ／Ｌ（ａｓ炭酸カルシウム）、Ｍアルカリ：４０ｍｇ／Ｌ（ａｓ炭酸カルシウム）、ｐＨ：７．３であった。この化学工場の循環水系において、循環水系の保有水量を一定に保つようにフロート２３が設置され、補給水１７は連続的に補給水バルブ１８を通して貯水ピット２４に給水されている。また、循環水系の一部は、循環水の情況に応じて断続的に排出水バルブ２５を開けて排出水２６として排出されている。補給水用電気伝導度計２０、循環水用電気伝導度計２７、連続シリカ濃度測定装置２１（スガ試験機（株）製）が備えられている。連続シリカ濃度測定装置２１は、ＪＩＳ  Ｋ０１０１  モリブデン黄吸光光度法によって自動的にシリカ濃度（Ｓ）を測定でき、補給水バルブ１９を通して補給水のシリカ濃度を測定する。補給水バルブ１９は、補給水１７の電気伝導度の測定およびシリカ濃度測定の際に定期的に開く。循環水用電気伝導度計２７と補給水用電気伝導度計１８と連続シリカ濃度測定装置２１とは、そえぞれ配線４２、４３、４４によって制御装置３１に接続され、測定結果を送信している。制御装置３１は、図３に示すフローチャートに従って循環水及び補給水の電気伝導度並びに補給水のシリカ濃度を測定し、計算シリカ濃度（ＳＣ）を算出し、計算シリカ濃度（ＳＣ）が２１０（ｍｇ／Ｌ）以下になるように、補給水用バルブ１８あるいは排出用バルブ２５に対して配線４５、４６を通して制御信号を送り、循環水の計算シリカ濃度（ＳＣ）を管理した。上記冷水塔循環水の管理装置を用いて、冷水塔循環水の管理を６３日間連続して行った。６３日経過後、熱交換器２９及び配管３０を開放し、その表面の汚れの状況を目視によって観察した。また、ＪＩＳ  Ｋ０１０１の４４．３全シリカの分析に準じて循環水のシリカ濃度（ＳR）の測定も行った。結果を表１に示した。
【００３５】
（比較例１）
実施例１と同じ冷水塔を用い、各電気伝導度（ＥＣM）及び（ＥＣR）を測定した。そして、測定毎に濃縮度（すなわちＥＣM／ＥＣR）を算出し、濃縮度を５として運転を管理した。すなわち、濃縮度が５以上の場合には、排出用バルブ２５の開けて循環水の一部を排出させた。また、濃縮度が５未満の場合には、排出用バルブ２５を閉じた。なお、参考のため、実施例１と同様の方法により、補給水１７のシリカ濃度（Ｓ）及び貯水ピット２４の循環水のシリカ濃度（ＳＲ）も測定した。試験開始から６３日経過後、熱交換器２９及び配管３０を開放し、その表面の汚れの状況を目視によって観察した。結果を表１に示した。
【００３６】
【表１】
2005081251.tif 000003
本発明で水質管理指標として使用した計算シリカ濃度（ＳＣ）は、ＪＩＳ  Ｋ０１０１の４４．３全シリカの分析により得られたシリカ濃度（ＳR）と、図４に示されるように高い相関が認められる。その結果、従来、複雑な手順を要し手間のかかった全シリカ濃度の測定が、電気伝導度計により簡便に測定できる補給水および循環水系の電気伝導度（ＥＣＭ）、そして簡便な比色定量で測定できる補給水中のシリカ濃度（Ｓ）により得られる計算シリカ濃度（ＳＣ）によって、非常に簡便に該循環水系の（全）シリカ濃度を推測できることがわかる。
【００３７】
本発明の方法により、表１より６３日間、補給水のシリカ濃度が３１〜４９ｍｇ／Ｌと変動し、濃縮度が４．３〜５．８と変動しても、配管の表面のシリカスケールによる汚れは少なく、熱交換器のシリカスケール付着による閉塞状態は認められず、良好なシリカスケール析出防止効果を有することがわかる。一方、従来の濃縮度による管理では、１４日で配管表面にシリカスケール付着による汚れが生じ、しかも４２日で熱交換器の一部にシリカスケール付着による閉塞状態は認められる。
【００３８】
（実施例２）
図５に示すようなフローの開放型冷水塔３２（保有水量：４００ｍ3、循環水量：１２００ｍ3／時間、平均温度差１２℃）と熱交換器４１を有する開放式循環冷水系は次の条件で運転されていた。補給水３３の水質は、シリカ濃度：２０〜６０ｍｇ／Ｌ〔平均４６ｍｇ／Ｌ〕、カルシウム硬度：２５ｍｇ／Ｌ（ａｓ炭酸カルシウム）、マグネシウム硬度：７ｍｇ／Ｌ（ａｓ炭酸カルシウム）、Ｍアルカリ：４０ｍｇ／Ｌ（ａｓ炭酸カルシウム）、ｐＨ：７．３であった。補給水３３は、フロート３５により制御され、循環水の状況により、その一部は排出バルブ３７を開けて排出水３８として排出されていた。この冷却水系に対し、補給水用バルブ３４を通った補給水３３を採取し、電導度計（「ハンディ電気伝導度計ＷＭ−２２ＥＰ」、東亜ＤＫＫ製）によって電気伝導度（ＥＣM）を測定し、さらにＪＩＳ  Ｋ０１０１  モリブデン黄吸光光度法によってシリカ濃度（Ｓ）を測定した（吸光光度計は日立製作所（株）製「日立３２０」を使用）。また、貯水ピット３６の循環水を採取し、補給水の場合と同様の方法により循環水の電気伝導度（ＥＣR）を測定した。補給水および循環水の電気伝導度、シリカ濃度の測定を１週間に２度の頻度で行った。測定毎に計算シリカ濃度（ＳＣ）を算出し、ＳＣが２２０ｍｇ／Ｌ以下であれば、運転をそのまま継続し、ＳＣが２２０ｍｇ／Ｌを超えた場合には、排出水用バルブ３７の開けて循環水を排出し、計算シリカ濃度ＳＣが２２０ｍｇ／Ｌ以下になるまで、これを継続した。計算シリカ濃度ＳＣが２２０ｍｇ／Ｌ以下になれば、再び排出水用バルブを閉じた。なお、参考のため、同様の方法により循環水のシリカ濃度（ＳR）の測定も行った。試験開始から３５０日経過後に熱交換器４０及び配管４１を開放し、その表面の汚れの状況を目視によって観察した。
【００３９】
（比較例２）
実施例２と同じ冷水塔を用い、補給水３３及び貯水ピット３６の循環水を１週間に２度の頻度で採取し、実施例２と同様の方法により各電気伝導度（ＥＣM）及び（ＥＣR）を測定した。そして、測定毎に濃縮度（ＥＣM／ＥＣR）を算出し、濃縮度を５として運転を管理した。濃縮度が５以上の場合には、排出水用バルブ３７の開けて循環水の一部を排出させて、濃縮度５を維持するように運転した。濃縮度が５未満の場合には、排出用バルブ３７を閉めた。なお、参考のため、実施例２と同様の方法により、補給水用バルブ３４にて補給される補給水のシリカ濃度（Ｓ）及び貯水ピット３６の循環水のシリカ濃度（ＳR）も測定した。さらに、試験開始から３５０日経過後、熱交換器４０及び配管４１を開放し、その表面の汚れの状況を目視によって観察した。実施例２及び比較例２の冷水塔循環水の管理方法による冷水塔循環水管理結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
2005081251.tif 000004
本発明のシリカスケール析出防止方法では、補給水中のシリカ濃度（Ｓ）が２０〜６０ｍｇ／Ｌの範囲で変動しても、循環水系のシリカ濃度（ＳＲ）が２００〜２２０ｍｇ／Ｌの範囲で維持され、しかも配管内のシリカ付着汚れは少なく、熱交換器が閉塞されることもなかった。これに対し、比較例２の方法では、配管内にスケールが多く付着し、熱交換器もシリカスケールの付着により一部閉塞した状況となった。以上、本発明のシリカスケール析出防止方法によれば、補給水のシリカ濃度が変動してもシリカの析出を防止することができることが分かった。また、この管理方法は、特に大掛かりな設備を設ける必要はなく、消耗資材もほとんど要しないため、設備費及び運転経費は低廉なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一般的な開放式冷水塔の模式図である。
【図２】実施例１の石油化学工場の開放式冷水塔の模式図である。
【図３】実施例１における制御装置のフローチャートである。
【図４】実施例１における循環水の計算シリカ濃度とＪＩＳ  Ｋ０１０１シリカの関係を示すグラフである。
【図５】実施例２の開放式冷水塔の模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１６、３２：開放式循環冷水塔
２、１７、３３：補給水
３、１８、３４：補給水バルブ
４、１９：補給水バルブ（補給水測定用）
５、２０：補給水用電気伝導度計
６、２１：自動シリカ濃度測定器
７、２２：補給水測定後の排水ライン
８、２３、３５：補給水制御用フロート
９、２４、３６：貯水ピット
１０、２５、３７：排出水バルブ
１１、２６、３８：排出水
１２、２７：循環水用電気伝導度計
１３、２８、３９：循環ポンプ
１４、２９、４０：熱交換器
１５、３０、４１：循環ライン
３１：制御装置（演算手段、制御手段）
４２：配線（循環水用電気伝導度計２７から制御装置３１への信号を送る）
４３：配線（補給水用電気伝導度計２０から制御装置３１への信号を送る）
４４：配線（自動シリカ濃度測定器２１から制御装置３１への信号を送る）
４５：配線（制御装置３１から補給水バルブ１８へ制御信号を送る）
４６：配線（制御装置３１から排出水バルブ２５へ制御信号を送る）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年9月11日(2003.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
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