การใช้งานไทเทเนียมในอุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไล

เหตุผลพื้นฐานที่ไทเทเนียมมีอิทธิพลเหนืออุปกรณ์คลอร์-อัลคาไลนั้นอยู่ที่พฤติกรรมการสร้างฟิล์มของมัน เมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์-โดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซคลอรีนชื้น-ไทเทเนียมจะก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์ที่เสถียรและป้องกันบนพื้นผิวอย่างรวดเร็ว ชั้นพาสซีฟนี้ปกป้องโลหะที่อยู่ด้านล่างจากการโจมตีทางเคมีที่รุนแรงในสภาวะที่จะทำให้สเตนเลส โลหะผสมทองแดง และแม้แต่วัสดุที่มีนิกเกิลจำนวนมาก-เสื่อมคุณภาพอย่างรวดเร็ว ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอรีนเปียกที่มีอุณหภูมิสูง- ไทเทเนียมจะมีอัตราการกัดกร่อนในระดับไมครอนต่อปีเท่านั้น การรวมกันของความไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ในปริมาณมาก (ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของ Ti²⁺/Ti ที่ -1.63V) และความเสถียรทางจลน์ผ่านการฟิล์มทู่ที่พื้นผิว ทำให้ไทเทเนียมมีตำแหน่งที่เป็นเอกลักษณ์ในโลหะวิทยาคลอร์อัลคาไล

การใช้ไทเทเนียมที่สำคัญที่สุดในการผลิตคลอ-อัลคาไลคือในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ เซลล์อิเล็กโทรไลต์โลหะแอโนดและไอออน-อิเล็กโทรไลต์เมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนใช้ไทเทเนียมเป็นสารตั้งต้นสำหรับแอโนดที่มีความเสถียรเชิงมิติ (DSA)- โครงสร้างฐานไทเทเนียมที่เคลือบด้วยออกไซด์ของโลหะมีตระกูล เช่น รูทีเนียม อิริเดียม หรือส่วนผสมของพวกมัน

การเปลี่ยนจากกราไฟท์แอโนดไปเป็นแอโนด DSA ที่ใช้ไทเทเนียม- ถือเป็นการปฏิวัติทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรม แอโนดไทเทเนียมนำเสนอขนาดที่มั่นคงตลอดอายุการใช้งาน ช่วยให้สามารถควบคุมช่องว่างของอิเล็กโทรดได้อย่างแม่นยำและการกระจายกระแสที่สม่ำเสมอ ความเสถียรของมิตินี้แปลเป็นแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ที่ลดลงโดยตรงและลดการใช้พลังงาน เทคโนโลยี DSA ซึ่งบุกเบิกในทศวรรษ 1950 และเริ่มจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ถูกนำมาใช้อย่างรวดเร็วทั่วทั้งสหรัฐอเมริกา อิตาลี ญี่ปุ่น และเยอรมนี

ในอิเล็กโทรไลเซอร์แบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน- ไทเทเนียมถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางไม่เพียงแต่สำหรับขั้วบวกเท่านั้น แต่ยังสำหรับระบบหมุนเวียนอะโนไลต์ ระบบจัดการน้ำเกลือ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่างๆ ช่องขั้วบวกของเซลล์เหล่านี้สร้างจากไทเทเนียมเพื่อให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมของอะโนไลต์ที่เกิดออกซิไดซ์สูง

อิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือทำให้เกิดก๊าซคลอรีนร้อนชื้นปริมาณมาก ซึ่งจะต้องทำให้เย็นและทำให้แห้งก่อนที่จะแปรรูปต่อไป สภาพแวดล้อมนี้เป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากที่สุดที่พบในเคมีอุตสาหกรรม ความพยายามในช่วงแรกๆ ในการใช้เครื่องทำความเย็นด้วยแกรไฟต์ แก้ว เซรามิก และพลาสติก ต่างก็พบกับข้อจำกัดพื้นฐาน-การกัดกร่อน การแตกร้าว อายุ และการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ดี

ตัวระบายความร้อนไทเทเนียมเปลี่ยนภูมิทัศน์นี้ไปโดยสิ้นเชิง การทดสอบแสดงให้เห็นว่าไทเทเนียมในก๊าซคลอรีนร้อนชื้นมีการกัดกร่อนเพียง 0.0025 มม. ต่อปี รัสเซียเป็นผู้บุกเบิกการใช้เครื่องทำความเย็นก๊าซคลอรีนไททาเนียมในปี 1963 และไม่นานบริษัท Allied Chemical ของสหรัฐอเมริกาก็ตามมา โดยเปลี่ยนหน่วยกราไฟท์เป็นไททาเนียม ประเทศจีนผลิตเครื่องทำความเย็นไทเทเนียมเครื่องแรกในปี 1965 และภายในปี 1973 เครื่องทำความเย็นแบบท่อไทเทเนียมได้นำไปใช้งานในหลายจังหวัด

คุณประโยชน์มีมากกว่าการต้านทานการกัดกร่อน เครื่องทำความเย็นไทเทเนียมทำให้กระบวนการทำความเย็นและการทำให้แห้งสั้นลง ลดการสูญเสียก๊าซคลอรีน ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และปรับปรุงเสถียรภาพของก๊าซอัด เครื่องทำความเย็นคลอรีนเปียกไททาเนียมบางรุ่นที่ติดตั้งในโรงงานคลอร์-อัลคาไลยังคงใช้งานมาเกือบสองทศวรรษโดยไม่มีร่องรอยการเสื่อมสภาพ

เครื่องอุ่นน้ำเกลือที่ผ่านการกลั่นแล้วถือเป็นการใช้งานที่สำคัญอีกประการหนึ่ง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหล่านี้ต้องรักษาการทำงานที่เสถียรที่อุณหภูมิสูงในสื่อสมบูรณ์ที่มีคลอไรด์- มัดรวมท่อไทเทเนียมให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่จำเป็น ในขณะเดียวกันก็ให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่เชื่อถือได้

ในระบบกำจัดคลอรีน ไทเทเนียมเป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับหอกำจัดคลอรีน ปั๊ม และวาล์วที่ใช้ในการกำจัดคลอรีนแบบสุญญากาศ ส่วนประกอบเหล่านี้จะต้องต้านทานการโจมตีจากคลอรีนอิสระที่ตกค้างที่เหลืออยู่ในกระแสกระบวนการ อุปกรณ์ไทเทเนียมช่วยยืดระยะเวลาการบำรุงรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับประกันคุณภาพของน้ำเกลือรีไซเคิล

ปั๊มและวาล์วไทเทเนียมมีบทบาทสำคัญในการลำเลียงปานกลางทั่วทั้งโรงงานคลอร์-อัลคาไล ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสแบบเมมเบรนและอิเล็กโทรไลซิสแบบปรอท ปั๊มไทเทเนียมนำเสนอโซลูชันที่ประหยัดที่สุดสำหรับการจัดการกระแสโพแทสเซียมไฮโปคลอไรต์และโซเดียมไฮโปคลอไรต์ กรณีที่น่าสังเกตเกี่ยวข้องกับบริษัทในสหรัฐอเมริกาที่ใช้ปั๊มไทเทเนียมในการจัดการกับสารละลายเกลือ 85 องศาที่ประกอบด้วยผลึก NaCl และคลอรีนอิสระ- ปั๊มดังกล่าวมีอายุการใช้งานเกินสิบปี ในระบบลำเลียงก๊าซคลอรีน ท่อไททาเนียมจัดการกับความแข็งแรงและข้อจำกัดของการปิดผนึกที่ก่อนหน้านี้พบในวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ-

อุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไลได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์หลักสามครั้งในการผลิตโซดาไฟ: จากเซลล์ถังแนวนอนไปเป็นอิเล็กโทรไลต์ไดอะแฟรมแนวตั้งในทศวรรษ 1960 จากกราไฟท์เป็นขั้วบวกโลหะในทศวรรษ 1970 และสู่-เทคโนโลยีแลกเปลี่ยนเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนในทศวรรษ 1980 ไทเทเนียมเป็นศูนย์กลางของการปฏิวัติสองครั้งหลัง

ในปัจจุบัน อุปกรณ์ไทเทเนียม-รวมถึงแอโนด อิเล็กโทรไลเซอร์ เครื่องทำความเย็น เครื่องอุ่นล่วงหน้า หอกำจัดคลอรีน ปั๊ม วาล์ว และท่อ- ถือเป็นแกนหลักของการผลิตคลอ-อัลคาไลสมัยใหม่ ความต้านทานการกัดกร่อน ความเสถียรของขนาด และอายุการใช้งานที่ยาวนานของวัสดุทำให้มีความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น การใช้พลังงานลดลง ขยายการใช้อุปกรณ์ และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไลยังคงเป็นหนึ่งในผู้บริโภคไทเทเนียมรายใหญ่ที่สุดในภาคส่วนเคมี และไทเทเนียมยังคงอัดฉีดโมเมนตัมใหม่ให้กับการพัฒนาอุตสาหกรรม

ติดต่อได้เลย