क्लोर में टाइटेनियम अनुप्रयोग-क्षार उद्योग

टाइटेनियम के क्लोर {{0} क्षार उपकरण पर हावी होने का मूल कारण इसके निष्क्रियता व्यवहार में निहित है। ऑक्सीकरण वाले वातावरण के संपर्क में आने पर {{2}विशेष रूप से नम क्लोरीन गैस-टाइटेनियम तेजी से अपनी सतह पर एक स्थिर, सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म बनाता है। यह निष्क्रिय परत अंतर्निहित धातु को ऐसी स्थितियों में आक्रामक रासायनिक हमले से बचाती है जो स्टेनलेस स्टील, तांबा मिश्र धातु और यहां तक ​​कि कई निकल आधारित सामग्रियों को तेजी से नष्ट कर देती है। उच्च तापमान वाले गीले क्लोरीन वातावरण में, टाइटेनियम प्रति वर्ष मात्र माइक्रोन के क्रम पर संक्षारण दर प्रदर्शित करता है। थोक में थर्मोडायनामिक अस्थिरता (Ti²⁺/Ti की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता -1.63V पर) और सतह निष्क्रियता के माध्यम से गतिज स्थिरता का यह संयोजन टाइटेनियम को क्लोर-क्षार धातु विज्ञान में अपनी अद्वितीय स्थिति देता है।

क्लोर-क्षार उत्पादन में टाइटेनियम का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाओं में होता है। धातु एनोड इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं और आयन {{2}एक्सचेंज मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइज़र टाइटेनियम को आयामी स्थिर एनोड (डीएसए) के लिए सब्सट्रेट के रूप में नियोजित करते हैं। {{3}टाइटेनियम बेस संरचनाओं को रूथेनियम, इरिडियम, या उनके संयोजन जैसे महान धातु ऑक्साइड के साथ लेपित किया जाता है।

ग्रेफाइट एनोड से टाइटेनियम आधारित डीएसए एनोड में परिवर्तन ने उद्योग में एक तकनीकी क्रांति को चिह्नित किया। टाइटेनियम एनोड अपने पूरे सेवा जीवन में स्थिर आयाम प्रदान करते हैं, जिससे सटीक इलेक्ट्रोड गैप नियंत्रण और लगातार वर्तमान वितरण सक्षम होता है। यह आयामी स्थिरता सीधे कम सेल वोल्टेज और कम बिजली की खपत में तब्दील हो जाती है। डीएसए तकनीक, जिसकी शुरुआत 1950 के दशक में हुई और 1960 के दशक के अंत में इसका व्यावसायीकरण किया गया, संयुक्त राज्य अमेरिका, इटली, जापान और जर्मनी में तेजी से अपनाई गई।

आयन {{0}एक्सचेंज मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइज़र में, टाइटेनियम का उपयोग न केवल एनोड के लिए बल्कि एनोलाइट सर्कुलेशन सिस्टम, ब्राइन हैंडलिंग सिस्टम और विभिन्न हीट एक्सचेंजर्स के लिए भी बड़े पैमाने पर किया जाता है। अत्यधिक ऑक्सीकरण वाले एनोलाइट वातावरण का सामना करने के लिए इन कोशिकाओं के एनोडिक डिब्बों का निर्माण टाइटेनियम से किया गया है।

नमकीन पानी के इलेक्ट्रोलिसिस से बड़ी मात्रा में गर्म, आर्द्र क्लोरीन गैस उत्पन्न होती है जिसे आगे की प्रक्रिया से पहले ठंडा और सुखाया जाना चाहिए। यह वातावरण औद्योगिक रसायन विज्ञान में सामने आने वाले सबसे संक्षारक वातावरणों में से एक है। ग्रेफाइट, कांच, चीनी मिट्टी और प्लास्टिक कूलर का उपयोग करने के शुरुआती प्रयासों में मूलभूत सीमाओं का सामना करना पड़ा -जंग, दरार, उम्र बढ़ने और खराब गर्मी हस्तांतरण।

टाइटेनियम कूलरों ने इस परिदृश्य को पूरी तरह से बदल दिया। परीक्षण से पता चला है कि गर्म, आर्द्र क्लोरीन गैस में टाइटेनियम प्रति वर्ष केवल 0.0025 मिमी की दर से संक्षारित होता है। रूस ने 1963 में टाइटेनियम क्लोरीन गैस कूलर के उपयोग की शुरुआत की, और संयुक्त राज्य अमेरिका की एलाइड केमिकल कंपनी ने जल्द ही ग्रेफाइट इकाइयों को टाइटेनियम से बदल दिया। चीन ने 1965 में अपना पहला टाइटेनियम कूलर बनाया, और 1973 तक, टाइटेनियम ट्यूबलर कूलर कई प्रांतों में काम कर रहे थे।

लाभ संक्षारण प्रतिरोध से परे हैं। टाइटेनियम कूलर शीतलन और सुखाने की प्रक्रिया को छोटा करते हैं, क्लोरीन गैस के नुकसान को कम करते हैं, पर्यावरण प्रदूषण को कम करते हैं और संपीड़ित गैस की स्थिरता में सुधार करते हैं। क्लोर {{2} क्षार संयंत्रों में स्थापित कुछ टाइटेनियम गीले क्लोरीन कूलर लगभग दो दशकों से सेवा में बने हुए हैं, जिनमें गिरावट का कोई संकेत नहीं है।

परिष्कृत नमकीन प्रीहीटर्स एक अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोग का प्रतिनिधित्व करते हैं। इन हीट एक्सचेंजर्स को क्लोराइड समृद्ध मीडिया में ऊंचे तापमान पर स्थिर संचालन बनाए रखना चाहिए। टाइटेनियम ट्यूब बंडल विश्वसनीय गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन प्रदान करते हुए आवश्यक संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं।

डीक्लोरिनेशन प्रणालियों में, टाइटेनियम डीक्लोरिनेशन टावरों और वैक्यूम डीक्लोरिनेशन में उपयोग किए जाने वाले पंपों और वाल्वों के लिए पसंद की सामग्री है। इन घटकों को प्रक्रिया धारा में बचे अवशिष्ट मुक्त क्लोरीन के हमले का विरोध करना चाहिए। टाइटेनियम उपकरण प्रभावी ढंग से रखरखाव अंतराल बढ़ाता है और पुनर्नवीनीकरण नमकीन की गुणवत्ता सुनिश्चित करता है।

टाइटेनियम पंप और वाल्व पूरे क्लोर {{0} क्षार संयंत्र में मध्यम परिवहन में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं। झिल्ली इलेक्ट्रोलिसिस और पारा इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियाओं में, टाइटेनियम पंप पोटेशियम हाइपोक्लोराइट और सोडियम हाइपोक्लोराइट धाराओं को संभालने के लिए सबसे किफायती समाधान प्रदान करते हैं। एक उल्लेखनीय मामले में एक अमेरिकी कंपनी ने NaCl क्रिस्टल और मुक्त क्लोरीन युक्त 85 डिग्री नमक समाधान को संभालने के लिए टाइटेनियम पंप का उपयोग किया था। पंप ने दस साल से अधिक का सेवा जीवन दिखाया। क्लोरीन गैस संवहन प्रणालियों में, टाइटेनियम पाइपिंग पहले गैर-धातु सामग्री के साथ सामना की गई ताकत और सीलिंग सीमाओं को संबोधित करती है।

क्लोर {{0}क्षार उद्योग ने कास्टिक सोडा उत्पादन में तीन प्रमुख उपकरण परिवर्तन किए हैं: 1960 के दशक में क्षैतिज टैंक कोशिकाओं से ऊर्ध्वाधर डायाफ्राम इलेक्ट्रोलाइज़र तक, 1970 के दशक में ग्रेफाइट से धातु एनोड तक, और 1980 के दशक में आयन {3}एक्सचेंज झिल्ली प्रौद्योगिकी तक। टाइटेनियम बाद की दो क्रांतियों का केंद्र रहा है।

आज, एनोड, इलेक्ट्रोलाइज़र, कूलर, प्रीहीटर, डीक्लोरिनेशन टावर, पंप, वाल्व और पाइपिंग सहित टाइटेनियम उपकरण {{0}आधुनिक क्लोर{2}क्षार उत्पादन की रीढ़ बनते हैं। सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध, आयामी स्थिरता और लंबी सेवा जीवन ने उच्च वर्तमान घनत्व, कम ऊर्जा खपत, विस्तारित उपकरण अभियान और पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने में सक्षम बनाया है। क्लोर{{5}क्षार उद्योग रासायनिक क्षेत्र में टाइटेनियम के सबसे बड़े उपभोक्ताओं में से एक बना हुआ है, और टाइटेनियम औद्योगिक विकास में नई गति ला रहा है।

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