ボイラ供給水精製装置
【課題】ボイラから排出するブローの量を削減することでボイラでの燃料の使用量を低減すること目的とする。
【解決手段】ボイラ６に供給するボイラ供給水を精製するボイラ供給水精製装置である。 処理水を純水に精製する純水装置１と、純水装置１を通過して純水になった処理水を通過させるポリシャー装置２とを備える。上記ポリシャー装置２には、陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２とが直列に配置されている。
【解決手段】ボイラ６に供給するボイラ供給水を精製するボイラ供給水精製装置である。 処理水を純水に精製する純水装置１と、純水装置１を通過して純水になった処理水を通過させるポリシャー装置２とを備える。上記ポリシャー装置２には、陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２とが直列に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに供給するボイラ供給水を精製（改質）するボイラ供給水精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ水のブローを抑制するために、例えば特許文献１に記載のように、ボイラに供給する水の調製を行っている。上記従来技術では、補給水を、ナトリウム型陽イオン交換樹脂を収納した硬水軟化装置、及びクロスフロー型ろ過装置で処理することで軟水化にして、ボイラでのブローの量を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８-１８０４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らが、ボイラに供給する供給水中のイオン成分を減少させることを目的として、下記のような純水装置に補給水である原水を通すことで製造された純水を、ボイラの供給水としてみた。
ここで、上記純水装置は、不純物を含んだイオン成分をＨ塔とＯＨ塔のイオン交換樹脂に吸着させ、それと入れ替わりにＨ+とＯＨ-を抽出して純水を作り出す装置である。
【０００５】
しかし、上記純水が供給されたボイラにおいて、純水装置で除去し切れなかったＮａやシリカがボイラに供給されていた。これらの不純物がボイラのドラム内で濃縮されることによって、ボイラ水のｐＨ濃度が過剰になりアルカリ腐食によるボイラチューブの腐食やスケールの付着による熱効率の低下を引き起こした。
これに対し、薬注量を変更したり、ボイラの濃縮倍率を下げるために連続的なブローの量を増やすことで不純物を系外へ排出して、上記アルカリ腐食やスケール付着の問題を解決できる。
【０００６】
しかし、連続ブローの量を増やすことは、ボイラの保有している熱量を捨てていることになるため、ボイラで使用する燃焼ガス（Ｂガス、Ｃガス）が増えてしまうといった問題があった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ボイラから排出するブローの量を削減することで、ボイラでの燃料の使用量を低減すること目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、ボイラに供給するボイラ供給水を精製するボイラ供給水精製装置であって、
処理水を純水に精製する純水装置と、純水装置を通過して純水になった処理水を通過させるポリシャー装置とを備え、上記ポリシャー装置には、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とが直列に配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記純水装置は、陽イオン交換樹脂を収容したＨ塔と、陰イオン交換樹脂を収容したＯＨ塔とが直列に接続されて構成されることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、 上記ポリシャー装置を通過後の処理水の電気伝導率が０．５６μＳ／ｃｍ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、純水装置によって純水にした供給水を、さらにポリシャー装置に通すことで、大幅に水質を良くすることが出来る。この結果、ボイラの連続的なブローの量を大幅に削減して、当該ボイラにおける燃料の使用量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るボイラ供給水精製装置を説明する概要構成図である。
【図２】純水装置で処理した後の処理水におけるＮａイオン濃度と電気伝導率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るボイラ供給水精製装置を説明する模式図である。
【００１２】
（構成）
本実施形態のボイラ供給水精製装置は、図１に示すように、上流側から純水装置１、及びポリシャー装置２が配置されて構成されている。符号９はろ過装置を示す。
本実施形態の純水装置１は、２床３塔型の純水装置１であって、上流側からＨ塔３、脱炭酸塔４、ＯＨ塔５の順番に配置されている。
【００１３】
Ｈ塔３内には強酸性陽イオン交換樹脂は充填されている。そのＨ塔３は、再生剤として塩酸のような鉱酸を用いて上記強酸性陽イオン交換樹脂を再生しながら、供給された水を酸性の処理水に精製する。
【００１４】
脱炭酸塔４は、Ｈ塔３の処理水中の遊離炭酸を除去した後の処理水をＯＨ塔５に送る。これによって、ＯＨ塔５の負担を軽減する。
ＯＨ塔５にはＯＨ型陰イオン交換樹脂が充填されている。そのＯＨ塔５は、脱炭酸塔４を介して供給された、Ｈ塔３での処理水である鉱酸酸性の処理水を中和して純水に精製する。
【００１５】
また、ポリシャー装置２には、陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２が直列に充填されている。ポリシャー装置２は、純水装置１で精製された処理水である純水を超純水に精製し、その超純水となった処理水をボイラ供給水として、直接若しくは貯蔵タンク（不図示）を介してボイラ６に供給可能となっている。
【００１６】
図１では、純水装置１とポリシャー装置２との間の接続路に第１の電導度計７を介装している。また、ポリシャー装置２の出側に第２の電導度計８を介装している。第１の電導度計７の計測値に基づき、純水装置１による処理水の電気伝導率を測定する。また、第２の電導度計８の計測値に基づき、ポリシャー装置２による処理水の電気伝導率を測定する。そして、測定した電気伝導率によってイオン交換樹脂に交換などの保守期間を決定する。
【００１７】
（動作や作用効果など）
ボイラ供給水精製装置に供給された原水は、ろ過装置９でろ過された後に純水装置１に供給され、処理によって純水となった処理水が、ポリシャー装置２に供給される。ここで、原水としては、水道水、工業用水、地下水などが例示できる。
【００１８】
ポリシャー装置２では、供給された純水である処理水を、陰イオン交換樹脂２１及び陽イオン交換樹脂２２に通すことで、超純水からなる処理水を精製し、その精製した処理水をボイラ供給水としてボイラ６に供給する。
ここで、上記純水装置１で精製された純水の電気伝導率は、３μＳ／ｃｍ前後の値となっている。図２に、処理水中の電気伝導率とＮａ濃度との関係を参考までに記載する。
【００１９】
そして、上記ポリシャー装置２で処理された超純水からなる処理水の電気伝導率は、充填する陰イオン交換樹脂２１及び陽イオン交換樹脂２２にもよるが、０．３μＳ／ｃｍ以下の値まで小さくできることを確認している。
ここで、本明細書における超純水は、電気伝導率が０．５６μＳ／ｃｍ以下の水と規定する。
【００２０】
以上のように、純水装置１で純水に精製した後に、ポリシャー装置２によって更に水質を向上させて、ボイラ６の供給する水の電気伝導率を大幅に小さくする。
これにより、純水中に含まれる不純物を低減できるため、ボイラ６内の水質に悪影響を及ぼすＮａやシリカ濃度を下げることができる。Ｎａやシリカ濃度の下げ幅の比率に応じてボイラ６の濃縮倍率を上げるので、上記Ｎａやシリカ濃度を下げることによって、不純物を系外へ排出するための連続的なブローの量が削減して、使用する熱量を回収することが可能となる。この結果、燃焼ガスの使用量の低減を図ることが出来る。
【実施例１】
【００２１】
上記実施形態のボイラ供給水精製装置を使用し、ポリシャー装置２の能力を決めるための試験を行った。ポリシャー装置２に充填する陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２として、Ｈ塔３及びＯＨ塔５にそれぞれ充填している陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２と同じイオン交換樹脂を採用した。
そして、採水初期と採水末期における、上記ＯＨ塔５の出側のサンプルと、ポリシャー装置２を通過した後のサンプルとをそれぞれ取得して、各サンプルのＮａ濃度を測定した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
この表１から分かるように、ポリシャー装置２を設けることで、ポリシャー装置２を設けない場合と比較して、Ｎａ濃度を１／１０以下に低減できることが確認できた。
このことは、ボイラ６内に供給される不純物が１／１０以下と大幅に低減できることと同義であることから、ボイラ６からの連続ブローの量も１／１０以下にすることが可能になると考えられる。なお、上記採水末期のポリシャー装置２出側におけるサンプルのＮａ濃度は、図２を参照すると、電気伝導率が０．３μＳ／ｃｍであることが分かる。すなわち、ポリシャー装置２に通して、電気伝導率が、０．３μＳ／ｃｍ以下とすることで、ボイラ６からの連続ブローの量を１／１０以下と大幅に減らせることが分かる。
【００２４】
また、図示していないが、電気伝導率を０．５６μＳ／ｃｍ以下となるように、ポリシャー装置２を調整することで、ボイラ６内に供給される不純物が１／５以下に低減できることを確認した。
以上のことから、ポリシャー装置２を通過後の電気伝導率を０．５６μＳ／ｃｍ以下に、好ましくは０．３μＳ／ｃｍ以下に設定することが好ましいことが分かる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 純水装置
２ ポリシャー装置
３ Ｈ塔
４ 脱炭酸塔
５ ＯＨ塔
６ ボイラ
９ ろ過装置
２１ 陰イオン交換樹脂
２２ 陽イオン交換樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラに供給するボイラ供給水を精製（改質）するボイラ供給水精製装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ水のブローを抑制するために、例えば特許文献１に記載のように、ボイラに供給する水の調製を行っている。上記従来技術では、補給水を、ナトリウム型陽イオン交換樹脂を収納した硬水軟化装置、及びクロスフロー型ろ過装置で処理することで軟水化にして、ボイラでのブローの量を抑制することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８-１８０４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らが、ボイラに供給する供給水中のイオン成分を減少させることを目的として、下記のような純水装置に補給水である原水を通すことで製造された純水を、ボイラの供給水としてみた。
ここで、上記純水装置は、不純物を含んだイオン成分をＨ塔とＯＨ塔のイオン交換樹脂に吸着させ、それと入れ替わりにＨ+とＯＨ-を抽出して純水を作り出す装置である。
【０００５】
しかし、上記純水が供給されたボイラにおいて、純水装置で除去し切れなかったＮａやシリカがボイラに供給されていた。これらの不純物がボイラのドラム内で濃縮されることによって、ボイラ水のｐＨ濃度が過剰になりアルカリ腐食によるボイラチューブの腐食やスケールの付着による熱効率の低下を引き起こした。
これに対し、薬注量を変更したり、ボイラの濃縮倍率を下げるために連続的なブローの量を増やすことで不純物を系外へ排出して、上記アルカリ腐食やスケール付着の問題を解決できる。
【０００６】
しかし、連続ブローの量を増やすことは、ボイラの保有している熱量を捨てていることになるため、ボイラで使用する燃焼ガス（Ｂガス、Ｃガス）が増えてしまうといった問題があった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ボイラから排出するブローの量を削減することで、ボイラでの燃料の使用量を低減すること目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、ボイラに供給するボイラ供給水を精製するボイラ供給水精製装置であって、
処理水を純水に精製する純水装置と、純水装置を通過して純水になった処理水を通過させるポリシャー装置とを備え、上記ポリシャー装置には、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とが直列に配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記純水装置は、陽イオン交換樹脂を収容したＨ塔と、陰イオン交換樹脂を収容したＯＨ塔とが直列に接続されて構成されることを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載した構成に対し、 上記ポリシャー装置を通過後の処理水の電気伝導率が０．５６μＳ／ｃｍ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、純水装置によって純水にした供給水を、さらにポリシャー装置に通すことで、大幅に水質を良くすることが出来る。この結果、ボイラの連続的なブローの量を大幅に削減して、当該ボイラにおける燃料の使用量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るボイラ供給水精製装置を説明する概要構成図である。
【図２】純水装置で処理した後の処理水におけるＮａイオン濃度と電気伝導率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るボイラ供給水精製装置を説明する模式図である。
【００１２】
（構成）
本実施形態のボイラ供給水精製装置は、図１に示すように、上流側から純水装置１、及びポリシャー装置２が配置されて構成されている。符号９はろ過装置を示す。
本実施形態の純水装置１は、２床３塔型の純水装置１であって、上流側からＨ塔３、脱炭酸塔４、ＯＨ塔５の順番に配置されている。
【００１３】
Ｈ塔３内には強酸性陽イオン交換樹脂は充填されている。そのＨ塔３は、再生剤として塩酸のような鉱酸を用いて上記強酸性陽イオン交換樹脂を再生しながら、供給された水を酸性の処理水に精製する。
【００１４】
脱炭酸塔４は、Ｈ塔３の処理水中の遊離炭酸を除去した後の処理水をＯＨ塔５に送る。これによって、ＯＨ塔５の負担を軽減する。
ＯＨ塔５にはＯＨ型陰イオン交換樹脂が充填されている。そのＯＨ塔５は、脱炭酸塔４を介して供給された、Ｈ塔３での処理水である鉱酸酸性の処理水を中和して純水に精製する。
【００１５】
また、ポリシャー装置２には、陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２が直列に充填されている。ポリシャー装置２は、純水装置１で精製された処理水である純水を超純水に精製し、その超純水となった処理水をボイラ供給水として、直接若しくは貯蔵タンク（不図示）を介してボイラ６に供給可能となっている。
【００１６】
図１では、純水装置１とポリシャー装置２との間の接続路に第１の電導度計７を介装している。また、ポリシャー装置２の出側に第２の電導度計８を介装している。第１の電導度計７の計測値に基づき、純水装置１による処理水の電気伝導率を測定する。また、第２の電導度計８の計測値に基づき、ポリシャー装置２による処理水の電気伝導率を測定する。そして、測定した電気伝導率によってイオン交換樹脂に交換などの保守期間を決定する。
【００１７】
（動作や作用効果など）
ボイラ供給水精製装置に供給された原水は、ろ過装置９でろ過された後に純水装置１に供給され、処理によって純水となった処理水が、ポリシャー装置２に供給される。ここで、原水としては、水道水、工業用水、地下水などが例示できる。
【００１８】
ポリシャー装置２では、供給された純水である処理水を、陰イオン交換樹脂２１及び陽イオン交換樹脂２２に通すことで、超純水からなる処理水を精製し、その精製した処理水をボイラ供給水としてボイラ６に供給する。
ここで、上記純水装置１で精製された純水の電気伝導率は、３μＳ／ｃｍ前後の値となっている。図２に、処理水中の電気伝導率とＮａ濃度との関係を参考までに記載する。
【００１９】
そして、上記ポリシャー装置２で処理された超純水からなる処理水の電気伝導率は、充填する陰イオン交換樹脂２１及び陽イオン交換樹脂２２にもよるが、０．３μＳ／ｃｍ以下の値まで小さくできることを確認している。
ここで、本明細書における超純水は、電気伝導率が０．５６μＳ／ｃｍ以下の水と規定する。
【００２０】
以上のように、純水装置１で純水に精製した後に、ポリシャー装置２によって更に水質を向上させて、ボイラ６の供給する水の電気伝導率を大幅に小さくする。
これにより、純水中に含まれる不純物を低減できるため、ボイラ６内の水質に悪影響を及ぼすＮａやシリカ濃度を下げることができる。Ｎａやシリカ濃度の下げ幅の比率に応じてボイラ６の濃縮倍率を上げるので、上記Ｎａやシリカ濃度を下げることによって、不純物を系外へ排出するための連続的なブローの量が削減して、使用する熱量を回収することが可能となる。この結果、燃焼ガスの使用量の低減を図ることが出来る。
【実施例１】
【００２１】
上記実施形態のボイラ供給水精製装置を使用し、ポリシャー装置２の能力を決めるための試験を行った。ポリシャー装置２に充填する陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２として、Ｈ塔３及びＯＨ塔５にそれぞれ充填している陰イオン交換樹脂２１と陽イオン交換樹脂２２と同じイオン交換樹脂を採用した。
そして、採水初期と採水末期における、上記ＯＨ塔５の出側のサンプルと、ポリシャー装置２を通過した後のサンプルとをそれぞれ取得して、各サンプルのＮａ濃度を測定した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
この表１から分かるように、ポリシャー装置２を設けることで、ポリシャー装置２を設けない場合と比較して、Ｎａ濃度を１／１０以下に低減できることが確認できた。
このことは、ボイラ６内に供給される不純物が１／１０以下と大幅に低減できることと同義であることから、ボイラ６からの連続ブローの量も１／１０以下にすることが可能になると考えられる。なお、上記採水末期のポリシャー装置２出側におけるサンプルのＮａ濃度は、図２を参照すると、電気伝導率が０．３μＳ／ｃｍであることが分かる。すなわち、ポリシャー装置２に通して、電気伝導率が、０．３μＳ／ｃｍ以下とすることで、ボイラ６からの連続ブローの量を１／１０以下と大幅に減らせることが分かる。
【００２４】
また、図示していないが、電気伝導率を０．５６μＳ／ｃｍ以下となるように、ポリシャー装置２を調整することで、ボイラ６内に供給される不純物が１／５以下に低減できることを確認した。
以上のことから、ポリシャー装置２を通過後の電気伝導率を０．５６μＳ／ｃｍ以下に、好ましくは０．３μＳ／ｃｍ以下に設定することが好ましいことが分かる。
【符号の説明】
【００２５】
１ 純水装置
２ ポリシャー装置
３ Ｈ塔
４ 脱炭酸塔
５ ＯＨ塔
６ ボイラ
９ ろ過装置
２１ 陰イオン交換樹脂
２２ 陽イオン交換樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラに供給するボイラ供給水を精製するボイラ供給水精製装置であって、
処理水を純水に精製する純水装置と、純水装置を通過して純水になった処理水を通過させるポリシャー装置とを備え、上記ポリシャー装置には、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とが直列に配置されていることを特徴とするボイラ供給水精製装置。
【請求項２】
上記純水装置は、陽イオン交換樹脂を収容したＨ塔と、陰イオン交換樹脂を収容したＯＨ塔とが直列に接続されて構成されることを特徴とする請求項１に記載したボイラ供給水精製装置。
【請求項３】
上記ポリシャー装置を通過後の処理水の電気伝導率が０．５６μＳ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したボイラ供給水精製装置。
【請求項１】
ボイラに供給するボイラ供給水を精製するボイラ供給水精製装置であって、
処理水を純水に精製する純水装置と、純水装置を通過して純水になった処理水を通過させるポリシャー装置とを備え、上記ポリシャー装置には、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂とが直列に配置されていることを特徴とするボイラ供給水精製装置。
【請求項２】
上記純水装置は、陽イオン交換樹脂を収容したＨ塔と、陰イオン交換樹脂を収容したＯＨ塔とが直列に接続されて構成されることを特徴とする請求項１に記載したボイラ供給水精製装置。
【請求項３】
上記ポリシャー装置を通過後の処理水の電気伝導率が０．５６μＳ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したボイラ供給水精製装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１９６６１３（Ｐ２０１１−１９６６１３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４１４６（Ｐ２０１０−６４１４６）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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