JP3624945B2

JP3624945B2 - Oxygen scavenger

Info

Publication number: JP3624945B2
Application number: JP2001229558A
Authority: JP
Inventors: 幸祐志村; 史郎田家
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2016-11-28
Also published as: JP2002146565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は脱酸素剤に関し、更に詳しくは、水中の溶存酸素を効率よく除去することができ、とくにボイラ給水の溶存酸素を除去することによりボイラシステムの腐食防止にとって有効な脱酸素剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラ給水に含まれている溶存酸素は、ボイラ本体、当該ボイラ本体の前段に配置される熱交換器やエコノマイザ，蒸気復水系配管などの腐食を引き起こす原因を構成する。したがって、これらボイラシステムの腐食を防止するためには、使用するボイラ給水に対し脱酸素処理を行ってボイラ給水中の溶存酸素を除去することが必要である。
【０００３】
そのため従来から、脱酸素処理として化学的処理と物理的処理が実施されている。
例えば、化学的処理としては、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）および亜硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_３）を脱酸素剤としてボイラ給水に添加する方法が広く採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した化学的処理において、ヒドラジンや亜硫酸ナトリウムを脱酸素剤として使用する方法には次のような問題がある。
まず、ヒドラジンは人体に対する安全性の面で問題視されている。また、亜硫酸ナトリウムの場合は、酸素との反応速度が大きすぎるので、次のような問題が起こる。
【０００５】
すなわち、ボイラ給水への添加に先立ち、亜硫酸ナトリウムを溶解タンクで水に溶解するときに、当該亜硫酸ナトリウムは溶存酸素と反応してその濃度低下を引き起こすので注入量不足になり、結局、ボイラシステムの腐食を助長することになってしまう。
更に、亜硫酸ナトリウムで処理したボイラ給水には、新たに硫酸イオンが生成するので、ボイラシステムでは腐食やスケール付着が起こりやすくなる。
【０００６】
したがって、脱酸素剤としてヒドラジンや亜硫酸ナトリウムを使用する方法は、必ずしも工業的に有利な方法であるとはいいがたい。
本発明は、例えばボイラ給水の脱酸素を化学的処理で行うときに使用する従来の脱酸素剤における上記した問題を解決し、ボイラ給水の溶存酸素を効率よく除去することができ、また高い安全性を備えた新規な脱酸素剤の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、アゾジカルボンアミドを有効成分とすることを特徴とする脱酸素剤が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の脱酸素剤は、アゾジカルボンアミド（ＮＨ_２ＣＯＮ＝ＮＣＯＮＨ_２）を有効成分とする。
なお、脱酸素剤としてアゾ化合物を用いることは既に提案されている。具体的には、２，２−アゾビス（Ｎ，Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジン）２，２−アゾビス（イソブチルアミド）・２水和物，４，４−アゾビス（４−シアノカプロン酸），２，２−アゾビス（２−アミジノプロパン）・ＨＣｌなどが提案されている。
【０００９】
これらのアゾ化合物はいずれも高い溶存酸素除去率を示す。しかしながら、他方では、ボイラの缶内および蒸気の中に、ギ酸や酢酸などの各種有機物を副生して、蒸気水質や蒸気純度に悪影響を与えるという問題がある。
これに対し、本発明のアゾジカルボンアミドは、上記のような有機物を副生しないため、ボイラ内の水質を変化させず、発生蒸気の純度も維持できるという特徴を有している。
【００１０】
また、本発明の脱酸素剤は、環内にＮ−Ｎ結合を有する複素環式化合物（以下、複素環式化合物Ａという），Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合物（以下、複素環式化合物Ｂという），次式：
【００１１】
【化１】

【００１２】
（式中、ａ，ｂは、いずれも０〜５の整数であり、かつ、２≦ａ＋ｂ≦５の関係を満足する整数である）
で示される複素環式化合物（以下、複素環式化合物Ｃという），ならびに次式：
【００１３】
【化２】

【００１４】
（式中、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４は同じであっても異なっていてもよく、水素、または炭素数１〜８の低級アルキル基もしくはアリール基のいずれかを表し、Ｘは、水素，アミノ基，炭素数１〜８のアルキルアミノ基もしくはジアルキルアミノ基、または炭素数１〜８の低級アルキル基もしくはアリール基のいずれかを表す）
で示される複素環式化合物（以下、複素環式化合物Ｄという）からなる群より選ばれる１種または２種以上の化合物を有効成分とする脱酸素剤と組み合わせて用いても良い。
【００１５】
この場合、複素環式化合物Ａは、以下の複素環式化合物を好適とする。すなわち、
【００１６】
【化３】

【００１７】
そして、複素環式化合物Ｂとしては、次のようなものを好適例とすることができる。
【００１８】
【化４】

【００１９】
また、複素環式化合物Ｃとしては、次のようなものを好適例とすることができる。
【００２０】
【化５】

【００２１】
そして、複素環式化合物Ｄは、以下の複素環式化合物を好適とする。すなわち、
【００２２】
【化６】

【００２３】
以上、列記した各有効成分の使用量は、対象とする水の溶存酸素の量に応じて適宜に決められるので格別限定されるわけではないが、通常、水１リットルに対し、０．００１〜１０００ｍｇ、好ましくは１から３００ｍｇであることが望ましい。
【００２４】
【実施例】
実施例１
本発明の脱酸素剤の効果を次のようにして確認した。
室温下において空気中の酸素で飽和させた軟化水を、容量５リットルの蒸気発生試験オートクレーブに給水し、下記の条件で運転して蒸気を発生させた。
【００２５】
温度：１８５℃，圧力：１ＭＰａ，蒸発量：１２リットル／ｈｒ，ブロー率：１０％
発生した蒸気を完全に凝縮し、得られた凝縮水中の溶存酸素濃度を溶存酸素計を用いて測定した。この値を比較例１のデータとする。
ついで、給水に脱酸素剤を添加して同様の条件で蒸気を発生させ、その蒸気の凝縮水中の溶存酸素濃度を測定した。そして、前記比較例１のデータとの差を除去量として算出し、その除去量の比較例１のデータに対する割合を除去率（％）として算出した。
【００２６】
なお、給水への脱酸素剤の添加に関しては、表１に示したアゾ化合物を前記軟化水に溶解して所定濃度の水溶液を調製し、その水溶液を定量ポンプで前記給水に供給し、給水中のアゾ化合物の濃度が１５０ｍｇ／Ｌとなるように調整した。
以上の結果を表１に示した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
また、発生させた蒸気中の主生成物およびオートクレーブ内の主生成物をそれぞれ分析した。その結果も表１に示した。
表１から明らかなように、アゾ化合物はいずれも溶存酸素の除去率が高い値を示している。とくに、アゾジカルボンアミドは、ボイラ缶に相当するオートクレーブ内に、ボイラ給水の水質を変えてしまう有機酸を生成することがなく、ボイラ給水の脱酸素剤としてとくに好適である。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の脱酸素剤は、水中の溶存酸素を効率よく除去することができる。とくに、ボイラ給水の脱酸素剤として使用した場合、溶存酸素によるボイラ本体や蒸気復水系配管の腐食を防止することができ、その工業的価値は極めて大である。
【００３０】
更に、本発明によれば、ボイラ内において副生成物を生ずることがなく、蒸気純度に悪影響を与えない脱酸素剤が提供される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oxygen scavenger, and more particularly to an oxygen scavenger that can efficiently remove dissolved oxygen in water, and is particularly effective in preventing corrosion of a boiler system by removing dissolved oxygen in boiler feed water.
[0002]
[Prior art]
The dissolved oxygen contained in the boiler feed water constitutes a cause of corrosion of the boiler main body, a heat exchanger, an economizer, a steam condensate system pipe, and the like disposed in front of the boiler main body. Therefore, in order to prevent corrosion of these boiler systems, it is necessary to remove the dissolved oxygen in the boiler feed water by performing a deoxygenation process on the boiler feed water to be used.
[0003]
Therefore, conventionally, chemical treatment and physical treatment are carried out as deoxygenation treatment.
For example, as a chemical treatment, a method of adding hydrazine (N ₂ H ₄ ) and sodium sulfite (Na ₂ SO ₃ ) to a boiler feed water as an oxygen scavenger is widely adopted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described chemical treatment, the method using hydrazine or sodium sulfite as an oxygen scavenger has the following problems.
First, hydrazine is regarded as a problem in terms of safety to the human body. In addition, in the case of sodium sulfite, the reaction rate with oxygen is too high, causing the following problems.
[0005]
That is, prior to the addition to the boiler feed water, when sodium sulfite is dissolved in water in the dissolution tank, the sodium sulfite reacts with dissolved oxygen to cause a decrease in the concentration thereof, resulting in an insufficient amount of injection. It will promote corrosion.
Furthermore, since new sulfate ions are generated in boiler feedwater treated with sodium sulfite, corrosion and scale adhesion are likely to occur in the boiler system.
[0006]
Therefore, the method of using hydrazine or sodium sulfite as an oxygen scavenger is not necessarily an industrially advantageous method.
The present invention solves the above-described problems in the conventional oxygen scavenger used when, for example, deoxygenation of boiler feedwater is performed by chemical treatment, can efficiently remove dissolved oxygen from boiler feedwater, and has high safety. An object of the present invention is to provide a novel oxygen scavenger having properties.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an oxygen scavenger characterized by comprising azodicarbonamide as an active ingredient.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The oxygen scavenger of the present invention contains azodicarbonamide (NH ₂ CON = NCONH ₂ ) as an active ingredient.
It has already been proposed to use an azo compound as the oxygen scavenger. Specifically, 2,2-azobis (N, N′-dimethyleneisobutylamidine) 2,2-azobis (isobutyramide) dihydrate, 4,4-azobis (4-cyanocaproic acid), 2 , 2-azobis (2-amidinopropane) .HCl and the like have been proposed.
[0009]
All of these azo compounds exhibit a high dissolved oxygen removal rate. However, on the other hand, there is a problem in that various organic substances such as formic acid and acetic acid are by-produced in the boiler can and in the steam, adversely affecting the steam water quality and steam purity.
On the other hand, the azodicarbonamide of the present invention has the characteristics that the water quality in the boiler is not changed and the purity of the generated steam can be maintained because the organic substances as described above are not by-produced.
[0010]
The oxygen scavenger of the present invention includes a heterocyclic compound having an NN bond in the ring (hereinafter referred to as heterocyclic compound A) and a heterocyclic compound having an N-substituted amino group (hereinafter referred to as heterocyclic). Formula compound B), the following formula:
[0011]
[Chemical 1]

[0012]
(Wherein, a and b are each an integer of 0 to 5 and an integer satisfying the relationship of 2 ≦ a + b ≦ 5)
A heterocyclic compound represented by the following (hereinafter referred to as heterocyclic compound C):
[0013]
[Chemical formula 2]

[0014]
(Wherein R ₁ , R ₂ , R ₃ and R ₄ may be the same or different and each represents hydrogen, a lower alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group, and X is , Hydrogen, an amino group, an alkylamino group having 1 to 8 carbon atoms or a dialkylamino group, or a lower alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group)
May be used in combination with an oxygen scavenger containing as an active ingredient one or more compounds selected from the group consisting of the following heterocyclic compounds (hereinafter referred to as heterocyclic compounds D).
[0015]
In this case, the heterocyclic compound A is preferably the following heterocyclic compound. That is,
[0016]
[Chemical 3]

[0017]
And as a heterocyclic compound B, the following can be made into a suitable example.
[0018]
[Formula 4]

[0019]
Moreover, as the heterocyclic compound C, the following can be made a suitable example.
[0020]
[Chemical formula 5]

[0021]
The heterocyclic compound D is preferably the following heterocyclic compound. That is,
[0022]
[Chemical 6]

[0023]
As mentioned above, since the usage-amount of each active ingredient listed is appropriately determined according to the amount of dissolved oxygen in the target water, it is not particularly limited, but usually 0.001 to 1 liter of water. It is desirable that it is 1000 mg, preferably 1 to 300 mg.
[0024]
【Example】
Example 1
The effect of the oxygen scavenger of the present invention was confirmed as follows.
Softened water saturated with oxygen in the air at room temperature was supplied to a steam generation test autoclave having a capacity of 5 liters and operated under the following conditions to generate steam.
[0025]
Temperature: 185 ° C., pressure: 1 MPa, evaporation: 12 l / hr, blow rate: 10%
The generated steam was completely condensed, and the dissolved oxygen concentration in the obtained condensed water was measured using a dissolved oxygen meter. This value is used as the data of Comparative Example 1.
Next, an oxygen scavenger was added to the feed water to generate steam under the same conditions, and the dissolved oxygen concentration in the condensed water of the steam was measured. And the difference with the data of the said comparative example 1 was computed as removal amount, and the ratio with respect to the data of the comparative example 1 of the removal amount was computed as removal rate (%).
[0026]
Regarding the addition of the oxygen scavenger to the feed water, the azo compound shown in Table 1 is dissolved in the softened water to prepare an aqueous solution of a predetermined concentration, and the aqueous solution is supplied to the feed water with a metering pump. The concentration of the azo compound was adjusted to 150 mg / L.
The above results are shown in Table 1.
[0027]
[Table 1]

[0028]
The main product in the generated steam and the main product in the autoclave were analyzed. The results are also shown in Table 1.
As is clear from Table 1, all of the azo compounds have a high removal rate of dissolved oxygen. In particular, azodicarbonamide does not generate an organic acid that changes the quality of boiler feed water in an autoclave corresponding to a boiler can, and is particularly suitable as an oxygen scavenger for boiler feed water.
[0029]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the oxygen scavenger of the present invention can efficiently remove dissolved oxygen in water. In particular, when used as an oxygen scavenger for boiler feed water, corrosion of the boiler body and steam condensate piping due to dissolved oxygen can be prevented, and its industrial value is extremely large.
[0030]
Furthermore, according to the present invention, there is provided an oxygen scavenger that does not produce by-products in the boiler and does not adversely affect the vapor purity.

Claims

An oxygen scavenger comprising azodicarbonamide as an active ingredient.