Yüzlerce yıllık geçmişi olan bir kimya endüstrisi olan klor-alkali endüstrisi, esas olarak tuzlu sulu çözeltiyi elektrolize ederek klor ve kostik soda üretir. Bu alanda titanyum ve titanyum alaşımlarının uygulanması çok önemli olarak tanımlanabilir. İlk denemelerden günümüzün geniş uygulamalarına kadar titanyum, klor-alkali endüstrisinde yeri doldurulamaz bir rol oynamıştır.
Klor-alkali üretimi sürecinde titanyum ekipmanının, metal anot elektrolizörü, iyon membran elektrolizörü, boru şeklindeki ıslak klor soğutucusu ve diğer birçok önemli ekipman dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi vardır. Özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde, klor üretimi için kullanılan ısı eşanjörlerinin yarısından fazlasını titanyum oluşturuyor ve yeni ısı eşanjörlerinin tamamı titanyumdan yapılıyor. Bu, titanyumun klor-alkali endüstrisindeki önemli konumunu kanıtlamak için yeterlidir.
Klor-alkali üretim süreci
Klor-alkali üretim prosesi birçok değişikliğe uğramıştır ve titanyum ekipman ve titanyum tüplerin uygulamaları da sürekli olarak geliştirilmiştir. Titanyum, anodik sıvı sirkülasyon sistemi, seyreltik tuzlu su sistemi ve klorsuzlaştırma sistemi gibi birçok açıdan önemli bir rol oynar. Aynı zamanda titanyum pompalar rafine tuzlu su, anot sirkülasyon sıvısı ve diğer ortamların taşınmasında da yaygın olarak kullanılmaktadır. 10,000-tonluk bir cihazda kullanılan titanyum miktarı yaklaşık 8 tona ulaşır, bu da klor-alkali endüstrisinde titanyuma olan büyük talebi gösterir.
Titanyumun klor-alkali endüstrisinde başlıca aşağıdakiler dahil olmak üzere bir dizi özel uygulama senaryosu vardır:
Elektrolitik hücre:metal anot elektrolitik hücre ve iyon membran elektrolitik hücre gibi, klor-alkali endüstrisindeki, klor gazı ve kostik soda üretmek üzere tuzlu suyun elektrolize edilmesi için kullanılan temel ekipmandır. Titanyum, mükemmel korozyon direnci nedeniyle bu cihazların imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Soğutma ekipmanı:elektroliz işlemi sırasında üretilen ıslak sıcak klor gazını daha fazla işlenip kullanılabilmesi için soğutmak için kullanılan boru şeklindeki ıslak klor soğutucuları gibi. Titanyum, yüksek sıcaklıktaki ıslak klor ortamında mükemmel korozyon direnci gösterir ve bu tür soğutucuların üretimi için ideal malzemedir.
Ön ısıtma ve ısıtma ekipmanı:elektrolizin verimliliğini artırmak için elektrolitik hücreye giren tuzlu suyun sıcaklığını arttırmak için kullanılan rafine tuzlu su ön ısıtıcıları gibi. Bu cihazlarda titanyum uygulanması, ortamın yüksek sıcaklıklarda stabil bir şekilde iletilmesini sağlarken, ekipmanın servis ömrünü de uzatır.
Deklorinasyon sistemi: Klor giderme kuleleri gibi ekipmanlar, çevre kirliliğini azaltmak amacıyla klor içeren atık su veya gazların arıtılmasında kullanılır. Titanyum, iyi korozyon direnci ve stabilitesi nedeniyle klorsuzlaştırma sisteminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Taşıma sistemi:Titanyum pompalar ve titanyum valfler ve diğer ekipmanlar, rafine edilmiş tuzlu su, anot sirkülasyon sıvısı ve diğer ortamları taşımak için kullanılır. Titanyumun korozyon direnci, taşıma sırasında ortamın güvenliğini ve stabilitesini sağlarken sistemin genel performansını da artırır.
Diğer yardımcı ekipmanlar:Klor-alkali soğutma yıkayıcıları gibi, aynı zamanda klor-alkali endüstrisinde de önemli bir rol oynamaktadır. Bu cihazların imalatı da titanyum desteğinden ayrılamaz.
Titanyumun klor-alkali endüstrisindeki avantajları da önemlidir. Özellikle ıslak ve sıcak klor gazının soğutulmasında titanyum malzemeler çok yüksek korozyon direnci göstermektedir. Deneysel veriler, yüksek sıcaklıkta ıslak klor gazı ortamında titanyumun yıllık korozyonunun yalnızca 0.0025 mm olduğunu ve bu değerin diğer malzemelere göre çok daha düşük olduğunu göstermektedir. Bu nedenle, titanyum soğutucuların kullanımı yalnızca soğutma ve kurutma işlemini kısaltmakla kalmaz, klor gazı kaybını da azaltır, aynı zamanda çevre kirliliğini de azaltır, sıkıştırılmış gazın kararlı çalışması için uygun koşullar yaratır ve yüksek derecede kurutma sağlar.
Çin'de klor-alkali endüstrisinde titanyum malzemelerin uygulanması da dikkate değer sonuçlar elde etti. 1965 yılında Çin'in ilk titanyum soğutucusunun doğuşundan günümüzde yüzlerce titanyum tüp soğutucunun geniş çapta uygulanmasına kadar, titanyumun klor-alkali endüstrisine katkısı vurgulanmaya devam ediyor.
Özetlemek gerekirse, titanyum ve titanyum alaşımlarının klor-alkali endüstrisindeki uygulamaları yalnızca kapsamlı olmakla kalmayıp, aynı zamanda klor-alkali üretiminin hemen hemen her bağlantısını kapsayan önemli avantajlara da sahiptir. Mükemmel korozyon direnci, kararlılığı ve işlenme özellikleri titanyumu klor-alkali endüstrisinde vazgeçilmez bir malzeme haline getirmektedir. Klor-alkali endüstrisinin sürekli gelişmesiyle birlikte titanyum malzemelerin uygulama olanakları da genişleyecektir.
