Die Chloralkaliindustrie konzentriert sich auf die Herstellung von Chlor und Natronlauge durch Elektrolyse von Salzlösungen und ist der Eckpfeiler von Bereichen wie Chemieingenieurwesen und Textilien. Titan mit seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit ist zum Kernmaterial geworden, das seinen Effizienzsprung vorantreibt und traditionelle Produktionsprobleme bei Metallanoden, Kühlgeräten und Flüssigkeitstransport löst.
1, Titanmetallanode: der „revolutionäre Motor“ der Elektrolysezellen. Elektrolysezellen sind das Herzstück der Chloralkaliproduktion und beruhten früher auf Graphitanoden, die einen schnellen Verlust und einen geringen Wirkungsgrad verursachten. Im Jahr 1956 schlugen niederländische Wissenschaftler das Konzept einer auf Titan basierenden „größenstabilen Anode (DSA)“ vor.
1968 erreichte das italienische Unternehmen Denola die Industrialisierung und die Chloralkaliindustrie trat in die „Titananoden-Ära“ ein. Chinesische Titananoden haben drei Revolutionen vorangetrieben: In den frühen 1960er Jahren ersetzten vertikale Membrantanks horizontale Tanks, und die Natronlaugeproduktion erreichte 1966 693.000 Tonnen (1957 waren es nur 193.000 Tonnen); In den 1970er Jahren ersetzte DSA auf Titanbasis Graphit.
Im Jahr 1972 testeten die Chemiefabriken Shanghai und Tianjin es als erste. Im Jahr 1996 wurden landesweit 8409 Titananoden-Elektrolysezellen mit einer Produktionskapazität von 4,2 Millionen Tonnen in Betrieb genommen, was über 70 % entspricht; Mitte der 1980er Jahre wurden Ionenmembran-Elektrolysezellen eingeführt und Titan auf Geräte wie Anodenflüssigkeitszirkulationstanks ausgeweitet. Der Titanverbrauch von 10000-Tonnen-Geräten betrug 8 Tonnen. Im Jahr 2010 überstieg die Produktionskapazität von Ionenmembran-Natronlauge 23,99 Millionen Tonnen.
Die Umgebung der Ionenmembran-Elektrolysezelle ist rau (90 Grad, starkes Chlorgas auf der Anodenseite, 30–35 % Natronlauge auf der Kathodenseite, Stromdichte von 30–40 A/dm²), und Titan gilt weltweit als das bevorzugte Material für die Anodenseite.
2, Nasschlorgaskühler: Das nasse Chlorgas mit hoher Temperatur, das durch Elektrolyse von „Verschmutzung“ zu „hohem Wirkungsgrad“ erzeugt wird, muss gekühlt und getrocknet werden. Herkömmliche Methoden weisen Mängel auf: Die direkte Kühlung von chlorhaltigem Abwasser und die indirekte Kühlung von Geräten wie Graphit und Edelstahl sind anfällig (Edelstahl benötigt nur 8-10 Tage). Titan löst dieses Problem vollständig: Die jährliche Korrosion von Titan in feuchtem Chlorgas mit hoher Temperatur beträgt nur 0,0025 mm und die Wärmeübertragungseffizienz ist hoch. Im Jahr 1963 setzte Russland einen 140-㎡-Titankühler ein, und das amerikanische Unternehmen Arid verwendete eine 78-㎡-Titanausrüstung, um einen 140-㎡-Graphiteffekt zu erzielen; China entwickelte 1965 seinen ersten 16,8-㎡-Titankühler, und inzwischen sind Hunderte von Titankühlern zum Standard in der Chlor-Alkali-Industrie geworden.
3, Titanpumpenventile: Langlebig für den Flüssigkeitstransport. Chloralkaliflüssigkeiten enthalten freies Chlor und Salzlösungen mit hoher Temperatur, während normale Pumpenventile anfällig für Leckagen sind. Die Georgia Pifik Company in den Vereinigten Staaten verwendet Titanpumpen zum Transport von 85-Grad-Salzlösungen mit einer Lebensdauer von 10 Jahren (Edelstahl nur wenige Monate); Das inländische Chemiewerk 2 in Peking verwendet Titanpumpen, Ventile und Laufräder bei der Vakuumentchlorung, um Ausfallzeiten und Leckagen zu reduzieren.
Fazit: Das symbiotische Upgrade zwischen Titan und Chloralkali. Titan hat Graphitanoden ersetzt, um Ionenmembranprozesse zu unterstützen, wodurch herkömmliche Produktionsverschmutzungs- und Effizienzprobleme gelöst werden und Chinas Produktionskapazität für Natronlauge auf mehrere zehn Millionen Tonnen ansteigt. Mit der Weiterentwicklung der Chlor-Alkali-Technologie wird Titan auch in Zukunft die Rolle eines „korrosionsbeständigen Rückgrats“ spielen und die grüne Entwicklung der Branche fördern.
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