Et fremragende materiale til anoder i klor-alkali-industrien - titanium

Smeltepunktet for titanium er 1680 grader, og densiteten er 4,54 g/cm3. Det er tungere end aluminium, men 43 % lettere end stål. Titanium er meget stærkt, 6 gange stærkere end aluminium. Derfor har titanium blandt strukturelle materialer en meget høj specifik styrke. En anden stor fordel ved titanium er dens stærke korrosionsbestandighed over for en række stoffer.

Titan er meget udbredt i klor-alkali-industrien, dels på grund af dets fremragende korrosionsbestandighed over for våde klor- og natriumchloridopløsninger, og dels fordi dets elektrokemiske egenskaber gør det velegnet til brug som anodemateriale. USA begyndte at fremstille klor-alkali-udstyr så tidligt som i 1960'erne, og denne applikation har udviklet sig hurtigt med en sammensat årlig vækstrate på 8%. I 2021 bruger cirka 50 % af den globale klorproduktion ruthenium-titanium-coatede anoder. I russisk klorproduktion er mere end 80% af udstyr og rør lavet af titanium. Hele klor-alkali-industrien, der producerer klor og andre oxider, giftige kemikalier, kloraminer og blegepulver, står for mere end 60% af titaniumudstyret, der anvendes i den kemiske sektor. I chlor-alkali-industrien bruger Japan titaniumanoder, som er de mest udbredte titaniumprodukter i Japan. Siden begyndelsen af ​​1980'erne er mit lands klor-alkali-industri begyndt at bruge titaniumanoder og har opnået gode økonomiske fordele.

Titanium anode is currently the single product that uses the most titanium in the chemical industry. In the past, graphite anodes were commonly used in chlor-alkali industrial electrolyzers, which had short lifespan and high power consumption. The advantages of using titanium anodes are: anode size stability, long life, low power and steam consumption, high product quality, large production capacity, and good working conditions. After Shanghai Liaoyuan Chemical Company switched its 20-meter-long electrolytic cell to titanium anodes, experts determined that its production capacity doubled compared to that of graphite anode electrolytic cells. The current density of graphite electrodes is mostly 1100A/m2, and the current density of titanium anodes can reach >2000A/m2; the anode has a long life. Graphite anodes can only be used for about 0.5 years, while titanium anodes can be used for >4 år; sparer omkring 15 % af elektriciteten og omkring 5 % af dampen. Produktkvaliteten er god. Den kaustiske soda, der produceres af grafitanodetanken, er rødlig lilla, mens den kaustiske soda, der produceres af titaniumanodetanken, er farveløs og har lavt indhold af organiske urenheder; asbestmembranen har en lang levetid. Grafit anode tank membranen kan kun bruges i omkring 180 dage, mens titanium anode tank membranen har en lang levetid, fordi den ikke er blokeret af grafit partikler, hvilket ikke kun sparer asbest, men også kræver mindre vedligeholdelsesarbejde; titanium anoder bruger ikke asfalt og bly, og er grønne og miljøvenlige.

I klor-alkali-virksomhedens klorproduktionsproces har klorgassen, der udledes fra elektrolysecellen, ikke kun en høj temperatur, men indeholder også en stor mængde fugt. Skal afkøles og tørres inden brug. Afkølingsprocessen omfatter direkte metode og indirekte metode. Direkte vandspraykøling vil ikke kun danne en stor mængde klorholdigt vand, men også forurene miljøet. Tabet af klor er stort, forbruget af H2SO4 er stort, og arbejdsforholdene er også dårlige. Anvendes en indirekte køler af rustfrit stål til køling, er levetiden svær at overstige 10 dag, mens en grafitkøler kun kan bruges i omkring 90 dage. Titanium er et fremragende materiale til fremstilling af kølere og har ekstrem stærk modstandsdygtighed over for våd klorkorrosion, med en korrosionshastighed på mindre end eller lig med 0,0025 mm/år. Derfor kan brugen af ​​titaniumkølere i klor-alkali-behandling forkorte køle- og tørretiden, reducere tabet af klor og reducere miljøforurening. For det andet kan det skabe de nødvendige betingelser for stabil drift og fuldstændig tørring af komprimeret gas.

In the U.S. chemical industry, >50 % af titanium bruges i kølere til klor-alkali-produktion. Allied's kølerør lavet af grafit holdt kun 2 til 3 år. Efter skiftet til titaniumrør kan de bruges i mere end 10 år. Brugen af ​​tyndvæggede titaniumrør eliminerer behovet for at indlægge grafitstrimler på køleren og kan modstå ekstrem høj varmeledning. For eksempel leder en 78m2 titaniumkøler lige så meget varme som en 140m2 grafitkøler. De kølere, der bruges i Sovjetunionen og Ruslands klor-alkali-industri, er alle lavet af titanium. Våd klor køling økonomiske indikatorer, Shanghai Liaoyuan Chemical Company grafit rør, titanium rør køler tekniske og økonomiske indikatorer. Det kan ses af disse data, at indirekte køling med våd klor er meget mere effektiv end direkte spraykøling med vand.

Efter at Shanghai Liaoyuan Chemical Company skiftede til indirekte titaniumkølere, kan det spare 400 000 tons vand om året, 1.360 tons svovlsyre om året til tørring og 1.400 tons klorgas om året. Titanium rørkølere holder meget længere end grafit rørkølere.
Pumper, ventiler mv.

Titaniumpumper, der bruger membranmetoder eller kviksølvelektrolyse til at producere klor, kan opnå de højeste økonomiske fordele. Titaniumpumpen fra det amerikanske firma Piffic har en levetid på op til 10 år. Beijing Chemical Plant No. 2 brugte støbte titanium 6BA-12 pumper, Dg100 og Dg150 stopventiler og HTB-7011 vandring keramiske vakuumpumpe titanium impellere i vakuumdekloreringsprocessen. Efter 1,5 års drift er de stadig intakte. Ingen tegn på korrosion. Forskellige titanium ventiler kan effektivt bruges under høje tryk fra normalt tryk til 5000N/cm2.