JPS5814983Y2 - 造水設備における原料海水中への硫酸注入装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は遣水設備における原料海水中への硫酸注入装置
に関するものである。

海水を淡水化して工業用水等に利用させるために造水設
備が使用される。

造水設備では、原料海水を海水ポンプによって必要量取
水し、これをストレーナを通して復水器、真空装置へ供
給し、それらの冷却用あるいは製造水冷却用として使用
した後、蒸発器へ送水し、ここで発生した蒸気を凝縮さ
せて製造水を得る。

ところが海水は、加熱されることによって溶存するＣＯ
２の放散とともにＨＣＯｉがＣ０２Ｎに転じてＣａＣＯ
３が析出し、これを主成分とするスケールを発生させる
。

したがって前記のように、冷却用として使用した原料海
水をそのまま蒸発器への供給海水として使用することは
、前記スケールの発生によって蒸発器の連続運転が阻害
される。

このため、一般に、冷却用に供されることにより加熱さ
れた原料海水に硫酸を加えてＣＯ２を放散させ、ＣａＣ
Ｏ３の析出を防止することが行なわれる。

またこの硫酸注入によって供給海水は強い腐食性を有す
るようになるので、蒸発器へ導入する前で苛性ソーダ水
溶液を注入してＰＨ値を中性（ＰＨ＝７．２）にコント
ロールし、次いで残存酸素を完全に除去するための脱酸
剤を注入する。

かかる操作においＣ，ＣＪＣＯ３の析出防止に対しては
ＰＨ値が４．５となるように硫酸注入量をコントロール
する必要があり、ＰＨ値が４．５以上の場合はＨＣＯ−
ｊが完全に行なわれないので供給海水が６０℃以上に加
熱されたときＣａＣＯ３スケールが析出することになる
。

また硫酸注入後の苛性ソーダ注入に対しては、ＰＨ値が
７．２より低いＰＨ値（ＰＨ＝７．０）での短時間運転
には大きな支障を生じないものの、ＰＨ値が７．８以上
の場合はＭｇ（ＯＨ）ｚを主成分とするスケールが発生
することになる。

したがって蒸発器へ導入する前の供給海水のＰＨ調節は
極めて微妙なものでちって、その適否如何が造水設備の
運転可否を決定するものであるといっても過言ではない
。

従来の遣水設備における硫酸注入部の構成を第１図に示
している。

１は原料海水管、２は硫酸注入管である。

硫酸注入管２は、原料海水管１の管壁に設けたフランジ
部３を介して該海水管１内部へ挿入され、その先端部が
原料海水Ｗの流れ方向へ曲折されたノズル部４となって
いる。

５は硫酸注入管２の途中に介装した逆止弁である。

そして硫酸注入部の原料海水管１、フランジ部３はＰＶ
Ｃで、また硫酸注入管２はノズル部４を含めて５ＵＳ３
２で構成されている。

このような構成にむいて、硫酸タンク（図示せず。

）に貯留されている一定温度の９８％硫酸Ｍが硫酸ポン
プ（図示せず。

）によって逆止弁５を通して圧送され、ノズル部４より
原料海水管１を流れる原料海水Ｗ中へ注入される。

ところが硫酸注入スタート時においては、硫酸注入管２
の逆止弁５の位置までノズル部４から原料海水が流入し
ているため、逆止弁５を通して９８％硫酸Ｍを送ると、
この部分で９８多硫酸Ｍが希釈されることによって気泡
が発生したり、原料海水中のＣａＣＯ３と硫酸との反応
によってＣＯ２の気泡が発生するという事態が生じる。

こうして発生した気泡Ｂは硫酸ポンプ圧によって移動し
、ついには気泡が、当初除々にノズル部４から出ていた
ものが差圧によって一斉に該ノズル部４から原料海水Ｗ
中へ差圧によって放出されるという現象が起る。

このとき硫酸も同時に多量に原料海水Ｗ中へ注入される
ことになる。

そうしてこれに伴ない硫酸注入管２内部に空間部が形成
されるので、該圧入管２へは硫酸の多量注入後原料海水
Ｗが流入し、以後前記現象が繰り返されることになる。

したがって原料海水ＷＯＰＨ値はほぼ定期的に低い値を
示し、該海水ＷがＰＨ＝４．５よりも強い酸性を示す。

前記のように、ＰＨ−４，５以上であればＨＣＯ：の分
解は完全に進行せず、海水温度が６０℃以上に加熱され
るとＣａＣＯ３スケールを析出するので、前記のように
硫酸注入時における大幅なＰＨ値変動は、その後工程の
中和処理や残存酸素の完全除去、ひいては遣水設備全体
の運転可否にも影響を及ぼす大問題となる。

前記ＰＨ変動に伴なう悪影響は次の様な状態で現れる。

（１）苛性ソーダによる中和処理の際に、ＰＨ変動に苛
性ソーダ注入用の定量ポンプによる注入量調整を追従さ
せることができない。

（２）酸性の供給海水が蒸発器へ導入されるようになる
ので、その腐食の進行が早まる。

（３）Ｍｇ（ＯＨ）２スケールが生じる。

（４）その他造水設備に悪影響を及ぼす。

また硫酸注入管２内部へ原料海水Ｗが流入して９８優硫
酸Ｍが希硫酸に変わるので、その溶解熱の影響を受けて
ノズル部４を含む該注入管２の腐食が急激に進行するこ
とになる。

本考案は以上に鑑みてなされたものであり、本考案によ
ると硫酸の起定量的注入が可能となるので従来の問題点
を完全に解消することができる。

以下その一実施例を第２図〜第５図に基づき説明する。

第５図において、６は原料海水Ｗの取水通路であって、
海水ポンプ７で取止した原料海水を蒸発器８まで移送す
る。

蒸発器８で発生する蒸気Ｖは復水器９へ送られ、ここで
前記取水通路６を通る原料海水Ｗによって冷却され、凝
縮して生産水ＷＰとなる。

また蒸発器８内の製造水も同様に生産水Ｗｐとなる。

さらにプラインＢｒはポンプ１０によって排出される。

取水通路６には、前記復水器９と蒸発器Ｂとの間で、硫
酸注入装置１１、硫酸希釈器１２、脱気脱炭酸塔１３、
苛性ソーダ注入装虐１４及び脱酸剤注入装置１５がその
上手側から順に介装されている。

第２図は硫酸注入装置１１を示している。

１６は、垂直部１７を有するケース、６Ａはケース１６
の下端部に水平方向から連結された送水管であって、い
ずれもＰｖＣ材で形成され、かつ前記取水通路６の一部
を構成している。

ケース１６内部には、その下端から同心状に硫酸注入管
１８が挿入されており、該硫酸注入管１８はフランジ１
９によってケース１６に一体化され、かつ振れ止め２０
によってその立上がり姿勢が支持される。

２１は硫酸供給ラインであって、これは図外の硫酸タン
クから延び、その終端部に背圧弁２２が介装されると共
に短管２３を介して前記硫酸注入管１８に連結している
。

硫酸注入管１８の材質は５ＵＳ３２であり、かつその長
さは可及的に短くしている。

また背圧弁２２の材質は−・ステロイである。

硫酸注入管１８の先端部にはノズル２４が設けられてい
る。

第３図から明らかなように、ノズル２４は、下部に硫酸
注入管１８の先端部が螺入連結されるねじ部２５、上部
に凹入部２６がそれぞれ同心状に形成されて卦り、両者
は注入孔２７により連通されている。

前記凹入部２６には逆止ボール弁体２８が設けられて釦
り、この逆止ボール弁体２８に対する弁座部２９を前記
注入孔２Ｔの開目２フＡ 状に形成している。

３０は逆止ボール弁体２８の押えピンであって、前記凹
入部２６の周壁３１を介して設けられている。

以上説明したノズル２４、逆止ボール弁体２８及び押え
ピン３０はいずれもテフロンにて構成されている。

以上において、取水通路６に原料海水Ｗｋ流しながら硫
酸タンクから硫酸供給ライン２１、背圧弁２２、短管２
３、硫酸注入管１８を通して注入孔２７に９８％硫酸Ｍ
を送通すると、ケース１６の内圧よりもノズル２４の注
入孔２７の内圧が一定以上大きくなったとき、つまりケ
ース１６と注入孔２７とに一定以上の差圧が生じたとき
、この差圧に見合って逆止ボール弁体２８が弁座部２９
から浮き上がり、注入孔２７の開口２７Ａから原料海水
Ｗ中へ９８多硫酸Ｍが流入混合する。

この場合、９８饅硫酸Ｍは逆止ボール弁体２６によって
周囲へ拡散せしめられるので希釈が容易に起る。

硫酸の注入スタート時には、逆止ボール弁体２８が注入
孔２７の開ＣＩ＋ ２７ Ａをその自重で確実に閉塞し
ているので、硫酸注入管１８の内部へ原料海水Ｗが逆流
（流入）することはない。

したがって硫酸注入管１８内で９８％硫酸Ｍが原料海水
Ｗによって希釈されることが未然に防止され、希釈反応
に伴なう気泡やＣａＣＯ３との反応に伴なうＣＯ２気泡
が発生することも７＞い。

また硫酸注入中において不測の事態で硫酸注入圧が低下
したり、あるいは原料海水Ｗの送圧が上昇したりした場
合には、両者の差圧によって逆止ボール弁体２８が直ち
に注入孔２７の開口２７Ａを閉塞し、原料海水Ｗの硫酸
注入管１８内への逆流が阻止される。

９８饅硫酸Ｍの注入は以上のようにして超定量的に行な
われるため、原料海水ＷをＰＨ＝４．５に確実に調製す
ることができる。

したがって原料海水Ｗ中のＨＣＯＴは完全に分解され、
後に該原料海水が６０℃以上に加熱されてもＣａＣＯ３
スケールの析出はない。

加えて、前記した苛性ソーダによる原料海水Ｗの中和調
製も、硫酸注入によってＰＨ変動が生じていないので、
定量ポンプを用いてＰＨ−７，０〜７．４に容易かつ確
実に行なうことができる。

一方、注入孔２７から流出した９ 、３ ％硫酸Ｍは逆
止ボール弁体２８に衝突して周囲に均一に拡散され、原
料海水によって希釈され、溶解熱を発生するが、この溶
解熱もノズル２４ないし逆止ボール弁体２８がテフロン
で構成されていることからほとんど悪影響を与えない。

以上の説明から明らかなように、本考案によると、原料
海水路中に挿入された硫酸注入先端部に耐硫酸性材料で
構成されたノズルを設け、このノズルの注入孔開口を同
材料で構成された逆止ボール弁体で開閉しうるようにし
であるから、原料海水が硫酸注入管内部へ流入して濃硫
酸に溶解し、気泡を発生させることがない。

したがって硫酸注入中のＰＨ値変動を生じない超定量的
注入が可能となる。

またノズル、逆止ボール弁体が耐硫酸性材料で構成され
ているところから、腐食されるおそれもない。

故に本考案によって造水設備の良好な連続運転状態が保
障される。

なお耐硫酸性材料と（７ては、前記テフロンの他に、ハ
ステロイ、Ｂ 、 Ｃ、Ｄ、イルムーＧ１イルムーＧ−
９８、モリブテン等を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断面図、第２図〜第４図は本考案実
施例を示し、第２図は全体縦断面図、第３図は要部を拡
大した縦断面図、第４図は造水設備の全体概略図である
。 ６・・・原料海水Ｗの通路、８・・・蒸発器、１１・・
・硫酸注入装置、１２・・・硫酸希釈器、１３・・・脱
気脱炭酸塔、１４・・・苛性ソーダ注入装置、１５・・
・脱酸剤注入装置、１６・・・ケース、１８・・・硫酸
注入管、２１・−・硫酸注入ライン、２２・・・背圧弁
、２４・・・ノズル、２７・・・注入孔、２７Ａ・・・
注入孔開口、２８・・・逆止ボール弁体、３０・・・押
えピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 原料海水通路中に健酸注入管先端部を挿入し、該注入管
   先端部にノズルを設け、前記ノズルに、その注入孔開口
   を開閉する逆止ボール弁体を設け、前記ノズル及び逆止
   ボール弁体を耐硫酸性材料で構成したことを特徴とする
   遣水設備に釦ける原料海水中への硫酸注入装置。