Cymhwyso Anod Titaniwm mewn Diwydiant Clor-alcali

Mae'r diwydiant clor-alcali yn ddiwydiant cemegol sy'n cynhyrchu nwy clorin a soda costig trwy electroleiddio hydoddiant halwynog. Mae ganddo hanes o fwy na 100 mlynedd. Y diwydiant clor-alcali hefyd yw'r cymhwysiad cynharaf o ditaniwm yn y diwydiant cemegol.
 

Mae prosesau cynhyrchu clor-alcali yn cynnwys electrolysis mercwri, electrolysis diaffram ac electrolysis pilen ïonig. Mae anodau clor-alcali wedi bod yn defnyddio anodau graffit yn y gorffennol. Ym 1956, cynigiodd yr Iseldirwr Henry Beer (H. Beer) gyntaf y defnydd o anodau metel mewn celloedd electrolytig, a elwir hefyd yn Anodes Dimensiynol Sefydlog (DSA), a chafodd y patent ym 1965. Mae anodau sefydlog dimensiwn wedi'u gorchuddio â phlatinwm ar swbstradau titaniwm . Electrodau ocsidau metel nobl. Ym 1968, sylweddolodd DeNore yn yr Eidal ddiwydiannu anodau titaniwm yn y diwydiant clor-alcali am y tro cyntaf. Tua 1970, newidiodd yr Unol Daleithiau, yr Eidal, Japan, yr Almaen, Ffrainc a gwledydd eraill yn gyflym i anodau metel yn lle anodau graffit. Yn Japan, defnyddiwyd miloedd o dunelli o ddeunyddiau titaniwm fel y deunydd sylfaen ar gyfer anodau metel, ac mae angen tua 5 o ddeunyddiau titaniwm i gynhyrchu 10,000 tunnell o soda costig.

Gyda datblygiad diwydiant clor-alcali fy ngwlad, mae'r prif offer (electrolyzer) ar gyfer cynhyrchu soda costig wedi cael tri newid mawr. Y newid cyntaf oedd y tanc fertigol yn lle'r tanc llorweddol. Yn y 1960au cynnar, defnyddiwyd (electrolyzer diaffram arsugniad fertigol) i ddisodli'r tanc llorweddol traddodiadol, a gynyddodd yn fawr y cynhyrchiad soda costig yn fy ngwlad, o 193,000 yn 1957. Cynyddodd tunnell i 693,{{{{{}}). 6}} tunell yn 1966, cynnydd o 3.6 o weithiau.

Yr ail newid yw bod yr electrolyzer anod metel yn disodli'r electrolyzer anod graffit. Yn y 1970au, defnyddiwyd yr anod metel (DSA) yn lle'r anod graffit. mae fy ngwlad wedi cynnal anodau titaniwm yn Shanghai Tianyuan Chemical Plant a Tianjin Chemical Plant ers 1972. Ym 1973, dechreuwyd y prawf cell electrolytig diaffram anod metel 20m, a defnyddiwyd y gell electrolytig anod metel 30m yn raddol ym 1974. Yn 1978, y Cynhaliodd y wlad y dasg o drawsnewid technegol anod metel o 400,000 tunnell o soda costig diaffram. O 1981, roedd 17 o blanhigion clor-alcali ledled y wlad yn defnyddio cyfanswm o 1,217 o gelloedd electrolytig anod metel, gan ffurfio cynhwysedd cynhyrchu blynyddol o 670,000 tunnell o soda costig gydag anodau metel diaffram, gan gyfrif am 30 y cant o'r cynhwysedd cynhyrchu soda costig cenedlaethol, a 95,000 tunnell o gapasiti electrolysis sy'n seiliedig ar fercwri. DSA. O 1996, roedd 99 o ffatrïoedd clor-alcali yn y wlad gyda chyfanswm o 8,409 o electrolyzers diaffram anod metel, gyda chynhwysedd cynhyrchu blynyddol o 4.2 miliwn o dunelli o soda costig, gan gyfrif am 70 y cant o'r gallu cynhyrchu soda costig cenedlaethol. Ac eithrio ychydig o ffatrïoedd cemegol mawr fel Tianyuan, Tianhua, Daguhua ac electrolyzers anod metel eraill a wnaed mewn ffatri, mae'r rhan fwyaf ohonynt yn cael eu cynhyrchu a'u cyflenwi gan ffatrïoedd proffesiynol fel Beijing Chemical Machinery Factory a Shanghai 4805 Factory.

Y trydydd newid yw'r defnydd o electrolyzers bilen ïonig. Yng nghanol{0}}au, hyrwyddwyd y dull pilen ïonig arbed ynni ac effeithlon i gynhyrchu soda costig. cyflwynodd fy ngwlad dechnoleg a dyfeisiau soda bilen ïonig o Japan a gwledydd eraill, gan ffurfio cynhwysedd cynhyrchu o 10,000 i 50,000 Tunnell o ddyfeisiau cyfresol, mae'r prif offer yn cynnwys electrolyzer bilen ïon, titaniwm tanc cylchrediad anolyte, tanc heli ysgafn, twr dechlorination gwactod, cyfnewidydd gwres, tiwbiau a falfiau pwmp, ac ati Mae offer titaniwm a thiwbiau titaniwm yn cael eu defnyddio'n bennaf yn y system cylchrediad anolyte, system heli ysgafn, system dechlorination, system dosbarthu nwy clorin gwlyb a chlorin system cylchrediad dŵr. Defnyddir pympiau titaniwm yn bennaf i gludo heli wedi'i fireinio, hylif sy'n cylchredeg anod, heli ysgafn a dŵr clorin, ac ati. Mae set o offer 10,{7}}tunnell yn defnyddio tua 8 tunnell o ditaniwm. Ym mis Mehefin 1986, cyflwynodd Gwaith Cemegol Yanguoxia dechnoleg Asahi Glass o Japan am y tro cyntaf, gydag allbwn blynyddol o 10,000 tunnell o offer soda costig. Ac eithrio'r electrolyzer tri dimensiwn a'r pwmp titaniwm anolyte a gyflenwir gan Japan, darparwyd y chwe chyfarpar titaniwm arall gan weithgynhyrchwyr domestig. Mae Jinxi Chemical Machinery Factory yn ymgymryd â'r cyflenwad. Erbyn 1990, roedd 11 o blanhigion clor-alcali wedi mabwysiadu gweithfeydd soda costig pilen cyfnewid ïon, gyda chynhwysedd cynhyrchu o 295,000 tunnell. Ym 1995, roedd 27 o weithfeydd clor-alcali wedi mabwysiadu gweithfeydd soda costig pilen cyfnewid ïon, gyda chynhwysedd cynhyrchu o 827,000 tunnell. Yn 2000, cynhwysedd cynhyrchu soda costig blynyddol diwydiant clor-alcali fy ngwlad oedd 7.5 miliwn o dunelli, yn 2005 roedd yn 14.71 miliwn o dunelli, ac yn 2010 roedd yn 23.99 miliwn o dunelli.

Yn yr electrolyzer bilen ïonig, mae tymheredd y siambrau catod a'r anod tua 90 gradd, mae gan y siambr anod hydoddiant nwy clorin a halen, ac mae gan y siambr catod grynodiad o 30 y cant ~ 35 y cant o hydoddiant soda costig. Dwysedd cerrynt gweithredu cyffredinol yr electrolyzer bilen ïon yw 30 ~ 40A / dm. O dan amodau mor llym, rhaid ystyried defnydd deunydd a strwythur gwrth-cyrydiad y gell electrolytig yn llawn wrth ddylunio'r gell electrolytig. Ar gyfer rhan anod yr electrolyzer bilen cyfnewid ïon (gan gyfeirio at yr anod a'r rhan sydd mewn cysylltiad â'r anolyte), mae pob gwlad yn y byd wedi dewis metel titaniwm (neu aloi titaniwm sy'n gwrthsefyll cyrydiad) sydd ag ymwrthedd cyrydiad da yn yr anolyte yn ddieithriad.

Mae'r diagram sgematig o bilen cyfnewid ïon soda caustig, fel y dangosir yn y ffigur, mae'r ddau electrod yn cael eu gwahanu gan y bilen cyfnewid ïon, ac ychwanegir y dŵr halen o un ochr, ac ychwanegir y dŵr pur o'r ochr arall. Ar ôl pasio cerrynt trydan, cynhyrchir nwy clorin o ochr yr anod a chynhyrchir nwy hydrogen o'r ochr catod. Dim ond ïonau sodiwm y mae'r bilen ïonig yn eu caniatáu, felly cynhyrchir sodiwm hydrocsid o ochr y catod.

Yn ogystal ag electrolyzer prif offer y planhigyn soda caustig bilen cyfnewid ïon, mae rhannau cais offer titaniwm yn bennaf yn cynnwys: system heli - mesurydd lefel hylif; system anolyte - tanc anolyte a sgwrwyr nwy clorin; system heli ysgafn - twr dechlorination, Dosbarthwr dŵr halen ysgafn, oerach offeryn; system hypochlorite sodiwm - oeri, twr amsugno, dosbarthwr; system nwy clorin - oerach nwy clorin gwlyb; system tynnu plâu - cyfnewidydd gwres, ffan tynnu plâu.