Et utmerket materiale for anoder i klor-alkaliindustrien - titan

Smeltepunktet til titan er 1680 grader og tettheten er 4,54 g/cm3. Den er tyngre enn aluminium, men 43 % lettere enn stål. Titan er veldig sterkt, 6 ganger sterkere enn aluminium. Derfor, blant strukturelle materialer, har titan en veldig høy spesifikk styrke. En annen stor fordel med titan er dens sterke korrosjonsbestandighet mot en rekke stoffer.

Titan er mye brukt i klor-alkaliindustrien, for det første på grunn av sin utmerkede korrosjonsbestandighet mot våte klor- og natriumkloridløsninger, og for det andre fordi dets elektrokjemiske egenskaper gjør det egnet for bruk som anodemateriale. USA begynte å produsere klor-alkali-utstyr allerede på 1960-tallet, og denne applikasjonen har utviklet seg raskt, med en sammensatt årlig vekstrate på 8%. I 2021 bruker omtrent 50 % av den globale klorproduksjonen ruthenium-titanbelagte anoder. I russisk klorproduksjon er mer enn 80 % av utstyr og rør laget av titan. Hele klor-alkaliindustrien, som produserer klor og andre oksider, giftige kjemikalier, kloraminer og blekepulver, står for mer enn 60 % av titanutstyret som brukes i kjemisk sektor. I klor-alkaliindustrien bruker Japan titananoder, som er de mest brukte titanproduktene i Japan. Siden tidlig på 1980-tallet har mitt lands klor-alkali-industri begynt å bruke titan-anoder og har oppnådd gode økonomiske fordeler.

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 ca. 15 % av elektrisiteten og ca. 5 % av dampen. Produktkvaliteten er god. Den kaustiske sodaen produsert av grafittanodetanken er rødlilla, mens den kaustiske sodaen produsert av titananodetanken er fargeløs og har lavt innhold av organiske urenheter; asbestmembranen har lang levetid. Grafittanodetankmembranen kan bare brukes i ca. 180 dager, mens titananodetankmembranen har lang levetid fordi den ikke blokkeres av grafittpartikler, noe som ikke bare sparer asbest, men krever også mindre vedlikeholdsarbeid; titananoder bruker ikke asfalt og bly, og er grønne og miljøvennlige.

I klorproduksjonsprosessen til klor-alkali-selskapet har klorgassen som slippes ut fra elektrolysecellen ikke bare en høy temperatur, men inneholder også en stor mengde fuktighet. Må avkjøles og tørkes før bruk. Kjøleprosessen inkluderer direkte metode og indirekte metode. Direkte vannspraykjøling vil ikke bare danne en stor mengde klorholdig vann, men også forurense miljøet. Tapet av klor er stort, forbruket av H2SO4 er stort, og arbeidsforholdene er også dårlige. Hvis en indirekte kjøler i rustfritt stål brukes til kjøling, er levetiden vanskelig å overstige 10 dager, mens en grafittkjøler kun kan brukes i ca. 90 dager. Titan er et utmerket materiale for produksjon av kjølere og har ekstremt sterk motstand mot våt klorkorrosjon, med en korrosjonshastighet på mindre enn eller lik 0,0025 mm/år. Derfor kan bruk av titankjølere i klor-alkali-behandling forkorte kjøle- og tørketiden, redusere tapet av klor og redusere miljøforurensning. For det andre kan det skape de nødvendige forholdene for stabil drift og fullstendig tørking av komprimert gass.

In the U.S. chemical industry, >50 % av titan brukes i kjølere for klor-alkali-produksjon. Allied sine kjølerør laget av grafitt varte bare i 2 til 3 år. Etter bytte til titanrør kan de brukes i mer enn 10 år. Bruken av tynnveggede titanrør eliminerer behovet for innlegging av grafittstrimler på kjøleren og tåler ekstremt høy varmeledning. For eksempel leder en 78m2 titankjøler like mye varme som en 140m2 grafittkjøler. Kjølerne som brukes i Sovjetunionen og Russlands klor-alkali-industri er alle laget av titan. Våt klor kjøling økonomiske indikatorer, Shanghai Liaoyuan Chemical Company grafitt tube, titan tube kjøligere tekniske og økonomiske indikatorer. Det kan ses av disse dataene at indirekte kjøling med vått klor er mye mer effektivt enn direkte spraykjøling med vann.

Etter at Shanghai Liaoyuan Chemical Company gikk over til indirekte titankjølere, kan det spare 400,000 tonn vann per år, 1360 tonn svovelsyre per år for tørking og 1400 tonn klorgass per år. Titanrørkjølere varer mye lenger enn grafittrørkjølere.
Pumper, ventiler osv.

Titanpumper som bruker membranmetoder eller kvikksølvelektrolyse for å produsere klor kan oppnå de høyeste økonomiske fordelene. Titanpumpen fra det amerikanske selskapet Piffic har en levetid på opptil 10 år. Beijing Chemical Plant No. 2 brukte støpte titan 6BA-12 pumper, Dg100 og Dg150 stoppventiler og HTB-7011 vannring keramiske vakuumpumpe titan impellere i vakuumdekloreringsprosessen. Etter 1,5 års drift er de fortsatt intakte. Ingen tegn til korrosjon. Ulike titanventiler kan effektivt brukes under høye trykk fra normalt trykk til 5000N/cm2.