Tillämpningen av titananod i klor-alkaliindustrin

Klor-alkaliindustrin är en kemisk industri som producerar klorgas och kaustiksoda genom att elektrolysera saltlösning. Den har en historia på mer än 100 år. Klor-alkaliindustrin är också den tidigaste användningen av titan i den kemiska industrin.
 

Produktionsprocesser för klor-alkali inkluderar kvicksilverelektrolys, diafragmaelektrolys och jonmembranelektrolys. Klor-alkali-anoder har använt grafitanoder tidigare. 1956 föreslog holländaren Henry Beer (H. Beer) först användningen av metallanoder i elektrolytiska celler, även kända som Dimensionally Stable Anodes (DSA), och erhöll patentet 1965. Dimensionellt stabila anoder är belagda med platina på titansubstrat . Elektroder av ädelmetalloxider. 1968 realiserade DeNore i Italien först industrialiseringen av titananoder i klor-alkaliindustrin. Runt 1970 gick USA, Italien, Japan, Tyskland, Frankrike och andra länder snabbt över till metallanoder istället för grafitanoder. I Japan har tusentals ton titanmaterial använts som basmaterial för metallanoder, och cirka 5 titanmaterial behövs för att producera 10,000 ton kaustiksoda.

Med utvecklingen av mitt lands klor-alkali-industri har den huvudsakliga utrustningen (elektrolysören) för produktion av kaustiksoda genomgått tre stora förändringar. Den första förändringen var den vertikala tanken istället för den horisontella tanken. I början av 1960-talet användes (vertikal adsorptionsmembranelektrolysator) för att ersätta den traditionella horisontella tanken, som kraftigt ökade produktionen av kaustiksoda i mitt land, från 193,000 1957. Ton ökade till 693,{{ 6}} ton 1966, en ökning med 3,6 gånger.

Den andra förändringen är att metallanodelektrolysatorn ersätter grafitanodelektrolysatorn. På 1970-talet användes metallanoden (DSA) istället för grafitanoden. mitt land har utfört titananoder i Shanghai Tianyuan Chemical Plant och Tianjin Chemical Plant sedan 1972. 1973 påbörjades elektrolytcelltestet för 20 m metallanodmembran, och 30 m metallanodelektrolyscellen användes gradvis 1974. 1978 landet utförde uppgiften att metallanod teknisk omvandling av 400,000 ton diafragma kaustiksoda. Från och med 1981 använde 17 klor-alkalifabriker över hela landet totalt 1 217 metallanodelektrolytiska celler, vilket bildade en årlig produktionskapacitet på 670,000 ton kaustiksoda med diafragmametallanoder, vilket motsvarar 30 procent av nationell produktionskapacitet för kaustiksoda och 95,000 ton kvicksilverbaserad elektrolyskapacitet. DSA. Från och med 1996 fanns det 99 klor-alkalifabriker i landet med totalt 8 409 metallanodmembranelektrolysatorer, med en årlig produktionskapacitet på 4,2 miljoner ton kaustiksoda, vilket motsvarar 70 procent av den nationella produktionskapaciteten för kaustiksoda. Förutom några få stora kemiska fabriker som Tianyuan, Tianhua, Daguhua och andra fabrikstillverkade metallanodelektrolysörer, tillverkas och levereras de flesta av professionella fabriker som Beijing Chemical Machinery Factory och Shanghai 4805 Factory.

Den tredje förändringen är användningen av jonmembranelektrolysatorer. I mitten-1980 marknadsfördes den energibesparande och effektiva jonmembranmetoden för att producera kaustiksoda. mitt land introducerade jonmembran kaustik soda-teknik och enheter från Japan och andra länder, vilket bildade en produktionskapacitet på 10,000 till 50,000 ton serialiserade enheter, huvudutrustningen inkluderar jonmembranelektrolysör, titan anolytcirkulationstank, lätt saltlösningstank, vakuumavkloreringstorn, värmeväxlare, rör och pumpventiler, etc. Titanutrustning och titanrör används huvudsakligen i anolytcirkulationssystemet, lätt saltlösningssystem, avkloreringssystem, våt klorgas leveranssystem och klor vattencirkulationssystem. Titanpumpar används huvudsakligen för att transportera raffinerad saltlösning, anodcirkulationsvätska, lätt saltlösning och klorvatten, etc. En uppsättning av 10,000-tons utrustning använder cirka 8 ton titan. I juni 1986 introducerade Yanguoxia Chemical Plant teknologin från Asahi Glass från Japan för första gången, med en årlig produktion på 10,000 ton kaustiksodautrustning. Förutom den tredimensionella elektrolysatorn och anolyttitanpumpen från Japan, levererades de andra sex titanutrustningarna alla av inhemska tillverkare. Jinxi Chemical Machinery Factory åtar sig leveransen. År 1990 hade 11 klor-alkalianläggningar tagit i bruk anläggningar för jonbytarmembran med kaustiksoda, med en produktionskapacitet på 295,000 ton. År 1995 hade 27 klor-alkalianläggningar tagit i bruk anläggningar för jonbytarmembran med kaustiksoda, med en produktionskapacitet på 827,000 ton. År 2000 var den årliga produktionskapaciteten för kaustiksoda i mitt lands kloralkaliindustri 7,5 miljoner ton, 2005 var den 14,71 miljoner ton och 2010 var den 23,99 miljoner ton.

I jonmembranelektrolysatorn är temperaturen i katod- och anodkamrarna cirka 90 grader, anodkammaren har klorgas och saltlösning och katodkammaren har en koncentration på 30 % ~35 % kaustiksodalösning. Den allmänna driftsströmtätheten för jonmembranelektrolysatorn är 30~40A/dm. Under sådana tuffa förhållanden måste elektrolyscellens materialanvändning och korrosionsskyddande struktur beaktas fullt ut vid utformningen av elektrolyscellen. För anoddelen av jonbytarmembranelektrolysatorn (avser anoden och delen i kontakt med anolyten) har alla länder i världen valt titanmetall (eller korrosionsbeständig titanlegering) med god korrosionsbeständighet i anolyten utan undantag.

Det schematiska diagrammet över jonbytarmembranet av kaustiksoda, som visas i figuren, separeras de två elektroderna av jonbytarmembranet, och saltvattnet tillsätts från ena sidan och det rena vattnet tillsätts från den andra sidan. Efter att ha passerat en elektrisk ström genereras klorgas från anodsidan och vätgas genereras från katodsidan. Det joniska membranet tillåter endast passage av natriumjoner, så natriumhydroxid produceras från katodsidan.

Förutom elektrolysören för huvudutrustningen i jonbytarmembranet kaustiksodaanläggning, inkluderar applikationsdelarna av titanutrustning huvudsakligen: saltlösningssystem - vätskenivåmätare; anolytsystem - anolyttank och klorgasrenare; lätt saltlösningssystem - avkloreringstorn, lätt saltvattenfördelare, instrumentkylare; natriumhypokloritsystem - kylning, absorptionstorn, distributör; klorgassystem - våt klorgaskylare; skadedjursborttagningssystem - värmeväxlare, skadedjursborttagningsfläkt.