Primjena titanijuma u hemijskoj industriji: Chlor-Alkali

Industrija Chlor-Alkalija je hemijska industrija koja proizvodi hlor i kaustičnu sodu električnim rješenjima za slanost elektroliziranja. Ima historiju više od 100 godina i najranija je industrija u hemijskoj industriji za upotrebu titanijuma. Titanijska oprema koja se koristi u Chlor-Alkalij proizvodnji uglavnom uključuje: metalni anodni elektrolizer, cjevasti membranski hladnjak, rafinirani hladnjak, toranj za hlađenje, toranj za rušenje i pranje, vakuumske pumpe i ventile i ostale opreme za dizanje i ostala oprema.

(1) Metalne anode

Proizvodni procesi Chlor-Alkali uključuju merkurnu elektrolizu, dijafragmu elektrolizu i jonsku membransku elektrolizu. U prošlosti su u Chlor-Alkali Anodes uvijek korišteni grafitni anodi. 1956., Dutchman Henry Pivo prvo je predložio upotrebu metalnih anoda, poznat i kao dimenzionalno stabilne anode (DSA) u elektrolitičkim ćelijama, te stečene patente 1965. godine. Dimenzionalno stabilne anode su elektrode koji su presvučeni od plemenitih metala od plemenih metala. Godine 1968., označava italijansku kompaniju, prvi put shvatila industrijalizaciju titananskih anoda u industriji Chlor-Alkali. Oko 1970., Sjedinjene Države, Italija, Japan, Njemačka, Francuska i druge zemlje brzo su prešle na metalne anode umjesto grafitnih anoda. U Japanu se kao osnovni materijal od metalnih anoda koristili nekoliko hiljada tona titanijuma materijala. Proizvodnja od 10.000 tona kaustične sode zahtijeva oko 5 tona titanijuma materijala.

Razvoj hlor-alkalne industrije moje zemlje, glavna oprema (elektrolizer) za proizvodnju kaustične sode prošao je tri velike promjene. Prva promjena bila je zamjena vodoravnih rezervoara sa vertikalnim spremnicima. Početkom 1960-ih, upotreba (vertikalnog adsorpcijskog dijafragma elektrolizera) zamijenila je tradicionalne vodoravne rezervoare, što je uveliko povećalo kaustičnu proizvodnju sode u mojoj zemlji, sa 193.000 tona 1957. na 693.000 tona 1966. godine, povećanjem od 3,6 puta.

Druga promjena bila je zamjena grafitnih anodnih elektrolitičkih ćelija s metalnim anodnim elektrolitičkim ćelijama. U 1970-ima su se za zamjenu grafitnih anoda koristili metalni anodovi (DSA). Moja je zemlja počela testirati titanyuan hemijsko postrojenje i hemijsko postrojenje u Tianjinu 1972. godine, a počeo je testirati 7m3 metalne membranske membranske elektrolitičke ćelije u 1973. godine. Od 1974. godine postepeno se koriste metalne elektrolitičke ćelije od 30m3. 1978. zemlja je izvršila zadatak metalne anodne tehnologije transformacije od 400.000 tona dijafragme kaustične sode. Od 1981. godine u zemlji je bilo 17 chlor-alkalnih biljaka, koristeći ukupno 1.217 metalnih anodnih elektrolitičkih ćelija, koji čine dijafragme metal anode godišnji kapacitet od 670.000 tona kaustične sode, čineći 30% kaustične proizvodnje sode i 95.000 tona merkurskog elektrolize kapaciteta pomoću DSA. Od 1996. godine u zemlji je bilo 99 chlor-alkalnih biljaka sa ukupno 8.409 metalnih anodnih membranskih elektrolitičkih ćelija, sa godišnjim proizvodnim kapacitetom od 4,2 miliona tona kaustične sode, što čini 70% kaustičnog kapaciteta sode. Osim za nekoliko velikih kemijskih postrojenja, poput kemijskih bianhua, kemijskih kemijskih itd., Koje proizvode i same elektropolitičke ćelije od metalnih anoda, većina ih je proizvedena i opskrbljena profesionalnim tvornicama kompanije Peking Hemijske mehanizacije i fabrike HEIJING 4805.

Treća promjena bila je upotreba jonske membranske elektrolizere. Sredinom 1980-ih, ušteda energije i efikasna jonska membrana promovirana je za proizvodnju kaustične sode. Moja država je predstavila jonsku membransku tehnologiju i opremu iz Japana i drugih zemalja, formirajući seriju od 10.000 do 50.000 tona opreme. Glavna oprema uključuje ionske membrane, tekuće cikluse tekućih tekućih tekućih tekućih kula, izmjenjivači za vakuum, cijevi i crpke itd. TITANIJNE PUMPE uglavnom se koriste za transport rafinirane slane otopine, anode cirkulacije tekućine, desalinirane vode vode i hlora. Set opreme za 10.000 tona koristi oko 8 tona titanijuma. U junu 1986. godine, Yanguoxia Hemikalija je prvi put predstavila japansku asahi staklenu tehnologiju, sa godišnjom proizvodnjom od 10.000 tona opreme za kaustičnu sodu. Osim trodimenzionalne pumpe za struju i anode tekućinu koja je isporučena od strane Japana, ostala 6 od 6 titanijumske opreme umanjuju se i isporučuju postrojenje za hemijske mašine JINXI. Do 1990. godine 11 Chlor-alkalne biljke usvojilo je ionsku membransku kaustičnu sodu sodu, sa proizvodnim kapacitetom od 295.000 tona. Godine 1995. u Kini je bilo 27 chlor-alkalnih biljaka u Kini koji usvajaju ionsku membransku opremu sode, sa proizvodnim kapacitetom od 827.000 tona. 2000. godišnje kaustične proizvodne proizvodne kapacitete industrije hlora moje zemlje bio je 7,5 miliona tona, 14,71 milijuna tona u 2005. godini, a u 2010. godini 23,99 miliona tona.

U jonskoj membranskoj elektrolizerskoj temperaturi katodne i anodne komore iznosi oko 90 stepeni, u anodnoj komori postoji rješenje hlora i soli, a u katodnoj komori ima 30% ~ 35% kaustične sode u katodnoj komori. Opći operativni trenutni gustinu jonske membranske elektrolizere je 30 ~ 40A / DM?. Pod takvim oštrim radnim uvjetima, materijalna upotreba i antikorozijska struktura elektrolizera moraju se u potpunosti uzeti u obzir prilikom dizajniranja elektrolizera. Za dio anode membranskog elektrolizera (upućivanje na anodu i dio u kontaktu sa anodom tekućinom), sve zemlje u svijetu odabrale su titanijum metal (ili korozijsko otporne na titanijum) s dobrim otporom na koroziju u anodnoj tečnosti bez izuzetka.

Sledi šematski dijagram membrane ionske membrane za kaustičnu sodu. Kao što je prikazano na slici, dvije elektrode odvojene su membranom ionske razmjene. Sa druge strane dodana je slana voda i s druge strane se dodaje čista voda. Nakon trenutnih prolaza kroz, hlor se proizvodi sa strane anode, a vodik se proizvodi sa katodne strane. Ion membrana omogućava da prođu natrijum ioni, tako da se natrijum hidroksid proizvodi sa katodne strane.

Pored glavne opreme Elektrolitička ćelija za paustičnu sodu ion membranske biljke, glavni dijelovi u kojima se koristi titanijska oprema su: sarilica - Sistem za sažar - Mjerač nivoa tečnosti; Anodni tečni sistem - anodni tečni rezervoar i hlor Critber; Toranj za deklariranje, distributer sa slanicom za depresiranje, hladnjak instrumenta; Sistem natrijum-hipohlorita - hlađenje, toranj apsorpcije, distributer; Klorski sistem - Hladnjak mokrih hlora; i sustav za kontrolu štetočina - izmjenjivač topline i ventilator za kontrolu štetočina.

(2) Wet hlor hladnjak

Kada se elektrolizirajuća sol proizvede kaustična soda, generira se velika količina vrućeg mokra klora, koja se može koristiti samo nakon hlađenja i sušenja. Postoje dva načina za hlađenje vrućeg mokrog hlora: izravna raspršivanje vode i indirektno hlađenje pomoću cijevi hladnjaka. Direktno hlađenje ne proizvodi samo veliku količinu hlor vode koja sadrži hlor, što ozbiljno zagađuje okoliš, ali uzrokuje i velike gubitke hlora, potrošnja visoke sumporne kiseline i loše uslove rada. Indirektni hladnjaci su izrađeni od rashladnih hladnjaka, hladnjaka staklene cijevi, keramičkih hladnjaka, plastičnih hladnjaka itd., Ali svi imaju mnogo problema poput lošeg otpora korozije, lako se slomiti i lako se rastaviti i lako se raskinuti. Nehrđajući čelik Indirektni hladnjaci mogu se koristiti samo 8 do 10 dana prije nego što ih treba zaustaviti za popravak. Rezultati ispitivanja pokazuju da je titan izuzetno otporan na koroziju u visokotemperaturnom vlažnom okruženju hlora, s godišnjom zapreminom korozije od 0,0025 mm. Upotreba hladnjaka od titana u Chlor-Alkali industrijskoj proizvodnji može skratiti proces hlađenja i sušenja, smanjiti gubitke hlora, smanjiti zagađenje okoline i stvoriti uvjete za stabilan rad komprimiranog plina i visoku suhoću.

Rusija je 1963. počela koristiti hladnjake titanijum hlora sa mjenjačnim mjerilom od 140m2. Također je koristio cjevovode od titana za prenošenje mokrog hlora, promjera od 300 ~ 600 mm i duljine više od 500m. Gotovo svi mokri hladnjaci hlora koji se koriste u ruskoj industriji hlor-alkalija izrađeni su od titanijuma. Saveznička hemijska kompanija u Sjedinjenim Državama koristi titanijum umjesto grafita kako bi se hladnije u industriji Chlor-Alkalija. Izvorne grafitne cijevi su ukinuli nakon 2 ~ 3 godine upotrebe. Hladnjak od 78 metara od 78 m2 može dovršiti kapacitet za hlađenje, dok je grafitni hladnjak potrebno 140 m2.

Prvi titanijumski hladnjak u mojoj zemlji proizveli su tvornice hemijske mehanizacije JINXI 1965. godine. Imalo je mali prenos topline od samo 16,8 m2. Od 1973., biljke Chlor-Alkali u Šangaju, Tianjinu, Pekingu, Liaoning, Guangdong i ostalim pokrajinama i gradovima su uzastopno koristili hladnjake titanijumske školjke i cijevi sa dobrim rezultatima. Trenutno u mojoj zemlji postoje stotine hladnjaka od titanijumske školjke i cijevi.

(3) Pumpe i ventili

U proizvodnji hlora po membranskoj elektrolizi i merkurnoj elektrolizi, titanijumske pumpe koje se koriste u kalijum hipohloritu i natrijum hipohlorit su najekonomičnije. Gruzija-Phifek kompanija u Sjedinjenim Državama koristi titanijske pumpe za pumpu pumpanje 85 stupnja otopine soli koje sadrže 270 ~ 320g / l nacl, naCl kristale i više od 0,5 g / l slobodnog hlora. Uslužni vijek trajanja titanijske pumpe je do 10 godina.

Pekinška kemijska biljka ne . 2 koristi pumpe od livenih titana 6BA-12, DG100DG STOP ventili i rotorima titana HTB-701L vodene keramičke vakuumske vakuumske pumpe u novom procesu vakuumskog dekorliranja. Ove gumene pumpe i impeleri imaju dug radni vijek.