Анализ ключевых областей применения и основного оборудования титана в хлор-щелочной промышленности.

1. Металлический титановый анод: «революционный двигатель» электролизеров. Электролитические ячейки являются основой производства хлорщелочи, и раньше в них использовались графитовые аноды из-за быстрых потерь и низкой эффективности. В 1956 году голландские ученые предложили концепцию «анода стабильного размера (DSA)» на основе титана.

В 1968 году итальянская компания Denola добилась индустриализации, и хлорщелочная промышленность вступила в «эру титановых анодов». Китайские титановые аноды произвели три революции: в начале 1960-х годов вертикальные мембранные резервуары заменили горизонтальные резервуары, а производство каустической соды достигло 693 000 тонн в 1966 году (только 193 000 тонн в 1957 году); В 1970-х годах DSA на основе титана заменил графит.

В 1972 году химические заводы в Шанхае и Тяньцзине первыми испытали его. В 1996 году по всей стране было введено в эксплуатацию 8409 электролизеров с титановыми анодами производственной мощностью 4,2 миллиона тонн, что составляет более 70%; В середине 1980-х годов были представлены электролизеры с ионной мембраной, а титан стал применяться в таком оборудовании, как резервуары для циркуляции анодной жидкости. Расход титана на устройствах уровня 10000 тонн составил 8 тонн. В 2010 году мощность производства ионно-мембранной каустической соды превысила 23,99 млн тонн.
Среда электролизера с ионной мембраной суровая (90 градусов, сильный газообразный хлор на анодной стороне, 30%-35% каустической соды на катодной стороне, плотность тока 30-40 А/дм²), а титан во всем мире признан предпочтительным материалом для анодной стороны.

2. Охладитель влажного газообразного хлора. Высокотемпературный влажный газообразный хлор, полученный в результате электролиза от «загрязнения» до «высокого КПД», необходимо охладить и высушить. Традиционные методы имеют недостатки: прямое охлаждение хлорсодержащих сточных вод и косвенное охлаждение оборудования, такого как графит и нержавеющая сталь, уязвимы (для обработки нержавеющей стали требуется всего 8-10 дней). Титан полностью решает эту проблему: годовая коррозия титана в высокотемпературном влажном газообразном хлоре составляет всего 0,0025 мм, а эффективность теплопередачи высока. В 1963 году в России был введен в действие титановый охладитель 140 ㎡, а американская компания Arid использовала титановое оборудование 78 ㎡ для достижения графитового эффекта 140 ㎡; В 1965 году Китай разработал свой первый титановый охладитель 16,8㎡, и теперь сотни титановых охладителей стали стандартом в хлорщелочной промышленности.

3. Титановые насосные клапаны: долговечны для транспортировки жидкости. Хлор-щелочные жидкости содержат свободный хлор и высокотемпературные растворы солей, тогда как клапаны обычных насосов подвержены утечкам. Компания Georgia Pifik в США использует титановые насосы для транспортировки солевых растворов температурой 85 градусов со сроком службы 10 лет (из нержавеющей стали всего несколько месяцев); На внутреннем пекинском химическом заводе 2 используются титановые насосы, клапаны и рабочие колеса для вакуумного дехлорирования, чтобы сократить время простоев и утечек.

Вывод: Симбиотическая модернизация титана и хлорщелочи. Титан заменил графитовые аноды для поддержки ионно-мембранных процессов, решая проблемы традиционного производственного загрязнения и низкой эффективности, а также помогая мощностям по производству каустической соды в Китае вырасти до десятков миллионов тонн. В будущем, благодаря модернизации хлорщелочной технологии, титан продолжит играть роль «коррозионностойкой-основы» и будет способствовать экологически безопасному развитию промышленности.