Applikazzjoni tat-titanju fl-industrija kimika-chlor-alkali

Applikazzjoni tat-titanju fl-industrija kimika-chlor-alkali

L-industrija tal-klor-alkali hija industrija kimika li tipprepara gass tal-kloru u soda kawstika permezz ta 'elettroliżi ta' soluzzjoni ta 'melħ milwiema. Għandha storja ta’ aktar minn mitt sena. L-industrija tal-klor-alkali hija wkoll l-aktar industrija bikrija fl-industrija kimika li tuża t-titanju. It-tagħmir ewlieni tat-titanju użat fil-produzzjoni tal-klor-alkali huma: ċellula elettrolitika tal-anodu tal-metall, ċellula elettrolitika tal-membrana tal-joni, apparat li jkessaħ il-klorin imxarrab tubulari, preheater tas-salmura raffinat, dechlorination torri, scrubber li jkessaħ il-klor-alkali, pompa tad-dechlorination bil-vakwu u tagħmir tat-titanju tal-valv.

(1) Anodu tal-metall

Il-proċess tal-produzzjoni tal-klor-alkali għandu elettroliżi tal-merkurju, elettroliżi tad-dijaframma u elettroliżi tal-membrana tal-joni. Fil-passat, anodi tal-grafita ġew użati għall-anodi tal-klor-alkali. Fl-1956, l-Olandiż Henry. ċellula tuża anodu tal-metall, magħruf ukoll bħala anodu dimensjonali stabbli DSA (Anodu Dimensjonalment Stabbli), u kiseb privattiva fl-1965. L-anodu dimensjonali stabbli huwa elettrodu miksi b'ossidi tal-metall prezzjuż tal-grupp tal-platinu fuq substrat tat-titanju. Fl-1968, DeNore, kumpanija Taljana, l-ewwel anodi tat-titanju industrijalizzati fl-industrija tal-klor-alkali. Madwar l-1970, l-Istati Uniti, l-Italja, il-Ġappun, il-Ġermanja, Franza u pajjiżi oħra malajr qalbu għal anodi tal-metall minflok anodi tal-grafita. Fil-Ġappun, eluf ta 'tunnellati ta' titanju intużaw bħala l-materjal bażi għall-anodi tal-metall. Biex tipproduċi 10,000 tunnellati ta 'soda kawstika, huma meħtieġa madwar 5 materjali tat-titanju.

Bl-iżvilupp tal-industrija tal-klor-alkali taċ-Ċina, it-tagħmir ewlieni (ċellula elettrolitika) għall-produzzjoni tas-soda kawstika għadda minn tliet bidliet kbar. L-ewwel bidla kienet li t-tankijiet vertikali ħadu post it-tankijiet orizzontali. Fil-bidu tas-snin sittin, (ċelluli elettrolitiċi tad-dijaframma ta 'adsorbiment vertikali) intużaw minflok tankijiet orizzontali tradizzjonali, li żiedu ħafna l-produzzjoni tas-soda kawstika taċ-Ċina, minn 193,000 tunnellata fl-1957 għal 693,000 tunnellata fl-1966 , żieda ta '3.6 darbiet.

It-tieni bidla hija li ċ-ċelloli elettrolitiċi tal-anodu tal-metall jissostitwixxu ċ-ċelloli elettrolitiċi tal-anodu tal-grafita. Fis-snin 70, intuża l-anodu tal-metall (DSA) minflok l-anodu tal-grafita. Mill-1972, pajjiżna wettaq testijiet tal-anodi tat-titanju f'Shanghai Tianyuan Chemical Plant u Tianjin Chemical Plant. Fl-1973, inbeda test taċ-ċellula elettrolitika tad-dijaframma tal-anodu tal-metall ta '20m, u ċellula elettrolitika tal-anodu tal-metall ta' 30m intużat gradwalment mill-1974. Fl-1978, l-istat wettaq il-kompitu li jaġġorna t-teknoloġija tal-anodu tal-metall ta '400, 000 tunnellata ta’ soda kawstika tad-dijaframma. Mill-1981, kien hemm 17-il impjant tal-klor-alkali madwar il-pajjiż li użaw total ta’ 1,217 ċellula tal-elettroliżi tal-anodu tal-metall, li jiffurmaw anodu tal-metall tad-dijaframma b’kapaċità ta’ produzzjoni annwali ta’ 670,000 tunnellata ta 'soda kawstika, li jammontaw għal 30% tal-kapaċità tal-produzzjoni tas-soda kawstika tal-pajjiż, u 95,000 tunnellata ta' kapaċità ta 'elettroliżi tal-merkurju bl-użu ta' DSA. Mill-1996, kien hemm 99 impjant tal-klor-alkali fil-pajjiż b'total ta ' 8,409 ċelluli elettrolitiċi tad-dijaframma tal-anodu tal-metall, bi produzzjoni annwali ta '4.2 miljun tunnellata ta' soda kawstika, li jammontaw għal 70% tal-kapaċità tal-produzzjoni tas-soda kawstika tal-pajjiż. Ħlief għal ftit impjanti kimiċi kbar bħal Tianyuan, Tianhua, u Daguhua, ħafna mill- Iċ-ċelloli elettrolitiċi ta 'l-anodi tal-metall huma manifatturati u fornuti minn fabbriki professjonali bħal Beijing Chemical Machinery Factory u Shanghai 4805 Factory.

It-tielet bidla hija l-użu ta 'ċelluli elettrolitiċi tal-membrana tal-jone. F'nofs -1980s, l-użu ta 'metodu ta' membrana tal-jone li jiffranka l-enerġija u ta 'effiċjenza għolja ġie promoss biex jipproduċi soda kawstika. Pajjiżna introduċa teknoloġija u tagħmir tas-soda kawstika tal-membrana tal-jone mill-Ġappun u pajjiżi oħra, li jiffurmaw serje ta '10,000 sa 50,000 tunnellata ta' tagħmir. It-tagħmir ewlieni huwa ċellula elettrolitika tal-membrana tal-jone, tank taċ-ċirkolazzjoni tal-likwidu tal-anodu tat-titanju, tank tas-salmura friska, torri tad-dechlorination bil-vakwu, skambjatur tas-sħana, tubu u valv tal-pompa, eċċ., Tagħmir tat-titanju u tubu tat-titanju jintużaw prinċipalment f'sistema ta 'ċirkolazzjoni tal-likwidu tal-anodu, salmura friska sistema, sistema ta 'dechlorination, sistema ta' kunsinna tal-gass tal-klorin imxarrab u sistema ta 'ċirkolazzjoni tal-ilma tal-klorin. Pompi tat-titanju jintużaw prinċipalment biex jittrasportaw salmura raffinata, likwidu li jiċċirkola l-anodu, salmura tal-ilma ħelu u ilma tal-kloru. L-ammont ta 'titanju użat f'10,000- apparat ta 'tunnellata huwa madwar 8t.F'Ġunju 1986, Yannanxia Chemical Plant introduċa teknoloġija Ġappuniża tal-ħġieġ Asahi għall-ewwel darba, bi produzzjoni annwali ta' 10,000 tunnellati ta 'pjanta tas-soda kawstika. Minbarra ċ-ċellula elettrolitika tridimensjonali u l-pompa tat-titanju likwidu ta 'l-anodu fornuta mill-Ġappun, is-sitt tagħmir magħmul mit-titanju li jifdal huma kollha domestiċi ta' appoġġ u fornuti minn Jinxi Chemical Machinery Factory.By 1990, 11-il impjant chlor-alkali kienu adottaw kawstika tal-membrana tal-joni. impjanti tas-soda b'kapaċità ta' produzzjoni ta' 295,000 tunnellata. Fl-1995, total ta '27 impjant tal-klor-alkali madwar il-pajjiż adottaw impjanti tas-soda kawstika tal-membrana tal-joni b'kapaċità ta' produzzjoni ta '827,000 tunnellata. Fl-2000, il-kapaċità tal-produzzjoni annwali tal-industrija tal-klor-alkali taċ-Ċina kienet 7.5 miljun tunnellata ta 'soda kawstika, 14.71 miljun tunnellata fl-2005, u 23.99 miljun tunnellata fl-2010.

Fiċ-ċellula elettrolitika tal-membrana tal-jone, it-temperatura tal-kmamar tal-katodu u tal-anodu hija ta 'madwar 90 grad, il-kamra tal-anodu għandha gass tal-kloru u soluzzjoni tal-melħ, u l-kamra tal-katodu għandha konċentrazzjoni ta' 30% ~ 35% ta 'soluzzjoni ta' soda kawstika. Id-densità tal-kurrent operattiv ġenerali taċ-ċellula elettrolitika tal-membrana tal-jone hija 30 ~ 40A/dm. Taħt kundizzjonijiet ħarxa bħal dawn, l-użu materjali u l-istruttura antikorrosiva taċ-ċellula elettrolitika għandhom jitqiesu bis-sħiħ meta tiddisinja ċ-ċellula elettrolitika. Il-parti tal-anodu tal-film tal-jone ċellula elettrolitika (jirreferi għall-anodu u l-parti f'kuntatt mal-likwidu tal-anodu), pajjiżi madwar id-dinja mingħajr eċċezzjoni għażlu metall tat-titanju (jew liga tat-titanju reżistenti għall-korrużjoni) b'reżistenza tajba għall-korrużjoni fil-likwidu tal-anodu.

Id-dijagramma skematika tal-membrana tal-iskambju tal-joni tas-soda kawstika tal-membrana tal-joni, kif muri fil-figura, iż-żewġ elettrodi huma iżolati b'membrana tal-iskambju tal-joni. Ilma mielaħ huwa miżjud minn naħa waħda u ilma pur huwa miżjud mill-oħra.Wara li jgħaddi mill-kurrent, il-gass tal-kloru jiġi ġġenerat min-naħa tal-anodu u l-gass tal-idroġenu jiġi ġġenerat min-naħa tal-katodu. Il-membrana jonika tippermetti biss li jgħaddu minn joni tas-sodju. , sabiex l-idrossidu tas-sodju jiġi prodott min-naħa tal-katodu.

Minbarra ċ-ċellula elettrolitika tat-tagħmir ewlieni tal-mezz tas-soda kawstika tal-membrana tal-jone, il-partijiet prinċipali użati fit-tagħmir tat-titanju huma: miter tal-livell tas-sistema tas-salmura-likwidu; sistema likwidu anodu-tank likwidu anodu u scrubber tal-kloru; Sistema tas-salmura friska-torri tad-dechlorination, distributur tas-salmura friska, apparat li jkessaħ; tas-sodju hypochlorite sistema ta 'tkessiħ, torri ta' assorbiment, distributur; sistema tal-gass tal-kloru-apparat li jkessaħ il-gass tal-kloru imxarrab; sistema ta 'tneħħija ta' periklu-heat exchanger, fann ta 'tneħħija ta' periklu.

(2) Wet cooler tal-kloru

Filwaqt li l-elettroliżi tal-melħ tal-mejda tipproduċi soda kawstika, jiġi ġġenerat ammont kbir ta 'gass sħun tal-kloru mxarrab, li jista' jintuża wara t-tkessiħ u t-tnixxif. Hemm żewġ modi biex tkessaħ il-gass tal-kloru sħun u umdu: bexx dirett tal-ilma u tkessiħ indirett minn apparat li jkessaħ tubulari .Tkessiħ dirett mhux biss jipproduċi ammont kbir ta 'ilma tal-klorin li fih il-kloru, li se jniġġes serjament l-ambjent, iżda wkoll jintilef ammont kbir ta' gass tal-kloru, jiġi kkunsmat l-aċidu sulfuriku, u l-kundizzjonijiet tax-xogħol fil-workshop huma fqar. Il-materjal ta ' coolers indiretti kien coolers tal-grafita, coolers ta ' tubi tal-ħġieġ, coolers taċ-ċeramika, coolers tal-plastik, eċċ., Iżda hemm ħafna problemi bħal reżistenza tal-korrosjoni fqira, faċli biex tinkiser, u faċli biex tixjieħ. Coolers indiretti ta 'l-istainless steel jistgħu jintużaw biss għal 8 sa 10 jum u jeħtieġ li jitwaqqfu għat-tiswija. Ir-riżultati tat-test juru li t-titanju huwa estremament reżistenti għall-korrużjoni f'ambjent ta' temperatura għolja u gass tal-klorin imxarrab, b' rata annwali ta 'korrużjoni ta' 0.0025mm.L-użu ta 'tagħmir li jkessaħ it-titanju fil-produzzjoni tal-industrija tal-klor-alkali jista' jqassar il-proċess tat-tkessiħ u t-tnixxif, inaqqas it-telf tal-gass tal-kloru, inaqqas it-tniġġis ambjentali, u joħloq kundizzjonijiet għat-tħaddim stabbli ta 'gassijiet kompressati u jikseb a grad għoli ta 'tnixxif.

Fl-1963, ir-Russja bdiet tuża apparat li jkessaħ il-gass tal-kloru tat-titanju, b'erja ta 'trasferiment tas-sħana ta' 140m. Intużaw ukoll pajpijiet tat-titanju għat-trasport tal-gass tal-klorin imxarrab, b'dijametru ta '300 ~ 600mm u tul akbar minn 500m.Kważi l-apparat li jkessaħ il-gass tal-kloru mxarrba kollha użati fl-industrija tal-klor-alkali fir-Russja huma magħmula minn titanju.Allied Chemical Company fil- L-Istati Uniti tuża titanju minflok grafita biex tagħmel coolers fl-industrija tal-klor-alkali. It-tubu tal-grafita oriġinali intuża għal 2 sa 3 snin, u apparat li jkessaħ it-titanju ta '78m temm il-kapaċità tat-tkessiħ, filwaqt li l-apparat li jkessaħ il-grafita kien jeħtieġ 140m.

L-ewwel apparat li jkessaħ it-titanju taċ-Ċina kien manifatturat fl-1965 minn Jinxi Chemical Machinery Factory. Iż-żona tat-trasferiment tas-sħana hija żgħira, 16.8m biss. Mill-1973, impjanti tal-klor-alkali f'Shanghai, Tianjin, Beijing, Liaoning, Guangdong u provinċji u bliet oħra użaw suċċessivament coolers tubulari tat-titanju b'riżultati tajbin. Hemm mijiet ta 'coolers tubulari tat-titanju f'pajjiżna.

(3) Pompi u valvi

Fil-produzzjoni tal-gass tal-kloru permezz ta 'elettroliżi tal-membrana u elettroliżi tal-merkurju, il-pompi tat-titanju użati fl-ipoklorit tal-potassju u l-ipoklorit tas-sodju huma l-aktar ekonomiċi. Il-kumpanija Georgia-Peefick fl-Istati Uniti tuża pompa tat-titanju biex tippompja soluzzjoni tal-melħ f'85 grad . Is-soluzzjoni tal-melħ fiha 270~320g/L NaCl, NaCl kristalli u aktar minn 0.5g/L ta 'kloru ħieles. Il-ħajja tas-servizz tal-pompa tat-titanju hija sa 10 snin.

It-tieni Impjant Kimiku ta 'Beijing juża pompa tat-titanju fondut 6BA-12, valv tal-globu Dg100Dg u HTB-701l ċirku tal-ilma taċ-ċeramika tal-pompa tal-vakwu impeller tat-titanju fil-proċess ġdid ta' dechlorination tal-vakwu. Dawn il-pompi u l-impellers tat-titanju għandhom żmien twil ħajja tas-servizz.