专利名称：冷却水系统的垢防止方法
技术领域：
本发明涉及ー种冷却水系统的垢防止方法，尤其涉及一种通过不使用磷化合物的水处理而能够有效地防止冷却水系统的碳酸钙垢的生成的方法。
背景技术：
当垢附着在冷却水系统的热交換器等上时，就会发生因传热障碍而产生的效率下降及性能不良。垢向配管的附着导致流路狭窄，使泵喷出压上升。当垢进ー步大量地附着时，配管就会堵塞。以往，在防止冷却水系统中的碳酸钙垢的析出时，进行了并用膦酸、聚合磷酸等的磷化合物和水溶性聚合物的处理(例如，专利文献I)。然而，由于近年来的降低环境负荷的趋势，在冷却水系统的水处理中磷化合物的使用受到严格限制，因此，希望不使用磷化合物的垢防止技木。另外，同吋，为了节水及削减排放水(blow water)排出量，冷却水系统的高浓缩运转的要求也提高，然而，由于在以往的水处理中CSI (碳酸钙的临界饱和指数)低，因此为了防止碳酸钙垢的产生，需要降低浓缩度，维持钙硬度低。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平9-174092号公报
发明内容
发明要解决的课题本发明的课题在于提供一种通过不使用磷化合物的水处理有效地防止冷却水系统的碳酸钙垢的生成的冷却水系统的垢防止方法。用于解决课题的方法本发明人等为解决上述课题反复专心研究的结果发现，通过并用水溶性聚合物和锌化合物，能够提高水系统的CSI，提高碳酸钙垢的抑制效果，能够节水、削減排水量。本发明是基于上述发现而实现的，本发明(技术方案I)的冷却水系统的垢防止方法，其向冷却水系统中添加水溶性聚合物和锌化合物，其特征在于，添加锌化合物使该冷却水系统的锌浓度成为0. 5 3mg/L，并且添加水溶性聚合物使水溶性聚合物浓度成为2 50mg-固体成分/し技术方案2的冷却水系统的垢防止方法，其特征在于，在技术方案I中，所述冷却水系统是进行无磷的锌处理的冷却水系统。发明效果根据本发明，通过不使用磷化合物而并用添加水溶性聚合物和锌化合物，水系统的CSI上升，即使是高钙硬度的水系统，也能够有效地防止冷却水系统的垢尤其是碳酸钙垢的生成。本发明通过并用水溶性聚合物和锌化合物所产生的垢防止效果的作用机理的具、体情况并不清楚，但推定为是能通过水溶性聚合物的垢分散功能和锌引起的碳酸钙结晶的成长阻碍作用抑制了碳酸钙垢的产生。根据本发明，通过并用水溶性聚合物和锌化合物而带来的优异的垢防止效果，使高浓缩运转成为可能，且使节水、排水量的降低成为可能。
图I是表示实施例I 4及比较例1、2的结果(CSI值)的图表。图2是表示实施例5 10及比较例3 8的结果(CSI值)的图表。
具体实施例方式以下详细地说明本发明的冷却水系统的垢防止方法的实施方式。
本发明中，在冷却水系统中添加水溶性聚合物和锌化合物来防止冷却水系统的垢。作为锌化合物没有特别限制，通常能采用硫酸锌、氯化锌。这些锌化合物可以单独采用I种，也可并用2种以上。作为水溶性聚合物也没有特别限制，能够作为冷却水系统的垢防止剂而采用的物质都能适于采用。例如，可举出平均分子量是5000 50000的低分子量的水溶性聚合物且是选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、HAPS (2-羟基-3-烯丙氧基-I-丙烷磺酸)、马来酸、AMPS (2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)、HEMA(2-羟基こ基甲基丙烯酸酯)、丙烯酸甲酷、苯こ烯磺酸、异丁烯所组成的组中的I种或2种以上的单体聚合或共聚而成的均聚物或共聚物，优选是选自由丙烯酸、甲基丙烯酸、HAPS、马来酸、AMPS、异丁烯所组成的组中的I种或2种以上的单体聚合或共聚而成的均聚物或共聚物。作为低分子水溶性聚合物，特别是优选马来酸或丙烯酸的均聚物、丙烯酸与HAPS的摩尔比20 80 80 20的共聚物、丙烯酰胺与AMPS的摩尔比20 80 80 20的共聚物、或马来酸与异丁烯的摩尔比50 80 50 20的共聚物等。这些水溶性聚合物既可单独采用I种，也可并用2种以上。本发明中，锌化合物向冷却水系统的添加量设定为冷却水系统中的锌浓度为0. 5 3mg/L的量。当锌浓度比0. 5mg/L少时，不能充分获得锌的添加效果，当锌浓度比3mg/L多时，容易产生锌盐的垢。另外，水溶性聚合物以如下方式添加作为冷却水系统中的水溶性聚合物的固体成分浓度，为2 50mg/L，优选为10 20mg/L。水溶性聚合物的浓度不足2mg/L吋，不能充分获得水溶性聚合物的垢分散效果，当超过50mg/L时，容易引起水溶性聚合物的凝胶化、冷却水的发泡。本发明中，通过如此地并用锌化合物和水溶性聚合物能够获得良好的垢防止效果，因此，本发明可优选适用于，不添加成为排水限制问题的膦酸等的磷化合物的无磷的锌处理的冷却水系统。另外，根据本发明，通过并用了锌化合物和水溶性聚合物而引起了 CSI上升，即使在高钙硬度的冷却水系统中，也能够有效地获得垢防止效果。因此，在钙硬度l，000mg-CaC03/L程度的冷却水系统中也能够有效地适用本发明，而优选的是，本发明所适用的冷却水系统的钙硬度为500mg-CaC03/L以下。实施例下面，列举实施例来更具体地说明本发明。 在以下的实施例及比较例中，作为水溶性聚合物采用了以下物质。 丙烯酸树脂(AA)与2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸( AMPS)的共聚物，分子量10,000，AA与AMPS的摩尔比是4 I (以下简记为“AA/AMPS”) 丙烯酸树脂(AA)与3-烯丙氧基-2-羟基丙烷磺酸(HAPS)的共聚物，分子量5，000，AA与HAPS的摩尔比是4 I (以下简记为“AA/HAPS”) 马来酸(MA)的均聚物(分子量500，以下简记为“PMA”) 丙烯酸树脂(AA)的均聚物(分子量5，000,以下简记为“PAA”) 异丁烯(IB)与马来酸(MA)的共聚物，分子量15,000，IB与MA的摩尔比是I 1(以下，简记为“IB/MA”)试验依照下述方法进行。I)试验条件试验装置恒温水槽，500mL螺纹ロ瓶时间20小时温度50°C试验水质钙硬度300mg_CaC03/L，酸消耗量pH4. 82)评价步骤(I)向500mL螺纹ロ瓶中加入超纯水(从500mL减去各试剂添加量后的量)。(2)进而，添加2. 5重量％钙硬度(硝酸钙)水溶液(6mL)、水溶性聚合物水溶液(必要量mL)、硫酸锌水溶液(必要量mL)、酸消耗量(pH4. 8)(碳酸氢钠)水溶液^mL)后，用0. 01 IN的NaOH或硫酸进行pH调整。(3)接下来，作为种晶添加0. 5重量％的碳酸钙水溶液(IOmL)。(4)将螺纹ロ瓶放入50 0C的恒温水槽静置。(5)20小时后，用0.22iimGSWP微孔过滤器过滤螺纹ロ瓶内的试验水100 150mLo(6)测定滤液的钙硬度。(7)在温度下降到30°C后測定螺纹ロ瓶内的残液的pH。(8)计算试验后的SI (朗格利尔指数)，将极大值作为CSI。[实施例I 4，比较例I、2]作为水溶性聚合物，添加AA/HAPS 15mg-固体成分/L，并且使锌浓度为Omg/L (比较例I)、0. 2mg/L(比较例2)、0. 5mg/L(实施例I)、lmg/L(实施例2)、2mg/L(实施例3)或3mg/L(实施例4)进行试验，将试验时的CSI值表示在图I中。如图I所示，在锌浓度0. 5 3mg/L时CSI的上升显著，与未添加锌的情况相比，最大上升0. 4。[实施例5 10，比较例3 8]作为水溶性聚合物，将表I所示的物质按表I所示的浓度添加，并且使锌浓度为2mg/L(实施例5 10)和未添加锌(比较例3 8)进行试验，将试验时的CSI值表示在图2中。表I
权利要求
1.ー种冷却水系统的垢防止方法，其向冷却水系统中添加水溶性聚合物和锌化合物，其特征在于，添加锌化合物使该冷却水系统中的锌浓度成为0. 5 3mg/L，并且，添加水溶性聚合物使水溶性聚合物浓度成为2 50mg-固体成分/L。
2.根据权利要求I所述的冷却水系统的垢防止方法，其特征在于，所述冷却水系统是进行无磷的锌处理的冷却水系统。
全文摘要
本发明的目的是提供一种冷却水系统的垢防止方法，其通过不使用磷化合物的水处理有效地防止冷却水系统中的碳酸钙垢的生成。该冷却水系统的垢防止方法，向冷却水系统中添加水溶性聚合物和锌化合物，其中，添加锌化合物使该冷却水系统的锌浓度成为0.5～3mg/L，并且添加水溶性聚合物使水溶性聚合物浓度成为2～50mg-固体成分/L。通过不使用磷化合物，而并用添加水溶性聚合物和锌化合物，水系统的CSI上升，即使是高钙硬度的水系统，也能够有效地防止冷却水系统的垢尤其是碳酸钙垢的生成。
文档编号C02F5/10GK102730849SQ20121008955
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月27日 优先权日2011年3月30日
发明者村野靖 申请人:栗田工业株式会社