Aplicação de ligas de titânio na indústria de cloro{0}}álcalis

A indústria de cloro-álcalis produz soda cáustica, cloro gasoso e hidrogênio por meio da eletrólise de salmoura saturada, cujos produtos são amplamente aplicados na fabricação de papel, têxtil, tratamento de água e outros setores. O meio de produção é altamente corrosivo e os íons cloreto tendem a provocar vários danos corrosivos ao equipamento.Titânio e suas ligasapresentam excelente resistência à corrosão por íons cloreto, alta resistência específica e soldabilidade e processabilidade favoráveis. Como materiais críticos-resistentes à corrosão para unidades de cloro-álcalis, eles levaram a indústria a atualizar equipamentos baseados em-grafite para instalações metálicas de operação em grande-escala e ciclo longo-.

 

 

O titânio forma espontaneamente uma película de passivação de dióxido de titânio densa e estável em ambientes-contendo oxigênio, que pode se auto-reparar rapidamente quando danificado. Sua resistência à corrosão em meios contendo-cloro supera em muito o desempenho do aço inoxidável 316L e dos metais não-ferrosos comuns. A taxa de corrosão do titânio é extremamente baixa em água com cloro à temperatura ambiente e cloro gasoso úmido a 80 graus, com quase nenhuma corrosão por picada ou fissuração por corrosão sob tensão observada.

 

O titânio possui alta resistência específica, com densidade de apenas 60% da do aço, o que alivia o peso morto do equipamento. Apresenta boa plasticidade e processos maduros para trabalho a frio, expansão de tubos e soldagem; juntas soldadas oferecem desempenho comparável ao metal base, permitindo a fabricação de trocadores de calor, componentes eletrolíticos, tubos, válvulas e outros equipamentos. O titânio comercialmente puro de grau 1 e grau 2 é comumente adotado em plantas de cloro-álcalis.Liga de titânio-paládio Ti-0,2Pdé selecionado para melhorar a resistência à corrosão onde a corrosão em frestas representa altos riscos.

 

 

1. Eletrolisadores de membrana de troca iônica e ânodos dimensionalmente estáveis

O titânio serve como substrato para ânodos DSA revestidos com camadas de rutênio-irídio, substituindo ânodos de grafite. Esta tecnologia reduz o consumo de energia, proporciona uma vida útil de 5 a 8 anos e melhora a pureza da soda cáustica. O titânio também é usado em estruturas anódicas, tanques de circulação e tanques de armazenamento de salmoura diluída para proteger membranas de troca iônica.

 

2.Resfriadores de gás cloro úmido e equipamentos de troca de calor

Os resfriadores de titânio puro Gr2 para gás cloro úmido têm uma vida útil superior a 15 anos, mantendo uma troca de calor estável com manutenção mínima. O titânio também é aplicado em pré-aquecedores de salmoura, evaporadores cáusticos e outros trocadores de calor para resistir a íons cloreto e evitar perfuração e vazamento.

 

3.Sistemas de Descloração, Torres e Tanques de Armazenamento

Torres de descloração, torres de lavagem e vários tanques de armazenamento entram em contato com salmoura-carregada de cloro, onde o aço inoxidável sofre corrosão severa. Os materiais de titânio garantem a produção contínua, reduzem as impurezas de metais pesados ​​e protegem as membranas de troca-iônica.

 

4.Tubulação, bombas e válvulas de titânio

Tubos, bombas e válvulas de titânio são usados ​​para transportar anólito, cloro gasoso úmido e salmoura diluída. As bombas e válvulas de aço inoxidável têm uma vida útil inferior a 2 anos, enquanto as equivalentes de titânio podem operar por mais de 8 anos, reduzindo os riscos de vazamentos e paradas não planejadas. Flanges de titânio e acessórios para tubos atenuam efetivamente a corrosão em fendas.

 

 

Embora o investimento inicial em equipamentos de titânio seja superior ao das alternativas de aço carbono e aço inoxidável, ele apresenta vantagens notáveis ​​ao longo de todo o ciclo de vida. Equipamentos de aço inoxidável e não{1}}metálicos são propensos à corrosão, exigindo revisões e substituições frequentes que levam a paradas de produção, vazamentos, contaminação de produtos e riscos à segurança ambiental. Os equipamentos de titânio apresentam longa vida útil e baixos requisitos de manutenção, o que reduz perdas causadas por paradas de produção, estabiliza a qualidade da soda cáustica e do gás cloro, estende a vida útil de componentes de membrana de troca iônica de alto-valor-e reduz os custos gerais-de longo prazo. Os materiais de titânio têm sido amplamente adotados em ânodos, processos de resfriamento de cloro úmido e descloração para projetos de soda cáustica de membrana de troca iônica recém-construídos, renovados e expandidos em toda a China, atuando como um material essencial para a produção de cloro-álcalis em grande-escala e ecologicamente correto.

 

 

Os materiais de titânio ainda enfrentam riscos de corrosão sob condições operacionais de cloro-álcalis. A corrosão em frestas tende a ocorrer em folgas de flanges, parafusos e juntas. Esses riscos podem ser mitigados com a adoção de ligas de titânio{3}}paládio, otimizando estruturas de montagem e padronizando processos de fabricação. São necessárias medidas preventivas adicionais contra a fragilização por hidrogênio e a corrosão galvânica causada pelo contato de metais diferentes.

 

Com os avanços na tecnologia doméstica de processamento de titânio e a queda nos custos do material de titânio, o escopo de aplicação do titânio na indústria de cloro-álcalis continuará se expandindo. As direções de desenvolvimento da indústria incluem tubos soldados de titânio de grande-diâmetro e vasos de pressão revestidos-de titânio adaptados para a produção de soda cáustica em grande-escala, bem como formulações otimizadas para ânodos de titânio revestidos para reduzir o consumo de energia de eletrólise e promover a conservação de energia e a redução de emissões de carbono. Um sistema de reciclagem maduro para sucata de titânio permite a utilização circular de recursos de titânio, reduzindo ainda mais o custo do ciclo de-vida-completa do equipamento e facilitando o desenvolvimento de alta-qualidade da indústria de cloro-álcalis.

 

 

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