JPH04232286A - ボイラ用缶水処理剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として、蒸気ボイ
ラに供給する水のための処理剤であって、とりわけ高温
度の環境下におかれる缶体内部で金属表面上に強固な防
食被膜を形成することのできる組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ボイラ用の缶水処理剤には、清缶剤とし
て用いられるものと、脱酸素剤として用いられるものの
二種がある。このうち、清缶剤は、缶内に侵入する硬度
分や酸化鉄等が缶体内部でスケール化するのを妨げると
ともに、ＰＨ値を適切な範囲に調節して、缶体の腐食を
抑える働きを持っている。一方、脱酸素剤は、缶水中の
溶存酸素を取り除くことにより、防食の機能を達成する
ものである。これら二種の処理剤は、適用すべき水の性
状に応じて適宜併用されている。上記の処理剤以外では
、高圧の蒸気ボイラ用として高温度環境に耐えられるよ
う格別に調整された、清缶剤と脱酸素剤との複合物から
成る多目的ボイラ処理剤も公知である。

【０００３】従前の技術によると、上記処理剤の調製に
際して、各種の薬剤を細かく調合することが求められる
ために、コストがかかりがちである。しかも、脱酸素剤
を適用するときは、供給水の溶存酸素濃度に対応した投
入量を決定しなければならず、その測定に手間を要する
。水中の溶存酸素濃度は、温度等の外的環境によって大
きく変動するが、このことは、脱酸素剤の投入時に、外
的環境条件とともに缶内の脱酸素成分の残留量をチェッ
クして、総量を調整するという困難な操作が必要なこと
を意味している。

【０００４】上述の操作を省く簡略的な手法として、脱
酸素剤の投入量を年間を通じて最も溶存酸素濃度の高い
時期に設定しておくことが試みられている。しかし、そ
うした場合は、溶存酸素濃度の低い時期では薬剤が過剰
となり、コスト高になる。又、亜硫酸系の脱酸素剤では
、過剰分の薬剤が缶水の電気伝導度を高めて、ブロー処
理（缶内に生じた濃縮水の排出処理）の機会を増やすの
みならず、キャリオーバーの原因となる。同様な不具合
は、ヒドラジン系の脱酸素剤でも起り得る。さらに、従
来の脱酸素剤には、保管中に空気中の酸素と反応して劣
化することや、長期保存によって変質する等の欠点があ
ることも知られている。

【０００５】加えて、蒸気ボイラ等のために、前掲の多
目的ボイラ処理剤を使用する場合には、缶水のＭアルカ
リ度とブロー量（缶内に生じた濃縮水の排出量）を考慮
して投入量を決定することが必要になる。このような場
合、より煩雑な操作を回避する上で、従来は、使用箇所
に応じて選択可能な多種類の薬剤が提供されている。こ
の種の薬剤を使用するときの他の問題点としては、それ
ら薬剤がヒドラジンを主体としたものであることによっ
て、ボイラから配給される蒸気中に人体や被加工品（食
品等）に対して好ましくない化合物が含まれ、安全性の
点で問題を惹起することが挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上述の清缶剤
あるいは脱酸素剤は、多種類の成分を混有していて、各
成分の相剰作用によって所期の目的（スケール抑制機能
並びに脱酸素機能）を達成しているけれども、それら公
知の成分は、先に述べたようなコスト上の不利益や取扱
い上の困難性に結びつく。このような問題点は、缶体内
部で、缶壁ないしは水管壁に対して十分かつ強固な防食
被膜を形成することのできる、１種又は数種の組成物が
得られれば解消される筈である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上述の着眼
点に基づき、缶体を構成している鉄系金属材料の表面上
にキレートの緻密な被膜が形成されることについて、多
くの試策と実験を行なった結果、クエン酸、グルコン酸
或いは酒石酸又はその塩のうちから選ばれる成分と、還
元性糖類及びアルカリ金属水酸化物を含む組成物がボイ
ラ用缶水処理剤、とりわけ高温度環境下におかれる蒸気
ボイラのための缶水処理剤として好適なことを見い出し
たものである。

【０００８】この発明における有機多塩基酸には、コハ
ク酸、リンゴ酸、フマル酸、酒石酸等、２つのカルボキ
シル基を持つものや、クエン酸、イソクエン酸等、３つ
以上のものが挙げられる。

【０００９】又、塩を形成する金属イオンとしては、Ｎ
ａ＋　，　Ｋ＋　，Ｌｉ＋　等のアルカリ金属イオンの
他、Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋　等のアルカリ土類金属イオン
等が挙げられるが、溶解度が高い点、或いはスケール化
防止の点では、後者のアルカリ金属を用いる方がより好
ましい結果が得られる。

【００１０】この発明でいう缶水処理剤は、水溶液等の
溶液もしくは、粉末の形態のいずれでも使用可能である
。

【００１１】

【実施例】この発明の好ましい二つの実施例を表１並び
に表２に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】この発明による缶水処理剤の場合、その防
食のメカニズムは、鉄イオンとクエン酸、グルコン酸或
いは酒石酸等の有機多塩基酸又はそのイオンが沈澱を生
じて金属表面に吸着により薄膜を形成した状態となり、
或はそれら有機多塩基酸又はそのイオンが金属表面上で
キレートの緻密な薄膜を生成した状態となることによる
ものと推定されている。

【００１５】特に、この発明では、還元性糖類を含むこ
とにより、アルカリの存在下で加熱されると、被膜形成
作用と脱酸素作用が促進され、有機多塩基酸とともに防
食効果が高められる。その際、もう一つの付加成分であ
るアルカリ金属酸化物は、還元性糖類が脱酸素性を発揮
するのを助け、同時に有機多塩基酸との組み合わせで金
属表面の酸化（孔食）を抑制する作用を生じる。この結
果、金属表面上において、より強固で耐熱性の優れた被
膜を得ることができる。従って、缶体内部に形成すべき
防食被膜は、現実的には缶水中に一定濃度（量）以上の
上記の有機多塩基酸又はその塩を維持することによって
与えられ、供給水の溶存酸素濃度には左右されない。そ
のような傾向は、溶存酸素濃度と金属表面上の発生孔食
数との関係を示す次の図１から理解することができる。

【００１６】

【図１】

【００１７】上記図１によれば、この発明の処理剤の使
用により、缶水中の溶存酸素濃度が高くなっても、水管
等の内壁の金属表面上の孔食数の発生状態に大きな変化
が現れないことが判る。

【００１８】次の図２は、クエン酸成分のみと、これに
アルカリ金属水酸化物（水酸化ナトリウム）を加えたも
のとを比較して、後者の成分を付加した場合の効果を示
したものである。

【００１９】

【図２】

【００２０】もう一つの図３には、この発明の処理剤に
よって得られる別の作用、即ち缶体外部から持ち込まれ
るスケール成分（硬度分や酸化鉄等）のスケール化（缶
壁等へのスケール成分の付着・生長）を抑制する作用が
示されている。この図３は、ボイラの燃焼時間の増加に
伴って、金属表面上に発生するスケールの厚みを表した
ものであり、これから、この発明の処理剤のスケール化
抑制作用が在来の亜硫酸系多目的処理剤よりも顕著であ
ること、及び薬剤無添加の場合に比し、スケール発生量
の点でも著しく優位であることが理解される。

【００２１】

【図３】

【００２２】

【発明の効果】以上に明らかなように、この発明のボイ
ラ用缶水処理剤組成物は、缶体内部の金属表面上により
強固な防食被膜を形成して、溶存酸素濃度に殆ど影響さ
れることなく、所望の防食機能を発揮するものである。 又、従来のような煩雑な薬剤の調合、濃度管理等の操作
が不用で、最初に所定の薬品投入量を設定して、次回以
降その量を維持するだけでよい。さらに、缶内処理剤と
して従来必要としていたリン酸、ポリカルボン酸等のス
ケール抑制剤を配合する必要がなく、処理剤全体の成分
数を少なくして、製品コストを大幅に低減することがで
きる。さらに又、従来の例のように、高圧の蒸気ボイラ
への適用に際して必要としていた多目的ボイラ処理剤が
不要となり、取扱上及びコスト上有益である。しかも、
この発明の処理剤は、その構成成分が電気伝導度に関し
て亜硫酸をベースとした薬剤に比し格段に低いことによ
り、ブロー処理（濃縮缶水の排水処理）の回数を少なく
し、キャリオーバーの発生を抑えることに寄与し得るだ
けでなく、アルカリ金属水酸化物を水酸化ナトリウムに
選定したものでは、全成分が食品添加物としての安全性
を保有する。この他、上記の有機多塩基酸粉末もしくは
水溶液でも化学的に安定であることにより、脱酸素剤と
しての亜硫酸塩やヒドラジンに見られるような劣化の心
配がなく、保管に要する費用を軽減することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】水中の溶存酸素濃度と金属表面上に発生する孔
食数との関係を示す説明図である。

【図２】クエン酸成分のみと、これに水酸化ナトリウム
を加えたものとの効果上の差異を示す説明図である。

【図３】ボイラの燃焼（稼働）時間と缶体内部に発生す
るスケールの厚みとの関係を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　クエン酸、グルコン酸或いは酒石酸又
   はその塩のうちから選ばれる１種以上の成分と、還元性
   糖類及びアルカリ金属水酸化物を含むことを特徴とする
   ボイラ用缶水処理剤組成物。