钛及钛合金在氯碱工业中的应用

钛时代科技 2024-09-27 17:20:57

氯碱工业是以电解食盐水溶液的方法制取氯气和烧碱的化学工业,已有上百年的历史,氯碱工业也是化学工业中应用钛最早的行业。氯碱生产中应用的钛制设备主要有:金属阳极电解槽、离子膜电解槽、列管式湿氯冷却器、精制盐水预热器、脱氯塔、氯碱冷却洗涤塔、真空脱氯用泵和阀门等钛设备。

在美国的化学工业中,所用钛材的一半以上是用于氯生产的换热器,氯碱工业中所有新换热器均采用钛材制造。苏联在1975年(100个企业的170多个生产流程中)其氯气生产使用的钛材设备和管路,几乎占去化工生产中钛材设备总量的四分之一。而全部氯工业(包括氯气及其氧化物、农药、氯胺、漂白粉)采用钛材设备的数量几乎占全部化工企业设备总数的40%。

氯碱生产工艺有水银电解法、隔膜电解法和离子膜电解法。过去氯碱阳极一直采用石墨阳极。1968年意大利的德诺拉公司首先在氯碱行业实现了钛阳极工业化,1970年前后美、意、日、德、法等国都迅速改用金属阳极代替石墨阳极。

我国氯碱工业的发展,其烧碱生产主体设备(电解槽)经历了三次大的变革。第一次是立式槽代替水平槽;第二次是从上世纪70年代开始,采用金属阳极代替石墨阳极;第三次是采用离子膜电解槽。其中,钛设备和钛管主要用于阳极液循环系统、淡盐水系统、脱氯系统、湿氯气输送系统和氯水循环系统。钛泵主要用于输送精制盐水、阳极循环液、淡盐水和氯水等。一套万吨级装置用钛量约8t。

在电解食盐生产烧碱的同时,产生大量热的湿氯气,经过冷却和干燥处理后方可利用。对湿热氯气的冷却有直接用水喷淋和采用列管式间接冷却两种方式。经实验表明,钛在高温湿氯气的环境下极耐腐蚀,年腐蚀量仅为0.0025mm。在氯碱工业生产中使用钛冷却器,能缩短冷却和干燥工艺的过程,降低氯气损失,减少环境污染,并为压缩气体稳定操作和达到高度干燥创造了条件。

我国第一台钛冷却器于1965年,由锦西化工机械厂承制,传热面积小,只有16.8㎡,从1973年开始,上海、天津、北京、辽宁、广东等省市的氯氮厂,先后使用钛制列管式冷却器,效果良好。我国现有几百台钛制列管式冷却器。

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