JP4645978B2

JP4645978B2 - Scale inhibitor

Info

Publication number: JP4645978B2
Application number: JP2001016045A
Authority: JP
Inventors: 茂佐藤
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2021-01-24
Also published as: JP2002219491A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スケール防止剤に関する。さらに詳しくは、本発明は、ボイラ水系、冷却水系などにおけるスケール防止に有効であり、特にシリカ系スケールの防止に効果を発揮するスケール防止剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却水系、ボイラ水系などの水と接触する伝熱面や配管内では、スケール障害が発生する。特に、開放循環式冷却水系において、省資源、省エネルギーの立場から、冷却水の系外への排棄（ブロー）を少なくして高濃縮運転を行う場合、溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすくなるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。生成したスケールは、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラや熱交換器の運転に重大な障害を引き起こす。
生成するスケール種としては、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、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、リン酸亜鉛、水酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛などがある。カルシウム系やマグネシウム系スケールに対しては、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸などを重合したカルボキシル基を有するポリマーが有効であり、必要に応じて、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのスルホン酸基を有するビニルモノマーを、対象水質に応じて組み合わせたコポリマーがスケール防止剤として一般的に使用されている。
特開昭６１−１０７９９８号公報には、シリカ系スケールに対する防止効果の優れたスケール防止剤として、アクリルアミド系ポリマーとアクリル酸系ポリマーを含むスケール防止剤が提案され、特開平２−３１８９４号公報には、冷却水系のスケール防止と、防食、スライム防止などの効果を併せもつ複合水処理剤として、ポリエチレングリコールとホスホン酸又はカルボン酸系ポリマーを含有するスケール防止剤が提案され、特開平７−２５６２６６号公報には、冷却水の水質変動や運転条件に関わりなく、スライム、スケール、腐食障害、レジオネラ菌の発生を防止し得る水処理方法として、水溶性カチオン性ポリマー、ハロゲン化脂肪族ニトロアルコール及びホスホン酸又はカルボン酸系ポリマーを添加する方法が提案されている。このように、スケール種に応じてポリマーが使い分けられている。
冷却水系において使用される水は、通常、工業用水、水道水などであるために、水中には様々なイオン種が存在する。したがって、特に高濃縮運転を行う場合には、すべてのスケール種に効果的に対応し得るスケール防止剤が必要であるが、このようなスケール防止剤はまだ存在しない。特に、シリカ系スケールの付着防止に有効なポリマーがないのが現状である。例えば、アクリルアミド系ポリマーは、シリカ濃度が低い場合にはスケール防止効果を有するものの、シリカ濃度が高い場合には効果がない。これは、アクリルアミドが部分的に加水分解を受けて生じるカルボキシル基のために、アミド基のシリカへの作用が低下するためと考えられる。上記のごとく、特開平７−２５６２６６号公報には、カチオン系ポリマーの使用も提案されているが、カチオン性であるために水中のシリカだけでなく配管や微生物由来の汚れ（スライム）と反応しやすく、効果は安定しない。本発明者らは、特開平１０−１６５９８６号公報において、Ｎ−ビニルカルボン酸アミド単位を有するポリマー又はそれを加水分解することによって得られるアミノ基を有するポリマーの使用を提案したが、やはりカチオン性であるために、水中のシリカだけでなく配管や微生物由来の汚れ（スライム）と反応しやすく、シリカスケール防止効果が安定しないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ボイラ水系、冷却水系などにおけるスケール防止に有効であり、特にシリカ系スケールの防止に効果を発揮するスケール防止剤を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、(メタ)アクリルアミドの水素移動重合により得られるナイロン３単位を有するポリマーが、優れたスケール防止効果を有することを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーを含有することを特徴とするスケール防止剤、
【化２】

（ただし、式中、Ｒは水素又はメチル基である。）
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
（２）ポリマーが、一般式［１］で表される構造単位を１０モル％以上有する水溶性ポリマーである第１項記載のスケール防止剤、
を挙げることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のスケール防止剤は、一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーを含有する。
【化３】

ただし、一般式［１］において、Ｒは水素又はメチル基である。
一般式［１］で表される構造単位を基本骨格とするポリマーは、アクリルアミド又はメタクリルアミドを溶液中で強塩基とともに加熱し、水素移動アニオン重合することにより、製造することができる。その重合法は、J．Am．Chem．Soc.、第７９巻、３９６０頁(１９５７)、J．Polym．Sci．Part A-1、第６巻、３１８７頁(１９６８)、J．Polym．Sci．Polym．Phys.、第２３巻、７３３頁(１９８５)、Makromol．Chem.、第１９３巻、２５６１頁(１９９２)などに報告されている。一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーは、β−アラニン、２−メチル−β−アラニン又はこれらの誘導体の重合又は共重合によっても製造することができる。
【０００６】
本発明において、一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーとしては、一般式［１］においてＲが水素であるホモポリマーすなわちナイロン３、Ｒがメチル基であるホモポリマー、Ｒが水素である構造単位とＲがメチル基である構造単位を有するコポリマー、一般式［１］で表される構造単位と−ＣＨ₂ＣＲ(ＣＯＮＨ₂)−で表される構造単位を有する見かけ上のコポリマー、一般式［１］で表される構造単位と他のコモノマーの構造単位を有するコポリマーなどを挙げることができる。他のコモノマーとしては、例えば、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどを挙げることができる。
本発明に用いるポリマーは、水溶性であって、一般式［１］で表される構造単位を１０モル％以上有することが好ましく、５０モル％以上有することがより好ましい。一般式［１］で表される構造単位が１０モル％未満であると、スケール防止効果が不十分となるおそれがある。
【０００７】
ポリマー中の一般式［１］で表される構造単位の割合は、赤外線吸収スペクトル、プロトン核磁気共鳴スペクトルなどに基づいて求めることができる。例えば、アクリルアミドの重合により得られるナイロン３単位−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＮＨ−とアクリルアミド単位−ＣＨ₂ＣＨ(ＣＯＮＨ₂)−を有するポリマーの場合、赤外線吸収スペクトルを測定し、ナイロン３構造に由来する１６７５cm^-1、１５４０cm^-1の第二アミドの吸収強度と、アクリルアミド構造に由来する１６６０cm^-1、１６２０cm^-1のアミドＩ、アミドIIの吸収強度の比からナイロン３単位の割合を算出することができる。
本発明に用いる一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーの分子量に特に制限はないが、１,０００〜１００,０００であることが好ましく、２,０００〜２０,０００であることがより好ましい。分子量が１,０００未満であると、スケール防止効果が不十分となるおそれがある。分子量が１００,０００を超えると、ポリマー水溶液が高粘度となって取り扱いに困難を生ずるおそれがある。一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量分布曲線を求め、ポリエチレングリコールを標準物質として換算することにより、分子量を求めることができる。
【０００８】
本発明のスケール防止剤の形態に特に制限はなく、例えば、任意の濃度に調製したポリマー水溶液又はポリマー水分散液を対象とする水系に添加することができる。本発明のスケール防止剤の添加場所にも特に制限はなく、スケールが付着する箇所に直接添加することができ、あるいは、その箇所よりも前段の任意の箇所に添加することもできる。例えば、冷却水系においては、熱交換器本体、循環水のピット、冷却塔の配管ラインなどの任意の箇所に直接添加することができ、あるいは、循環水系に補給する補給水にあらかじめ添加しておくこともできる。本発明のスケール防止剤を使用するとき、水質条件や、ボイラ、熱交換器運転条件などに特に制限はなく、通常の水質、ボイラ、熱交換器運転条件で運転することができる。
本発明のスケール防止剤により、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、亜鉛水酸化物、ケイ酸マグネシウム、シリカなど、通常のボイラ、冷却水系で生成するスケールの付着を防止することができるが、特にシリカ系スケールの防止に有効である。
本発明のスケール防止剤の詳細な作用機構は不明であるが、分極したアミド基のカルボニル基の弱い正電荷のシリカの負電荷への吸着作用により、シリカ系スケールの配管壁面や、伝熱面、冷却塔充填材などへの付着を効果的に防止するものと考えられる。また、一般式［１］で表される構造単位を有するポリマーは、弱い正電荷を有するポリマーであり、従来のカチオン性ポリマーより正電荷が弱いために、配管などへの吸着によるポリマーの損失も少ない。
【０００９】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
製造例１
酢酸エチルで再結晶し、減圧乾燥したアクリルアミド粉末１０ｇを１００mL四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で開始剤として水素化カルシウムを対アクリルアミド０.５モル％添加した。撹拌機でよく混合したのち、１５０℃に予め加熱しておいたオイルバスにその四つ口フラスコを浸し、窒素雰囲気下で３０分重合させた。
得られた重合物を粉砕し、粉末ポリマーを得た。その粉末ポリマーを純水２００mLに全量投入して６時間撹拌したのち３Ｇグラスフィルターでろ過し、不溶解物を除去した。ろ液の一部を採取し、蒸発残分を測定した結果、収率は７９.５重量％であった。
ポリエチレングリコールをスタンダードとするＧＰＣ測定の結果、分子量は約８,０００であった。また、赤外線吸収スペクトルの１５４０cm^-1と１６２０cm^-1の強度比から、ナイロン３構造単位は約６５モル％含有されると推定した。
製造例２
開始剤量を対アクリルアミド１.０モル％にした以外は、製造例１と同じ操作を行い、粉末ポリマーを得た。収率は８３.３重量％で、分子量は約４,５００、ナイロン３構造単位は約５８モル％含有されると推定した。
なお、実施例及び比較例において、スケール付着試験は、下記の方法により行った。すなわち、伝熱面積が約０.２５ｍ²の熱交換器を有する保有水量０.４５ｍ³の開放循環式冷却水系に、水道水に純水及び塩類を加えた水を循環水及び補給水として加え、循環水の水質が、pH８.５、カルシウム硬度１５０mgCaCO₃／Ｌ、Ｍアルカリ度１５０mgCaCO₃／Ｌ、シリカ１８０mgSiO₂／Ｌ、マグネシウム硬度１６０mgCaCO₃／Ｌとなるようにコントロールしながら３０日間運転した。熱交換器のチューブは、材質ＳＵＳ３０４、外径１９mmのものを用いた。循環水入口温度は４５℃、出口温度は７５℃に保ち、循環水流速は０.５ｍ／ｓとした。３０日間の運転終了後、熱交換器のチューブの重量増加よりスケール付着速度を求め、さらに付着したスケールを６００℃で焼成し、焼成残渣を酸に溶解し、酸不溶解分をシリカとして、全スケール中のシリカ分を算出した。
実施例及び比較例において使用した薬剤を、第１表に示す。
【００１０】
【表１】

【００１１】
実施例１
製造例１で得られたナイロン３構造単位約６５モル％を含有する分子量約８,０００のポリマーを、循環水中の濃度が２０mg／Ｌになるように添加して、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は０.８mg／cm²／３０日であり、スケール中のシリカ分は３重量％であった。
実施例２
製造例２で得られたナイロン３構造単位約５８モル％を含有する分子量約４,５００のポリマーを、循環水中の濃度が２０mg／Ｌになるように添加して、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は１.０mg／cm²／３０日であり、スケール中のシリカ分は５重量％であった。
比較例１
ヘキサメタリン酸ソーダを、循環水中の濃度が２０mg／Ｌになるように添加して、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は２８mg／cm²／３０日であり、スケール中のシリカ分は５５重量％であった。
比較例２
分子量８,５００のアクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（モル比８０：２０）のコポリマーを、循環水中の濃度が２０mg／Ｌになるように添加して、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は３５mg／cm²／３０日であり、スケール中のシリカ分は５１重量％であった。
比較例３
分子量３,０００のポリアクリルアミドを、循環水中の濃度が２０mg／Ｌになるように添加して、３０日間の運転を行った。スケール付着速度は３２mg／cm²／３０日であり、スケール中のシリカ分は４３重量％であった。
実施例１〜２及び比較例１〜３の結果を、第２表に示す。
【００１２】
【表２】

【００１３】
第２表に見られるように、ナイロン３構造単位を有するポリマーを添加した実施例１〜２においては、従来のスケール防止剤を添加した比較例１〜３に比べてスケール付着速度が著しく小さく、しかもスケール中のシリカ分が少ない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明のスケール防止剤は、ボイラ水系、冷却水系などにおけるスケール防止に対して顕著な効果があり、特にシリカ系スケールの防止に効果を発揮する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scale inhibitor. More specifically, the present invention relates to a scale inhibitor that is effective in preventing scale in boiler water systems, cooling water systems, and the like, and is particularly effective in preventing silica-based scales.
[0002]
[Prior art]
Scale failure occurs on heat transfer surfaces and piping that come into contact with water such as cooling water systems and boiler water systems. In particular, in an open circulation type cooling water system, from the standpoint of resource saving and energy saving, when performing high concentration operation with less discharge (blow) of cooling water outside the system, dissolved salts are concentrated, The heat transfer surface is easily corroded and scales as a sparingly soluble salt. The generated scale causes serious obstacles to the operation of boilers and heat exchangers, such as reduced thermal efficiency and blockage of piping.
Examples of the scale species to be generated include calcium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite, calcium phosphate, calcium silicate, magnesium silicate, magnesium hydroxide, zinc phosphate, zinc hydroxide, and basic zinc carbonate. For calcium-based and magnesium-based scales, a polymer having a carboxyl group obtained by polymerizing maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, etc. is effective. If necessary, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, 2-acrylamide- Copolymers in which vinyl monomers having a sulfonic acid group such as 2-methylpropanesulfonic acid are combined according to the target water quality are generally used as scale inhibitors.
JP-A-61-107998 proposes a scale inhibitor containing an acrylamide polymer and an acrylic acid polymer as a scale inhibitor having an excellent prevention effect on silica-based scales, and JP-A-2-31894 discloses. Has proposed a scale inhibitor containing polyethylene glycol and a phosphonic acid or carboxylic acid polymer as a combined water treatment agent that has both the effects of cooling water scale prevention, anticorrosion, slime prevention, etc., as disclosed in JP-A-7-256266. In the publication, water treatment methods that can prevent the generation of slime, scale, corrosion damage, Legionella, regardless of the water quality fluctuations and operating conditions of the cooling water, water-soluble cationic polymer, halogenated aliphatic nitroalcohol and A method of adding a phosphonic acid or carboxylic acid polymer has been proposed. Thus, the polymer is properly used according to the scale type.
Since the water used in the cooling water system is usually industrial water, tap water, etc., various ionic species exist in the water. Therefore, particularly in the case of high concentration operation, a scale inhibitor that can effectively cope with all scale species is required, but such a scale inhibitor does not yet exist. In particular, there is no polymer effective for preventing adhesion of silica-based scale. For example, an acrylamide polymer has an effect of preventing scale when the silica concentration is low, but is ineffective when the silica concentration is high. This is presumably because the action of the amide group on silica is reduced due to the carboxyl group generated by the partial hydrolysis of acrylamide. As described above, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-256266 proposes the use of a cationic polymer. However, since it is cationic, it reacts not only with silica in water but also with piping and microorganism-derived dirt (slime). It is easy and the effect is not stable. In the Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-165986, the inventors have proposed the use of a polymer having an N-vinylcarboxylic acid amide unit or a polymer having an amino group obtained by hydrolyzing it. Therefore, there is a problem that the effect of preventing silica scale is not stable because it easily reacts not only with silica in water but also with piping and dirt derived from microorganisms (slime).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is effective for scale prevention in boiler water systems, cooling water systems, and the like, and has been made for the purpose of providing a scale inhibitor that is particularly effective in preventing silica-based scales.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a polymer having nylon 3 units obtained by hydrogen transfer polymerization of (meth) acrylamide has an excellent anti-scale effect. The present invention has been completed based on the findings.
That is, the present invention
(1) A scale inhibitor comprising a polymer having a structural unit represented by the general formula [1],
[Chemical 2]

(In the formula, R is hydrogen or a methyl group.)
Is to provide.
Furthermore, as a preferred embodiment of the present invention,
(2) The scale inhibitor according to item 1, wherein the polymer is a water-soluble polymer having a structural unit represented by the general formula [1] of 10 mol% or more,
Can be mentioned.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The scale inhibitor of the present invention contains a polymer having a structural unit represented by the general formula [1].
[Chemical 3]

However, in General formula [1], R is hydrogen or a methyl group.
A polymer having the structural unit represented by the general formula [1] as a basic skeleton can be produced by heating acrylamide or methacrylamide together with a strong base in a solution and performing hydrogen transfer anion polymerization. The polymerization method is described in J.A. Am. Chem. Soc., 79, 3960 (1957), J. MoI. Polym. Sci. Part A-1, vol. 6, page 3187 (1968), J. MoI. Polym. Sci. Polym. Phys., 23, 733 (1985), Makromol. Chem., 193, 2561 (1992). The polymer having the structural unit represented by the general formula [1] can also be produced by polymerization or copolymerization of β-alanine, 2-methyl-β-alanine or a derivative thereof.
[0006]
In the present invention, the polymer having the structural unit represented by the general formula [1] includes a homopolymer in which R is hydrogen in the general formula [1], that is, nylon 3, a homopolymer in which R is a methyl group, and R is hydrogen. A copolymer having a structural unit represented by formula (1) and a structural unit represented by -CH ₂ CR (CONH ₂ )- And a copolymer having a structural unit represented by the general formula [1] and a structural unit of another comonomer. Examples of other comonomers include ε-caprolactam, δ-valerolactone, β-methyl-δ-valerolactone, and the like.
The polymer used in the present invention is water-soluble and preferably has 10% by mole or more, more preferably 50% by mole or more of the structural unit represented by the general formula [1]. If the structural unit represented by the general formula [1] is less than 10 mol%, the scale prevention effect may be insufficient.
[0007]
The proportion of the structural unit represented by the general formula [1] in the polymer can be determined based on an infrared absorption spectrum, a proton nuclear magnetic resonance spectrum, and the like. For example, in the case of a polymer having a nylon 3 unit —CH ₂ CH ₂ CONH— and an acrylamide unit —CH ₂ CH (CONH ₂ ) — obtained by polymerization of acrylamide, an infrared absorption spectrum is measured, and it is derived from the nylon 3 structure 1675 cm. ^-1, can be calculated and the absorption intensity of secondary amides of 1540 cm ^-1, 1660 cm ^-1 derived from acrylamide structure, amide I of 1620 cm ^-1, a ratio of nylon 3 units from the ratio of the absorption intensity of the amide II .
Although there is no restriction | limiting in particular in the molecular weight of the polymer which has a structural unit represented by General formula [1] used for this invention, It is preferable that it is 1,000-100,000, and it is 2,000-20,000. Is more preferable. If the molecular weight is less than 1,000, the scale prevention effect may be insufficient. If the molecular weight exceeds 100,000, the aqueous polymer solution may become highly viscous and may be difficult to handle. The polymer having the structural unit represented by the general formula [1] can be determined for molecular weight by obtaining a molecular weight distribution curve by gel permeation chromatography and converting polyethylene glycol as a standard substance.
[0008]
There is no restriction | limiting in particular in the form of the scale inhibiting agent of this invention, For example, the polymer aqueous solution or polymer aqueous dispersion prepared to arbitrary density | concentrations can be added to the water system made into object. There is no restriction | limiting in particular also in the addition place of the scale inhibiting agent of this invention, It can add directly to the location to which a scale adheres, or can also add to the arbitrary locations of the front stage rather than the location. For example, in a cooling water system, it can be added directly to any location such as a heat exchanger body, circulating water pits, cooling tower piping lines, or added in advance to makeup water to be supplied to the circulating water system. You can also. When the scale inhibitor of the present invention is used, there are no particular restrictions on water quality conditions, boiler, heat exchanger operating conditions, etc., and operation can be performed under normal water quality, boiler, heat exchanger operating conditions.
With the scale inhibitor of the present invention, it is possible to prevent adhesion of scales generated in ordinary boilers and cooling water systems such as calcium carbonate, calcium sulfate, calcium phosphate, zinc phosphate, zinc hydroxide, magnesium silicate, and silica. Is particularly effective in preventing silica-based scales.
Although the detailed mechanism of action of the scale inhibitor of the present invention is not clear, the adsorption action of the carbonyl group of the polarized amide group to the negative positive charge of silica causes the piping wall surface of the silica-based scale and the heat transfer surface. It is considered that it effectively prevents adhesion to the cooling tower filler. In addition, the polymer having the structural unit represented by the general formula [1] is a polymer having a weak positive charge, and since the positive charge is weaker than that of the conventional cationic polymer, the loss of the polymer due to adsorption to a pipe or the like is also caused. Few.
[0009]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Production Example 1
10 g of acrylamide powder recrystallized with ethyl acetate and dried under reduced pressure was placed in a 100 mL four-necked flask, and 0.5 mol% of acrylamide with respect to acrylamide was added as an initiator under a nitrogen atmosphere. After thoroughly mixing with a stirrer, the four-necked flask was immersed in an oil bath preheated to 150 ° C. and polymerized in a nitrogen atmosphere for 30 minutes.
The obtained polymer was pulverized to obtain a powder polymer. The whole amount of the powder polymer was added to 200 mL of pure water and stirred for 6 hours, followed by filtration with a 3G glass filter to remove insoluble matters. A part of the filtrate was collected and the evaporation residue was measured. As a result, the yield was 79.5% by weight.
As a result of GPC measurement using polyethylene glycol as a standard, the molecular weight was about 8,000. Moreover, the intensity ratio of 1540 cm ^-1 and 1620 cm ^-1 in the infrared absorption spectrum, nylon 3 structural units was estimated to be contained about 65 mole%.
Production Example 2
A powder polymer was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the amount of the initiator was 1.0 mol% relative to acrylamide. It was estimated that the yield was 83.3% by weight, the molecular weight was about 4,500, and the nylon 3 structural unit was about 58 mol%.
In Examples and Comparative Examples, the scale adhesion test was performed by the following method. In other words, tap water and pure water and salt water are added as circulating water and make-up water to a 0.45 m ³ open circulation cooling water system with a heat exchanger with a heat transfer area of about 0.25 m ^2. It was operated for 30 days while controlling the water quality of the circulating water to be pH 8.5, calcium hardness 150 mg CaCO ₃ / L, M alkalinity 150 mg CaCO ₃ / L, silica 180 mg SiO ₂ / L, magnesium hardness 160 mg CaCO ₃ / L. The tube for the heat exchanger was made of material SUS304 and an outer diameter of 19 mm. The circulating water inlet temperature was 45 ° C, the outlet temperature was 75 ° C, and the circulating water flow rate was 0.5 m / s. After 30 days of operation, the scale deposition rate was determined from the increase in the weight of the heat exchanger tube, and the adhered scale was baked at 600 ° C., the baked residue was dissolved in acid, and the acid insoluble matter was used as silica. The silica content in the scale was calculated.
The chemical | medical agent used in the Example and the comparative example is shown in Table 1.
[0010]
[Table 1]

[0011]
Example 1
A polymer having a molecular weight of about 8,000 containing about 65 mol% of the nylon 3 structural unit obtained in Production Example 1 was added so that the concentration in the circulating water would be 20 mg / L, and the operation was performed for 30 days. . Scale deposition rate was 0.8mg / cm ^2/30 days, the silica content in the scale was 3% by weight.
Example 2
The polymer having a molecular weight of about 4,500 and containing about 58 mol% of the nylon 3 structural unit obtained in Production Example 2 was added so that the concentration in the circulating water was 20 mg / L, and the operation was performed for 30 days. . Scale deposition rate was 1.0mg / cm ^2/30 days, the silica content in the scale was 5 wt%.
Comparative Example 1
Sodium hexametaphosphate was added so that the concentration in the circulating water was 20 mg / L, and the operation was performed for 30 days. Scale deposition rate was 28mg / cm ^2/30 days, the silica content in the scale was 55 wt%.
Comparative Example 2
A copolymer of acrylic acid having a molecular weight of 8,500 and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (molar ratio 80:20) was added so that the concentration in the circulating water was 20 mg / L, and the operation for 30 days was performed. went. Scale deposition rate was 35mg / cm ^2/30 days, the silica content in the scale was 51 wt%.
Comparative Example 3
Polyacrylamide having a molecular weight of 3,000 was added so that the concentration in the circulating water was 20 mg / L, and the operation was performed for 30 days. Scale deposition rate was 32mg / cm ^2/30 days, the silica content in the scale was 43 wt%.
The results of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3 are shown in Table 2.
[0012]
[Table 2]

[0013]
As can be seen in Table 2, in Examples 1 and 2 in which a polymer having a nylon 3 structural unit was added, the scale deposition rate was significantly smaller than in Comparative Examples 1 to 3 in which a conventional scale inhibitor was added, Moreover, there is little silica in the scale.
[0014]
【The invention's effect】
The scale inhibitor of the present invention has a remarkable effect on scale prevention in boiler water systems, cooling water systems, and the like, and is particularly effective in preventing silica scale.

Claims

A scale inhibitor comprising a polymer having a structural unit represented by the general formula [1].

(In the formula, R is hydrogen or a methyl group.)