Anvendelsen av titan i den kjemiske industrien - kloralkali

Metallanode
Produksjonsprosessene for kloralkali inkluderer kvikksølvelektrolyse, membranelektrolyse og ionemembranelektrolyse. Tidligere ble grafittanoder alltid brukt som kloralkalianoder. I 1956 foreslo den nederlandske mannen H. Beer første gang bruk av metallanoder, også kjent som Dimensionally Stable Anodes (DSA), i elektrolyseceller. Han oppnådde patent i 1965, og den størrelsesstabile anoden er en elektrode belagt med platinagruppe edelt metalloksider på et titansubstrat. I 1968 oppnådde DeNore Company i Italia først industrialiseringen av titananoder i kloralkaliindustrien. Rundt 1970 gikk land som USA, Italia, Japan, Tyskland og Frankrike raskt over til å bruke metallanoder i stedet for grafittanoder. I Japan er det allerede tusenvis av tonn titanmaterialer brukt som substratmateriale for metallanoder, og produksjonen av 10000 tonn kaustisk soda krever omtrent 5 tonn titanmaterialer.
Utviklingen av Kinas kloralkaliindustri har gjennomgått tre store endringer i hovedutstyret (elektrolytisk celle) for produksjon av kaustisk soda. Den første transformasjonen var å erstatte horisontale tanker med vertikale tanker. På begynnelsen av 1960-tallet ble de tradisjonelle horisontale tankene erstattet med vertikale adsorpsjonsmembranelektrolysetanker, noe som kraftig økte Kinas kaustisk sodaproduksjon fra 193000 tonn i 1957 til 693000 tonn i 1966, en økning på 3,6 ganger.
Den andre transformasjonen var erstatning av grafittanodeelektrolyseceller med metallanodeelektrolyseceller. På 1970-tallet ble metallanoder (DSA) brukt til å erstatte grafittanoder. Kina begynte å utføre titananodeeksperimenter ved Shanghai Tianyuan Chemical Plant og Tianjin Chemical Plant i 1972, og begynte å teste 20m i 1973? Elektrolytisk celletest av metallanodemembran, gradvis brukt 30m siden 1974? Elektrolysecelle av metallanode. I 1978 gjennomførte landet en transformasjonsoppgave for metallanodeteknologi for 400 000 tonn kaustisk soda i membranen. Fra 1981 var det 17 kloralkalianlegg i Kina som brukte totalt 1217 metallanodeelektrolyseceller, og dannet en kapasitet på 670 000 tonn kaustisk soda årlig produsert av diafragmametoden metallanode, og utgjorde 30% av den nasjonale kaustisk sodaproduksjonen kapasitet. I tillegg ble totalt 95 000 tonn kvikksølvelektrolysekapasitet oppnådd ved bruk av DSA. Fra 1996 var det totalt 99 kloralkalianlegg i Kina med totalt 8409 elektrolyseceller for metallanodemembraner, med en årlig produksjonskapasitet på 4,2 millioner tonn kaustisk soda, som utgjør 70 % av den nasjonale produksjonskapasiteten for kaustisk soda. . Bortsett fra noen få store kjemiske fabrikker som Tianyuan, Tianhua og Daguhua, er de fleste metallanodeelektrolysetankene produsert og levert av profesjonelle fabrikker som Beijing Chemical Machinery Factory og Shanghai 4805 Factory.
Den tredje transformasjonen var bruken av ionebyttermembranelektrolysatorer. I midten{0}} ble energibesparende og effektive ionebyttermembranmetoder fremmet for produksjon av kaustisk soda. Kina introduserte ionebyttermembran kaustisk soda-teknologi og utstyr fra Japan og andre land, og dannet en serie på 10000 til 50000 tonn enheter. Hovedutstyret inkluderer ionebyttermembranelektrolysatorer, titananode væskesirkulasjonstanker, fortynnet saltvannstanker, vakuumdekloreringstårn, varmevekslere, rør og pumpeventiler, titanutstyr og rør brukes hovedsakelig i anodevæskesirkulasjonssystemer, fortynnede saltvannssystemer, avkloreringssystemer, våt klorgasstransportsystemer og klorvannsirkulasjonssystemer. Titanpumper brukes hovedsakelig til å transportere raffinert saltlake, anodesirkulerende væske, fortynnet saltlake og klorvann. Et sett med 10 000 tonns utstyr krever omtrent 8 tonn titan. I juni 1986 introduserte Yanguoxia Chemical Plant først japansk Asahi-teknologi og produserte en årlig produksjon på 10 000 tonn kaustisk sodautstyr. Bortsett fra den tredimensjonale elektrolysetanken og anode flytende titanpumpe levert av Japan, ble de andre seks titanutstyret alle innenlands matchet og levert av Jinxi Chemical Machinery Factory. I 1990 hadde 11 kloralkalianlegg tatt i bruk ionemembranenheter med kaustisk soda med en produksjonskapasitet på 295 000 tonn. I 1995 hadde totalt 27 kloralkalianlegg i Kina tatt i bruk ionmembran kaustisk sodaenheter med en produksjonskapasitet på 827000 tonn. Den årlige produksjonskapasiteten for kaustisk soda i Kinas kloralkaliindustri var 7,5 millioner tonn i 2000, 14,71 millioner tonn i 2005 og 23,99 millioner tonn i 2010.
I en ionebyttermembranelektrolysecelle er temperaturen på katode- og anodekamrene rundt 90 grader. Anodekammeret inneholder klorgass og saltløsning, mens katodekammeret inneholder kaustisk sodaløsning med en konsentrasjon på 30%~35%. Ionebyttermembranelektrolysecellen opererer vanligvis med en strømtetthet på 30-40A/dm?. Under slike tøffe driftsforhold er det nødvendig å fullt ut vurdere materialbruken og anti-korrosjonsstrukturen til elektrolysecellen når den utformes. Anodedelen (refererer til anoden og delen i kontakt med anodeløsningen) til ionebyttermembranelektrolysatorer er valgt av land rundt om i verden uten unntak, som titanmetall (eller korrosjonsbestandig titanlegering) med god korrosjonsbestandighet i anodeløsningen.
Det skjematiske diagrammet over ionebyttermembranen for kaustisk soda er vist i figur 2-4. De to elektrodene er isolert ved hjelp av ionebyttermembraner, med saltvann tilsatt fra den ene siden og rent vann tilsatt fra den andre siden. Etter å ha passert strømmen, genereres klorgass fra anodesiden og hydrogengass genereres fra katodesiden. Ioniske membraner lar bare natriumioner passere gjennom, så natriumhydroksid genereres fra katodesiden.
I tillegg til hovedutstyret til ionebyttermembranen kaustisk soda-enhet, brukes titanutstyret hovedsakelig i følgende områder: saltvannssystem - væskenivåmåler; Anodevæskesystem - anodevæsketank og klorvasketårn; Ferskvannssystem - dekloreringstårn, ferskvannsdistributør, instrumentkjøler; Natriumhypoklorittsystem - kjøling, absorpsjonstårn, distributør; Klorsystem - våt klorkjøler; System for fjerning av skadedyr - varmeveksler, vifte for fjerning av skadedyr.