復水処理方法及び復水処理装置
【課題】混床式の脱塩塔を用いることなく、有機酸を良好に除去することが可能な復水処理方法及び復水処理装置を提供する。
【解決手段】ボイラの復水の少なくとも一部をイオン交換樹脂で処理した後、前記ボイラに給水する復水処理方法であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理方法。ボイラ復水中の有機酸をアニオン交換樹脂で除去するため、混床式の脱塩塔を設置することなく有機酸を除去することができる。また、ボイラ水中にｐＨ調整剤等としてアミン等が添加されている場合には、アニオン交換樹脂による有機酸の除去処理時にアミン等まで除去されることが防止される。
【解決手段】ボイラの復水の少なくとも一部をイオン交換樹脂で処理した後、前記ボイラに給水する復水処理方法であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理方法。ボイラ復水中の有機酸をアニオン交換樹脂で除去するため、混床式の脱塩塔を設置することなく有機酸を除去することができる。また、ボイラ水中にｐＨ調整剤等としてアミン等が添加されている場合には、アニオン交換樹脂による有機酸の除去処理時にアミン等まで除去されることが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機酸を含む復水を処理する復水処理方法及び復水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ用水には、イオン交換水や脱塩水が主に使用されている。このボイラ用水は、ボイラ給水としてボイラに供給されて蒸気とされ、蒸気タービンで発電に利用等された後、凝縮して復水となる。この復水はボイラ給水として循環使用される。
【０００３】
これらボイラや蒸気タービン等を備えたボイラ設備において、ボイラ缶水中に有機酸が生じ、ｐＨを低下させて腐食の原因になるという問題がある。
すなわち、ボイラ用水に含まれる有機物がボイラ設備に持ち込まれ、分解して有機酸が生じることがある。また、ボイラ缶水に添加した有機系脱酸素剤に起因して有機酸が生じることもある。ボイラ缶水のｐＨを低下させる有機酸はボイラ缶水のみならず、蒸気と同伴して復水中に移行し、その後再びボイラ給水へと移行するため、系内を循環し、濃縮される。特に、省エネルギーや節水を意図したブロー量の低減により、有機酸はより濃縮する。これら有機酸がボイラ水のｐＨを低下させることにより、鉄等の金属が溶出し、腐食が進行する。
【０００４】
有機酸はボイラ缶水中で濃縮され易いため、ボイラ缶体の腐食対策として、ｐＨ調整剤として、リン酸塩系清缶剤（リン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合品）が用いられている。
しかしながら、このようなリン酸塩系清缶剤を用いても、依然としてボイラ用水から持ち込まれる有機物や有機系脱酸素剤に起因する有機酸によるボイラ缶水のｐＨ低下を防止することはできない。また、Ｎａ／ＰＯ4のモル比が３以上のリン酸塩系清缶剤（リン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合品）を使用すると、リン酸塩のハイドアウト現象（ボイラの伝熱面負荷の高負荷時にボイラ水中のリン酸塩の濃度が上昇し、負荷が下がると元の濃度に戻る現象）が生じ、ボイラ部における熱伝達を阻害する等の悪影響を及ぼすおそれがある。さらに、アルカリ腐食の発生も懸念される。
【０００５】
また、有機酸による腐食の別の防止対策として、特許文献１には、混床式の脱塩塔を用いて有機酸を除去することが開示されている。
すなわち、火力発電所や原子力発電所では、通常、復水をボイラ給水として再利用するための復水脱塩装置として、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂が混合状態で充填された混床式の脱塩塔が、複数個並列に設置されている（同文献の第０００２段落）。この混床式の脱塩塔に対して、復水をアルカリ性の状態で通水することにより、有機酸が高効率にて除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−４７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の有機酸除去方法には、混床式の脱塩塔を設置する必要がある、ｐＨ調整剤の添加量が著しく増大する、等の問題がある。
すなわち、同文献が対象としているボイラ設備は、火力発電所や原子力発電所のような、混床式の脱塩塔を有するボイラ設備である。これら火力発電所のような超臨界クラスボイラや原子力発電所のボイラでは、復水器の冷却水に使用している海水、原料、製品等がボイラ水にリークしたときに、ボイラ水のｐＨが著しく低下する。このような汚染物のボイラ水への混入に対処するために、混床式の脱塩塔が設置されている。これに対し、亜臨界クラス以下の民間自家発電ボイラ設備では、復水器の冷却水として海水等は使用されていないケースが大半であるため、冷却水がボイラ水にリークしてもボイラ水の著しいｐＨ低下は生じ難く、混床式の脱塩塔は設置されていない。このような海水混入のおそれのないボイラ設備に混床式の脱塩塔を設置すると、設備費が高くつく。
また、この混床式の脱塩塔は、有機酸を除去するのみならず、アミンやアンモニア等（以下、アミン等と称することがある。）のｐＨ調整剤までをも除去する。すなわち、脱塩塔内のカチオン交換樹脂が、アミン等のｐＨ調整剤を除去してしまう。そのため、カチオン交換樹脂で除去された分のアミン等をボイラ水に補給する必要があり、薬剤コストが高くつく等の問題がある。
【０００８】
本発明は、特許文献１のような混床式の脱塩塔を用いることなく、有機酸を良好に除去することが可能な復水処理方法及び復水処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ボイラの復水をアニオン交換樹脂で処理することにより、混床式の脱塩塔を設置することなく有機酸を良好に除去できることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、以下を提供するものである。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（８）を提供するものである。
（１）ボイラの復水の少なくとも一部をイオン交換樹脂で処理した後、前記ボイラに給水する復水処理方法であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理方法。
（２）前記復水の少なくとも一部を、補給水と混合した後に前記アニオン交換樹脂で処理する（１）に記載の復水処理方法。
（３）前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する（２）に記載の復水処理方法。
（４）前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理した後に脱炭酸処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する（２）に記載の復水処理方法。
（５）イオン交換樹脂が収容されたイオン交換塔と、ボイラの復水を前記イオン交換塔に供給する復水管と、前記イオン交換塔で処理された処理水をボイラに供給する給水管とを有する復水処理装置であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理装置。
（６）前記復水管に接続された補給水供給管を有する（５）に記載の復水処理装置。
（７）前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔が設けられている（６）に記載の復水処理装置。
（８）前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔と脱炭酸塔とが、前記給水管との接続箇所と遠い側からこの順に設けられている（６）に記載の復水処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、ボイラ復水中の有機酸をアニオン交換樹脂で除去する。このため、混床式の脱塩塔を設置することなく有機酸を除去することができる。また、ボイラ水中にｐＨ調整剤等としてアミン等が添加されている場合には、アニオン交換樹脂による有機酸の除去処理時にアミン等まで除去されることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
【図２】第１の実施の形態の変形例に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
【図３】第２の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
【図４】比較例１の試験用テストボイラ設備を説明する系統図である。
【図５】比較例３の試験用テストボイラ設備を説明する系統図である。
【図６】実施例１の試験用テストボイラ設備を説明する系統図である。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
本発明の実施の形態を詳細に説明する。第１図は第１の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
（復水処理装置及びボイラ設備）
先ず、本実施の形態に係る復水処理装置を備えたボイラ設備について説明する。ボイラ１の流出口が配管１１を介して発電タービン２の流入口に接続され、発電タービン２の流出口が配管１２を介してアニオン交換塔３の流入口に接続され、アニオン交換塔３の流出口が配管１３を介してボイラ１の流入口に接続されている。配管１２の途中に、プロセス熱交換器５及び復水冷却用熱交換器８が設けられている。配管１３の途中に、補給水供給配管１４が接続されている。また、配管１３のうち補給水供給配管１４よりもボイラ１側に、配管１５を介して薬剤タンク４が接続されている。ボイラ１にはブロー配管１６が接続されている。
【００１３】
上記ボイラ１としては、民間自家発電ボイラ等の亜臨界クラス以下（圧力１７ＭＰａ以下、温度３５０℃以下）のボイラが好適に用いられる。
上記アニオン交換塔３内には、アニオン交換樹脂が収容されている。このアニオン交換樹脂には特に制限はなく、公知のものを使用することができるが、好ましくはＯＨ形のアニオン交換樹脂（ＲＮＲ3ＯＨ）が使用される。
上記薬剤タンク４内には、金属の腐食防止剤としてアミン及びアンモニアの少なくとも１種が貯留されている。このアミンとしては、好ましくはモノエタノールアミン、モルホリン、メトキシプロパノールアミン等の揮発性アミン等が使用される。
これらの装置１〜４及び配管１１〜１６によりボイラ設備２０が構成されている。また、これらアニオン交換樹脂３、薬剤タンク４及び配管１２，１３，１５により復水処理装置２１が構成されている。
【００１４】
（復水処理方法及びボイラ設備の運転方法）
次に、本実施の形態に係る復水処理方法及びボイラ設備の運転方法を説明する。アニオン交換塔３から流出する復水が、補給水と混合される。この復水と補給水との混合水に対して、ｐＨを調整するために薬剤タンク４内の薬剤が添加された後、ボイラ給水としてボイラ１に供給される。
このボイラ給水のｐＨは、ボイラ設備２０の運転条件にもよるが、好ましくはｐＨ８〜１０、より好ましくは８．８〜９．７に調整される。この範囲の下限値以上であると、鉄や銅等の金属の水酸化物及び酸化物が保護皮膜となり腐食が低減する。この範囲の上限値以下であると、保護皮膜を再溶解することが防止される。このようにｐＨを調整するための薬剤の添加量は、薬剤の種類及びボイラ設備２０の運転条件によるが、ボイラ給水に対して、例えば０．０１〜１００ｍｇ／ｌ、好ましくは０．１〜２０ｍｇ／ｌである。
【００１５】
このボイラ１において、ボイラ給水から蒸気が製造される。この蒸気は発電タービン２に供給される。このボイラ１内のボイラ缶水の一部が、ブロー配管１６を介して系外にブローされる。
このボイラ缶水は、濃縮倍数が所定範囲内となるように管理されることが好ましい。ここで濃縮倍数Ｎは、Ｎ＝１００／Ｂ（Ｂはブロー率）で表すことができる。したがって、この濃縮倍数Ｎは、ブロー配管１６からのボイラ缶水のブロー率Ｂ（％）を制御することにより管理することができる。ここでブロー率Ｂ（％）は、以下の数式により算出される。
Ｂ（％）＝Ｗ／Ｆ×１００
この濃縮度は、好ましくは１０〜１０００倍であり、より好ましくは２０〜５００倍である。この範囲の下限値以上であると、ブロー率が低減し、節水が図られる。この範囲の上限値以下であると、腐食性物質の濃縮による腐食やキャリオーバが抑制される。ブロー率には特に制限はなく、例えば０．１〜１０％程度である。
このブロー配管１６からのブローは、連続的に行ってもよく、所定の間隔をおいて間欠的に行ってもよく、ボイラ缶水の水質が所定のレベルよりも悪化したときに行ってもよい。
【００１６】
この発電タービン２に供給された蒸気は、発電に利用される。
この発電タービン２で使用された蒸気は、発電タービン２から流出し、プロセス熱交換器５及び復水冷却用熱交換器８で冷却される。この復水冷却用熱交換器８により、復水はアニオン交換塔３内のアニオン交換樹脂の耐熱温度（例えば６０℃）以下に冷却される。これにより、アニオン交換樹脂塔３のアニオン交換樹脂の熱劣化が抑制され、アニオン交換樹脂の寿命が長くなる。
【００１７】
熱交換器５及び８で冷却された復水は、アニオン交換塔３に供給され、復水中の有機酸が除去される。
すなわち、補給水と共にボイラ設備２０内に持ち込まれた有機物の一部や薬剤タンク４からボイラ給水に添加されたアミンの一部がボイラ内で分解し、蟻酸、酢酸などの有機酸が生成する。よって、アニオン交換塔３に供給される復水内には有機酸が存在する。これらの有機酸は、一般的には陰イオンとして存在するため、アニオン交換塔３内のアニオン交換樹脂によって除去される。
なお、このアニオン交換塔３内にはアニオン交換樹脂が収納されているが、カチオン交換樹脂は収納されていない。このため、ｐＨ調整剤として添加したアミンがカチオン交換樹脂によって除去されてしまうことが防止される。これにより、薬剤タンク４からのアミンの添加量が大幅に低減され、薬剤コストの低減が図られる。
【００１８】
このアニオン交換処理された復水は、ボイラ缶水のブロー等によって系外に排出されたり、プロセスで使用された分だけ補給水が添加され、さらに薬剤タンク４から薬剤が添加された後、再度ボイラ１に供給される。このようにして、ボイラ水はボイラ設備２０内を循環する。
この補給水は、連続的に復水に添加してもよく、所定の時間をおいて定期的に添加してもよく、ボイラ給復水の水質が所定のレベルよりも悪化したときに添加してもよい。
このボイラ設備において、復水回収率には特に限定はないが、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上である。この範囲の下限値以上であると、節水が図られる。
【００１９】
本実施の形態では、補給水がアニオン交換樹脂塔３の下流側で添加されるため、上流側で添加される場合と比べて、アニオン交換樹脂塔３への通水量が減少し、アニオン交換樹脂塔３の負荷が低減される。
【００２０】
＜第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態において、薬剤の添加箇所には特に限定はなく、薬剤は配管１３のうち補給水よりも上流側で添加してもよい。また、配管１２のうち熱交換器５よりも上流や下流で添加してもよく、ボイラ１内に添加してもよく、これらの２箇所以上で添加してもよい。
上記実施の形態においては、薬剤としてアミン及びアンモニアの少なくとも１種を添加しているが、それに加え又はそれに代えて、リン酸ナトリウム等の他の薬剤を添加してもよい。例えば、リン酸ナトリウムをＮａ／ＰＯ4モル比で好ましくは３．０以下となるように添加してもよい。この範囲内とすることにより、アルカリ腐食の発生が防止される。このＮａ／ＰＯ4モル比は、より好ましくは２．６〜２．８である。
【００２１】
第２図のように、補給水供給配管１４は配管１２の途中に接続してもよい。この場合、発電タービン２からの復水が、補給水によって冷却されてからアニオン交換樹脂塔３内に供給されることになる。これにより、プロセス熱交換器５の出口における水温が高い（例えば６０℃を超える）場合でも、復水冷却用熱交換器８を設けることなくアニオン交換樹脂の熱劣化を防止することができる。なお、第２図は、第１図において復水冷却用熱交換器８を省略し、かつ補給水供給配管１４を配管１２のうちプロセス熱交換器５よりも下流側に設置したものである。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
第３図は第２の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
（復水処理装置及びボイラ設備）
先ず、本実施の形態に係る復水処理装置を備えたボイラ設備について説明する。ボイラ１の流出口が配管３１を介して発電タービン２の流入口に接続され、発電タービン２の流出口が配管３２を介してアニオン交換塔３の流入口に接続され、アニオン交換塔３の流出口が配管３３を介してボイラ１の流入口に接続されている。配管３２の途中に、プロセス熱交換器５及び補給水供給配管３４が接続されている。この配管３４の途中には、配管３２に遠い側から順に、カチオン交換樹脂塔６及び脱炭酸塔７が設けられている。配管３３の途中に、配管３５を介して薬剤タンク４が接続されている。ボイラ１にはブロー配管３６が接続されている。
【００２３】
上記カチオン樹脂交換塔６内には、カチオン交換樹脂が収容されている。このカチオン交換樹脂には特に制限はなく、公知のものを使用することができるが、好ましくはＨ形、ＮＨ4型、モノエタノールアミン（ＥＴＡ）等のアミン形のカチオン交換樹脂が使用される。
これらの装置１〜４，６〜７及び配管３１〜３６によりボイラ設備４０が構成されている。これらアニオン交換樹脂３、薬剤タンク４及び配管３２，３３，３５により復水処理装置４１が構成されている。これらカチオン交換樹脂塔６、脱炭酸塔７及びアニオン交換樹脂塔３により、二床三塔式純水製造装置が構成されている。なお、装置１〜４は、第１の実施の形態のものと同一である。
【００２４】
（復水処理方法及びボイラ設備の運転方法）
次に、本実施の形態に係る復水処理方法を説明する。アニオン交換塔３から流出する復水が、ｐＨ調整のために薬剤タンク４内の薬剤を添加された後、ボイラ給水としてボイラ１に供給される。このボイラ給水のｐＨ、薬剤の種類や添加量等の詳細は、第１の実施の形態と同様である。
次いで、第１の実施の形態と同様にして、ボイラ１内で製造された蒸気が発電タービン２に供給されて発電に利用され、ボイラ缶水の一部がブローされる。濃縮度、ブロー率及び復水回収率の詳細は、第１の実施の形態と同様である。
【００２５】
この発電タービン２から流出する蒸気はプロセス熱交換器５を経て復水となり、補給水と混合された後に、アニオン交換塔３に供給される。
ここで、この補給水は、カチオン交換樹脂塔６を通過してカチオン（Ｎａ+，Ｍｇ2+、Ｃａ2+等）が除去され、さらに脱炭酸塔７を通過して炭酸イオン（ＨＣＯ3-）が除去された後に、配管３２に流入して復水と混合される。このように、補給水はカチオン及び炭酸イオンが除去されてからボイラ水に混合されるため、補給水からカチオンが持ち込まれることが防止される。また、これらカチオン交換樹脂塔６及び脱炭酸塔７には復水が通水されないため、これら塔６，７の負荷が小さく、長寿命化が図られる。
【００２６】
上記の復水と補給水との混合水は、アニオン交換樹脂塔３内に供給され、混合水中の有機酸が上記第１の実施の形態と同様にして除去される。
このアニオン交換処理された混合水は、前記のとおり薬剤が添加された後、再度ボイラ１に供給される。このようにして、ボイラ給復水はボイラ設備４０内を循環する。
【００２７】
本実施の形態では、プロセス熱交換器５から流出する復水が、補給水によって冷却されてからアニオン交換樹脂塔３内に供給されるため、復水の温度が高い（例えば６０℃を超える）場合でもさらに復水冷却用熱交換器を設けることなく、アニオン交換樹脂の熱劣化を防止することができる。
【００２８】
＜第２の実施の形態の変形例＞
第３図において、薬剤の添加箇所には特に限定はなく、配管３１の途中、配管３２のうち配管３４の接続箇所よりも上流側又は下流側で添加してもよく、ボイラ１内に添加してもよく、これらの２箇所以上で添加してもよい。
アミン等以外の薬剤を添加してもよい点は、第１の実施の形態と同様である。
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、アニオン交換樹脂塔３のバイパスラインを設け、復水の一部をアニオン交換樹脂塔３に供給しないようにしてもよい。これにより、アニオン交換樹脂塔３の負荷が低減される。脱炭酸塔７は省略してもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
比較例１
＜第１の運転（酢酸の添加なし）＞
第４図に示す試験用テストボイラ設備を用いて運転を行った。なお、この第４図の試験用テストボイラ設備は、第２図においてアニオン交換樹脂塔３を加熱脱気器５０（出口脱気能力０．００７ｍｇ／Ｌ）に置換したものである。
ボイラ用水及び補給水として純水（イオン交換水）を用い、ボイラとしてボイラ圧力１１ＭＰａ及びボイラ温度３２０℃のものを用いた。補給水の温度は２０℃であった。濃縮度は１００倍とし、復水回収率は７０％とし、ブロー率は１％とした。
薬剤としては、リン酸ナトリウム（Ｎａ／ＰＯ4モル比２．７）及び３−メトキシプロピルアミン（ＭＯＰＡ）を用いた。リン酸ナトリウムは、ボイラ給水に対してリン酸イオン換算で０．０２ｍｇ／Ｌとなるように添加した。ＭＯＰＡは、ボイラ給水及び復水のｐＨが９．１となるように、ボイラ給水に対して０．４ｍｇ／Ｌにて添加した。
その結果、ボイラ缶水のｐＨは９．３となった。
【００３０】
＜第２の運転（酢酸の添加あり）＞
次いで、補給水由来の微量の有機物がボイラ水中で熱分解して生じる有機酸を想定して、補給水中に０．２ｍｇ／Ｌの酢酸を添加した。
その結果、ボイラ給水及び復水のｐＨは８．９、ボイラ缶水（ボイラ１内の水）のｐＨは８．７まで低下した。
【００３１】
比較例２
比較例１の第２の運転において、ボイラ給水のｐＨが９．１となるようにＭＯＰＡの添加量を増やしていったところ、ＭＯＰＡの添加量は０．５２ｍｇ／Ｌを要した。このときのボイラ缶水のｐＨは８．８であった。
【００３２】
比較例３
試験用テストボイラ設備として、第５図に示すものを用いた。この第５図の試験用テストボイラ設備は、第４図において、さらに配管１２のうち熱交換器５と補給水１４の接続箇所との間に、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を収容した混床式の脱塩塔（ポリッシャー）５１を設置したものを用いた。
比較例１の第２の運転において、ボイラ給水のｐＨ９．１を維持するようにアミン添加量を制御しながら、復水の全量をポリッシャーに通水したところ、アミンの添加量は１．４４ｍｇ／Ｌにまで大きく増加した。このときのボイラ缶水のｐＨは９．２であった。
また、ボイラ復水の温度は８０℃であり、樹脂の耐熱温度である６０℃を超えていた。そのため、上記熱交換器に冷却水を通水し、復水温度を６０℃以下に低下させる必要があった。
【００３３】
実施例１
試験用テストボイラ設備として、第６図に示すものを用いた。この第６図の試験用テストボイラ設備は、第４図において、熱交換器５を省略し、かつ配管１２のうち補給水１４の接続箇所と加熱脱気器５０との間にアニオン交換樹脂塔５２を設けたものを用いた。アニオン交換樹脂塔５２としては、ＯＨ形アニオン交換樹脂（三菱化学（株）製、「ＤＩＡＩＯＮ ＰＡ３１２ＬＯＨ」）５０Ｌをカラムに充填したものを用いた。
ボイラ用水及び補給水として純水（イオン交換水）を用い、ボイラとしてボイラ圧力１１ＭＰａ及びボイラ温度３２０℃のものを用いた。補給水の温度は２０℃であった。濃縮度は１００倍とし、復水回収率は７０％とし、ブロー率は１％とした。
薬剤としては、リン酸ナトリウム（Ｎａ／ＰＯ4モル比２．７）及びＭＯＰＡを用いた。リン酸ナトリウムは、ボイラ給水に対してリン酸イオン換算で０．０２ｍｇ／Ｌとなるように添加した。ＭＯＰＡは、ボイラ給水のｐＨが９．１となるように、ボイラ給水に対して０．４ｍｇ／Ｌにて添加した。
さらに、補給水由来の微量の有機物がボイラ水中で熱分解して生じる有機酸を想定して、補給水中に０．２ｍｇ／Ｌの酢酸を添加した。
【００３４】
その結果、ボイラ給水のｐＨを９．１とするために必要なＭＯＰＡの添加量は０．４ｍｇ／Ｌであった。このときのボイラ缶水のｐＨは９．２にまで上昇し、防食傾向が高まった。
また、アニオン交換塔に供給される復水の温度は６０℃となった。すなわち、発電タービン２からの復水の温度は８０℃であった。また、上記のとおり、復水回収率は７０％であり、系外に排出されたボイラ水（３０％）の分だけ温度２０℃の補給水をこの発電タービン２からの復水に混合したため、復水の温度は６０℃となった。この温度は、アニオン交換樹脂の耐熱温度（８０℃）よりも低いため、熱交換器を設置して復水を冷却する必要がなかった。
【００３５】
以上により、アニオン交換樹脂塔を設置することで、ボイラ水のｐＨ低下を防止するのみならず、大きく上昇させて防食傾向とすることができることが確認された。このことから、アニオン交換樹脂塔により、有機酸が良好に除去されていることが推察される。また、アニオン交換樹脂塔を設置することで、ポリッシャー（混床式樹脂層）を設置する場合と比較して、アミン添加量を大幅に低減することができることが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１ ボイラ
２ 発電タービン
３ アニオン交換樹脂塔
４ 薬剤タンク
５ プロセス熱交換器
６ カチオン交換樹脂塔
７ 脱炭酸塔
８ 復水冷却用熱交換器
５０ 加熱脱気器
５１ 混床式の脱塩塔（ポリッシャー）
５２ アニオン交換樹脂塔
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機酸を含む復水を処理する復水処理方法及び復水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ用水には、イオン交換水や脱塩水が主に使用されている。このボイラ用水は、ボイラ給水としてボイラに供給されて蒸気とされ、蒸気タービンで発電に利用等された後、凝縮して復水となる。この復水はボイラ給水として循環使用される。
【０００３】
これらボイラや蒸気タービン等を備えたボイラ設備において、ボイラ缶水中に有機酸が生じ、ｐＨを低下させて腐食の原因になるという問題がある。
すなわち、ボイラ用水に含まれる有機物がボイラ設備に持ち込まれ、分解して有機酸が生じることがある。また、ボイラ缶水に添加した有機系脱酸素剤に起因して有機酸が生じることもある。ボイラ缶水のｐＨを低下させる有機酸はボイラ缶水のみならず、蒸気と同伴して復水中に移行し、その後再びボイラ給水へと移行するため、系内を循環し、濃縮される。特に、省エネルギーや節水を意図したブロー量の低減により、有機酸はより濃縮する。これら有機酸がボイラ水のｐＨを低下させることにより、鉄等の金属が溶出し、腐食が進行する。
【０００４】
有機酸はボイラ缶水中で濃縮され易いため、ボイラ缶体の腐食対策として、ｐＨ調整剤として、リン酸塩系清缶剤（リン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合品）が用いられている。
しかしながら、このようなリン酸塩系清缶剤を用いても、依然としてボイラ用水から持ち込まれる有機物や有機系脱酸素剤に起因する有機酸によるボイラ缶水のｐＨ低下を防止することはできない。また、Ｎａ／ＰＯ4のモル比が３以上のリン酸塩系清缶剤（リン酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合品）を使用すると、リン酸塩のハイドアウト現象（ボイラの伝熱面負荷の高負荷時にボイラ水中のリン酸塩の濃度が上昇し、負荷が下がると元の濃度に戻る現象）が生じ、ボイラ部における熱伝達を阻害する等の悪影響を及ぼすおそれがある。さらに、アルカリ腐食の発生も懸念される。
【０００５】
また、有機酸による腐食の別の防止対策として、特許文献１には、混床式の脱塩塔を用いて有機酸を除去することが開示されている。
すなわち、火力発電所や原子力発電所では、通常、復水をボイラ給水として再利用するための復水脱塩装置として、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂が混合状態で充填された混床式の脱塩塔が、複数個並列に設置されている（同文献の第０００２段落）。この混床式の脱塩塔に対して、復水をアルカリ性の状態で通水することにより、有機酸が高効率にて除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−４７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の有機酸除去方法には、混床式の脱塩塔を設置する必要がある、ｐＨ調整剤の添加量が著しく増大する、等の問題がある。
すなわち、同文献が対象としているボイラ設備は、火力発電所や原子力発電所のような、混床式の脱塩塔を有するボイラ設備である。これら火力発電所のような超臨界クラスボイラや原子力発電所のボイラでは、復水器の冷却水に使用している海水、原料、製品等がボイラ水にリークしたときに、ボイラ水のｐＨが著しく低下する。このような汚染物のボイラ水への混入に対処するために、混床式の脱塩塔が設置されている。これに対し、亜臨界クラス以下の民間自家発電ボイラ設備では、復水器の冷却水として海水等は使用されていないケースが大半であるため、冷却水がボイラ水にリークしてもボイラ水の著しいｐＨ低下は生じ難く、混床式の脱塩塔は設置されていない。このような海水混入のおそれのないボイラ設備に混床式の脱塩塔を設置すると、設備費が高くつく。
また、この混床式の脱塩塔は、有機酸を除去するのみならず、アミンやアンモニア等（以下、アミン等と称することがある。）のｐＨ調整剤までをも除去する。すなわち、脱塩塔内のカチオン交換樹脂が、アミン等のｐＨ調整剤を除去してしまう。そのため、カチオン交換樹脂で除去された分のアミン等をボイラ水に補給する必要があり、薬剤コストが高くつく等の問題がある。
【０００８】
本発明は、特許文献１のような混床式の脱塩塔を用いることなく、有機酸を良好に除去することが可能な復水処理方法及び復水処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ボイラの復水をアニオン交換樹脂で処理することにより、混床式の脱塩塔を設置することなく有機酸を良好に除去できることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち本発明は、以下を提供するものである。
すなわち、本発明は、下記（１）〜（８）を提供するものである。
（１）ボイラの復水の少なくとも一部をイオン交換樹脂で処理した後、前記ボイラに給水する復水処理方法であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理方法。
（２）前記復水の少なくとも一部を、補給水と混合した後に前記アニオン交換樹脂で処理する（１）に記載の復水処理方法。
（３）前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する（２）に記載の復水処理方法。
（４）前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理した後に脱炭酸処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する（２）に記載の復水処理方法。
（５）イオン交換樹脂が収容されたイオン交換塔と、ボイラの復水を前記イオン交換塔に供給する復水管と、前記イオン交換塔で処理された処理水をボイラに供給する給水管とを有する復水処理装置であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理装置。
（６）前記復水管に接続された補給水供給管を有する（５）に記載の復水処理装置。
（７）前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔が設けられている（６）に記載の復水処理装置。
（８）前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔と脱炭酸塔とが、前記給水管との接続箇所と遠い側からこの順に設けられている（６）に記載の復水処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、ボイラ復水中の有機酸をアニオン交換樹脂で除去する。このため、混床式の脱塩塔を設置することなく有機酸を除去することができる。また、ボイラ水中にｐＨ調整剤等としてアミン等が添加されている場合には、アニオン交換樹脂による有機酸の除去処理時にアミン等まで除去されることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
【図２】第１の実施の形態の変形例に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
【図３】第２の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
【図４】比較例１の試験用テストボイラ設備を説明する系統図である。
【図５】比較例３の試験用テストボイラ設備を説明する系統図である。
【図６】実施例１の試験用テストボイラ設備を説明する系統図である。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
本発明の実施の形態を詳細に説明する。第１図は第１の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
（復水処理装置及びボイラ設備）
先ず、本実施の形態に係る復水処理装置を備えたボイラ設備について説明する。ボイラ１の流出口が配管１１を介して発電タービン２の流入口に接続され、発電タービン２の流出口が配管１２を介してアニオン交換塔３の流入口に接続され、アニオン交換塔３の流出口が配管１３を介してボイラ１の流入口に接続されている。配管１２の途中に、プロセス熱交換器５及び復水冷却用熱交換器８が設けられている。配管１３の途中に、補給水供給配管１４が接続されている。また、配管１３のうち補給水供給配管１４よりもボイラ１側に、配管１５を介して薬剤タンク４が接続されている。ボイラ１にはブロー配管１６が接続されている。
【００１３】
上記ボイラ１としては、民間自家発電ボイラ等の亜臨界クラス以下（圧力１７ＭＰａ以下、温度３５０℃以下）のボイラが好適に用いられる。
上記アニオン交換塔３内には、アニオン交換樹脂が収容されている。このアニオン交換樹脂には特に制限はなく、公知のものを使用することができるが、好ましくはＯＨ形のアニオン交換樹脂（ＲＮＲ3ＯＨ）が使用される。
上記薬剤タンク４内には、金属の腐食防止剤としてアミン及びアンモニアの少なくとも１種が貯留されている。このアミンとしては、好ましくはモノエタノールアミン、モルホリン、メトキシプロパノールアミン等の揮発性アミン等が使用される。
これらの装置１〜４及び配管１１〜１６によりボイラ設備２０が構成されている。また、これらアニオン交換樹脂３、薬剤タンク４及び配管１２，１３，１５により復水処理装置２１が構成されている。
【００１４】
（復水処理方法及びボイラ設備の運転方法）
次に、本実施の形態に係る復水処理方法及びボイラ設備の運転方法を説明する。アニオン交換塔３から流出する復水が、補給水と混合される。この復水と補給水との混合水に対して、ｐＨを調整するために薬剤タンク４内の薬剤が添加された後、ボイラ給水としてボイラ１に供給される。
このボイラ給水のｐＨは、ボイラ設備２０の運転条件にもよるが、好ましくはｐＨ８〜１０、より好ましくは８．８〜９．７に調整される。この範囲の下限値以上であると、鉄や銅等の金属の水酸化物及び酸化物が保護皮膜となり腐食が低減する。この範囲の上限値以下であると、保護皮膜を再溶解することが防止される。このようにｐＨを調整するための薬剤の添加量は、薬剤の種類及びボイラ設備２０の運転条件によるが、ボイラ給水に対して、例えば０．０１〜１００ｍｇ／ｌ、好ましくは０．１〜２０ｍｇ／ｌである。
【００１５】
このボイラ１において、ボイラ給水から蒸気が製造される。この蒸気は発電タービン２に供給される。このボイラ１内のボイラ缶水の一部が、ブロー配管１６を介して系外にブローされる。
このボイラ缶水は、濃縮倍数が所定範囲内となるように管理されることが好ましい。ここで濃縮倍数Ｎは、Ｎ＝１００／Ｂ（Ｂはブロー率）で表すことができる。したがって、この濃縮倍数Ｎは、ブロー配管１６からのボイラ缶水のブロー率Ｂ（％）を制御することにより管理することができる。ここでブロー率Ｂ（％）は、以下の数式により算出される。
Ｂ（％）＝Ｗ／Ｆ×１００
この濃縮度は、好ましくは１０〜１０００倍であり、より好ましくは２０〜５００倍である。この範囲の下限値以上であると、ブロー率が低減し、節水が図られる。この範囲の上限値以下であると、腐食性物質の濃縮による腐食やキャリオーバが抑制される。ブロー率には特に制限はなく、例えば０．１〜１０％程度である。
このブロー配管１６からのブローは、連続的に行ってもよく、所定の間隔をおいて間欠的に行ってもよく、ボイラ缶水の水質が所定のレベルよりも悪化したときに行ってもよい。
【００１６】
この発電タービン２に供給された蒸気は、発電に利用される。
この発電タービン２で使用された蒸気は、発電タービン２から流出し、プロセス熱交換器５及び復水冷却用熱交換器８で冷却される。この復水冷却用熱交換器８により、復水はアニオン交換塔３内のアニオン交換樹脂の耐熱温度（例えば６０℃）以下に冷却される。これにより、アニオン交換樹脂塔３のアニオン交換樹脂の熱劣化が抑制され、アニオン交換樹脂の寿命が長くなる。
【００１７】
熱交換器５及び８で冷却された復水は、アニオン交換塔３に供給され、復水中の有機酸が除去される。
すなわち、補給水と共にボイラ設備２０内に持ち込まれた有機物の一部や薬剤タンク４からボイラ給水に添加されたアミンの一部がボイラ内で分解し、蟻酸、酢酸などの有機酸が生成する。よって、アニオン交換塔３に供給される復水内には有機酸が存在する。これらの有機酸は、一般的には陰イオンとして存在するため、アニオン交換塔３内のアニオン交換樹脂によって除去される。
なお、このアニオン交換塔３内にはアニオン交換樹脂が収納されているが、カチオン交換樹脂は収納されていない。このため、ｐＨ調整剤として添加したアミンがカチオン交換樹脂によって除去されてしまうことが防止される。これにより、薬剤タンク４からのアミンの添加量が大幅に低減され、薬剤コストの低減が図られる。
【００１８】
このアニオン交換処理された復水は、ボイラ缶水のブロー等によって系外に排出されたり、プロセスで使用された分だけ補給水が添加され、さらに薬剤タンク４から薬剤が添加された後、再度ボイラ１に供給される。このようにして、ボイラ水はボイラ設備２０内を循環する。
この補給水は、連続的に復水に添加してもよく、所定の時間をおいて定期的に添加してもよく、ボイラ給復水の水質が所定のレベルよりも悪化したときに添加してもよい。
このボイラ設備において、復水回収率には特に限定はないが、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上である。この範囲の下限値以上であると、節水が図られる。
【００１９】
本実施の形態では、補給水がアニオン交換樹脂塔３の下流側で添加されるため、上流側で添加される場合と比べて、アニオン交換樹脂塔３への通水量が減少し、アニオン交換樹脂塔３の負荷が低減される。
【００２０】
＜第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態において、薬剤の添加箇所には特に限定はなく、薬剤は配管１３のうち補給水よりも上流側で添加してもよい。また、配管１２のうち熱交換器５よりも上流や下流で添加してもよく、ボイラ１内に添加してもよく、これらの２箇所以上で添加してもよい。
上記実施の形態においては、薬剤としてアミン及びアンモニアの少なくとも１種を添加しているが、それに加え又はそれに代えて、リン酸ナトリウム等の他の薬剤を添加してもよい。例えば、リン酸ナトリウムをＮａ／ＰＯ4モル比で好ましくは３．０以下となるように添加してもよい。この範囲内とすることにより、アルカリ腐食の発生が防止される。このＮａ／ＰＯ4モル比は、より好ましくは２．６〜２．８である。
【００２１】
第２図のように、補給水供給配管１４は配管１２の途中に接続してもよい。この場合、発電タービン２からの復水が、補給水によって冷却されてからアニオン交換樹脂塔３内に供給されることになる。これにより、プロセス熱交換器５の出口における水温が高い（例えば６０℃を超える）場合でも、復水冷却用熱交換器８を設けることなくアニオン交換樹脂の熱劣化を防止することができる。なお、第２図は、第１図において復水冷却用熱交換器８を省略し、かつ補給水供給配管１４を配管１２のうちプロセス熱交換器５よりも下流側に設置したものである。
【００２２】
＜第２の実施の形態＞
第３図は第２の実施の形態に係る復水処理方法及び復水処理装置を説明する系統図である。
（復水処理装置及びボイラ設備）
先ず、本実施の形態に係る復水処理装置を備えたボイラ設備について説明する。ボイラ１の流出口が配管３１を介して発電タービン２の流入口に接続され、発電タービン２の流出口が配管３２を介してアニオン交換塔３の流入口に接続され、アニオン交換塔３の流出口が配管３３を介してボイラ１の流入口に接続されている。配管３２の途中に、プロセス熱交換器５及び補給水供給配管３４が接続されている。この配管３４の途中には、配管３２に遠い側から順に、カチオン交換樹脂塔６及び脱炭酸塔７が設けられている。配管３３の途中に、配管３５を介して薬剤タンク４が接続されている。ボイラ１にはブロー配管３６が接続されている。
【００２３】
上記カチオン樹脂交換塔６内には、カチオン交換樹脂が収容されている。このカチオン交換樹脂には特に制限はなく、公知のものを使用することができるが、好ましくはＨ形、ＮＨ4型、モノエタノールアミン（ＥＴＡ）等のアミン形のカチオン交換樹脂が使用される。
これらの装置１〜４，６〜７及び配管３１〜３６によりボイラ設備４０が構成されている。これらアニオン交換樹脂３、薬剤タンク４及び配管３２，３３，３５により復水処理装置４１が構成されている。これらカチオン交換樹脂塔６、脱炭酸塔７及びアニオン交換樹脂塔３により、二床三塔式純水製造装置が構成されている。なお、装置１〜４は、第１の実施の形態のものと同一である。
【００２４】
（復水処理方法及びボイラ設備の運転方法）
次に、本実施の形態に係る復水処理方法を説明する。アニオン交換塔３から流出する復水が、ｐＨ調整のために薬剤タンク４内の薬剤を添加された後、ボイラ給水としてボイラ１に供給される。このボイラ給水のｐＨ、薬剤の種類や添加量等の詳細は、第１の実施の形態と同様である。
次いで、第１の実施の形態と同様にして、ボイラ１内で製造された蒸気が発電タービン２に供給されて発電に利用され、ボイラ缶水の一部がブローされる。濃縮度、ブロー率及び復水回収率の詳細は、第１の実施の形態と同様である。
【００２５】
この発電タービン２から流出する蒸気はプロセス熱交換器５を経て復水となり、補給水と混合された後に、アニオン交換塔３に供給される。
ここで、この補給水は、カチオン交換樹脂塔６を通過してカチオン（Ｎａ+，Ｍｇ2+、Ｃａ2+等）が除去され、さらに脱炭酸塔７を通過して炭酸イオン（ＨＣＯ3-）が除去された後に、配管３２に流入して復水と混合される。このように、補給水はカチオン及び炭酸イオンが除去されてからボイラ水に混合されるため、補給水からカチオンが持ち込まれることが防止される。また、これらカチオン交換樹脂塔６及び脱炭酸塔７には復水が通水されないため、これら塔６，７の負荷が小さく、長寿命化が図られる。
【００２６】
上記の復水と補給水との混合水は、アニオン交換樹脂塔３内に供給され、混合水中の有機酸が上記第１の実施の形態と同様にして除去される。
このアニオン交換処理された混合水は、前記のとおり薬剤が添加された後、再度ボイラ１に供給される。このようにして、ボイラ給復水はボイラ設備４０内を循環する。
【００２７】
本実施の形態では、プロセス熱交換器５から流出する復水が、補給水によって冷却されてからアニオン交換樹脂塔３内に供給されるため、復水の温度が高い（例えば６０℃を超える）場合でもさらに復水冷却用熱交換器を設けることなく、アニオン交換樹脂の熱劣化を防止することができる。
【００２８】
＜第２の実施の形態の変形例＞
第３図において、薬剤の添加箇所には特に限定はなく、配管３１の途中、配管３２のうち配管３４の接続箇所よりも上流側又は下流側で添加してもよく、ボイラ１内に添加してもよく、これらの２箇所以上で添加してもよい。
アミン等以外の薬剤を添加してもよい点は、第１の実施の形態と同様である。
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、アニオン交換樹脂塔３のバイパスラインを設け、復水の一部をアニオン交換樹脂塔３に供給しないようにしてもよい。これにより、アニオン交換樹脂塔３の負荷が低減される。脱炭酸塔７は省略してもよい。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
比較例１
＜第１の運転（酢酸の添加なし）＞
第４図に示す試験用テストボイラ設備を用いて運転を行った。なお、この第４図の試験用テストボイラ設備は、第２図においてアニオン交換樹脂塔３を加熱脱気器５０（出口脱気能力０．００７ｍｇ／Ｌ）に置換したものである。
ボイラ用水及び補給水として純水（イオン交換水）を用い、ボイラとしてボイラ圧力１１ＭＰａ及びボイラ温度３２０℃のものを用いた。補給水の温度は２０℃であった。濃縮度は１００倍とし、復水回収率は７０％とし、ブロー率は１％とした。
薬剤としては、リン酸ナトリウム（Ｎａ／ＰＯ4モル比２．７）及び３−メトキシプロピルアミン（ＭＯＰＡ）を用いた。リン酸ナトリウムは、ボイラ給水に対してリン酸イオン換算で０．０２ｍｇ／Ｌとなるように添加した。ＭＯＰＡは、ボイラ給水及び復水のｐＨが９．１となるように、ボイラ給水に対して０．４ｍｇ／Ｌにて添加した。
その結果、ボイラ缶水のｐＨは９．３となった。
【００３０】
＜第２の運転（酢酸の添加あり）＞
次いで、補給水由来の微量の有機物がボイラ水中で熱分解して生じる有機酸を想定して、補給水中に０．２ｍｇ／Ｌの酢酸を添加した。
その結果、ボイラ給水及び復水のｐＨは８．９、ボイラ缶水（ボイラ１内の水）のｐＨは８．７まで低下した。
【００３１】
比較例２
比較例１の第２の運転において、ボイラ給水のｐＨが９．１となるようにＭＯＰＡの添加量を増やしていったところ、ＭＯＰＡの添加量は０．５２ｍｇ／Ｌを要した。このときのボイラ缶水のｐＨは８．８であった。
【００３２】
比較例３
試験用テストボイラ設備として、第５図に示すものを用いた。この第５図の試験用テストボイラ設備は、第４図において、さらに配管１２のうち熱交換器５と補給水１４の接続箇所との間に、アニオン交換樹脂及びカチオン交換樹脂を収容した混床式の脱塩塔（ポリッシャー）５１を設置したものを用いた。
比較例１の第２の運転において、ボイラ給水のｐＨ９．１を維持するようにアミン添加量を制御しながら、復水の全量をポリッシャーに通水したところ、アミンの添加量は１．４４ｍｇ／Ｌにまで大きく増加した。このときのボイラ缶水のｐＨは９．２であった。
また、ボイラ復水の温度は８０℃であり、樹脂の耐熱温度である６０℃を超えていた。そのため、上記熱交換器に冷却水を通水し、復水温度を６０℃以下に低下させる必要があった。
【００３３】
実施例１
試験用テストボイラ設備として、第６図に示すものを用いた。この第６図の試験用テストボイラ設備は、第４図において、熱交換器５を省略し、かつ配管１２のうち補給水１４の接続箇所と加熱脱気器５０との間にアニオン交換樹脂塔５２を設けたものを用いた。アニオン交換樹脂塔５２としては、ＯＨ形アニオン交換樹脂（三菱化学（株）製、「ＤＩＡＩＯＮ ＰＡ３１２ＬＯＨ」）５０Ｌをカラムに充填したものを用いた。
ボイラ用水及び補給水として純水（イオン交換水）を用い、ボイラとしてボイラ圧力１１ＭＰａ及びボイラ温度３２０℃のものを用いた。補給水の温度は２０℃であった。濃縮度は１００倍とし、復水回収率は７０％とし、ブロー率は１％とした。
薬剤としては、リン酸ナトリウム（Ｎａ／ＰＯ4モル比２．７）及びＭＯＰＡを用いた。リン酸ナトリウムは、ボイラ給水に対してリン酸イオン換算で０．０２ｍｇ／Ｌとなるように添加した。ＭＯＰＡは、ボイラ給水のｐＨが９．１となるように、ボイラ給水に対して０．４ｍｇ／Ｌにて添加した。
さらに、補給水由来の微量の有機物がボイラ水中で熱分解して生じる有機酸を想定して、補給水中に０．２ｍｇ／Ｌの酢酸を添加した。
【００３４】
その結果、ボイラ給水のｐＨを９．１とするために必要なＭＯＰＡの添加量は０．４ｍｇ／Ｌであった。このときのボイラ缶水のｐＨは９．２にまで上昇し、防食傾向が高まった。
また、アニオン交換塔に供給される復水の温度は６０℃となった。すなわち、発電タービン２からの復水の温度は８０℃であった。また、上記のとおり、復水回収率は７０％であり、系外に排出されたボイラ水（３０％）の分だけ温度２０℃の補給水をこの発電タービン２からの復水に混合したため、復水の温度は６０℃となった。この温度は、アニオン交換樹脂の耐熱温度（８０℃）よりも低いため、熱交換器を設置して復水を冷却する必要がなかった。
【００３５】
以上により、アニオン交換樹脂塔を設置することで、ボイラ水のｐＨ低下を防止するのみならず、大きく上昇させて防食傾向とすることができることが確認された。このことから、アニオン交換樹脂塔により、有機酸が良好に除去されていることが推察される。また、アニオン交換樹脂塔を設置することで、ポリッシャー（混床式樹脂層）を設置する場合と比較して、アミン添加量を大幅に低減することができることが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１ ボイラ
２ 発電タービン
３ アニオン交換樹脂塔
４ 薬剤タンク
５ プロセス熱交換器
６ カチオン交換樹脂塔
７ 脱炭酸塔
８ 復水冷却用熱交換器
５０ 加熱脱気器
５１ 混床式の脱塩塔（ポリッシャー）
５２ アニオン交換樹脂塔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの復水の少なくとも一部をイオン交換樹脂で処理した後、前記ボイラに給水する復水処理方法であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理方法。
【請求項２】
前記復水の少なくとも一部を、補給水と混合した後に前記アニオン交換樹脂で処理する請求項１に記載の復水処理方法。
【請求項３】
前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する請求項２に記載の復水処理方法。
【請求項４】
前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理した後に脱炭酸処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する請求項２に記載の復水処理方法。
【請求項５】
イオン交換樹脂が収容されたイオン交換塔と、ボイラの復水を前記イオン交換塔に供給する復水管と、前記イオン交換塔で処理された処理水をボイラに供給する給水管とを有する復水処理装置であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理装置。
【請求項６】
前記復水管に接続された補給水供給管を有する請求項５に記載の復水処理装置。
【請求項７】
前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔が設けられている請求項６に記載の復水処理装置。
【請求項８】
前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔と脱炭酸塔とが、前記給水管との接続箇所と遠い側からこの順に設けられている請求項６に記載の復水処理装置。
【請求項１】
ボイラの復水の少なくとも一部をイオン交換樹脂で処理した後、前記ボイラに給水する復水処理方法であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理方法。
【請求項２】
前記復水の少なくとも一部を、補給水と混合した後に前記アニオン交換樹脂で処理する請求項１に記載の復水処理方法。
【請求項３】
前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する請求項２に記載の復水処理方法。
【請求項４】
前記補給水を、カチオン交換樹脂で処理した後に脱炭酸処理し、次いで前記復水の少なくとも一部と混合する請求項２に記載の復水処理方法。
【請求項５】
イオン交換樹脂が収容されたイオン交換塔と、ボイラの復水を前記イオン交換塔に供給する復水管と、前記イオン交換塔で処理された処理水をボイラに供給する給水管とを有する復水処理装置であって、前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂よりなる復水処理装置。
【請求項６】
前記復水管に接続された補給水供給管を有する請求項５に記載の復水処理装置。
【請求項７】
前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔が設けられている請求項６に記載の復水処理装置。
【請求項８】
前記補給水供給管の途中に、カチオン交換樹脂が収容されたカチオン交換塔と脱炭酸塔とが、前記給水管との接続箇所と遠い側からこの順に設けられている請求項６に記載の復水処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１５２６９０（Ｐ２０１２−１５２６９０Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４０４（Ｐ２０１１−１３４０４）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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