Títanforrit í klór-alkalíiðnaðinum

Grundvallarástæðan fyrir því að títan drottnar yfir klór-alkalíbúnaði er aðgerðarhegðun þess. Þegar það verður fyrir oxandi umhverfi -sérstaklega rakt klórgas- myndar títan hratt stöðuga, verndandi oxíðfilmu á yfirborði þess. Þetta óvirka lag verndar undirliggjandi málm fyrir árásargjarnri efnaárás við aðstæður sem myndu hraða niður ryðfríu stáli, koparblendi og jafnvel mörgum nikkel-efnum. Í blautu klórumhverfi með háum-hita, sýnir títan tæringarhraða á stærðargráðunni aðeins míkron á ári. Þessi samsetning af varmafræðilegum óstöðugleika í lausu (venjulegur rafskautsmöguleiki Ti²⁺/Ti við -1,63V) og hreyfistöðugleika í gegnum yfirborðsaðgerðaleysi gefur títan einstaka stöðu sína í klór-alkalí málmvinnslu.

Mikilvægasta notkun títans í klór-alkalíframleiðslu er í rafgreiningarfrumum. Rafgreiningarfrumur úr málmskautum og jóna-himnu rafgreiningartæki nota títan sem undirlag fyrir víddarstöðug rafskaut (DSA)-títan grunnbyggingu húðuð með eðalmálmoxíðum eins og rúthenium, iridium eða samsetningum þeirra.

Umskiptin frá grafítskautum yfir í títan-undirstaða DSA skauta markaði tæknibyltingu í greininni. Títanskaut bjóða upp á stöðugar stærðir allan endingartíma þeirra, sem gerir nákvæma rafskautabilsstýringu og stöðuga straumdreifingu. Þessi víddarstöðugleiki skilar sér beint í lægri frumuspennu og minni orkunotkun. DSA tæknin, sem var brautryðjandi á fimmta áratugnum og markaðssett seint á sjöunda áratugnum, var fljótt tekin upp í Bandaríkjunum, Ítalíu, Japan og Þýskalandi.

Í jóna-himnu rafgreiningartækjum er títan mikið notað, ekki aðeins fyrir rafskaut heldur einnig í hringrásarkerfi anólýta, saltvatnsmeðferðarkerfi og ýmsa varmaskipta. Rafskautshólf þessara frumna eru smíðuð úr títani til að standast mjög oxandi anólýt umhverfi.

Rafgreining á saltvatni myndar mikið magn af heitu, röku klórgasi sem þarf að kæla og þurrka fyrir frekari vinnslu. Þetta umhverfi er með því ætandi sem fyrirfinnst í iðnaðarefnafræði. Snemma tilraunir til að nota grafít-, gler-, keramik- og plastkælara urðu allar fyrir grundvallartakmörkunum-tæringu, sprungum, öldrun og lélegum hitaflutningi.

Títankælar breyttu þessu landslagi algjörlega. Prófanir hafa sýnt að títan í heitu, röku klórgasi tærir aðeins 0,0025 mm á ári. Rússar voru brautryðjendur í notkun títanklórgaskælara árið 1963 og bandaríska efnafyrirtækið Allied Chemical Company fylgdi fljótlega í kjölfarið og skipta grafíteiningum út fyrir títan. Kína framleiddi sinn fyrsta títan kælir árið 1965 og árið 1973 voru títan pípulaga kælar í gangi í mörgum héruðum.

Kostirnir ná lengra en tæringarþol. Títankælarar stytta kælingu og þurrkunarferlið, draga úr tapi á klórgasi, lágmarka umhverfismengun og bæta stöðugleika þjappaðs gass. Sumir blautir títanklórkælarar sem settir eru upp í klór-alkalíverksmiðjum hafa verið í notkun í næstum tvo áratugi án þess að hafa merki um niðurbrot.

Hreinsaðir saltvatnsforhitarar tákna aðra mikilvæga notkun. Þessir varmaskiptir verða að viðhalda stöðugri starfsemi við hærra hitastig í klóríð-ríkum miðlum. Títan rör búntar veita nauðsynlega tæringarþol á sama tíma og þeir skila áreiðanlegum hitaflutningsafköstum.

Í afklórunarkerfum er títan valið efni fyrir afklórunarturna og dælur og lokar sem notaðir eru við lofttæmandi afklórun. Þessir þættir verða að standast árás frá óbundnu klórleifum sem eftir eru í vinnslustraumnum. Títanbúnaður lengir á áhrifaríkan hátt viðhaldstímabil og tryggir gæði endurunnar saltvatns.

Títan dælur og lokar gegna mikilvægu hlutverki í miðlungs flutningi um klór-alkalíverksmiðjuna. Í himnu rafgreiningu og kvikasilfurs rafgreiningarferlum bjóða títantælur hagkvæmustu lausnina til að meðhöndla kalíumhýpóklórít og natríumhýpóklórítstrauma. Athyglisvert mál var um að bandarískt fyrirtæki notaði títaníumdælu til að meðhöndla 85 gráðu saltlausn sem innihélt NaCl kristalla og frítt klór-dælan sýndi meira en tíu ár. Í flutningskerfum fyrir klórgas taka títaníumpípur á styrkleika- og þéttingartakmarkanir sem áður hafa komið fram við ó-málmefni.

Klór-alkalíiðnaðurinn hefur gengið í gegnum þrjár stórar umbreytingar á búnaði í framleiðslu á ætandi gosi: frá láréttum tankfrumum yfir í lóðrétta þind rafgreiningartæki á sjöunda áratugnum, frá grafíti til málmskauta á áttunda áratugnum og í jónaskiptahimnutækni á níunda áratugnum. Títan hefur verið kjarninn í seinni tveimur byltingunum.

Í dag myndar títanbúnaður-þar á meðal rafskaut, rafgreiningartæki, kælir, forhitarar, afklórunarturna, dælur, lokar og leiðslur-burðarás nútíma klór-alkalíframleiðslu. Tæringarþol efnisins, víddarstöðugleiki og langur endingartími hafa gert kleift að hafa meiri straumþéttleika, minni orkunotkun, lengri búnaðarherferðir og minni umhverfisáhrif. Klór-alkalíiðnaðurinn er enn einn stærsti neytandi títan í efnageiranum og títan heldur áfram að dæla nýjum krafti inn í iðnaðarþróun.

Hafðu samband núna