Klor-alkali endüstrisindeki temel titanyum uygulamalarının ve temel ekipmanlarının analizi

1, Titanyum metal anot: elektrolitik hücrelerin "devrimci motoru". Elektrolitik hücreler, klor alkali üretiminin temelini oluşturur ve daha önce hızlı kayıp ve düşük verimlilik için grafit anotlara güveniyordu. 1956'da Hollandalı bilim adamları titanyum bazlı "boyut stabil anot (DSA)" kavramını önerdiler.

1968 yılında İtalyan Denola şirketi sanayileşmeyi başardı ve klor alkali endüstrisi "titanyum anot çağına" girdi. Çin titanyum anotları üç devrim yarattı: 1960'ların başında yatay tankların yerini dikey diyafram tankları aldı ve kostik soda üretimi 1966'da 693.000 tona ulaştı (1957'de yalnızca 193.000 ton); 1970'lerde titanyum bazlı DSA grafitin yerini aldı.

1972'de Şangay ve Tianjin kimya fabrikaları bunu test eden ilk kişilerdi. 1996 yılında ülke çapında 8409 adet titanyum anot elektrolitik hücresi devreye alınmış olup, üretim kapasitesi 4,2 milyon tondur ve bu üretimin %70'in üzerindedir; 1980'lerin ortalarında iyon membranlı elektroliz hücreleri tanıtıldı ve titanyum, anot sıvı sirkülasyon tankları gibi ekipmanlara kadar genişletildi. 10000 tonluk seviye cihazlarının titanyum tüketimi 8 tondur. 2010 yılında iyon membranlı kostik soda üretim kapasitesi 23,99 milyon tonu aştı.
İyon membranlı elektroliz hücresinin ortamı serttir (90 derece, anot tarafında güçlü klor gazı, katot tarafında %30 -%35 kostik soda, 30-40 A/dm² akım yoğunluğu) ve titanyum, anot tarafı için dünya çapında tercih edilen malzeme olarak tanınmaktadır.

2, Islak klor gazı soğutucusu: Elektroliz yoluyla "kirlilik"ten "yüksek verimliliğe" kadar üretilen yüksek-sıcaklıktaki ıslak klor gazının soğutulması ve kurutulması gerekir. Geleneksel yöntemlerin eksiklikleri vardır: Klor içeren atık suyun doğrudan soğutulması ve grafit ve paslanmaz çelik gibi ekipmanların dolaylı olarak soğutulması hassastır (paslanmaz çelik yalnızca 8-10 gün sürer). Titanyum bu sorunu tamamen çözmektedir: Titanyumun yüksek sıcaklıktaki ıslak klor gazındaki yıllık korozyonu yalnızca 0,0025 mm'dir ve ısı transfer verimliliği yüksektir. 1963 yılında Rusya 140 ㎡'lik bir titanyum soğutucuyu kullanıma sundu ve Amerikan şirketi Arid, 140 ㎡'lik bir grafit efekti elde etmek için 78 ㎡'lik bir titanyum ekipmanı kullandı; Çin, ilk 16,8 ㎡ titanyum soğutucusunu 1965 yılında geliştirdi ve artık yüzlerce titanyum soğutucu, klor alkali endüstrisinde standart hale geldi.

3, Titanyum pompa valfleri: Sıvı taşınması için dayanıklıdır. Klor alkali sıvıları serbest klor ve yüksek-sıcaklıktaki tuz çözeltilerini içerirken sıradan pompa valfleri sızıntıya karşı hassastır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Georgia Pifik Şirketi, 85 derecelik tuz çözeltilerini taşımak için, ömrü 10 yıl olan (paslanmaz çelik yalnızca birkaç ay) titanyum pompalar kullanıyor; Yurt içi Pekin Kimya Fabrikası 2, arıza süresini ve sızıntıyı azaltmak için vakumlu klor giderme işleminde titanyum pompalar, valfler ve pervaneler kullanıyor.

Sonuç: Titanyum ve klor alkali arasındaki simbiyotik gelişme. Titanyum, iyon membran süreçlerini desteklemek, geleneksel üretim kirliliğini ve düşük verimlilik sorunlarını çözmek ve Çin'in kostik soda üretim kapasitesinin on milyonlarca tona yükselmesine yardımcı olmak için grafit anotların yerini aldı. Gelecekte, klor alkali teknolojisinin geliştirilmesiyle birlikte titanyum, "korozyona- dirençli bir omurga" rolünü oynamaya devam edecek ve endüstrinin yeşil gelişimini destekleyecektir.