क्लोर-क्षार उद्योग में एनोड के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री-टाइटेनियम

टाइटेनियम का गलनांक 1680 डिग्री और घनत्व 4.54g/cm3 है। यह एल्यूमीनियम से भारी है लेकिन स्टील से 43% हल्का है। टाइटेनियम बहुत मजबूत है, एल्युमीनियम से 6 गुना ज्यादा मजबूत। इसलिए, संरचनात्मक सामग्रियों में, टाइटेनियम में बहुत अधिक विशिष्ट ताकत होती है। टाइटेनियम का एक और बड़ा लाभ विभिन्न पदार्थों के प्रति इसका मजबूत संक्षारण प्रतिरोध है।

टाइटेनियम का व्यापक रूप से क्लोर-क्षार उद्योग में उपयोग किया जाता है, सबसे पहले गीले क्लोरीन और सोडियम क्लोराइड समाधानों के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के कारण, और दूसरे क्योंकि इसके इलेक्ट्रोकेमिकल गुण इसे एनोड सामग्री के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1960 के दशक में ही क्लोर-क्षार उपकरण का निर्माण शुरू कर दिया था, और यह अनुप्रयोग 8% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर के साथ तेजी से विकसित हुआ है। 2021 में, वैश्विक क्लोरीन उत्पादन का लगभग 50% रूथेनियम-टाइटेनियम लेपित एनोड का उपयोग करता है। रूसी क्लोरीन उत्पादन में, 80% से अधिक उपकरण और पाइप टाइटेनियम से बने होते हैं। संपूर्ण क्लोर-क्षार उद्योग, जो क्लोरीन और अन्य ऑक्साइड, जहरीले रसायन, क्लोरैमाइन और ब्लीचिंग पाउडर का उत्पादन करता है, रासायनिक क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले 60% से अधिक टाइटेनियम उपकरणों के लिए जिम्मेदार है। क्लोर-क्षार उद्योग में, जापान टाइटेनियम एनोड का उपयोग करता है, जो जापान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले टाइटेनियम उत्पाद हैं। 1980 के दशक की शुरुआत से, मेरे देश के क्लोर-क्षार उद्योग ने टाइटेनियम एनोड का उपयोग करना शुरू कर दिया है और अच्छा आर्थिक लाभ हासिल किया है।

Titanium anode is currently the single product that uses the most titanium in the chemical industry. In the past, graphite anodes were commonly used in chlor-alkali industrial electrolyzers, which had short lifespan and high power consumption. The advantages of using titanium anodes are: anode size stability, long life, low power and steam consumption, high product quality, large production capacity, and good working conditions. After Shanghai Liaoyuan Chemical Company switched its 20-meter-long electrolytic cell to titanium anodes, experts determined that its production capacity doubled compared to that of graphite anode electrolytic cells. The current density of graphite electrodes is mostly 1100A/m2, and the current density of titanium anodes can reach >2000A/m2; the anode has a long life. Graphite anodes can only be used for about 0.5 years, while titanium anodes can be used for >चार वर्ष; लगभग 15% बिजली और लगभग 5% भाप की बचत। उत्पाद की गुणवत्ता अच्छी है. ग्रेफाइट एनोड टैंक द्वारा उत्पादित कास्टिक सोडा लाल-बैंगनी रंग का होता है, जबकि टाइटेनियम एनोड टैंक द्वारा उत्पादित कास्टिक सोडा रंगहीन होता है और इसमें कार्बनिक अशुद्धता की मात्रा कम होती है; एस्बेस्टस डायाफ्राम का जीवन लंबा होता है। ग्रेफाइट एनोड टैंक डायाफ्राम का उपयोग केवल लगभग 180 दिनों तक किया जा सकता है, जबकि टाइटेनियम एनोड टैंक डायाफ्राम का सेवा जीवन लंबा होता है क्योंकि यह ग्रेफाइट कणों द्वारा अवरुद्ध नहीं होता है, जो न केवल एस्बेस्टस बचाता है, बल्कि कम रखरखाव कार्य की भी आवश्यकता होती है; टाइटेनियम एनोड डामर और सीसे का उपयोग नहीं करते हैं, और हरे और पर्यावरण के अनुकूल हैं।

क्लोर-क्षार कंपनी की क्लोरीन उत्पादन प्रक्रिया में, इलेक्ट्रोलाइटिक सेल से निकलने वाली क्लोरीन गैस में न केवल उच्च तापमान होता है, बल्कि इसमें बड़ी मात्रा में नमी भी होती है। उपयोग से पहले ठंडा और सुखाया जाना चाहिए। शीतलन प्रक्रिया में प्रत्यक्ष विधि और अप्रत्यक्ष विधि शामिल है। सीधे जल स्प्रे ठंडा करने से न केवल बड़ी मात्रा में क्लोरीन युक्त पानी बनेगा, बल्कि पर्यावरण भी प्रदूषित होगा। क्लोरीन का नुकसान बड़ा है, H2SO4 की खपत बड़ी है, और काम करने की स्थिति भी खराब है। यदि ठंडा करने के लिए स्टेनलेस स्टील के अप्रत्यक्ष कूलर का उपयोग किया जाता है, तो सेवा जीवन 1 0 दिनों से अधिक होना मुश्किल है, जबकि ग्रेफाइट कूलर का उपयोग केवल लगभग 90 दिनों तक किया जा सकता है। टाइटेनियम कूलर के निर्माण के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है और इसमें गीले क्लोरीन संक्षारण के लिए बेहद मजबूत प्रतिरोध है, जिसकी संक्षारण दर 0.0025 मिमी/वर्ष से कम या उसके बराबर है। इसलिए, क्लोर-क्षार प्रसंस्करण में टाइटेनियम कूलर का उपयोग शीतलन और सुखाने के समय को कम कर सकता है, क्लोरीन के नुकसान को कम कर सकता है और पर्यावरण प्रदूषण को कम कर सकता है। दूसरे, यह स्थिर संचालन और संपीड़ित गैस के पूर्ण सुखाने के लिए आवश्यक स्थितियाँ बना सकता है।

In the U.S. chemical industry, >क्लोर-क्षार उत्पादन के लिए 50% टाइटेनियम का उपयोग कूलर में किया जाता है। ग्रेफाइट से बनी एलाइड की कूलिंग ट्यूब केवल 2 से 3 साल तक चलीं। टाइटेनियम ट्यूबों पर स्विच करने के बाद, उनका उपयोग 10 से अधिक वर्षों तक किया जा सकता है। पतली दीवार वाली टाइटेनियम ट्यूबों के उपयोग से कूलर पर ग्रेफाइट स्ट्रिप्स लगाने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और यह अत्यधिक उच्च ताप संचालन का सामना कर सकता है। उदाहरण के लिए, एक 78m2 टाइटेनियम कूलर 140m2 ग्रेफाइट कूलर जितनी गर्मी का संचालन करता है। सोवियत संघ और रूस के क्लोर-क्षार उद्योग में उपयोग किए जाने वाले कूलर सभी टाइटेनियम से बने होते हैं। गीला क्लोरीन शीतलन आर्थिक संकेतक, शंघाई लियाओयुआन केमिकल कंपनी ग्रेफाइट ट्यूब, टाइटेनियम ट्यूब कूलर तकनीकी और आर्थिक संकेतक। इन आंकड़ों से यह देखा जा सकता है कि गीले क्लोरीन के साथ अप्रत्यक्ष शीतलन पानी के साथ सीधे स्प्रे शीतलन की तुलना में अधिक प्रभावी है।

शंघाई लियाओयुआन केमिकल कंपनी द्वारा अप्रत्यक्ष टाइटेनियम कूलर पर स्विच करने के बाद, यह 400,{1}} टन/वर्ष पानी, सुखाने के लिए 1,360 टन/वर्ष सल्फ्यूरिक एसिड और 1,400 टन/वर्ष क्लोरीन गैस बचा सकता है। टाइटेनियम ट्यूब कूलर ग्रेफाइट ट्यूब कूलर की तुलना में अधिक समय तक चलते हैं।
पंप, वाल्व, आदि।

टाइटेनियम पंप जो क्लोरीन का उत्पादन करने के लिए झिल्ली विधियों या पारा इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करते हैं, उच्चतम आर्थिक लाभ प्राप्त कर सकते हैं। अमेरिकी कंपनी पिफिक के टाइटेनियम पंप की सेवा जीवन 10 साल तक है। बीजिंग केमिकल प्लांट नंबर 2 ने वैक्यूम डीक्लोरिनेशन प्रक्रिया में कास्ट टाइटेनियम 6BA -12 पंप, Dg100 और Dg150 स्टॉप वाल्व, और HTB -7011 वॉटर रिंग सिरेमिक वैक्यूम पंप टाइटेनियम इम्पेलर्स का उपयोग किया। डेढ़ साल के ऑपरेशन के बाद भी वे बरकरार हैं। क्षरण का कोई लक्षण नहीं. विभिन्न टाइटेनियम वाल्वों का उपयोग सामान्य दबाव से लेकर 5000N/cm2 तक के उच्च दबाव में प्रभावी ढंग से किया जा सकता है।