کاربرد آلیاژهای تیتانیوم در صنعت کلر-قلیایی

صنعت کلر{0}}قلیایی سود سوزآور، گاز کلر و هیدروژن را از طریق الکترولیز آب نمک اشباع تولید می کند که محصولات آن به طور گسترده در کاغذسازی، نساجی، تصفیه آب و سایر بخش ها استفاده می شود. محیط تولید به شدت خورنده است و یون های کلرید تمایل دارند تا آسیب های خورنده مختلفی را به تجهیزات وارد کنند. تیتانیوم و آلیاژهای آن دارای مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی یون کلرید، استحکام ویژه بالا و جوش‌پذیری و فرآیندپذیری مطلوب هستند. به عنوان مواد مقاوم در برابر خوردگی{4}}برای واحدهای کلر{5}}قلیایی، این صنعت را به سمت ارتقاء صنعت از تجهیزات مبتنی بر گرافیت به تاسیسات عملیاتی فلزی، مقیاس بزرگ-و چرخه طولانی{{8} سوق داده‌اند.

 

 

تیتانیوم به طور خود به خود یک فیلم غیرفعال کننده دی اکسید تیتانیوم متراکم و پایدار در محیط‌های حاوی اکسیژن-می‌سازد که پس از آسیب می‌تواند به سرعت خود را ترمیم کند. مقاومت به خوردگی آن در محیط‌های حاوی کلر{3}}به مراتب بهتر از فولاد ضد زنگ 316 لیتری و فلزات غیرآهنی{5} معمولی است. نرخ خوردگی تیتانیوم در آب کلر در دمای محیط و گاز کلر مرطوب در دمای 80 درجه بسیار کم است و به ندرت هیچ خوردگی حفره ای یا ترک خوردگی ناشی از تنش مشاهده می شود.

 

تیتانیوم از استحکام ویژه بالایی برخوردار است و چگالی آن تنها 60 درصد فولاد است که وزن مرده تجهیزات را سبک می کند. این پلاستیسیته خوب و فرآیندهای بالغ برای کار سرد، انبساط لوله و جوشکاری را نشان می دهد. اتصالات جوش داده شده عملکرد قابل مقایسه با فلز پایه را ارائه می دهند و امکان ساخت مبدل های حرارتی، قطعات الکترولیتی، لوله ها، شیرها و سایر تجهیزات را فراهم می کنند. تیتانیوم خالص تجاری درجه 1 و درجه 2 معمولاً در گیاهان کلر{5}} قلیایی استفاده می شود.Ti{1}}0.2Pd آلیاژ تیتانیوم پالادیومبرای بهبود مقاومت در برابر خوردگی در جایی که خوردگی شکافی خطرات بالایی دارد انتخاب شده است.

 

 

1. الکترولیزهای غشایی تبادل یونی و آندهای پایدار بعدی

تیتانیوم به عنوان بستر برای آندهای DSA پوشش داده شده با لایه‌های روتنیوم-ایریدیوم، جایگزین آندهای گرافیت می‌شود. این فناوری مصرف انرژی را کاهش می دهد، عمر مفید 5 تا 8 سال را ارائه می دهد و خلوص سود سوزآور را بهبود می بخشد. تیتانیوم همچنین برای قاب‌های آند، مخازن گردش خون و مخازن ذخیره‌سازی آب نمک رقیق برای محافظت از غشاهای تبادل یونی استفاده می‌شود.

 

2. کولرهای گازی کلر مرطوب و تجهیزات تبادل حرارتی

کولرهای تیتانیوم خالص Gr2 برای گاز کلر مرطوب دارای عمر مفید بیش از 15 سال هستند و تبادل حرارتی پایدار را با حداقل تعمیرات حفظ می کنند. تیتانیوم همچنین برای پیش گرم کن های آب نمک، تبخیرکننده های سوزاننده و سایر مبدل های حرارتی برای مقاومت در برابر یون های کلرید و جلوگیری از سوراخ شدن و نشت استفاده می شود.

 

3. سیستم های دکلره، برج ها و مخازن ذخیره سازی

برج‌های دکلره، برج‌های شستشو و مخازن مختلف ذخیره‌سازی با کلر-آب نمک در تماس هستند، جایی که فولاد ضد زنگ دچار خوردگی شدید می‌شود. مواد تیتانیوم تولید مداوم، کاهش ناخالصی‌های فلزات سنگین و محافظت از غشاهای تبادل یونی را تضمین می‌کنند.

 

4. لوله ها، پمپ ها و شیرهای تیتانیوم

لوله ها، پمپ ها و شیرهای تیتانیوم برای انتقال آنولیت، گاز کلر مرطوب و آب نمک رقیق استفاده می شود. پمپ ها و شیرهای فولادی ضد زنگ عمر مفیدی کمتر از 2 سال دارند، در حالی که نمونه های تیتانیوم می توانند بیش از 8 سال کار کنند و خطر نشتی و خاموشی های برنامه ریزی نشده را کاهش دهند. فلنج های تیتانیومی و اتصالات لوله به طور موثر خوردگی شکاف را کاهش می دهند.

 

 

اگرچه سرمایه گذاری اولیه تجهیزات تیتانیوم بالاتر از فولاد کربنی و جایگزین های فولاد ضد زنگ است، اما مزایای قابل توجهی را در طول چرخه عمر کامل ارائه می دهد. فولاد ضد زنگ و تجهیزات غیرفلزی{1} مستعد خوردگی هستند و نیاز به تعمیرات اساسی و تعویض مکرر دارند که منجر به توقف تولید، نشت، آلودگی محصول و خطرات ایمنی محیطی می شود. تجهیزات تیتانیوم دارای طول عمر طولانی و نیازمندی‌های تعمیر و نگهداری پایین است که تلفات ناشی از تعطیلی تولید را کاهش می‌دهد، کیفیت سود سوزآور و گاز کلر را تثبیت می‌کند، عمر مفید اجزای غشای مبادله یونی{{4} با ارزش بالا را افزایش می‌دهد و هزینه‌های کلی درازمدت را کاهش می‌دهد. مواد تیتانیوم به طور گسترده در فرآیندهای آند، خنک‌سازی کلر مرطوب و فرآیندهای دکلره‌زدایی برای پروژه‌های تازه‌ساخت‌شده، بازسازی‌شده و منبسط شده یونی-مبادله سود سوزآور غشایی در سراسر چین مورد استفاده قرار گرفته‌اند که به‌عنوان یک ماده محوری برای حمایت از-مقیاس بزرگ و تولید کلر سازگار با محیط زیست{10} عمل می‌کند.

 

 

مواد تیتانیوم در شرایط عملیاتی کلر{0}}قلیایی همچنان با خطر خوردگی مواجه هستند. خوردگی شکافی معمولاً در شکاف فلنج‌ها، پیچ‌ها و واشرها رخ می‌دهد. چنین خطراتی را می توان با استفاده از آلیاژهای تیتانیوم{3}}پالادیوم، بهینه سازی ساختارهای مونتاژ و استانداردسازی فرآیندهای تولید کاهش داد. اقدامات پیشگیرانه اضافی در برابر شکنندگی هیدروژن و خوردگی گالوانیکی ناشی از تماس فلزی غیر مشابه مورد نیاز است.

 

با پیشرفت در فناوری داخلی پردازش تیتانیوم و کاهش هزینه‌های مواد تیتانیوم، دامنه کاربرد تیتانیوم در صنعت کلر{0}}قلیایی همچنان در حال گسترش است. جهت‌های توسعه صنعت شامل لوله‌های جوش داده شده تیتانیوم با قطر بزرگ و مخازن تحت فشار تیتانیوم{3} است که برای تولید سود سوزآور در مقیاس بزرگ طراحی شده‌اند، همچنین فرمول‌های بهینه‌شده برای آندهای تیتانیوم روکش شده برای کاهش مصرف انرژی الکترولیز و پیشبرد حفظ انرژی و کاهش انتشار کربن. یک سیستم بازیافت بالغ برای ضایعات تیتانیوم، استفاده دایره ای از منابع تیتانیوم را امکان پذیر می کند و هزینه چرخه کامل-عمر-تجهیزات را کاهش می دهد و توسعه-کیفیت بالای صنعت کلر-قلیایی را تسهیل می کند.

 

 

Ruihang، به عنوان تولید کننده مستقیم محصولات تیتانیوم، مواد اولیه با کیفیت مطلوب را برای تولید قطعات دقیق شما تامین می کند. اگر نیازی به خرید دارید، لطفاً از طریق ایمیل با ما تماس بگیرید:Sam.Rui@bjrh-titanium.com