JPS6037400B2 - 熱交換器からスケ−ル除去するための方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱交換器内での液体の流通を中断することな
く該熱交換器からスケールを除去するための方法に関す
る。

スラッジの処理のための熱処理の間に熱交換器ではスケ
ールが発生する。

導入されたスラッジが加熱されると、スケール形成物質
の温度と逆相関性の溶解性のためスケールが形成される
。換言すれば、ある種の塩は特定の液中、一般に水溶液
中で温度を高めると溶解性が低下するようなものがある
ため、スケールが発生する。このスケールは硫酸イオン
、確酸イオン及びリン酸イオン等に起因するが、これら
は生スラツジ中には低濃度であるかほんの僅かしか存在
しないので生スラツジの時にはスケールの発生は生じな
いが、熱処理後にはこれらの物質はその相対溶解度以上
の量で存在することとなり、そのため大規模なスケール
形成が反応器通過後に起きる。これらのスケールは不溶
性であると考えられているが、実際の所は多少は溶解性
を持ち、流れを逆にすることによりスケール上を通過す
る生の即ちより冷温のスラッジにより幾分溶解される。
本発明の目的は、この現象を利用して好ましくは化学薬
剤を使用することなく、スケールを除去し、しかも熱交
換器を清浄にし維持するために必要とされる停止時間を
短縮し、又熱処理の効率・性能を改善することである。
すなわち、本発明によれば、相互に熱交換が行なわれる
関係に配置された流入液熱交換流路と流出液熱交換流路
とを有してなる熱交換器であって、液溢が上昇すると溶
解性が低下するような溶解特性を持つ成分を含む液体が
、前記流入液熱交換流路の低温側の口から入って高温側
の口から出、次いで該液体を熱処理すべき反応器を通過
し、次いで前記流出液熱交換流路の高温側の口に送られ
て低温側の口から排出されるような配列にて前記反応器
と共に操作される少なくとも１個の前記熱交換器からス
ケールを除去する方法において、沈着スケールの除去を
行なう際には、前記流入液熱交換流路、反応器および流
出液熱交換流路を通る前記液体の流れは継続させるが、
しかし該液体の流れ方向は流れの順序が先ず流出液熱交
換流路を通り、次いで反応器、そしてその後に流入液熱
交換流路を通って液れるように逆転させるか、あるいは
前記液体が流入液熱交玉製流路、反応器および流出液熱
交換流路を流れる順序は変えないで、流入液熱交換流路
および流出液熱交換流路各々を流れる際の該液体の流れ
方向のみを逆転させて、これにより前記流入液熱交換流
路および流出液熱交換流路の前記各高温側に温度の低い
液体を流通させることを特徴とする、熱交換器のスケー
ルを除去する方法が提供される。

本発明の一般的実施においては、流入液熱交換流路およ
び流出液熱交換流路として内側小管と、管形の外側包囲
胴部（以下、外管という）とを有する熱交換器を利用で
きる。このような熱交換器は二重パイプ型又は管中管型
の熱交換器とも呼ばれている。本発明にとり適当な他タ
イプの熱交換器は流入液熱交モ鱒流路および流出液熱交
換流路を並列（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ）に配列した
ものである。二重パイプ型熱交換器においては、液体を
内管中にいずれかの方向に向けて流し、この内管を包む
外管中を反対方向に向けて別の液体を流すことができる
から、内管と外管の双方を反応器に連結し、かつ適当な
弁手段（ｖａｌｖｉｎｇ）を設ければ、使用される熱交
換器のタイプに関係なく流入液が内管か外管の一方を通
過して反応器に至り、反応器からの熱処理された流出液
が熱交換器の流入液とは反対の管を通って戻るようにす
ることができる。即ち、この装置により単一に一定の弁
手段を開閉することによりスラッジと加熱液体との向流
が可能になる。予め定められた通常操作時間（日、週、
月単位となることもある）経過後又は一定の圧力低下が
観察されるようになったとき、スラツジ（流入液）と加
熱液体の双方の流れを逆転させることにより、化学薬剤
を使用することなく、スラッジの処理操作を継続させた
ままでスケールを除去し、又除去の効率を高めることが
できる。

本発明はスラッジへの応用のみが示されているが、この
原理の同様な応用は、例えば温度と逆相関する溶解性の
ためにスケールを形成する傾向を持つ任意の液体を熱交
換器で処理する分野に可能であることは当業者には明ら
かであろう。

以下、添付図面を参照しながら本発明を記述する。

添付図面において、第１図は本発明の基本装置を示す図
であり；第２図は第１図に示された装置とはわずかに異
なる装置を示す第１図と同様な図であり；第３図は別の
態様を示す図である。

各図面において本発明は二重パイプ型熱交換器への応用
として示されているが、本発明の原理は他タイプにおい
ても同一である。第１図には二重パイプ型熱交換器１０
が示されており、これは内管１２と包囲外管１４からな
る。内管は１６，１８で示される末端に開口を持ち、外
管は２０，２２に閉口を持つ。反応器２４は底部入口２
６と頭部出口２８とを有する。流入液は３０からパイプ
を通って入り、弁付きパイプ３２又は３４を通って内管
入口１６又は外管入口２２に選択的に向けることができ
る。第１図に実線で示される通り、流入液が１６から内
管１２に入るならば、それは１８から出、弁付きパイプ
３６を通って２６から反応器内部へ入り、熱処理された
液体則ち流出液は反応器の２８から出て弁付きパイプ３
８を通って外管入口２２に至り、外管を通過して進み、
２０から出て弁付きパイプ４０を通過する。

弁付きパイプの適当な操作により、破線で示される如く
逆流が与えられる。

この場合に流入液はパイプ３４を通った後に外管を通っ
て流れる。外管から出た流入液はパイプ４２を通って流
れ、反応器の底に２６から入る。熱処理された流出液は
反応器２８から出、パイプ４４を通って１６から内管に
入り、内管を通過し、１８からパイプ４６を通って装置
を出る。この操作では、記述した如く、流れを変えるの
に適当な全ての弁手段とパイプ手段とを想定している。

第２図には第１図に示された装置とはわずかに異なるも
のが示されている。

第２図の符号は、第１図の符号と同一部分を示すが、但
しプライム記号がつけてある。熱交換器１０と反応器２
４とは前述の如くであり、熱交換器はそれぞれ１６′，
１８′，２０′，２２′に入口と出口を有する内管１２
′と包囲外管１４′とを有する。３０′から入る流入液
は流入液熱交換流路（内管）内に入る流れの向きをかえ
ることができ、即ち内管への入口を反応器への出口とし
、逆に反応器への出口を内管への入口とすることができ
る（第２図のパイプ５０，５２，３６′を参照されたい
）。

同一の逆転は流出液熱交手奥流路（外管）１４′内での
熱処理された液体の流れに関しても起こさせうるように
なっている（パイプ３８′，５４を参照されたい）。

この第２図の装置では流入液はいかなる時点でも流出液
熱交換流路（外管）には入らず、反応器からの液体が流
入液熱交換流路（内管）を通って流れることもない点で
は第１図の装置における逆流と異なるが、スケール除去
し、又効率を高める方法の原理は第１図の装置の場合と
同じである。流出液は２０′又は２２′から選択的に外
管からのみ出る。第３図では第１２図の符号とは別の符
号を使っている。

第３図の装置では第三の再循環性熱伝達媒体を使用して
おり、熱交換器をもう１つ必要とするからである。この
第三の再循環性熱伝達媒体は、熱交換器６０，６２の外
管を流れる水ないし他の適当ないかなる媒体でもよい。
反応器は６４の番号で示されている。この装置は第１，
２図に関して前述した装置に似ているが、もちろん配管
が異なる。示される如く、流入液はいずれかの管′の一
方の入口内から流れ込み、反応器内に入り、処理された
液体は他の熱交換器の管を通過して流れ、流出液として
該熱交換器から出る。この流れは適当な弁手段の使用に
よって逆転でき、これは第３図の実線と均一破線とによ
り示されている。即ち、流入液および処理された液体は
常に内管のみを順流又は逆流のいずれかとして流れ、こ
の場合くずその他の大きな廃物片がからまつたり詰まっ
たりする機会は少ない。一点鎖線により６６で示される
如く、外管には第三の熱伝達媒体が入る。

この媒体は熱交換器６０の外管を通り、ついで他方の熱
交換器６２の外管を通って流れる。これらの外管を連結
させることによって、第三の媒体は熱処理された流出液
からの熱を未処理流入液に伝達することができる。第三
の熱伝達媒体の流れは、それが流入液及び流出液と常に
分離されているので逆転させる必要はない。以上記載さ
れた本発明の好適態様は管中管型熱交換器に対する応用
例で本発明の原理を示しているが、この原理が、管中管
型のみならず例えば流入液熱交換流路と流出液熱交換流
路とが平行に並列した（ｓｉｄｅ−ｔｏ−ｓｉｄｅ）関
係に配置されるような全ての形の向流型熱交換器にも応
用されることは当業者に明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の基本形を示す。 第２図は、第１図に示された装置とはわずかに異なる装
置を示す。第３図は、本発明の装置の別の態様を示す。
１０，１０′，６０，６２……熱交換器、２４，２４′
，６４…・・・反応器。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 向流関係に隣接した二つの熱交換流路を有してなり
   、単独でまたは互いに組み合わせて使用される少なくと
   も一個の熱交換器であつて、液温が上昇すると溶解性が
   低下するような溶解特性を持つため前記各熱交換流路の
   内壁にスケールを生ずる成分を含む液体が、一つの熱交
   換流路を流入液熱交換流路としてその低温側の口から入
   つて高温側の口から出、ついで該液体を熱処理すべき反
   応器を通過し、次いで別の熱交換流路を流出液熱交換流
   路としてその高温側の口に送られて低温側の口から排出
   されるような配列にて前記反応器とともに操作される少
   なくとも一個の前記熱交換器からスケールを除去する方
   法において、 沈着スケールの除去を行う際には、反応
   器および各熱交換流路を通じて実質的に前記と同じ液体
   を流し続けるが、前記液体は先ず前記流出液熱交換流路
   内を前記と同じ向きに流れ、次いで前記反応器を通過し
   、続いて前記流入液熱交換流路内を前記と同じ向きに流
   れるように流れの順序を変化させ、これによつて流れの
   順序の変化前における前記流入液熱交換流路および流出
   液熱交換流路各々の高温側部分に該変化前より低温の液
   体を接触させることを特徴とする、熱交換器のスケール
   を除去する方法。 ２ 流入液熱交換流路が第一の熱交換器のものであり、
   流出液熱交換流路が第二の熱交換器のものであり、該熱
   交換器の各々は対応する上記熱交換流路と向流関係に隣
   接した別の熱交換流路を有しており、該別の熱交換流路
   間には液体熱交換媒体を前記各熱交換器の流入液熱交換
   流路および流出液熱交換流路中の液体の流れと向流関係
   で流れるように循環させることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ スケールの除去を薬剤添加の使用なく行なうことを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   方法。 ４ 向流関係に隣接した二つの熱交換流路を有してなり
   、単独でまたは互いに組み合わせて使用される少なくと
   も一個の熱交換器であつて、液温が上昇すると溶解性が
   低下するような溶解特性を持つため前記各熱交換流路の
   内壁にスケールを生ずる成分を含む液体が、一つの熱交
   換流路を流入液熱交換流路としてその低温側の口から入
   つて高温側の口から出、ついで該液体を熱処理すべき反
   応器を通過し、次いで別の熱交換流路を流出液熱交換流
   路としてその高温側の口に送られて低温側の口から排出
   されるような配列にて前記反応器とともに操作される少
   なくとも一個の前記熱交換器からスケールを除去する方
   法において、 沈着スケールの除去を行う際には、反応
   器および各熱交換流路を通じて実質的に前記と同じ液体
   を流し続けるが、前記液体は先ず前記流入液熱交換流路
   内を前記と逆の向きに流れ、次いで前記反応器を通過し
   、続いて前記流出液熱交換流路内を前記と逆の向きに流
   れるように流れの順序を変化させ、これによつて流れの
   順序の変化前における前記流入液熱交換流路および流出
   液熱交換流路各々の高温側部分に該変化前より低温の液
   体を接触させることを特徴とする、熱交換器のスケール
   を除去する方法。 ５ 流入液熱交換流路が第一の熱交換器のものであり、
   流出液熱交換流路が第二の熱交換器のものであり、該熱
   交換器の各々は対応する上記熱交換流路と向流関係に隣
   接した別の熱交換流路を有しており、該別の熱交換流路
   間には液体熱交換媒体を前記各熱交換器の流入液熱交換
   流路および流出液熱交換流路中の液体の流れと向流関係
   で流れるように循環させることを特徴とする、特許請求
   の範囲第４項記載の方法。 ６ スケールの除去を薬剤添加の使用なく行なうことを
   特徴とする、特許請求の範囲第４項または第５項記載の
   方法。