(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケール付着のおそれがある水系に、該スケール物質の種晶及びスルホン基を有するポリマー若しくはその塩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】
スケール付着のおそれがある水系に添加してスケール付着を防止するスケール防止剤であって、該スケール物質の種晶及びスルホン基を有するポリマー若しくはその塩を含有することを特徴とするスケール防止剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケール防止方法及びスケール防止剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などにおけるスケール付着を効率的に防止することができるスケール防止方法及びスケール防止剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、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。装置の壁面などにスケールが付着すると、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラーや熱交換器の運転に重大な障害が生ずる。
製鉄所で発生する高炉ガス、転炉ガスを清浄化するために集塵機で処理すると、煙塵が捕集されると同時に炭酸ガスが吸収されて集塵水のpHが低下し、煙塵中のカルシウム成分が溶解する。集塵機から出た集塵水は、シックナーなどでの大気解放条件下で炭酸ガスを放出し、pHが上昇する。その結果、カルシウムイオンは過飽和の状態となり、送水ポンプ、送水配管、冷却塔充填材、集塵機の噴霧ノズルなどに炭酸カルシウムなどのスケールとして付着し、種々の障害を引き起こす。
また、製紙工場においては、原料水や白水の中にパルプからカルシウムイオンやバリウムイオンが溶出し、抄紙工程で用いられる硫酸バンドと反応して硫酸カルシウムや硫酸バリウムのスケールとなり、機器に付着したり、あるいは、紙切れや紙質低下の原因となる。アルカリ回収工程を流れる水は、炭酸カルシウムが高度に過飽和の状態となっているので、装置や配管内壁にはスケールの付着が恒常的に起こっている。
このような各種の工場で生成するスケール物質としては、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、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などがある。これまで、カルシウム系やマグネシウム系スケールに対しては、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸などを重合したカルボキシル基を有するポリマーがスケール防止剤として有効であり、さらに必要に応じて、カルボキシル基を有するモノマーとビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基を有するモノマーや、アクリルアミドなどのノニオン性ビニルモノマーを対象水質に応じて組み合わせたコポリマーがスケール防止剤として一般的に使用されている。
また、特にカルシウム系スケールを対象として、ヘキサメタリン酸ソーダやトリポリリン酸ソーダなどの無機ポリリン酸類、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸やホスホノブタントリカルボン酸などのホスホン酸類も一般的に使用されている。
近年、節水や省エネルギーを目的に、可能な限り水を有効利用するという動きが顕著になってきており、熱交換器についても、冷却水の高濃縮運転への期待が高まってきている。上述した従来のスケール防止剤は、冷却水中に溶解するスケール種（イオン）を、スケールとして析出しないように、水中に溶解した状態に保つ機能を有するものであり、更なる高濃縮運転の場合には、スケールの析出を抑制するには限界があることは周知の事実となっている。今後更に冷却水の高濃縮運転が広まる中、現状のスケール防止剤に代わる高性能のスケール防止技術の開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などで生成する各種のスケール付着を効率的に防止することができるスケール防止方法及びスケール防止剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スケール付着のおそれがある水系に、付着防止の対象であるスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、スケールの付着を効率的に防止し得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）スケール付着のおそれがある水系に、該スケール物質の種晶及びスルホン基を有するポリマー若しくはその塩を添加することを特徴とするスケール防止方法、及び、
（２）スケール付着のおそれがある水系に添加してスケール付着を防止するスケール防止剤であって、該スケール物質の種晶及びスルホン基を有するポリマー若しくはその塩を含有することを特徴とするスケール防止剤、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（３）スケール物質の種晶が、炭酸カルシウムである第(１)項記載のスケール防止方法、（４）スケール物質の種晶の平均粒径が、０.０５〜１００μｍである第(１)項記載のスケール防止方法、
（５）スケール物質の種晶を、水中の種晶の濃度が１〜１００ｍｇ／リットルとなるように添加する第(１)項記載のスケール防止方法、
（６）結晶分散剤を、水中の結晶分散剤の濃度が１〜１５０ｍｇ／リットルとなるように添加する第(１)項記載のスケール防止方法、
（７）スケール物質の種晶が、炭酸カルシウムである第(２)項記載のスケール防止剤、及び、
（８）スケール物質の種晶の平均粒径が、０.０５〜１００μｍである第(２)項記載のスケール防止剤、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のスケール防止方法は、スケール付着のおそれがある水系に、付着防止対象のスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加するものである。また、本発明のスケール防止剤は、スケール付着のおそれがある水系に添加してスケール付着を防止するスケール防止剤であって、付着防止対象のスケール物質の種晶及び該種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を含有するものである。本発明方法及び剤の適用の対象となる水系に特に制限はなく、例えば、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などを挙げることができる。
本発明方法及び剤の適用の対象となるスケールに特に制限はなく、各種の水系で問題となるスケール全般を対象とすることができ、例えば、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、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、シリカなどを挙げることができる。
【０００６】
本発明において使用するスケール物質の種晶は、水系に添加したとき、核となってスケール物質の結晶化を開始させ、スケール物質の結晶の析出速度を速めるものである。スケール物質が既知の場合は、種晶としてスケール物質と同一の結晶又はスケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶を添加することができる。スケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶の種晶としての有効性は、適用する水系の水を濃縮又は冷却することにより過飽和状態とし、スケール物質と類似の構造若しくは結晶形を有する化合物の結晶を添加し、スケール物質の結晶が析出する状態を観察することにより確認することができる。スケール物質が未知の場合は、適用する水系の水を濃縮し、析出する結晶を、スケール物質と同一の化合物である種晶として利用することができる。
例えば、付着防止対象のスケール物質が炭酸カルシウムである場合は、スケール物質の種晶として、炭酸カルシウムの結晶を用いることが好ましい。使用する炭酸カルシウムの結晶に特に制限はなく、炭酸カルシウムの多形であるカルサイト、バテライト、アラゴナイトのいずれをも用いることができる。また、付着防止対象のスケール物質がケイ酸マグネシウム系物質である場合は、スケール物質の種晶として、オルトケイ酸マグネシウム（フォルステライト）、メタケイ酸マグネシウム、四ケイ酸マグネシウム（タルク）、三ケイ酸マグネシウム、クリソタイル、セピオライト、オルトケイ酸マグネシウムカルシウム、メタケイ酸マグネシウムカルシウムなどを用いることができる。さらに、種々の付着防止対象のスケール物質に応じて、例えば、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、シュウ酸カルシウムなどを用いることができる。付着防止対象のスケール物質がシリカであれば、例えば、シリカゲルのような固体を粉砕して用いることができる。
【０００７】
本発明において使用する種晶は、平均粒径が０.０５〜１００μｍであることが好ましく、０.１〜５０μｍであることがより好ましい。種晶の平均粒径が０.０５μｍ未満であると、取り扱いづらく、作業性が低下するおそれがある。種晶の平均粒径が１００μｍを超えると、種晶の表面積が小さくなり、スケール防止効果が低下するとともに、循環水中で沈降堆積を生じ設備の運転に支障を生ずるおそれがある。
本発明において、種晶を水系に分散保持する結晶分散剤に特に制限はなく、例えば、アニオン性、カチオン性、ノニオン性を有する水溶性ポリマーを挙げることができる。水溶性ポリマーは、分子量が３,０００以上であることが好ましい。水溶性ポリマーの分子量が大きいほど種晶に対する分散効果が大きくなるが、分子量が大きくなるほど合成が困難になり、水溶液として取り扱う場合は高粘度となって作業性が低下するおそれがある。水溶性ポリマーの中で、スルホン酸基を有するポリマーは、強酸で解離度が大きく、種晶に対して高い分散効果を有するので、好適に使用することができる。スルホン酸基を有するポリマーとしては、例えば、ビニルスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、スチレンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマー、イソプレンスルホン酸のホモポリマー又はコポリマーなどを挙げることができる。スルホン酸基を有するコポリマーは、スルホン酸基を有するモノマー単位が５モル％以上であることが好ましい。スルホン酸基を有するポリマーは、遊離のスルホン酸の状態で使用することができ、あるいは、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などの塩として使用することもできる。
【０００８】
本発明において、スケール物質の種晶及び結晶分散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、従来のスケール防止剤と同様に扱うことができる。したがって、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あらかじめ添加しておくこともできる。また、製鉄所においては、高炉ガス又は転炉ガス集塵水系、シックナーなどの固液分離装置から集塵装置に至る水系、シックナーからのスラリー引き抜き配管などに添加することができる。製紙工場においては、原料調製工程、抄紙工程、白水回収工程、排水処理工程、アルカリ回収工程の木釜、ディゾルバータンク、スレーカー、白液、黒液、緑液などに添加することができる。
本発明において、スケール物質の種晶と結晶分散剤の添加方法に特に制限はなく、例えば、種晶と結晶分散剤を異なる場所において別々に添加することができ、同じ場所において同時に添加することもでき、あるいは、種晶と結晶分散剤をあらかじめ混合して一剤品として同じ場所に添加することもできる。スケール物質の種晶は、そのまま粉末状態で添加することができ、あるいは、種晶を液に分散させたスラリー状態で添加することもできる。また、結晶分散剤は、粉末状態で添加することができ、あるいは、水溶液として添加することもできる。
【０００９】
本発明において、スケール物質の種晶の添加量に特に制限はないが、系を流れる水量に対して、１〜１００mg／リットルであることが好ましく、２〜６０mg／リットルであることがより好ましい。種晶の添加量が水量に対して１mg／リットル未満であると、スケール成分の水中における析出が十分に促進されず、スケール付着が発生するおそれがある。水量に対して１００mg／リットルを超える種晶を添加してもスケール付着に関する悪影響は生じないが、経済性が損なわれるおそれがある。
本発明において、結晶分散剤の添加量に特に制限はないが、系を流れる水量に対して１〜１５０mg／リットルであることが好ましく、２〜８０mg／リットルであることがより好ましい。結晶分散剤の添加量が水量に対して１mg／リットル未満であると、結晶分散剤の添加によるスケール付着防止性を向上する効果が顕著に発現しないおそれがある。水量に対して１５０mg／リットルを超える結晶分散剤を添加してもスケール付着に関する悪影響は生じないが、経済性が損なわれるおそれがある。種晶と結晶分散剤の最適添加量は、適用する工程、設備配管の形状や長さ、装置全体の水の滞留時間などに応じて、適宜選定することができる。本発明においては、必要に応じて、スケール物質の種晶以外の他のスケール防止剤、防食剤、スライムコントロール剤などを併用することができる。他のスケール防止剤としては、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリマー、ポリマレイン酸、マレイン酸や無水マレイン酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリマー、ポリイタコン酸、イタコン酸と共重合可能なビニルモノマーとのコポリマーなどの有機ポリマーや、ニトリロトリメチレンホスホン酸、ヒドロキシエチリデンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、ヘキサメタリン酸ソーダなどのリン系化合物などを挙げることができる。防食剤としては、例えば、クロム酸塩や亜鉛塩などの重金属塩、上記のリン系化合物、アニオン性の有機ポリマーなどを挙げることができる。スライムコントロール剤としては、例えば、ヒドラジン、有機ハロゲン化合物などを挙げることができる。
【００１０】
本発明によれば、水中に含まれるスケール物質は、種晶を核として、大部分が水中において分散した結晶として析出、成長し、壁面などにスケールとして付着するものは僅かである。本発明を冷却水系に適用した場合、循環水に添加した種晶は、循環水中に一定濃度で保たれ、水とともに循環するが、析出したスケール物質の結晶が装置や配管内に堆積する場合には、必要に応じて、ブロー水をシックナーなどで固液分離することができ、あるいは、循環水の一部をろ過することにより結晶を系外に除去することもできる。製鉄所の高炉ガス又は転炉ガス集塵水系に適用した場合は、水系に添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶とともにシックナーなどにおいて固液分離し、懸濁物質スラリーとして系外に除去することができる。また、製紙工場において製紙工程に適用した場合、添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶とともに、そのまま紙に抄き込んで系外に除去することができ、アルカリ回収工程に適用した場合は、添加した種晶は、析出したスケール物質の結晶とともに、緑液シックナー又は白液シックナーにおいて除去することができる。
本発明によれば、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶と種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、循環水中のスケール物質が、良好な分散状態を保った種晶を核として析出し、水中に分散した状態で成長する。その結果、循環水中のスケール物質の濃度が低下して、壁面などへのスケールの付着が発生しにくい水に変化するものと考えられる。
【００１１】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例及び比較例において、スケール付着試験は、伝熱面積が０.２５ｍ2の熱交換器を有し、保有水量が０.４５ｍ3である開放循環モデル冷却水系を用いて行った。熱交換器は、材質がＳＵＳ３０４で、外径が１９mmのチューブを備えている。このモデル冷却水系に、厚木市水に純水と塩類を加えて調製した水を循環水及び補給水として加え、濃縮倍数が６倍又は１０倍になるように、水中のカリウム濃度でコントロールしながら３０日間運転した。この間、循環水の熱交換器入口温度は４５℃、出口温度は７５℃に保った。また、循環水の熱交換器チューブを通過する流速は０.５ｍ／ｓとした。
実施例１
厚木市水に１０重量％塩化カルシウム水溶液と５重量％炭酸水素ナトリウム水溶液を添加して、pH７.４、カルシウム硬度５０mgCaCO3／リットル、Ｍアルカリ度５０mgCaCO3／リットルの水質を有する補給水を調製し、濃縮倍数６倍の運転を行った。さらに、運転中は、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液及び分子量２０,０００のポリスチレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、重質炭酸カルシウムの濃度が２０mg／リットル、ポリスチレンスルホン酸ソーダの濃度が６０mg／リットルになるように循環水に添加した。理論水質は、pH８.９、カルシウム硬度３００mgCaCO3／リットル、Ｍアルカリ度３００mgCaCO3／リットルである。
３０日間運転を継続したのち、循環水を孔径０.１μｍのフィルターを用いてろ過し、ろ液のカルシウム硬度を測定したところ、１０５mgCaCO3／リットルであった。また、熱交換器チューブに付着したスケールを採取し、１０５℃で乾燥したのち秤量して、スケールの付着速度を求めたところ、２mg／cm2／３０日であった。
実施例２
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液の代わりに、分子量８０,０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ポリイソプレンスルホン酸ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように添加した以外は、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は１１０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３mg／cm2／３０日であった。
【００１２】
比較例１
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液を添加することなく、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液のみを、重質炭酸カルシウムの濃度が２０mg／リットルになるように循環水に添加し、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は１３９mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は８mg／cm2／３０日であった。
比較例２
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、ヘキサメタリン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ヘキサメタリン酸ソーダの濃度が２０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は２９０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３５mg／cm2／３０日であった。
比較例３
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、分子量３,５００のポリマレイン酸の２０重量％水溶液を、ポリマレイン酸の濃度が２０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は２８０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３２mg／cm2／３０日であった。
実施例１〜２及び比較例１〜３の結果を、第１表に示す。
【００１３】
【表１】
0004182455.tif 000002
【００１４】
比較例１、比較例２及び比較例３の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムを添加した比較例１においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度が理論値より低く、種晶によって循環水中のカルシウムの析出が促進されていることが分かる。また、熱交換器チューブへのスケールの付着速度が小さく、良好なスケール防止効果が発現している。この効果は、循環水中のカルシウムが、種晶を核として水中において分散状態で析出し、チューブに付着することなく、循環水中のカルシウム濃度が低下したことによるものと考えられる。これに対して、比較例２及び比較例３においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度はほぼ理論値に近く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も大きい。
さらに、実施例１、実施例２及び比較例１の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムのみを添加した比較例１よりも、結晶分散剤であるポリスチレンスルホン酸ソーダ又はポリイソプレンスルホン酸ソーダを添加した実施例１及び実施例２の方が、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度がいっそう低く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も格段に小さくなっている。この結果から、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、種晶の効果が増強され、顕著なスケール防止効果が発現することが分かる。
実施例３
濃縮倍数を１０倍とし、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液及び分子量２０,０００のポリスチレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、重質炭酸カルシウムの濃度が３０mg／リットル、ポリスチレンスルホン酸ソーダの濃度が６０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、実施例１と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。なお、循環水の理論水質は、pH９.２、カルシウム硬度５００mgCaCO3／リットル、Ｍアルカリ度５００mgCaCO3／リットルである。
ろ液のカルシウム硬度は１２５mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は１mg／cm2／３０日であった。
実施例４
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液の代わりに、分子量８０,０００のポリイソプレンスルホン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ポリイソプレンスルホン酸ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように添加した以外は、実施例３と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は１２８mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３mg／cm2／３０日であった。
【００１５】
比較例４
ポリスチレンスルホン酸ソーダの水溶液を添加することなく、粒径０.１〜１.０μｍの重質炭酸カルシウムの５０重量％水分散液のみを、重質炭酸カルシウムの濃度が３０mg／リットルになるように循環水に添加し、実施例３と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。ろ液のカルシウム硬度は１６９mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は９mg／cm2／３０日であった。
比較例５
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、ヘキサメタリン酸ソーダの２０重量％水溶液を、ヘキサメタリン酸ソーダの濃度が３０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例４と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は４１０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は５８mg／cm2／３０日であった。
比較例６
重質炭酸カルシウムの水分散液の代わりに、分子量３,５００のポリマレイン酸の２０重量％水溶液を、ポリマレイン酸の濃度が３０mg／リットルになるように循環水に添加した以外は、比較例４と同様にして３０日間の運転を行い、ろ液のカルシウム硬度とスケールの付着速度を求めた。
ろ液のカルシウム硬度は４３０mgCaCO3／リットルであり、スケールの付着速度は３８mg／cm2／３０日であった。
実施例３〜４及び比較例４〜６の結果を、第２表に示す。
【００１６】
【表２】
0004182455.tif 000003
【００１７】
比較例４、比較例５及び比較例６の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムを添加した比較例４においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度が理論値の３５％程度であり、種晶によって循環水中のカルシウムの析出が促進されていることが分かる。また、熱交換器チューブへのスケールの付着速度が小さく、良好なスケール防止効果が発現している。この効果は、循環水中のカルシウムが、種晶を核として水中において分散状態で析出し、チューブに付着することなく、循環水中のカルシウム濃度が低下したことによるものと考えられる。これに対して、比較例４及び比較例５においては、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度は理論値の８０〜８５％程度であり、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も大きい。
さらに、実施例３、実施例４及び比較例４の結果を比べると、種晶として重質炭酸カルシウムのみを添加した比較例４よりも、結晶分散剤であるポリスチレンスルホン酸ソーダ又はポリイソプレンスルホン酸ソーダを添加した実施例３及び実施例４の方が、試験後の循環水のろ液のカルシウム硬度がいっそう低く、熱交換器チューブへのスケールの付着速度も格段に小さくなっている。この結果から、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、種晶の効果が増強され、顕著なスケール防止効果が発現することが分かる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のスケール防止方法及びスケール防止剤によれば、スケール付着のおそれがある水系に、スケール物質の種晶とともに、種晶を水系に分散保持する結晶分散剤を添加することにより、水中のスケール物質が種晶を核として析出し、水中に分散した状態で成長する効果が、種晶のみを添加した場合に比べていっそう増強され、水中のスケール物質の濃度が顕著に低下し、ビル空調、一般工場、石油化学コンビナートなどの熱交換器などの冷却水系、製鉄所の高炉ガス、転炉ガスなどの集塵水系、製紙工場の製紙工程水系、アルカリ回収工程水系などのスケール付着を効率的に防止することができる。