Anvendelsen av titananode i klor-alkaliindustrien
May 12, 2023
Klor-alkaliindustrien er en kjemisk industri som produserer klorgass og kaustisk soda ved å elektrolysere saltløsning. Den har en historie på mer enn 100 år. Klor-alkaliindustrien er også den tidligste anvendelsen av titan i kjemisk industri.
Klor-alkali-produksjonsprosesser inkluderer kvikksølvelektrolyse, diafragmaelektrolyse og ionisk membranelektrolyse. Klor-alkali-anoder har tidligere brukt grafittanoder. I 1956 foreslo nederlenderen Henry Beer (H. Beer) første gang bruk av metallanoder i elektrolyseceller, også kjent som Dimensionally Stable Anodes (DSA), og fikk patentet i 1965. Dimensjonsstabile anoder er belagt med platina på titansubstrater . Elektroder av edelmetalloksider. I 1968 realiserte DeNore i Italia først industrialiseringen av titananoder i klor-alkaliindustrien. Rundt 1970 gikk USA, Italia, Japan, Tyskland, Frankrike og andre land raskt over til metallanoder i stedet for grafittanoder. I Japan har tusenvis av tonn titanmaterialer blitt brukt som basismateriale for metallanoder, og ca. 5 titanmaterialer er nødvendig for å produsere 10,000 tonn kaustisk soda.
Med utviklingen av mitt lands klor-alkali-industri har hovedutstyret (elektrolysator) for kaustisk sodaproduksjon gjennomgått tre store endringer. Den første endringen var den vertikale tanken i stedet for den horisontale tanken. På begynnelsen av 1960-tallet ble (vertikal adsorpsjonsmembranelektrolysator) brukt til å erstatte den tradisjonelle horisontale tanken, som kraftig økte produksjonen av kaustisk soda i mitt land, fra 193,000 i 1957. Tonn økte til 693,{{ 6}} tonn i 1966, en økning på 3,6 ganger.
Den andre endringen er at metallanodeelektrolysatoren erstatter grafittanodeelektrolysatoren. På 1970-tallet ble metallanoden (DSA) brukt i stedet for grafittanoden. mitt land har utført titaniumanoder i Shanghai Tianyuan Chemical Plant og Tianjin Chemical Plant siden 1972. I 1973 ble 20m metallanodemembranelektrolysecelletest startet, og 30m metallanodeelektrolysecelle ble gradvis brukt i 1974. I 1978 land utførte oppgaven med metallanode teknisk transformasjon av 400,000 tonn membran kaustisk soda. Fra 1981 brukte 17 klor-alkali-anlegg over hele landet totalt 1217 metallanodeelektrolyseceller, og dannet en årlig produksjonskapasitet på 670,000 tonn kaustisk soda med diafragmametallanoder, som utgjør 30 prosent av nasjonal kaustisk sodaproduksjonskapasitet, og 95,000 tonn kvikksølvbasert elektrolysekapasitet. DSA. Fra 1996 var det 99 klor-alkali-fabrikker i landet med totalt 8.409 metallanode-membranelektrolysatorer, med en årlig produksjonskapasitet på 4,2 millioner tonn kaustisk soda, som utgjør 70 prosent av den nasjonale produksjonskapasiteten for kaustisk soda. Bortsett fra noen få store kjemiske fabrikker som Tianyuan, Tianhua, Daguhua og andre fabrikkproduserte metallanodeelektrolysatorer, er de fleste av dem produsert og levert av profesjonelle fabrikker som Beijing Chemical Machinery Factory og Shanghai 4805 Factory.
Den tredje endringen er bruken av ioniske membranelektrolysatorer. I midten-1980 ble den energibesparende og effektive ioniske membranmetoden fremmet for å produsere kaustisk soda. landet mitt introduserte ionisk membran kaustisk soda-teknologi og enheter fra Japan og andre land, og danner en produksjonskapasitet på 10,000 til 50,000 tonn med serialiserte enheter, hovedutstyret inkluderer ion-membranelektrolysator, titan anolyttsirkulasjonstank, lett saltlaketank, vakuumdekloreringstårn, varmeveksler, rør og pumpeventiler, etc. Titanutstyr og titanrør brukes hovedsakelig i anolyttsirkulasjonssystemet, lett saltlakesystem, dekloreringssystem, våt klorgassleveringssystem og klor vannsirkulasjonssystem. Titanpumper brukes hovedsakelig til å transportere raffinert saltlake, anodesirkulasjonsvæske, lett saltlake og klorvann osv. Et sett på 10,000-tonns utstyr bruker ca. 8 tonn titan. I juni 1986 introduserte Yanguoxia Chemical Plant teknologien til Asahi Glass fra Japan for første gang, med en årlig produksjon på 10,{11}} tonn kaustisk sodautstyr. Bortsett fra den tredimensjonale elektrolysatoren og anolytt titanpumpen levert av Japan, ble de andre seks titanutstyret levert av innenlandske produsenter. Jinxi Chemical Machinery Factory påtar seg forsyningen. I 1990 hadde 11 klor-alkali-anlegg tatt i bruk ionebyttermembrananlegg for kaustisk soda, med en produksjonskapasitet på 295,000 tonn. I 1995 hadde 27 klor-alkali-anlegg tatt i bruk ionebyttermembran-kaustisk sodaanlegg, med en produksjonskapasitet på 827,000 tonn. I 2000 var den årlige produksjonskapasiteten for kaustisk soda i mitt lands klor-alkali-industri 7,5 millioner tonn, i 2005 var den 14,71 millioner tonn, og i 2010 var den 23,99 millioner tonn.
I den ioniske membranelektrolysatoren er temperaturen på katode- og anodekamrene omtrent 90 grader, anodekammeret har klorgass og saltløsning, og katodekammeret har en konsentrasjon på 30 prosent ~35 prosent kaustisk sodaløsning. Den generelle driftsstrømtettheten til ionemembranelektrolysatoren er 30~40A/dm. Under slike tøffe forhold må materialbruken og anti-korrosjonsstrukturen til elektrolysecellen vurderes fullt ut når elektrolysecellen utformes. For anodedelen av ionebyttermembranelektrolysatoren (refererer til anoden og delen i kontakt med anolytten) har alle land i verden valgt titanmetall (eller korrosjonsbestandig titanlegering) med god korrosjonsmotstand i anolytten uten unntak.
Det skjematiske diagrammet av ionebyttermembranen av kaustisk soda, som vist på figuren, er de to elektrodene atskilt av ionebyttermembranen, og saltvannet tilsettes fra den ene siden, og det rene vannet tilsettes fra den andre siden. Etter å ha passert en elektrisk strøm, genereres klorgass fra anodesiden og hydrogengass genereres fra katodesiden. Den ioniske membranen tillater bare passasje av natriumioner, så natriumhydroksid produseres fra katodesiden.
I tillegg til elektrolysatoren til hovedutstyret til ionebyttermembranen kaustisk sodaanlegg, inkluderer applikasjonsdelene av titanutstyr hovedsakelig: saltvannssystem - væskenivåmåler; anolyttsystem - anolytttank og klorgassscrubber; lett saltvannssystem - avkloreringstårn, lett saltvannsdistributør, instrumentkjøler; natriumhypoklorittsystem - kjøling, absorpsjonstårn, distributør; klorgasssystem - våt klorgasskjøler; system for fjerning av skadedyr - varmeveksler, vifte for fjerning av skadedyr.
