Industri klor-alkali adalah industri kimia yang memproduksi gas klorin dan soda api dengan menggunakan larutan garam elektrolit. Industri ini memiliki sejarah lebih dari 100 tahun dan juga merupakan aplikasi titanium paling awal dalam industri kimia. Dalam produksi klor-alkali, peralatan titanium terutama mencakup elektroliser anoda logam, elektroliser membran penukar ion, pendingin klorin basah berbentuk tabung, pemanas awal air garam yang dimurnikan, menara deklorinasi, menara pendingin dan pencucian klor-alkali, pompa dan katup deklorinasi vakum, dan peralatan titanium lainnya. Ini menggantikan grafit sebagai bahan utama dalam scrubber pendingin klorin pada tahun 1970-an. Saat ini, titanium telah menjadi bahan anti-korosi yang banyak digunakan dalam industri klor-alkali, ketahanan korosinya yang unggul membuatnya ideal untuk membuat anoda logam dan peralatan pemrosesan lainnya. Mengapa? Mengapa titanium populer di bidang ini? Mari kita mulai dengan karakternya.

Karakteristik Titanium
Ketahanan korosi adalah fitur penting dari industri klor alkali. Media proses dan zat korosif seperti asam sulfat, gas klorin, asam klorida, dan soda api yang digunakan dalam industri klor-alkali akan membawa dampak buruk pada pipa dan perangkat. Oleh karena itu, peralatan dan bahan produksi klor-alkali mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi untuk ketahanan korosi. Paduan titanium memiliki ketahanan korosi yang sangat baik, kekuatan tinggi, ringan dan stabilitas yang baik sehingga disukai dalam produksi industri klor-alkali.

Titanium sering digunakan di lingkungan yang sangat korosif, dan ini membuatnya lebih cocok daripada logam lain untuk aplikasi semacam itu, terutama ketika mereka mengembangkan lapisan oksida pasif pada permukaannya. Film ini terdiri dari bahan kristal, yang memiliki integritas dan kepatuhan yang tinggi. Ketika paduan titanium rusak, lapisan pasif akan sembuh dengan sendirinya. Selain itu, anodisasi adalah proses yang efektif untuk meningkatkan lapisan pelindung pada titanium. Ini menunjukkan ketahanan korosi yang sangat baik dalam air laut dan hidrokarbon. Selain itu, titanium menunjukkan kecenderungan pasif yang kuat, yang berarti dapat membentuk lapisan pengoksidasi yang stabil di udara atau larutan air. Oleh karena itu, penggunaan paduan titanium untuk proses klorinasi dapat sangat bermanfaat bagi industri. Paduan titanium juga memiliki keuletan, sifat mampu bentuk, kekuatan, dan kemampuan las yang sangat baik. Titanium memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah daripada baja karbon dan tembaga, sehingga dindingnya bisa lebih tipis. Ketahanan korosi yang baik dari titanium juga berarti permukaannya tidak rentan terhadap kerak, sehingga mengurangi ketahanan termal. Selain itu, paduan titanium mampu digunakan pada suhu hingga 600 ° C untuk waktu yang lama.

Dalam kondisi oksidasi yang mengandung klorida, titanium menunjukkan ketahanan korosi yang sebanding dengan tantalum dan lebih unggul dari baja tahan karat dan paduan berbasis nikel. Korosi titanium murni 100% buruk dalam kondisi asam pereduksi, sedangkan paduan titanium yang mengandung paladium tidak hanya meningkatkan ketahanan korosi titanium dalam kondisi media pereduksi, tetapi juga mempertahankan ketahanan korosinya dalam kondisi oksidasi. Ini membentuk film oksida pasif di permukaannya, yang meningkatkan ketahanannya terhadap korosi.

Aplikasi titanium dalam Industri Klorin Alkali

  • Anoda logam
    Proses produksi klor-alkali meliputi elektrolisis merkuri, elektrolisis diafragma, dan elektrolisis membran ion. Di masa lalu, anoda grafit telah digunakan untuk anoda klor-alkali. Pada tahun 1956, seorang Belanda bernama Henry. H. Beer pertama kali mengusulkan penggunaan anoda logam dalam elektroliser membran, juga disebut anoda Stabil Secara Dimensi (DSA), dan memperoleh hak paten pada tahun 1965. Anoda yang stabil secara dimensi adalah elektroda yang dilapisi dengan oksida logam mulia kelompok platina pada substrat titanium. Pada tahun 1968, perusahaan DeNore Italia pertama kali merealisasikan industrialisasi anoda titanium dalam industri klor-alkali.
    Sejak tahun 1970-an, elektroliser anoda logam (DSA) dan elektroliser film ion mulai menggantikan elektroliser anoda grafit, dan karenanya, pendingin grafit digantikan oleh pendingin klorin basah titanium. Peralatan utama termasuk elektroliser membran ion, titanium anodik tangki sirkulasi cairan, tangki air asin ringan, menara deklorinasi vakum, penukar panas, katup pipa dan pompa, dll. Pipa titanium dan peralatan terutama digunakan dalam sistem sirkulasi cairan anodik, sistem air asin ringan, sistem deklorinasi, sistem pengiriman gas klorin basah, dan sistem sirkulasi air klorin. Pompa titanium terutama digunakan untuk mengalirkan air garam yang dimurnikan, cairan sirkulasi anodik, air garam ringan dan air klorin, dll. Dibandingkan dengan sel elektrolit anoda grafit, sel elektrolit anoda logam diafragma dapat menghemat 100-200 kW/jam listrik dengan menghasilkan 1 ton soda api.
    Dalam elektroliser membran ion, suhu ruang anoda dan katoda sekitar 90 ℃, ruang anoda diisi dengan larutan klorin dan garam dan ruang katoda memiliki larutan soda kaustik 30%-35%. Kepadatan arus operasi adalah 30-40A / dm. Di bawah kondisi yang keras seperti itu, ketahanan korosi material harus cukup dalam desain elektroliser. Bagian anoda (anoda dan bagian kontak cairan anodik) dari elektroliser film ion sebagian besar adalah paduan titanium dengan ketahanan korosi yang baik. Selain elektroliser peralatan utama, peralatan titanium terutama digunakan di bagian-bagian berikut: sistem air garam - pengukur level cairan; Sistem cairan anodik - tangki cairan anodik dan menara pencucian klorin; Sistem air garam segar - menara deklorinasi, distributor air garam segar, pendingin instrumen; Sistem natrium hipoklorit - pendingin, menara absorpsi, distributor; Sistem gas klorin - pendingin gas klorin basah; Sistem pencegahan risiko - penukar panas, kipas angin.
  • Pendingin gas klorin basah
    Ketika garam elektrolit menghasilkan soda kaustik, sejumlah besar gas klorin basah panas dihasilkan, yang dapat digunakan setelah perlakuan pendinginan dan pengeringan. Ada dua cara untuk mendinginkan klorin panas dan basah: penyemprotan air langsung dan pendinginan tidak langsung dengan pendingin tabung. Pendinginan langsung tidak hanya akan menghasilkan air klorin yang mengandung klorin dalam jumlah besar, pencemaran lingkungan, dan lebih banyak kehilangan klorin, konsumsi asam sulfat. Hasil percobaan menunjukkan bahwa titanium sangat tahan terhadap korosi pada suhu tinggi di lingkungan gas klorin basah, dan korosi tahunannya adalah 0,0025mm. Oleh karena itu, Penggunaan pendingin titanium produksi industri Chlor-alkali dapat mempersingkat proses pendinginan dan pengeringan, mengurangi hilangnya gas klorin dan pencemaran lingkungan, dan menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk operasi yang stabil dari gas terkompresi dan pengeringan yang ekstrim.
  • Pompa & katup
    Dalam produksi gas klorin dengan elektrolisis membran dan elektrolisis merkuri, pompa yang terbuat dari paduan titanium yang digunakan dalam kalium hipoklorit dan natrium hipoklorit ekonomis. Perusahaan Georgia-pifik menggunakan pompa titanium untuk memompa larutan garam 85 ℃, yang mengandung 270 ~ 320g / L NaCl, kristalisasi NaCl, dan lebih dari 0,5 g / L klorin bebas. Masa pakai pompa titanium hingga 10 tahun.

Tulis di bagian terakhir
Bisa dikatakan bahwa paduan titanium telah menjadi logam yang paling disukai dalam industri klor-alkali. Ada juga beberapa masalah: Pertama-tama, tingkat paduan titanium yang berbeda berbeda dalam ketahanan korosi dan kinerja pemesinan, dll., Insinyur harus didasarkan pada kondisi aktual, lokasi bagian dan apakah perlu pemesinan, dll. Umumnya, titanium tidak menghasilkan korosi intergranular dan korosi tegangan, tetapi rentan terhadap korosi celah, terutama celah dengan lebar sekitar 0,5 mm. Untuk bagian-bagian yang rentan terhadap korosi, paduan titanium paladium atau pelapisan paladium adalah pilihan terbaik.
Walaupun titanium adalah logam tahan korosi, namun tidak cocok untuk semua media korosif kimiawi. Bahkan untuk media yang sama, ketahanan korosinya juga terkait dengan konsentrasi dan suhu media. Titanium tidak dapat digunakan dalam gas klorin kering, karena meskipun suhu di lingkungan gas klorin kering di bawah nol, akan terjadi reaksi kimia yang relatif keras, menghasilkan panas yang sangat besar, yang dapat menyebabkan kebakaran. Untuk memastikan bahwa titanium memiliki stabilitas yang baik dalam gas klorin, kandungan air gas klorin tidak boleh melebihi 0,5%.