Ανάλυση βασικών εφαρμογών και βασικού εξοπλισμού τιτανίου στη βιομηχανία χλωρίου-αλκαλίων

1, άνοδος μετάλλου τιτανίου: η «επαναστατική μηχανή» των ηλεκτρολυτικών στοιχείων. Οι ηλεκτρολυτικές κυψέλες αποτελούν τον πυρήνα της παραγωγής αλκαλίου χλωρίου και προηγουμένως βασίζονταν σε άνοδους γραφίτη για γρήγορη απώλεια και χαμηλή απόδοση. Το 1956, Ολλανδοί επιστήμονες πρότειναν την έννοια της «σταθερής ανόδου μεγέθους (DSA)» με βάση το τιτάνιο.

Το 1968, η ιταλική εταιρεία Denola πέτυχε την εκβιομηχάνιση και η βιομηχανία αλκαλίων χλωρίου εισήλθε στην "εποχή της ανόδου του τιτανίου". Οι κινεζικές άνοδοι τιτανίου έχουν κάνει τρεις περιστροφές: στις αρχές της δεκαετίας του 1960, οι δεξαμενές με κάθετο διάφραγμα αντικατέστησαν τις οριζόντιες δεξαμενές και η παραγωγή καυστικής σόδας έφτασε τους 693000 τόνους το 1966 (μόνο 193000 τόνους το 1957). Στη δεκαετία του 1970, το DSA με βάση το τιτάνιο αντικατέστησε τον γραφίτη.

Το 1972, τα χημικά εργοστάσια της Σαγκάης και της Τιαντζίν ήταν τα πρώτα που το δοκίμασαν. Το 1996, 8409 ηλεκτρολυτικές κυψέλες ανόδου τιτανίου τέθηκαν σε χρήση σε εθνικό επίπεδο, με παραγωγική ικανότητα 4,2 εκατομμυρίων τόνων, που αντιπροσωπεύουν πάνω από το 70%. Στα μέσα της δεκαετίας του 1980, εισήχθησαν κυψέλες ηλεκτρόλυσης μεμβράνης ιόντων και το τιτάνιο επεκτάθηκε σε εξοπλισμό όπως δεξαμενές κυκλοφορίας υγρού ανόδου. Η κατανάλωση τιτανίου των συσκευών επιπέδου 10000 τόνων ήταν 8 τόνοι. Το 2010, η παραγωγική ικανότητα της καυστικής σόδας με ιοντική μεμβράνη ξεπέρασε τους 23,99 εκατομμύρια τόνους.
Το περιβάλλον της κυψέλης ηλεκτρόλυσης μεμβράνης ιόντων είναι σκληρό (90 μοίρες, ισχυρό αέριο χλώριο στην πλευρά της ανόδου, 30% -35% καυστική σόδα στην πλευρά της καθόδου, πυκνότητα ρεύματος 30-40 A/dm²) και το τιτάνιο αναγνωρίζεται παγκοσμίως ως το προτιμώμενο υλικό για την πλευρά της ανόδου.

2, Ψύκτη υγραερίου χλωρίου: Το υγρό αέριο χλωρίου υψηλής θερμοκρασίας που παράγεται από την ηλεκτρόλυση από τη "ρύπανση" σε "υψηλή απόδοση" πρέπει να ψύχεται και να στεγνώνει. Οι παραδοσιακές μέθοδοι έχουν ελλείψεις: η άμεση ψύξη των λυμάτων που περιέχουν χλώριο και η έμμεση ψύξη εξοπλισμού όπως ο γραφίτης και ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ευάλωτες (ο ανοξείδωτος χάλυβας διαρκεί μόνο 8-10 ημέρες). Το τιτάνιο λύνει πλήρως αυτό το πρόβλημα: η ετήσια διάβρωση του τιτανίου σε υγρό αέριο χλώριο υψηλής θερμοκρασίας είναι μόνο 0,0025 mm και η απόδοση μεταφοράς θερμότητας είναι υψηλή. Το 1963, η Ρωσία χρησιμοποίησε ένα ψυγείο τιτανίου 140 ㎡ και η αμερικανική εταιρεία Arid χρησιμοποίησε εξοπλισμό τιτανίου 78 ㎡ για να επιτύχει ένα εφέ γραφίτη 140 ㎡. Η Κίνα ανέπτυξε το πρώτο της ψυγείο τιτανίου 16,8 ㎡ το 1965 και τώρα εκατοντάδες ψύκτες τιτανίου έχουν γίνει στάνταρ στη βιομηχανία αλκαλίων χλωρίου.

3, βαλβίδες αντλίας τιτανίου: Ανθεκτικές για μεταφορά υγρών. Τα αλκαλικά υγρά χλωρίου περιέχουν ελεύθερο χλώριο και διαλύματα άλατος υψηλής-θερμοκρασίας, ενώ οι συνηθισμένες βαλβίδες αντλίας είναι ευάλωτες σε διαρροές. Η Georgia Pifik Company στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιεί αντλίες τιτανίου για τη μεταφορά διαλυμάτων αλατιού 85 μοιρών, με διάρκεια ζωής 10 ετών (από ανοξείδωτο χάλυβα μόνο μερικούς μήνες). Το εγχώριο Beijing Chemical Plant 2 χρησιμοποιεί αντλίες τιτανίου, βαλβίδες και πτερωτές στην αποχλωρίωση υπό κενό για τη μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας και της διαρροής.

Συμπέρασμα: Η συμβιωτική αναβάθμιση μεταξύ τιτανίου και αλκαλίου χλωρίου. Το τιτάνιο έχει αντικαταστήσει τις ανόδους γραφίτη για την υποστήριξη διεργασιών μεμβράνης ιόντων, επιλύοντας παραδοσιακά προβλήματα ρύπανσης παραγωγής και χαμηλής απόδοσης και βοηθώντας την ικανότητα παραγωγής καυστικής σόδας της Κίνας να εκτοξευτεί σε δεκάδες εκατομμύρια τόνους. Στο μέλλον, με την αναβάθμιση της τεχνολογίας χλωριούχων αλκαλίων, το τιτάνιο θα συνεχίσει να παίζει το ρόλο της «αντοχής στη διάβρωση» και να προωθεί την πράσινη ανάπτυξη της βιομηχανίας.