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JPH0630789B2 - Scale prevention method for high temperature and high pressure water system - Google Patents
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JPH0630789B2 - Scale prevention method for high temperature and high pressure water system - Google Patents

Scale prevention method for high temperature and high pressure water system

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JPH0630789B2
JPH0630789B2 JP60059785A JP5978585A JPH0630789B2 JP H0630789 B2 JPH0630789 B2 JP H0630789B2 JP 60059785 A JP60059785 A JP 60059785A JP 5978585 A JP5978585 A JP 5978585A JP H0630789 B2 JPH0630789 B2 JP H0630789B2
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test
pressure water
water
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KATAYAMA KAGAKU KOGYO KENKYUSHO KK
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高温高圧水系のスケール防止方法に関す
る。さらに詳しくは、150℃以上の高温高圧水を用いる
各種工業用水系、例えば地熱発電所の地熱熱水系、ボイ
ラ水系、紙・パルプ工業の木材蒸解工程などにおいて問
題となつているスケールことにカルシウム系スケールの
発生防止に有用なスケール防止方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a scale prevention method for a high-temperature high-pressure water system. More specifically, various industrial water systems using high-temperature and high-pressure water of 150 ° C or higher, such as geothermal hot water system of geothermal power plant, boiler water system, wood cooking process of paper and pulp industry, etc. The present invention relates to a scale prevention method useful for preventing system scale generation.

〔従来技術〕[Prior art]

蒸気に伴なつて噴出する地熱熱水を利用した地熱発電所
において、地下から噴出した地熱流体は気水分離器で蒸
気と地熱熱水に分けられ、蒸気は発電に、地熱熱水は熱
交換用として農業、観光、地域暖房など多目的に利用さ
れ還元井から地下へ還元されている。
In a geothermal power plant that uses geothermal hot water ejected along with steam, the geothermal fluid ejected from underground is separated into steam and geothermal hot water by a steam separator, and steam is used for power generation and geothermal water is heat exchanged. It is used for a variety of purposes such as agriculture, tourism, and district heating, and is returned to the basement from a return well.

かかる地熱水は、地熱井から各種輸送管や弁を通じて気
水分離器や熱交換器に供給されており、通常輸送管内で
150℃以上の高温高圧水であるが、この際、輸送管や弁
装置にスケール、ことにカルシウム系スケールが付着
し、輸送効率を下げて発電所の出力を低下させたり、熱
交換率を低下させたり、場合によつては系を閉塞させる
という問題があつた。
Such geothermal water is supplied from the geothermal well through various transportation pipes and valves to the steam separator and heat exchanger, and is normally
Although it is high-temperature high-pressure water of 150 ° C or higher, at this time, scale, especially calcium-based scale, adheres to the transportation pipes and valve devices, which lowers transportation efficiency and lowers power plant output and heat exchange rate. There was a problem in that the system was blocked or the system was closed in some cases.

また、150℃以上の高温高圧水を用いるボイラ水系や同
じく高温高圧系となる紙−パイプ工場における木材の蒸
解工程等において、カルシウム系スケールの問題が生じ
ている。
Further, there is a problem of calcium-based scale in a boiler water system using high temperature and high pressure water of 150 ° C. or higher or a wood cooking process in a paper-pipe factory which is also a high temperature and high pressure system.

従つてかような高温高圧水系におけるスケール発生を防
止することが望まれていた。
Therefore, it has been desired to prevent the generation of scale in such a high temperature and high pressure water system.

一般的に、水系のスケール防止には種々のスケール防止
剤を添加する方法が知られており、これらのうちいくつ
かのスケール防止剤は高温高圧水系に使用できるとされ
ている。例えば、地熱熱水系における炭酸カルシウム系
スケールを防止するためにポリアクリル酸またはそのア
ルカリ金属塩の水溶液を添加する提案(特開昭58-12209
6号公報)、ボイラの伝熱面に付着するスケールの防止
にポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸
等のポリカルボン酸系ポリマーや、ホスホン酸やホスホ
ノカルボン酸等の有機リン化合物を添加する提案(特公
昭53-20475、特公昭58-53034号及び特開昭55-1897号公
報)などがなされている。
In general, a method of adding various scale inhibitors to prevent water-based scales is known, and it is said that some of these scale inhibitors can be used in high-temperature high-pressure water systems. For example, it is proposed to add an aqueous solution of polyacrylic acid or its alkali metal salt in order to prevent calcium carbonate scale in a geothermal hot water system (JP-A-58-12209).
No. 6), polycarboxylic acid-based polymers such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and polymaleic acid, and organic phosphorus compounds such as phosphonic acid and phosphonocarboxylic acid are added to prevent scale from adhering to the heat transfer surface of the boiler. Are proposed (Japanese Patent Publication No. 53-20475, Japanese Patent Publication No. 58-53034 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 55-1897).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら上記のごとき高温高圧下でスケール防止効
果を有するとされている従来の薬剤の効果は実際の150
℃を越える高温高圧水中において充分なものとはいえ
ず、ことに、前記のごとき地熱熱水のような高温高圧で
かつカルシウム系スケールが発生し易い苛酷な状況下に
おいては、従来よりスケール防止剤の添加によるスケー
ル防止は困難とされ、充分に解決されることなく今日に
到つている。
However, the effects of conventional agents, which are said to have a scale preventing effect under high temperature and high pressure as described above, are actually 150
It cannot be said that it is sufficient in high-temperature and high-pressure water exceeding ℃, and especially under the severe conditions such as the above-mentioned geothermal hot water at high temperature and high pressure and where calcium-based scales are easily generated, the scale inhibitor is more conventional than before. It has been considered difficult to prevent scales by the addition of, and it has reached to the present day without being sufficiently solved.

又、紙・パルプ工場における木材の蒸解工程においては
通常木材を細かく砕いたチツプを硫化ナトリウム,水酸
化ナトリウムを含んだ薬液を用いて高温・高圧下で蒸解
しているがこの蒸解釜におけるスケール防止はその蒸解
液の特殊性(高アルカリ、有機物の多量存在等)により
現在に至るまで有効なスケール防止薬剤による処理が行
なわれていないのが現状である。
Also, in the wood digestion process in paper and pulp mills, chips that are normally crushed wood are digested at high temperature and high pressure using a chemical solution containing sodium sulfide and sodium hydroxide. Due to the peculiarity of the cooking liquor (high alkali, large amount of organic substances, etc.), it has not been treated with an effective scale inhibitor until now.

かかる原因について本発明者らは鋭意研究を行なつた結
果、熱分析等で高温下においても安定であると考えられ
ていた前記のごときポリカルボン酸系ポリマーやホスホ
ン酸系化合物が、実際の高温高圧下ことに150℃〜250℃
の高温水中では何らかの変化を受けて短時間でその効果
が1/2以下に低減し、このことが原因の一つとなつて
充分なカルシウム系スケールの防止がなされないという
知見を得るに至つた。
As a result of intensive studies conducted by the present inventors on such a cause, polycarboxylic acid-based polymers and phosphonic acid-based compounds as described above, which were considered to be stable even at high temperatures by thermal analysis, etc. 150 ℃ ~ 250 ℃ under high pressure
In high temperature water, the effect was reduced to 1/2 or less in a short time due to some change, and this was one of the causes, leading to the finding that calcium scale was not sufficiently prevented.

この発明は、かかる状況下においてなされたものであ
り、高温高圧水系におけるスケールの発生を著しく抑制
する方法を提供しようとするものであり、ことに薬剤の
添加によつて、従来困難であつた高温高圧水系における
カルシウム系スケールの防止を理想的に行ない得る方法
を提供しようとするものである 本発明者らは、一般的にスケール防止能を有するとされ
ている各種薬剤についてさらに研究を行なつた結果、特
定のビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフイン酸
又はその塩が実際の150℃〜250℃の高温高圧水中で選択
的に優れたカルシウム系スケール防止効果を発揮すると
いう意外な事実を見出した。このビス(ポリ−2−カル
ボキシエチル)ホスフイン酸類が40〜100℃程度の温度
下において一般的にスケール防止能を有することは、特
公昭54-29316号公報や特開昭55-11092号公報で知られて
いるが、150℃を越える高温高圧水中におけるカルシウ
ム系スケールの防止作用については従来全く知られてい
ない。
The present invention has been made under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for remarkably suppressing the generation of scale in a high temperature and high pressure water system. The present inventors intend to provide a method capable of ideally preventing the calcium-based scale in a high-pressure water system. The present inventors further conducted research on various drugs that are generally considered to have the scale-preventing ability. As a result, they found that the specific bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid or its salt selectively exerts an excellent calcium-based scale inhibiting effect in high-temperature high-pressure water of 150 ° C to 250 ° C. It was The fact that these bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acids generally have scale-inhibiting ability at a temperature of about 40 to 100 ° C is described in JP-B-54-29316 and JP-A-55-11092. It is known, but the effect of preventing calcium-based scale in high temperature and high pressure water exceeding 150 ° C. has not been known at all.

かかるビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフイン
酸又はその塩が高温高圧下において、常温下と比較して
も何ら劣らない優れたスケール防止効果を発現すること
は、これと化学的に類似のポリアクリル酸類、ホスホン
酸、ホスホノカルボン酸類等が高温高圧下で著しくその
効果を低減させる事実から考えて、驚くべき点であり、
この知見に基づきこの発明はなされたものである。
The fact that such bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid or a salt thereof exhibits an excellent scale-inhibiting effect which is not inferior to that at room temperature under high temperature and high pressure is similar to that of a polyamine chemically similar to this. This is a surprising point in view of the fact that acrylic acids, phosphonic acids, phosphonocarboxylic acids, etc. significantly reduce their effects under high temperature and high pressure.
The present invention has been made based on this finding.

(ロ)発明の構成 かくしてこの発明によれば、150℃〜250℃の高温高圧水
中に分子量約300〜1300のビス(ポリ−2−カルボキシ
エチル)ホスフイン酸又はその塩を添加して、該高温高
圧水中のスケール発生を防止又は抑制することを特徴と
する高温高圧水系のスケール防止方法が提供される。
(B) Structure of the Invention Thus, according to the present invention, bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid having a molecular weight of about 300 to 1300 or a salt thereof is added to high-temperature high-pressure water at 150 ° C. to 250 ° C. Provided is a method for preventing scale in a high-temperature high-pressure water system, which is characterized by preventing or suppressing scale generation in high-pressure water.

この発明に用いるビス(ポリ−2−カルボキシエチル)
ホスフイン酸は一般的に下式: (n,mは整数) で表わされる化合物を示し、分子量はGPC法による平
均分子量として約300〜1300のものがスケール防止効果
の点で好ましい。また、上記ビス(ポリ−2−カルボキ
シエチル)ホスフイン酸の塩としては、アルカリ金属塩
やアンモニウム塩が挙げられるが通常、ナトリウム塩を
用いるのが好ましい。
Bis (poly-2-carboxyethyl) used in this invention
Phosphinic acid is generally of the formula: (N and m are integers), and those having a molecular weight of about 300 to 1300 as an average molecular weight by the GPC method are preferable from the viewpoint of the scale prevention effect. Examples of the salt of bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid include alkali metal salts and ammonium salts, but it is usually preferable to use sodium salt.

この発明の対象となる150℃〜250℃の高温高圧水系とし
ては、前述の如く、地熱熱水系、ボイラ水系、紙・パル
プ工場における木材蒸解水系等が挙げられる。
Examples of the high-temperature high-pressure water system of 150 ° C. to 250 ° C. to which the present invention is applied include, as described above, a geothermal hot water system, a boiler water system, a wood cooking water system in a paper / pulp mill, and the like.

この発明に用いる前記化合物の添加量は、対象系によつ
ても異なるが、ボイラ水系を対象とする場合には、ボイ
ラ給水中に0.1〜500mg/添加するのが適しており1〜
100mg/が好ましく、また、地熱熱水系を対象とする
場合には、地熱熱水輸送管の一部から地熱熱水中の0.1
〜200mg/圧入添加するのが適しており1〜50mg/
が好ましく、さらに木材蒸解水系を対象とする場合には
蒸解釜中の蒸解液中に0.1〜200mg/添加するのが適し
ており、0.1〜50mg/が好ましい。かような添加によ
り高温高圧下において発生しうるカルシウム系スケー
ル、ことに炭酸カルシウム系スケールを従来に比して著
しく抑制することができる。
The addition amount of the compound used in the present invention varies depending on the target system, but when the boiler water system is targeted, it is suitable to add 0.1 to 500 mg / in the boiler feed water.
100 mg / is preferable, and in the case of geothermal hot water system, 0.1% of geothermal hot water from a part of the geothermal hot water transport pipe.
~ 200mg / suitable for press-fitting, 1 ~ 50mg /
Is preferred, and when it is intended for a wood cooking water system, it is suitable to add 0.1 to 200 mg / in the cooking liquor in the digester, preferably 0.1 to 50 mg /. By such addition, the calcium-based scale, especially the calcium carbonate-based scale that can be generated under high temperature and high pressure can be significantly suppressed as compared with the conventional one.

なお、添加に当つては、前記化合物の水性溶媒溶液、こ
とに水溶液を用いるのが好ましく、この際必要に応じて
他の薬剤例えば、防食剤やカルシウム系スケール以外の
スケール防止用薬剤を共存させることも可能である。
In addition, in the addition, it is preferable to use an aqueous solvent solution of the compound, especially an aqueous solution, and at this time, other agents, for example, an anticorrosive agent and a scale-preventing agent other than the calcium-based scale are allowed to coexist. It is also possible.

以下この発明を試験例及び実施例により説明する。The present invention will be described below with reference to test examples and examples.

〔試験例〕オートクレーブによる高温・高圧下における
各化合物の安定性試験 ガラス管に各化合物の水溶液を2ml封入し、オートクレ
ーブ中で10kgf/cm2・183℃と35kgf/cm2・241℃の高温・
高圧の条件下24時間放置する。その後常温まで冷却し、
取り出した化合物の水溶液を使用して下記の炭酸カルシ
ウムイオン分散試験を供試した。
[Test example] Stability test of each compound under high temperature and high pressure by autoclave Enclose 2 ml of aqueous solution of each compound in a glass tube and heat at 10 kgf / cm 2 · 183 ° C and 35 kgf / cm 2 · 241 ° C in autoclave.
Leave for 24 hours under high pressure. Then cool to room temperature,
Using the aqueous solution of the taken out compound, the following calcium carbonate ion dispersion test was tested.

カルシウムイオン250mg/及びMアルカリ度600mg/cm2
となるようにそれぞれ塩化カルシウム及び重炭酸ソーダ
を純水に加えた。液のpHは8.3であつた。その試験液1
に対し各化合物を所定濃度加え、60℃に内温を保ちつ
つマグネチツクスタラーを用いて100rpmの回転速度で2
時間攪拌試験する。試験終了後東洋濾紙NO.6を用いて
溶液を濾別し濾液のカルシウムイオンを測定する。
Calcium ion 250mg / and M alkalinity 600mg / cm 2
Calcium chloride and sodium bicarbonate were added to pure water so that The pH of the liquid was 8.3. The test liquid 1
Each compound was added at the specified concentration to 60 ° C, and the internal temperature was maintained at 60 ° C using a magnetic stirrer at a rotation speed of 100 rpm.
Stir for an hour. After the test, the solution is filtered using Toyo filter paper No. 6 and the calcium ion in the filtrate is measured.

試験後のカルシウムイオン濃度の試験前のカルシウムイ
オン濃度に対する百分率を供試薬剤のカルシウムイオン
分散率とした。この試験結果及び前記加熱操作を施して
いない各化合物の60℃における炭酸カルシウムイオン分
散試験結果も併せて、第1表に示す。
The percentage of the calcium ion concentration after the test to the calcium ion concentration before the test was defined as the calcium ion dispersion ratio of the reagent. The results of this test and the results of the calcium carbonate ion dispersion test at 60 ° C. of each compound that has not been subjected to the heating operation are also shown in Table 1.

試験結果の考察 試験NO.6〜10で示されるように60℃におけるカルシ
ウムイオン分散効果が優れかつ熱分析によつて高温にお
いても安定であると考えられている化合物であつても10
kgf/cm2・183℃,35kgf/cm2・241℃の高温・高圧条件下
で加熱・加圧後においては、それぞれの化合物のカルシ
ウムイオン分散効果は、加熱・加圧前に比較して10kgf/
cm2・183℃では1/2〜1/3に、35kgf/cm2・241℃で
は1/3〜2/15にまで減少しその効果は薬剤無添加に
おける試験結果に近くなつていることがわかる。
Examination of Test Results As shown in Test Nos. 6 to 10, even if the compound is considered to have excellent calcium ion dispersion effect at 60 ° C. and stable at high temperature by thermal analysis, 10
kgf / cm 2 · 183 ℃, in heating and after pressurization at high temperature and pressure conditions of 35kgf / cm 2 · 241 ℃, calcium ion dispersion effect of each compound was compared to the heating and pressurization 10kgf /
cm 2 · 183 ° C decreased to 1/2 to 1/3, and 35 kgf / cm 2 · 241 ° C decreased to 1/3 to 2/15, and the effect is close to the test result without drug addition. Recognize.

これらに比較して試験NO.2〜5に示されるようにこの
発明の化合物のカルシウムイオン分散効果は、オートク
レーブ加圧・加熱後においても良好な効果を有している
ことが分かる。
In comparison with these, as shown in Test Nos. 2 to 5, it is understood that the calcium ion dispersing effect of the compound of the present invention has a good effect even after pressurizing and heating the autoclave.

実施例1 地熱発電所地熱熱水における薬剤の効果をオートクレー
ブを用いて調べた。即ち、某地熱発電所地熱熱水に類似
の検水(第2表の水質参照)所定量の薬剤を添加し、オ
ートクレーブに仕込んだ。オートクレーブを密閉の後、
100rpmで攪拌しつつ、15kgf/cm2、200℃の加圧加熱条件
下で18時間試験をした。試験終了後検水を採取し、試験
前後の検水中の全カルシウム濃度を分析する事により、
カルシウム付着量を算出した。試験結果を第3表に示
す。
Example 1 The effect of chemicals on geothermal hot water of a geothermal power plant was investigated using an autoclave. That is, a predetermined amount of chemicals similar to the geothermal hot water of a certain geothermal power plant (see water quality in Table 2) was added and charged in an autoclave. After sealing the autoclave,
While stirring at 100 rpm, a test was carried out for 18 hours under pressure heating conditions of 15 kgf / cm 2 and 200 ° C. By collecting test water after the test and analyzing the total calcium concentration in the test water before and after the test,
The amount of adhered calcium was calculated. The test results are shown in Table 3.

以下の実験例においても同様とする。 The same applies to the following experimental examples.

[考察] 試験NO.4〜9で示されるように公知のスケール防止剤
でも地熱熱水のカルシウムスケールに対しては、充分な
スケール防止効果を有していないことがわかる。
[Discussion] As shown in Test Nos. 4 to 9, it is understood that even known scale inhibitors do not have a sufficient scale inhibiting effect on the calcium scale of geothermal hot water.

より詳細には、試験NO.6で示されるように、特公昭53-
20475号公報によりボイラ等の高温・高圧化において有
効とされるポリマレイン酸でも、地熱熱水のカルシウム
スケールには有効ではなく、試験NO.7,8で示される
ように、その添加濃度を5倍,10倍と増加させても、充
分な効果が得られないことがわかるる。
More specifically, as shown in Test No. 6, Japanese Patent Publication No. 53-
Polymaleic acid, which is effective in high temperature and high pressure applications such as boilers according to JP 20475, is not effective in calcium scale of geothermal hot water, and its addition concentration is 5 times as shown in Test Nos. 7 and 8. It can be seen that even if it is increased 10 times, a sufficient effect cannot be obtained.

又試験NO.9で示されるように、特公昭58-53034号公報
によりボイラ等の高温・高圧下において有効とされこの
発明の化合物と構造が類似しているホスホノカルボン酸
とポリアクリル酸との併用においても、地熱熱水のカル
シウムスケールには有効でないことがわかる。
Further, as shown in Test No. 9, phosphonocarboxylic acid and polyacrylic acid, which are effective under high temperature and high pressure in a boiler or the like according to Japanese Patent Publication No. 58-53034, are similar in structure to the compounds of the present invention. It can be seen that even when used together, it is not effective for the calcium scale of geothermal hot water.

そして試験NO.5で示されるように、特開昭58-122096号
公報により、地熱熱水における炭酸カルシウムスケール
防止剤として唯一公知のポリアクリル酸塩も又、その効
果は充分でないことがわかる。
As shown in Test No. 5, JP-A-58-122096 shows that polyacrylate, which is the only known calcium carbonate scale inhibitor in geothermal hot water, is not sufficiently effective.

以上、上記の公知のスケール防止剤の地熱熱水のスケー
ル抑制効果に比較して試験NO.2,3で示されるこの発
明のビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフイン酸
及びその塩は少量の添加濃度で地熱熱水のカルシウムス
ケールを充分に抑制していることがわかる。
As described above, the bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid of the present invention and its salt shown in Test Nos. 2 and 3 are small in amount in comparison with the scale suppressing effect of the above-described known scale inhibitors in geothermal hot water. It can be seen that the added concentration sufficiently suppresses the calcium scale of geothermal hot water.

これらの事実は、示差熱等の実験により従来高温におい
て安定であると考えられ、実際ボイラ等の高温・高圧下
で有効であつたスケール防止剤でも、地熱熱水のカルシ
ウムスケールに対しては、添加濃度を増加させても、か
ならずしも有効ではないことを示しておりこの発明の化
合物のみが地熱熱水のカルシウムスケールに対して少量
の添加濃度で顕著なスケール防止効果を有することは、
たとえこの発明の化合物が通常スケール防止効果を有す
ることが知られていても、そのことからは容易に予期し
得ない意外な効果であると考える。
These facts are considered to be stable at high temperatures by experiments such as differential heat, and even scale inhibitors that were actually effective under high temperature and high pressure, such as boilers, are not effective against the calcium scale of geothermal water. It is shown that even if the added concentration is increased, it is not always effective and only the compound of the present invention has a remarkable scale-inhibiting effect on the calcium scale of geothermal hot water with a small added concentration,
Even if the compound of the present invention is generally known to have a scale-inhibiting effect, it is considered to be an unexpected effect which cannot be easily predicted.

実施例2 紙・パルプ工場における蒸解釜での薬剤の効果を、実施
例1と同様のオートクレーブを用いて調べた。某社蒸解
釜中の黒液と類似の検水(第4表の水質参照)2000mlに
所定量の薬剤を添加し、オートクレーブに仕込んだ。オ
ートクレーブを密閉後、100rpmで攪拌しつつ、10kgf/cm
2・183℃の加圧・加熱条件下で48時間試験を行つた。試
験終了後検水を採取し、実施例1と同様の方法により、
カルシウム付着量を算出した。試験結果を第5表に示
す。
Example 2 The effect of chemicals in a digester in a paper / pulp mill was examined using the same autoclave as in Example 1. A predetermined amount of chemicals was added to 2000 ml of test water (see water quality in Table 4) similar to black liquor in a digester of a certain company, and the mixture was charged into an autoclave. After sealing the autoclave, stirring at 100 rpm, 10 kgf / cm
The test was conducted for 48 hours under pressure and heating conditions of 2.183 ° C. After the end of the test, sampled water was collected, and in the same manner as in Example 1,
The amount of adhered calcium was calculated. The test results are shown in Table 5.

[考察] 試験NO.4〜8で示されるように公知のスケール防止剤
でも蒸解釜中のカルシウムスケールに対しては、充分な
スケール防止効果を有していないことがわかる。
[Discussion] As shown in Test Nos. 4 to 8, it is understood that even known scale inhibitors do not have a sufficient scale inhibiting effect on the calcium scale in the digester.

より詳細には、試験NO.6で示されるように、特公昭53-
20475号公報によりボイラ等の高温・高圧下において有
効とされるポリマレイン酸でも蒸解釜中のカルシウムス
ケールには有効ではなく、試験NO.7,8で示されるよ
うに、その添加濃度を2倍。4倍と増加させても、充分
な効果が得られないことがわかる。
More specifically, as shown in Test No. 6, Japanese Patent Publication No. 53-
Polymaleic acid, which is effective under high temperature and high pressure in boilers according to JP 20475, is not effective for calcium scale in a digester, and its addition concentration is doubled as shown in Test Nos. 7 and 8. It can be seen that a sufficient effect cannot be obtained even if the amount is increased by 4 times.

これら公知のスケール防止剤の蒸解釜中のカルシウムス
ケール防止効果に比較して、試験NO.2,3で示される
この発明のビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフ
イン酸及びその塩は少量の添加濃度で蒸解釜中のカルシ
ウムスケールを充分抑制していることがわかる。
Compared to the effect of these known scale inhibitors for preventing calcium scale in digesters, bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid of the present invention and its salts shown in Test Nos. 2 and 3 were added in a small amount. It can be seen that the concentration sufficiently suppresses the calcium scale in the digester.

このように、示差熱等の実験により、従来高温において
安全であると考えられ、実際ボイラ等の高温・高圧下で
有効であつたスケール防止剤でも、蒸解釜中のカルシウ
ムスケールに対しては添加濃度を増加させてもかならず
しも有効ではない事実にもかかわらず、この発明の化合
物のみが蒸解釜中のカルシウムスケールに対して少量の
添加濃度で顕著なスケール防止効果を有することは、た
とえこの発明の化合物が通常スケール防止効果を有する
ことが知られていても、そのことからは容易に予期し得
ない意外な効果であると考える。
As described above, by experiments such as differential heat, it was considered that the scale inhibitor was safe at high temperature in the past, and even a scale inhibitor that was actually effective under high temperature and high pressure in a boiler, etc. was added to the calcium scale in the digester. Notwithstanding the fact that increasing the concentration is not always effective, only the compounds according to the invention have a significant scale-inhibiting effect on the calcium scale in the digester with a small addition concentration, even though the invention Even if a compound is generally known to have a scale-inhibiting effect, it is considered to be an unexpected effect that cannot be easily predicted.

実施例3 蒸気取出口、,補給水口を備えたオートクレーブを使用
し、大阪市水を供給しながら、2日間試験を行なつた。
濃縮率は10倍,圧力は10kgf/cm2とした。試験終了後
検水を採取し、実施例1および2と同様の方法により、
カルシウム付着量を算出した。試験結果を第6表に示
す。
Example 3 An autoclave equipped with a steam outlet and a makeup water inlet was used and a test was conducted for 2 days while supplying water from Osaka City.
The concentration rate was 10 times, and the pressure was 10 kgf / cm 2 . After the completion of the test, sample water was collected and the same method as in Examples 1 and 2 was used.
The amount of adhered calcium was calculated. The test results are shown in Table 6.

[考察] 試験NO.4,5,8,9で示されるように公知のスケー
ル防止剤でも低添加濃度においては、充分なスケール防
止効果を有していないことがわかる。
[Discussion] As shown in Test Nos. 4, 5, 8 and 9, it is understood that even known scale inhibitors do not have a sufficient scale inhibiting effect at a low addition concentration.

より詳細には、一般にスケール防止剤として公知の試験
NO.4,5で示されるホスホノカルボン酸やポリアクリ
ル酸においても、低添加濃度では有効ではなく、試験N
O.6,7で示されるように有効なスケール防止効果を発
揮させる為には、10mg/の添加濃度が必要であること
がわかる。
More specifically, tests commonly known as scale inhibitors
Even with phosphonocarboxylic acids and polyacrylic acids shown as NO.
It can be seen that the addition concentration of 10 mg / is required to exert the effective scale preventing effect as shown in O.6 and 7.

そして試験NO.8で示されるように、特公昭58-53034号
公報によりボイラのスケール防止に有効とされるホスホ
ノカルボン酸とポリアクリル酸との併用においても低添
加濃度においては有効なスケール防止効果を発揮しない
ことがわかる。
And, as shown in Test No. 8, even in the combination of phosphonocarboxylic acid and polyacrylic acid, which is effective in preventing the scale of the boiler according to JP-B-58-53034, effective scale prevention is achieved at a low addition concentration. You can see that it is not effective.

又、試験NO.9で記されるように、特公昭53-20475号公
報によりボイラのスケール防止に有効とされるポリマレ
イン酸においても低添加濃度においては有効ではなく、
試験NO.10,11で示されるように有効なスケール防止効果
を発揮させる為には、10mg/の添加濃度が必要である
ことがわかる。
Further, as described in Test No. 9, polymaleic acid which is effective in preventing boiler scale according to Japanese Patent Publication No. 53-20475 is not effective at a low addition concentration,
As shown in Test Nos. 10 and 11, it is understood that the addition concentration of 10 mg / is necessary in order to exert the effective scale preventing effect.

以上、上記の公知のスケール防止剤のスケール防止効果
に比較して試験NO.2,3で示されるこの発明の化合物
であるビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホスフイン
酸及びその塩は3mg/と、試験例7,11で示される公
知のスケール防止剤の添加濃度の約1/3以下の濃度で
カルシウムスケールを充分に抑制していることがわか
る。
As described above, bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid and its salt, which are the compounds of the present invention shown in Test Nos. 2 and 3 in comparison with the scale preventing effect of the above-mentioned known scale inhibitors, are 3 mg / It can be seen that the calcium scale is sufficiently suppressed at a concentration of about 1/3 or less of the addition concentration of the known scale inhibitor shown in Test Examples 7 and 11.

(ハ)発明の効果 この発明の方法によれば、高温高圧系のカルシウム系ス
ケールの発生を特定の化合物を用いることにより顕著に
抑制又は防止することができる。かかる効果は従来の高
温高圧水系用のスケール防止剤や類似化合物に比例して
著しく優れたものであり、選択的な効果といえるもので
ある。そしてこの発明の方法により従来問題であつた15
0℃〜250℃の高温高圧水系のスケールトラブルを、簡便
にかつ低濃度で解消することが可能となり、ことに地熱
発電所における地熱熱水輸送管、木材蒸解水系及びボイ
ラ水系中におけるスケールトラブルを解消することがで
きる。
(C) Effect of the Invention According to the method of the present invention, the generation of high-temperature and high-pressure calcium-based scale can be significantly suppressed or prevented by using a specific compound. Such effects are remarkably excellent in proportion to conventional scale inhibitors for high-temperature high-pressure water systems and similar compounds, and can be said to be selective effects. And the method of the present invention has been a conventional problem.
It is possible to easily solve the scale trouble of high temperature and high pressure water system of 0 ℃ to 250 ℃ at low concentration, especially the scale trouble in the geothermal heat water transport pipe, wood cooking water system and boiler water system in the geothermal power plant. It can be resolved.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−11092(JP,A) 特開 昭58−25343(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-55-11092 (JP, A) JP-A-58-25343 (JP, A)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】150℃〜250℃の高温高圧水中に、分子量約
300〜1300のビス(ポリ−2−カルボキシエチル)ホス
フイン酸又はその塩を添加して、該高温高圧水中のスケ
ール発生を防止又は抑制することを特徴とする高温高圧
水系のスケール防止方法。
1. A molecular weight of about 150 ° C. to 250 ° C. in high temperature high pressure water.
A method for preventing scale in a high-temperature high-pressure water system, comprising adding 300 to 1300 bis (poly-2-carboxyethyl) phosphinic acid or a salt thereof to prevent or suppress the generation of scale in the high-temperature high-pressure water.
【請求項2】スケールがカルシウム系スケールである特
許請求の範囲第1項記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the scale is a calcium-based scale.
【請求項3】高温高圧水が地熱熱水である特許請求の範
囲第1項記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the high-temperature high-pressure water is geothermal hot water.
【請求項4】高温高圧水が、紙・パルプ工場における木
材を蒸解する蒸解釜における蒸解液である特許請求の範
囲第1項記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the high-temperature high-pressure water is a cooking liquor in a digester for digesting wood in a paper / pulp mill.
【請求項5】高温高圧水中への添加量が、0.1〜500mg/
である特許請求の範囲第1項記載の方法。
5. The amount added to high-temperature high-pressure water is 0.1 to 500 mg /
The method of claim 1 wherein:
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