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JPH0762266B2 - Ion blocking agent for boiler water system and method for preventing scale formation in boiler water system using the same - Google Patents

Ion blocking agent for boiler water system and method for preventing scale formation in boiler water system using the same

Info

Publication number
JPH0762266B2
JPH0762266B2 JP2053771A JP5377190A JPH0762266B2 JP H0762266 B2 JPH0762266 B2 JP H0762266B2 JP 2053771 A JP2053771 A JP 2053771A JP 5377190 A JP5377190 A JP 5377190A JP H0762266 B2 JPH0762266 B2 JP H0762266B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boiler water
water system
water
scale
boiler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2053771A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03257180A (en
Inventor
賢一 伊藤
直子 藤後
厚文 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hakuto Co Ltd
Original Assignee
Hakuto Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hakuto Co Ltd filed Critical Hakuto Co Ltd
Priority to JP2053771A priority Critical patent/JPH0762266B2/en
Publication of JPH03257180A publication Critical patent/JPH03257180A/en
Publication of JPH0762266B2 publication Critical patent/JPH0762266B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラー水のpHが9.0以上であるボイラーのス
ケール生成を防止するためのボイラー水系用イオン封鎖
剤およびそれを用いるスケールの生成を防止する方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an ion sequestering agent for a boiler water system for preventing scale formation of a boiler having a pH of boiler water of 9.0 or more, and to prevent the production of scale using the same. On how to do.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ボイラー水系では給水中に含まれる溶存イオンが濃縮さ
れ、さらに150℃以上の高温にさらされるため比較的難
溶性の化合物は過飽和となりスケールとして伝熱面に析
出する。伝熱面にスケールが析出すると熱伝導率が低下
するため燃焼使用量が増加したり、蒸気発生量が低下す
るばかりでなく、スケール堆積により伝熱面表面の温度
が上昇し、金属材質の強度が低下することによりボイラ
ーが破裂に至る場合がある。近年、ボイラーの高性能化
により単位伝熱面積あたりの蒸発量が増加する傾向にあ
り、スケール生成の傾向が増大している。
In the boiler water system, dissolved ions contained in the feed water are concentrated and exposed to high temperature of 150 ° C or higher, so that the relatively insoluble compound becomes supersaturated and precipitates as scale on the heat transfer surface. If scale deposits on the heat transfer surface, the thermal conductivity will decrease, which will increase the amount of combustion used and the amount of steam generated, and also the temperature on the surface of the heat transfer surface will rise due to scale accumulation, increasing the strength of the metal material. Boiler may be ruptured due to a decrease in the. In recent years, as the performance of boilers has increased, the amount of evaporation per unit heat transfer area has tended to increase, and the tendency of scale formation has increased.

ボイラーの構成材質である炭素鋼の腐食を防止するため
に、ボイラー水のpHは通常9〜12の範囲で運転される。
また特に原水又は軟化水を補給水として用いた場合、シ
リカスケールを防止するためにボリラー水のアルカリ度
を高く維持する必要があり、必然的にボイラー水のpHは
10〜12の範囲になる。
In order to prevent the corrosion of carbon steel which is a constituent material of the boiler, the pH of the boiler water is usually operated in the range of 9-12.
In addition, especially when raw water or softened water is used as makeup water, it is necessary to keep the alkalinity of the boiler water high in order to prevent silica scale.
It will be in the range of 10-12.

このような高温、高pHの条件下では炭酸カルシウム、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、水酸化鉄、酸化鉄、水酸化亜鉛、酸化亜鉛等のス
ケールの析出傾向が強くなり、このため従来のスケール
の生成を防止する技術では十分なスケールの生成を防止
する効果が認められなかった。例えば従来はリン酸塩と
アルカリを用いることによりカルシウムとマグネシウム
をそれぞれリン酸カルシウムや水酸化マグネシウムの形
で懸濁性固形分として不溶化させ、伝熱面における難溶
性化合物析出によるスケールトラブルを防止し、この時
発生する懸濁性固形分の沈着を防止するためタンニン、
リグニン、スターチ等の天然高分子、ポリ(メタ)アク
リル酸、スチレンスルホン酸−マレイン酸コポリマー等
のアニオン性合成高分子等の分散剤を併用する方法が採
られてきた。このような処理はその作用が缶内で固形分
を発生させてスケールの生成を防止するものであるか
ら、スケールの生成防止効果が不十分であった。
Under such conditions of high temperature and high pH, the precipitation tendency of scales such as calcium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, magnesium hydroxide, iron hydroxide, iron oxide, zinc hydroxide, zinc oxide becomes strong. Therefore, the conventional technique for preventing scale formation has not been found to have sufficient effect of preventing scale formation. For example, conventionally, calcium and magnesium are insolubilized as suspended solids in the form of calcium phosphate and magnesium hydroxide, respectively, by using a phosphate and an alkali to prevent scale troubles due to precipitation of a hardly soluble compound on the heat transfer surface. Tannins to prevent occasional deposition of suspended solids,
A method of using a dispersant such as a natural polymer such as lignin and starch, an anionic synthetic polymer such as poly (meth) acrylic acid, and a styrenesulfonic acid-maleic acid copolymer has been adopted. The effect of such a treatment is to prevent the generation of scale by producing a solid content in the can, so that the scale generation preventing effect was insufficient.

有機ホスホン酸類やアニオン性合成高分子を水中のカル
シウムイオンを封鎖するのに必要な量よりもはるかに少
ない量で処理する、いわゆるスレッショルド処理はボイ
ラーのようなpH9.0以上である高温水系では成功しなか
った。一方、EDTA、NTA等のキレート化剤を用いる方法
はキレート化剤が水中のカルシウム、マグネシウム、鉄
等の金属イオンと安定なキレート化合物を形成し、可溶
化するためにスケール防止効果が優れている反面、水中
の金属イオンをキレート化するのに必要な量を超えてキ
レート化剤を加えると、ボイラー鉄面の腐食を促進する
欠点があった。
The so-called threshold treatment, which treats organic phosphonic acids and anionic synthetic polymers in an amount much smaller than the amount required to block calcium ions in water, is successful in high-temperature water systems with a pH of 9.0 or higher like boilers. I didn't. On the other hand, the method using a chelating agent such as EDTA and NTA has an excellent scale-preventing effect because the chelating agent forms a stable chelate compound with metal ions such as calcium, magnesium and iron in water and solubilizes it. On the other hand, if a chelating agent is added in excess of the amount required to chelate metal ions in water, there is a drawback that corrosion of the iron surface of the boiler is promoted.

キレート化剤による腐食問題を克服するため、既存のキ
レート化剤に替えてカルボキシレート官能基を含むアニ
オン性高分子を、水中の金属イオンの封鎖剤として用い
る試みがなされている。特開昭56−2897号にはイタコン
酸重合体を含むスケール防除剤が開示されている。また
特開昭56−20169号には75モル%のイタコン酸と25モル
%以下の他の不飽和単量体とからなるイタコン酸共重合
体を含むスケール防除剤が開示されている。このような
イタコン酸系重合体はカルシウム系スケールに対するス
ケール防除剤効果は優れているが、マグネシウム系スケ
ールに対する防除効果が劣っていた。特開昭58−84099
号にはポリアクリル酸、アクリル酸−アクリルアミドコ
ポリマーをボリラー用イオン封鎖剤として用いる方法が
開示されている。これらのポリマーは封鎖効果が不十分
であるばかりでなく、添加量が不足するとポリマー自体
がカルシウムと反応してポリマーの難溶性カルシウム塩
を形成する。
In order to overcome the corrosion problem caused by the chelating agent, an attempt has been made to use an anionic polymer containing a carboxylate functional group as a sequestering agent for metal ions in water in place of the existing chelating agent. Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-2897 discloses a scale control agent containing an itaconic acid polymer. Further, JP-A-56-20169 discloses a scale control agent containing an itaconic acid copolymer composed of 75 mol% of itaconic acid and 25 mol% or less of another unsaturated monomer. Such an itaconic acid-based polymer is excellent in the effect of controlling scale on the calcium-based scale, but is inferior in the effect of controlling the magnesium-based scale. JP 58-84099
JP-A No. 1989-242 discloses a method of using polyacrylic acid or an acrylic acid-acrylamide copolymer as an ion sequestering agent for a boiler. Not only do these polymers have an insufficient blocking effect, but when the addition amount is insufficient, the polymer itself reacts with calcium to form a sparingly soluble calcium salt of the polymer.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

本発明の課題は前記の諸問題を解消し、pH9.0以上であ
るボイラー水系におけるカルシウム系スケールとマグネ
シウム系スケールの両者は勿論のこと、アルカリ金属を
除く金属を含有するスケールの生成を同時に効果的に防
止できる改良されたボイラー水系用イオン封鎖剤および
それを用いるスケールの生成を防止する方法を提供する
ことにある。本発明者らは合成技術を駆使して各種のモ
ノエチレン性不飽和単量体の組合せと共重合組成比を変
えた多数の共重合体を合成し、それらの共重合体の使用
量対水中の金属成分の濃度比とスケール防止効果との関
係を系統的に調べ、鋭意実験研究を重ねた結果、本発明
に到達したものである。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to simultaneously produce not only both calcium-based scale and magnesium-based scale in a boiler water system having a pH of 9.0 or more, but also the production of a scale containing a metal excluding an alkali metal. It is an object of the present invention to provide an improved ion-sequestering agent for a water system for boilers and a method for preventing scale formation using the same. The present inventors have synthesized a large number of copolymers with various combinations of monoethylenically unsaturated monomers and different copolymerization composition ratios by utilizing synthetic techniques. The present invention has been achieved as a result of systematically investigating the relationship between the concentration ratio of the metal component and the scale prevention effect and conducting intensive experimental research.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明は、ボイラー水のpHが9.0以上であるボイラー水
系のスケールの生成を防止するための、(メタ)アクリ
ル酸とイタコン酸からなる共重合体を含むイオン封鎖剤
であり、(メタ)アクリル酸とイタコン酸の組成比が9
9:1〜60:40モル%の範囲である共重合体を有効成分とし
て含むイオン封鎖剤、およびそれを用いて被処理水中に
含まれる金属成分(アルカリ金属を除く)1ppmに対して
2〜30ppmの範囲で使用するスケールの生成を防止する
方法により構成される。
The present invention is an ion sequestering agent containing a copolymer of (meth) acrylic acid and itaconic acid for preventing generation of boiler water-based scale having a pH of boiler water of 9.0 or more, and (meth) acrylic. The composition ratio of acid and itaconic acid is 9
An ion sequestering agent containing a copolymer in the range of 9: 1 to 60:40 mol% as an active ingredient, and 2 to 1 ppm of a metal component (excluding alkali metal) contained in water to be treated using the same It is constructed by a method to prevent the generation of scale used in the range of 30 ppm.

ここで、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸、メタアク
リル酸のいずれか又は両方であってもよいが、好ましく
はアクリル酸である。
Here, (meth) acrylic acid may be either or both of acrylic acid and methacrylic acid, but acrylic acid is preferred.

本発明に用いる共重合体の(メタ)アクリル酸とイタコ
ン酸との組成比は99:1〜60:40モル%の範囲であるが、
より好ましくは90:10〜70:30モル%の範囲である。本発
明のイオン封鎖剤は公知のラジカル重合法により製造可
能である。例えば所定量の単量体をモノマーの合計濃度
が10〜60重量%になるように適当な溶媒に溶解したコモ
ノマー溶液に重合開始剤及び必要により連鎖移動剤を加
えて、不活性ガスの気流下で温度を60ないし120℃に維
持しながら約2ないし8時間撹拌混合することにより得
られる。溶媒は通常水、イソプロピルアルコール、エチ
ルアルコール、メチルアルコール等の低級アルコール類
及びこれらの混合溶媒が用いられる。重合開始剤として
は過硫酸塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム
塩を含む)、過酸化水素、t−ブチルヒドロペルオキシ
ド、過酸化ベンゾイル等の過酸化物、各種のアゾ化合物
(例えば2、2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)
ハイドロクロライド)等が使用可能であり、又レドック
ス触媒系を用いてもよい。重合開始剤の最適な量は、開
始剤の種類によって異なるが通常モノマーの合計量に対
して0.1〜10%を用いる。
The composition ratio of (meth) acrylic acid and itaconic acid of the copolymer used in the present invention is in the range of 99: 1 to 60:40 mol%,
More preferably, it is in the range of 90:10 to 70:30 mol%. The ion sequestrant of the present invention can be produced by a known radical polymerization method. For example, a polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent are added to a comonomer solution prepared by dissolving a predetermined amount of monomers in a suitable solvent so that the total concentration of the monomers is 10 to 60% by weight, and the mixture is mixed under an inert gas stream. It is obtained by stirring and mixing for about 2 to 8 hours while maintaining the temperature at 60 to 120 ° C. As the solvent, water, lower alcohols such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol and methyl alcohol, and mixed solvents thereof are used. Examples of the polymerization initiator include persulfates (including sodium salts, potassium salts, ammonium salts), hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, peroxides such as benzoyl peroxide, and various azo compounds (for example, 2, 2 ′). -Azobis (2-amidinopropane)
Hydrochloride) or the like can be used, and a redox catalyst system may be used. The optimum amount of the polymerization initiator depends on the kind of the initiator, but usually 0.1 to 10% is used with respect to the total amount of the monomers.

共重合体の重量平均分子量は1,000〜100,000の範囲であ
ることが好ましく、より好ましくは2,000〜50,000の範
囲である。ここで重量平均分子量はゲルバーミエイショ
ンクロマトグラフ(GPC)の手法により、分子量既知の
ポリエチレングリコールを標準として測定される。
The weight average molecular weight of the copolymer is preferably in the range of 1,000 to 100,000, more preferably 2,000 to 50,000. Here, the weight average molecular weight is measured by a method of gel permeation chromatography (GPC) using polyethylene glycol having a known molecular weight as a standard.

共重合体の分子量は連鎖移動剤を用いて、その使用量を
調節することにより制御可能である。連鎖移動剤として
は公知の化合物、例えばチオグリコール酸及びそのエス
テル類、β−メルカプトプロピオン酸及びそのエステル
類、アルキルメルカプタン類等のメルカプト化合物、
(メタ)アリルスルホン酸、(メタ)アリルアルコール
等のアリル化合物、次亜リン酸塩、重亜硫酸塩等が用い
られる。
The molecular weight of the copolymer can be controlled by using a chain transfer agent and adjusting the amount used. Known compounds as chain transfer agents, for example, thioglycolic acid and its esters, β-mercaptopropionic acid and its esters, mercapto compounds such as alkyl mercaptans,
Allyl compounds such as (meth) allyl sulfonic acid and (meth) allyl alcohol, hypophosphite, bisulfite and the like are used.

共重合体の分子量を制御するもう一つの方法は、コモノ
マー溶液及び重合開始剤溶液をそれぞれ別々に温度を一
定に維持した反応ベッセル中に一定流量で連続的に供給
する方法である。この方法において分子量は開始剤及び
モノマーの添加速度、反応温度、開始剤の濃度及びコモ
ノマー溶液濃度等の条件を変えることにより調節可能で
ある。
Another method for controlling the molecular weight of the copolymer is a method in which the comonomer solution and the polymerization initiator solution are separately and continuously fed into a reaction vessel whose temperature is kept constant at a constant flow rate. In this method, the molecular weight can be adjusted by changing the conditions such as the addition rate of the initiator and the monomer, the reaction temperature, the concentration of the initiator and the concentration of the comonomer solution.

前記の如き、公知のラジカル重合法により製造された
(メタ)アクリル酸、及びイタコン酸からなる共重合体
は、線状のランダム重合体である。
The copolymer of (meth) acrylic acid and itaconic acid produced by the known radical polymerization method as described above is a linear random polymer.

本発明のイオン封鎖剤の添加量としては、有効成分であ
る共重合体が被処理水中に含まれる金属成分1ppmに対し
て、2〜30ppmの範囲で添加され、より好ましくは3〜2
5ppmの範囲である。ここで金属成分とはカルシウム、マ
グネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウム等
のボイラー水中にイオン性又は微細懸濁粒子状(酸化
物、水酸化物、各種塩類等)で存在する、アルカリ金属
を除く金属成分を示す。
The addition amount of the ion sequestering agent of the present invention is such that the copolymer as an active ingredient is added in the range of 2 to 30 ppm, preferably 3 to 2 with respect to 1 ppm of the metal component contained in the water to be treated.
It is in the range of 5 ppm. Here, the metal component is an alkali metal such as calcium, magnesium, iron, zinc, copper, manganese, or aluminum which is present in ionic or fine suspension particles (oxides, hydroxides, various salts, etc.) in boiler water. The metal components other than are shown.

本発明のイオン封鎖剤は水中に存在する金属イオンをイ
オン封鎖する作用だけでなく、ボイラー鉄面を腐食する
ことなく、既にボイラー内に付着しているスケールを除
去する作用をも示す。本発明のイオン封鎖剤は過剰注入
によってもボイラー鉄面の腐食を促進しない。本発明の
イオン封鎖剤は高分子電解質であり、イオン封鎖作用だ
けでなく良好な分散作用を示すため、イオン封鎖効果が
十分でない場合でも生成した沈殿粒子を分散状態に保持
するのに好適である。
The ion sequestrant of the present invention exhibits not only the function of sequestering metal ions present in water, but also the function of removing scale already attached to the boiler without corroding the iron surface of the boiler. The ion sequestering agent of the present invention does not promote corrosion of the iron surface of the boiler even when over-implanted. The ion sequestrant of the present invention is a polyelectrolyte and exhibits not only an ion sequestering action but also a good dispersing action, and therefore, it is suitable for holding the generated precipitated particles in a dispersed state even when the ion sequestering effect is not sufficient. .

本発明のイオン封鎖剤は通常苛性ソーダ、苛性カリウム
等のアルカリ金属水酸化物、アンモニア、各種アミン類
等のアルカリ化合物により中和した形で用いられる。中
和に用いるアルカリの量はボイラー給水及び缶水のpHが
7〜12の範囲内、より好ましくは9〜12になるように調
節するのが好適である。
The ion sequestering agent of the present invention is usually used in a form neutralized with alkali metal hydroxides such as caustic soda and caustic potassium, ammonia and alkali compounds such as various amines. The amount of alkali used for neutralization is preferably adjusted so that the pH of boiler feed water and boiler water is in the range of 7 to 12, more preferably 9 to 12.

本発明のイオン封鎖剤は脱酸素剤、復水系中和剤、復水
系被膜性防蝕剤、分散剤、消泡剤等の公知のボイラー処
理剤と併用して用いることができる。
The ion sequestering agent of the present invention can be used in combination with a known boiler treating agent such as an oxygen scavenger, a condensate neutralizer, a condensate film-type anticorrosive agent, a dispersant and an antifoaming agent.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 100mlの脱イオン水に第1表に示すイオン封鎖剤を100pp
m加え、以下に示す試薬を溶解した。次いで0.5規定水酸
化ナトリウムによりpHを11.8に調節した。
Example 1 100 pp of the ion sequestering agent shown in Table 1 was added to 100 ml of deionized water.
m, and the following reagents were dissolved. Then, the pH was adjusted to 11.8 with 0.5N sodium hydroxide.

CaCl2.2H2O 44.0mg/1 MgCl2.6H2O 30.6mg/1 NaHCO3 840 mg/1 Na2SiO3.5H2O 1060 mg/1 Na2SO4 444 mg/1 FeCl3 29.1mg/1 この溶液はカルシウム硬度22ppm(カルシウムとして8.8
ppm)、マグネシウム硬度14ppm(マグネシウムとして3.
4ppm)、全鉄9.5ppm、シリカ300ppm、硫酸イオン300pp
m、Mアルカリ度500ppmを含んでいる。また金属成分に
対するイオン封鎖剤の濃度比は4.61であった。前記のM
アルカリ度の酸消費量(pH4.8)は、試料に指示薬とし
てメチルレッド・ブロムクレゾールグリーン混合溶液を
加え、N/50硫酸で摘定した。
CaCl 2 .2H 2 O 44.0mg / 1 MgCl 2 .6H 2 O 30.6mg / 1 NaHCO 3 840 mg / 1 Na 2 SiO 3 .5H 2 O 1060 mg / 1 Na 2 SO 4 444 mg / 1 FeCl 3 29.1mg / 1 This solution has a calcium hardness of 22 ppm (calcium 8.8
ppm), magnesium hardness 14ppm (as magnesium 3.
4ppm), total iron 9.5ppm, silica 300ppm, sulfate ion 300pp
m, M Contains 500ppm alkalinity. The concentration ratio of the sequestering agent to the metal component was 4.61. M above
The alkalinity acid consumption (pH 4.8) was determined by adding methyl red / brom cresol green mixed solution as an indicator to the sample and then using N / 50 sulfuric acid.

この溶液をオートクレーブにセットし温度180℃に維持
した恒温油槽中で静置した。18時間後、オートクレーブ
を冷却して内容液を取り出し、0.45μメンブランフィル
ターで濾過した濾液について原子吸光分析法によりカル
シウム及びマグネシウムの濃度を測定し、下記式により
抑止率を算出した。
This solution was set in an autoclave and allowed to stand in a constant temperature oil bath maintained at a temperature of 180 ° C. After 18 hours, the autoclave was cooled, the content liquid was taken out, and the concentration of calcium and magnesium was measured by an atomic absorption spectrometry with respect to the filtrate filtered through a 0.45 μ membrane filter, and the inhibition rate was calculated by the following formula.

ここでCA:供試剤添加時のカルシウム又はマグネシウム
の測定値 CB:供試剤無添加時のカルシウム又はマグネシウム測定
値 CO:カルシウム又はマグネシウムの初期濃度 試験結果および試験に用いた共重合体の18%水溶液(Na
OHによりpH10に調整)の25℃におけるブルックフィール
ド粘度を同じく第1表に示す。
Where C A : measured value of calcium or magnesium with the addition of the test agent C B : measured value of calcium or magnesium without the addition of the test agent C O : initial concentration of calcium or magnesium Test results and co-weight used for the test 18% aqueous solution (Na
The Brookfield viscosity at 25 ° C. of pH adjusted to 10 with OH) is also shown in Table 1.

実施例2 100mlの脱イオン水に第2表に示す濃度のイオン封鎖剤
を加え、以下に示す試薬を溶解した。次いで0.5規定水
酸化ナトリウムによりpHを11.8に調節した。
Example 2 An ion sequestering agent having the concentration shown in Table 2 was added to 100 ml of deionized water to dissolve the following reagents. Then, the pH was adjusted to 11.8 with 0.5N sodium hydroxide.

CaCl2.2H2O 88.0mg/1 MgCl2.6H2O 61.2mg/1 NaHCO3 840 mg/1 Na2SiO3.5H2O 1060 mg/1 Na2SO4 444 mg/1 FeCl3 29.1mg/1 この溶液はカルシウム硬度60ppm(カルシウムとして24p
pm)、マグネシウム硬度30ppm(マグネシウムとして7.3
ppm)、全鉄9.5ppm、シリカ300ppm、硫酸イオン300pp
m、Mアルカリ度500ppmを含んでいる。
CaCl 2 .2H 2 O 88.0mg / 1 MgCl 2 .6H 2 O 61.2mg / 1 NaHCO 3 840 mg / 1 Na 2 SiO 3 .5H 2 O 1060 mg / 1 Na 2 SO 4 444 mg / 1 FeCl 3 29.1mg / 1 This solution has a calcium hardness of 60ppm (24p as calcium
pm), magnesium hardness 30ppm (as magnesium 7.3
ppm), total iron 9.5 ppm, silica 300 ppm, sulfate ion 300 pp
m, M Contains 500ppm alkalinity.

この溶液をオートクレーブにセットし温度180℃に維持
した恒温油槽中で静置した。18時間後、オートクレーブ
を冷却して内容液を取り出し、0.45μメンブランフィル
ターで濾過した濾液について原子吸光分析法によりカル
シウム及びマグネシウムの濃度を測定し、実施例1と同
様にして抑止率を算出した。試験結果を同じく表−2に
示す。
This solution was set in an autoclave and allowed to stand in a constant temperature oil bath maintained at a temperature of 180 ° C. After 18 hours, the autoclave was cooled, the content liquid was taken out, and the concentration of calcium and magnesium was measured by an atomic absorption spectrometry with respect to the filtrate filtered through a 0.45 μ membrane filter, and the inhibition rate was calculated in the same manner as in Example 1. The test results are also shown in Table 2.

実施例3 100mlの脱イオン水に第3表に示すイオン封鎖剤30ppm加
え、以下に示す試薬を溶解した。次いで0.5規定水酸化
ナトリウムによりpH11.8に調節した。
Example 3 To 100 ml of deionized water, 30 ppm of the ion sequestering agent shown in Table 3 was added, and the following reagents were dissolved. Then, the pH was adjusted to 11.8 with 0.5N sodium hydroxide.

NaHCO3 840 mg/1 FeCl3 29.1mg/1 この溶液は全鉄9.5ppm、Mアルカリ度500ppmを含んでい
る。
NaHCO 3 840 mg / 1 FeCl 3 29.1 mg / 1 This solution contains 9.5 ppm total iron and 500 ppm M alkalinity.

また金属成分に対するイオン封鎖剤の濃度比は3.16であ
った。この溶液をオートクレーブにセットし温度180℃
に維持した恒温油槽中で静置した。18時間後、オートク
レーブを冷却して内容液を取り出し、1μメンブランフ
ィルターで濾過した濾液について原子吸光分析法により
鉄の濃度を測定した。実施例1と同様にして抑止率を算
出した。試験結果を表−3に示す。
The concentration ratio of the sequestering agent to the metal component was 3.16. This solution is set in an autoclave and the temperature is 180 ° C.
It was allowed to stand in a constant temperature oil bath maintained at. After 18 hours, the autoclave was cooled, the content liquid was taken out, and the concentration of iron was measured by atomic absorption spectrometry with respect to the filtrate filtered with a 1 μ membrane filter. The inhibition rate was calculated in the same manner as in Example 1. The test results are shown in Table-3.

実施例4 実験は第1図に示す実験用ボイラーを用いて行なった。
ボイラー伝熱管(9)は直径28mm、長さ345mmの円筒形
で材質は炭素鋼(S25C)である。伝熱管の内側に3.5KW
の電気ヒーターを挿入して連続的に加熱した。ボイラー
の圧力は20kgf/cm2に制御され、蒸気発生量は約3.7l/
h、缶水温度は210℃であった。補給水として第4表に示
す水質のものを使用した。
Example 4 The experiment was carried out using the experimental boiler shown in FIG.
The boiler heat transfer tube (9) is cylindrical with a diameter of 28 mm and a length of 345 mm, and the material is carbon steel (S25C). 3.5KW inside the heat transfer tube
The electric heater of No. 1 was inserted to continuously heat. The pressure of the boiler is controlled at 20 kgf / cm 2 , and the steam generation amount is about 3.7 l /
The temperature of the can water was 210 ° C. As the make-up water, the water quality shown in Table 4 was used.

補給水は給水タンク(3)で第5表に示すイオン封鎖剤
と脱酸素剤としてのヒドラジン3.5ppmとが混合され給水
ポンプ(4)により液面が一定に維持されるように実験
用ボイラー(8)に自動的に供給され、缶水の濃縮度が
5倍になるように連続ブローダウンを実施した。一定時
間ごとにボイラー缶水をサンプリングして濃縮度(給水
対缶水の塩素イオン濃度の比)およびカルシウムとマグ
ネシウムの濃度を測定し下記式より抑止率を求めた。試
験時間は8時間であった。
Make-up water was mixed with the ion sequestrant shown in Table 5 in the water supply tank (3) and 3.5 ppm of hydrazine as an oxygen scavenger, and the feed water pump (4) kept the liquid level constant so that the experimental boiler ( It was automatically supplied to 8), and continuous blowdown was carried out so that the concentration of canned water became 5 times. The boiler can water was sampled at regular intervals to measure the concentration (ratio of feed water to chloride ion concentration in can water) and the calcium and magnesium concentrations, and the inhibition rate was calculated from the following formula. The test time was 8 hours.

ここでN:濃縮度 ZB:缶水中のカルシウム又はマグネシウムの濃度 ZF:給水中のカルシウム又はマグネシウムの濃度 第5表に伝熱管(9)に付着したスケール重量と抑止率
の結果を示す。
Here, N: Concentration Z B : Concentration of calcium or magnesium in can water Z F : Concentration of calcium or magnesium in feed water Table 5 shows the results of the scale weight attached to the heat transfer tube (9) and the inhibition rate.

〔発明の効果〕 実施例が示すとおり本発明のイオン封鎖剤及びそれを用
いるスケールの生成を防止する方法は、従来の公知のス
ケールの生成防止剤と比較して高温水系におけるスケー
ルの生成防止効果が優れており、ボイラーの安全操業に
寄与し、かつ伝熱効率を改善するとともにボイラー缶水
の濃縮度を上昇させることができるため燃料使用量を大
巾に節減することができる。またスケールの生成を防止
するだけでなく既存のスケールを除去する作用をも示す
ため化学洗浄に要する費用及び工期を節減することがで
きる。
[Effects of the Invention] As shown in the examples, the ion sequestrant of the present invention and the method for preventing the production of scale using the same have an effect of preventing the production of scale in a high-temperature water system as compared with the conventionally known production inhibitors for scale. Is excellent, contributes to the safe operation of the boiler, improves the heat transfer efficiency, and can increase the concentration of boiler can water, so that the fuel consumption can be greatly reduced. Further, not only the generation of scale is prevented but also the action of removing existing scale is exhibited, so that the cost and construction period required for chemical cleaning can be reduced.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の実施例および比較例に用いた実験用
ボイラーのフローチャートを示す。 (1)……補給水タンク、(2)……補給水ポンプ (2)……給水タンク、(4)……給水ポンプ (5)……給水加熱器、(6)……薬液タンク (7)……薬注入ポンプ、(8)……実験用ボイラー (9)……伝熱管、(10)……電気ヒーター (11)……液面計、(12)……自動液面調節器 (13)……ブロー水冷却器 (14)……ミストセパレーター (15)……圧力計、(16)……自動圧力調節器 (17)……圧力調節弁、(18)……復水器
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a flow chart of an experimental boiler used in Examples of the present invention and Comparative Examples. (1) ... Make-up water tank, (2) ... Make-up water pump (2) ... Water supply tank, (4) ... Water supply pump (5) ... Water supply heater, (6) ... Chemical solution tank (7) ) …… Drug injection pump, (8) …… Boiler for experiment (9) …… Heat transfer tube, (10) …… Electric heater (11) …… Level gauge, (12) …… Automatic level controller ( 13) Blow water cooler (14) Mist separator (15) Pressure gauge, (16) Automatic pressure regulator (17) Pressure regulator, (18) Condenser

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】pHが9.0以上であるボイラー水を処理して
該ボイラー水中の金属成分によるスケールの生成を防止
するための、(メタ)アクリル酸の60〜99モル%とイタ
コン酸の1〜40モル%とからなる共重合体であって、該
共重合体は重量平均分子量が1,000〜100,000の範囲にあ
り、かつ線状のランダム重合体からなる、該共重合体を
有効成分として含有することを特徴とするイオン封鎖
剤。
1. A method for treating boiler water having a pH of 9.0 or more to prevent the formation of scales due to metal components in the boiler water, 60 to 99 mol% of (meth) acrylic acid and 1 to 1 of itaconic acid. 40 mol%, wherein the copolymer has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 100,000, and is composed of a linear random polymer, containing the copolymer as an active ingredient An ion sequestrant characterized by the following.
【請求項2】(メタ)アクリル酸の60〜99モル%とイタ
コン酸の1〜40モル%とからなる共重合体を有効成分と
して含有するイオン封鎖剤を、pHが9.0以上である被処
理ボイラー水中に含まれるイオン性または微細懸濁粒子
状で存在するアルカリ金属を除く金属成分1ppmに対して
2〜30ppmの範囲内で該ボイラー水に適用することを特
徴とするボイラー水系のスケールの生成を防止する方
法。
2. An ion sequestering agent containing a copolymer consisting of 60 to 99 mol% of (meth) acrylic acid and 1 to 40 mol% of itaconic acid as an active ingredient, which has a pH of 9.0 or more. Generation of a scale of a boiler water system characterized by being applied to the boiler water within a range of 2 to 30 ppm with respect to 1 ppm of metal components excluding alkali metals present in ionic or fine suspended particles contained in the boiler water How to prevent.
【請求項3】金属成分がカルシウム、マグネシウム、鉄
からの1種類以上のイオン性または微細懸濁粒子状化合
物もしくはそれらの2以上の組合せとしてボイラー水中
に存在する第2請求項記載のボイラー水系のスケールの
生成を防止する方法。
3. A boiler water system according to claim 2 wherein the metal component is present in the boiler water as one or more ionic or finely suspended particulate compounds from calcium, magnesium, iron or a combination of two or more thereof. How to prevent scale formation.
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