Примене титанијума у ​​хлор{0}}алкалној индустрији

Основни разлог зашто титанијум доминира хлор{0}}алкалном опремом лежи у његовом пасивном понашању. Када је изложен оксидирајућим срединама-нарочито влажном гасовитом хлору-титанијум брзо формира стабилан, заштитни оксидни филм на својој површини. Овај пасивни слој штити основни метал од агресивног хемијског напада у условима који би брзо деградирали нерђајући челик, легуре бакра, па чак и многе материјале на бази никла-. У окружењима са високо-мокрим хлором, титанијум показује стопе корозије реда величине само микрона годишње. Ова комбинација термодинамичке нестабилности у маси (стандардни електродни потенцијал Ти²⁺/Ти на -1,63В) и кинетичке стабилности кроз површинску пасивизацију даје титанијуму јединствену позицију у хлор-алкалној металургији.

Најзначајнија примена титанијума у ​​производњи хлор-алкалија је у електролитичким ћелијама. Електролизатори са металним анодама и електролизатори са јоноизмењивачким мембранама користе титанијум као супстрат за димензионално стабилне аноде (ДСА)-базне структуре титанијума обложене оксидима племенитих метала као што су рутенијум, иридијум или њихове комбинације.

Прелазак са графитних анода на ДСА аноде{0}}базиране на титанијуму означио је технолошку револуцију у индустрији. Титанијумске аноде нуде стабилне димензије током свог радног века, омогућавајући прецизну контролу зазора електрода и конзистентну дистрибуцију струје. Ова димензиона стабилност се директно преводи у нижи напон ћелије и смањену потрошњу енергије. ДСА технологија, пионирска 1950-их и комерцијализована касних 1960-их, брзо је усвојена у Сједињеним Државама, Италији, Јапану и Немачкој.

У електролизерима са јоноизмењивачким мембранама, титан се у великој мери користи не само за аноде већ и за системе циркулације анолита, системе за руковање сланим раствором и разне измењиваче топлоте. Анодни одељци ових ћелија су направљени од титанијума да би издржали високо оксидирајуће анолитно окружење.

Електролиза слане воде ствара велике количине врућег, влажног гаса хлора који се мора охладити и осушити пре даље обраде. Ово окружење је међу најкорозивнијима у индустријској хемији. Рани покушаји коришћења графитних, стаклених, керамичких и пластичних хладњака наишли су на основна ограничења-корозију, пуцање, старење и лош пренос топлоте.

Титанијумски хладњаци су у потпуности променили овај пејзаж. Тестирање је показало да титанијум у врелом, влажном гасу хлора кородира само 0,0025 мм годишње. Русија је била пионир у употреби гасних хладњака титанијум-хлор 1963. године, а убрзо је уследила и америчка компанија Аллиед Цхемицал Цомпани, која је графитне јединице заменила титанијумом. Кина је произвела свој први хладњак од титанијума 1965. године, а до 1973. године титанијумски цевасти хладњаци су радили у више провинција.

Предности се протежу даље од отпорности на корозију. Титанијумски хладњаци скраћују процес хлађења и сушења, смањују губитак гаса хлора, минимизирају загађење животне средине и побољшавају стабилност компримованог гаса. Неки титанијумски хладњаци влажног хлора инсталирани у хлор-алкалним постројењима остали су у употреби скоро две деценије без знакова деградације.

Рафинисани предгрејачи слане воде представљају још једну критичну примену. Ови измењивачи топлоте морају да одржавају стабилан рад на повишеним температурама у медијумима богатим хлоридима{1}}. Титанијумски цевни снопови обезбеђују неопходну отпорност на корозију док истовремено пружају поуздане перформансе преноса топлоте.

У системима за дехлорисање, титанијум је материјал избора за куле за дехлорисање и пумпе и вентиле који се користе у вакуумској дехлоринацији. Ове компоненте морају да се одупру нападима заосталог слободног хлора који остаје у току процеса. Опрема од титанијума ефикасно продужава интервале одржавања и обезбеђује квалитет рециклираног сланог раствора.

Титанијумске пумпе и вентили играју кључну улогу у транспорту медија кроз хлор{0}}алкалну фабрику. У процесима мембранске електролизе и електролизе живе, титанијумске пумпе нуде најекономичније решење за руковање токовима калијум хипохлорита и натријум хипохлорита. Значајан случај укључивао је америчку компанију која је користила титанијумску пумпу за руковање раствором соли од 85 степени који садржи кристале НаЦл и слободни хлор-пумпа је показала радни век преко десет година. У системима за транспорт гаса хлора, цеви од титанијума решавају ограничења чврстоће и заптивања која су се раније сусретала са неметалним материјалима.

Хлор{0}}алкална индустрија је прошла кроз три велике трансформације опреме у производњи каустичне соде: од хоризонталних ћелија резервоара до вертикалних мембранских електролизера 1960-их, од графита до металних анода 1970-их и до технологије јоноизмењивачке мембране 1980-их. Титанијум је био централни део последње две револуције.

Данас опрема од титанијума-укључујући аноде, електролизере, хладњаке, предгрејаче, торњеве за дехлорисање, пумпе, вентиле и цеви-чини окосницу модерне производње хлор{2}}алкалија. Отпорност материјала на корозију, стабилност димензија и дуг радни век омогућили су већу густину струје, мању потрошњу енергије, продужене кампање опреме и смањен утицај на животну средину. Хлор-алкална индустрија остаје један од највећих потрошача титанијума у ​​хемијском сектору, а титан наставља да уноси нови замах у индустријски развој.

Контактирајте сада