יישום רחב ויתרונות של טיטניום וסגסוגת טיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי

תעשיית הכלור-אלקלי, תעשייה כימית בעלת היסטוריה של מאות שנים, מייצרת בעיקר כלור וסודה קאוסטית באמצעות אלקטרוליזה של תמיסות מימיות של מלח שולחן. בתחום זה נעשה שימוש משמעותי בטיטניום ובסגסוגות טיטניום. מניסיונות מוקדמים ועד למגוון הרחב של יישומים של היום, טיטניום ממלא תפקיד שאין לו תחליף בתעשיית הכלור-אלקלי.
בתהליך של ייצור כלור-אלקלי, לציוד טיטניום מגוון רחב של יישומים, כולל אלקטרוליזר אנודי מתכת, אלקטרוליזר ממברנות יונים, מצנן כלור רטוב בעמודים ובצינורות וציוד מרכזי נוסף. במיוחד בארצות הברית, בשימוש במחלפי חום לייצור כלור, טיטניום היווה יותר ממחצית, וכל מחליפי החום החדשים עשויים מטיטניום. זה מספיק כדי להוכיח את מיקומו החשוב של טיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי.
תהליך ייצור הכלור-אלקלי עבר שינויים רבים, בהם התפתח היישום של ציוד וצינורות טיטניום. טיטניום ממלא תפקיד מפתח במערכת זרימת נוזל האנודה, מערכת מי מלח טריים, מערכת דה-כלור וכן הלאה. במקביל, משאבות טיטניום נמצאות בשימוש נרחב גם להובלת מי מלח מעודן, נוזל זרימת אנודה ואמצעי מדיה אחרים. כמות הטיטניום בשימוש בסט אחד של מכשיר 10,000-טון מגיעה לכ-8 טון, מה שמראה את הביקוש הגדול לטיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי.

לטיטניום מספר תרחישי יישום ספציפיים בתעשיית הכלור-אלקלי, כולל:
מיכלי אלקטרוליזה: כגון מיכלי אלקטרוליזה של אנודה ממתכת ומיכלי אלקטרוליזה של ממברנות יוניות, הם ציוד הליבה בתעשיית הכלור-אלקלי, המשמש לאלקטרוליזה של תמלחת לייצור גז כלור וסודה קאוסטית. טיטניום נמצא בשימוש נרחב בייצור ציוד זה בשל עמידותו המצוינת בפני קורוזיה.
ציוד קירור: כגון מצנני כלור רטובים מסוג צינור, המשמשים לקירור גז הכלור החם והלח הנוצר בתהליך האלקטרוליזה, כך שניתן יהיה להמשיך ולעבד אותו ולנצלו. טיטניום מציג עמידות מצוינת בפני קורוזיה בסביבות גז כלור רטוב בטמפרטורה גבוהה, מה שהופך אותו לחומר אידיאלי לייצור מצננים אלה.
ציוד חימום וחימום מראש: כגון מחממי מלח מעודנים, המשמשים להעלאת טמפרטורת המלח הנכנסים לאלקטרוליזר כדי לשפר את יעילות האלקטרוליזה. השימוש בטיטניום בציוד כזה מבטיח העברה בינונית יציבה בטמפרטורות גבוהות תוך הארכת חיי השירות של הציוד.
מערכת דה-כלור: ציוד כגון מגדלי דה-כלור משמשים לטיפול בשפכים או בגז המכילים כלור כדי להפחית את זיהום הסביבה. טיטניום נמצא בשימוש נרחב במערכות דה-כלור הודות לעמידה טובה בפני קורוזיה ויציבותו.
מערכת שינוע: משאבות טיטניום ושסתומי טיטניום וציוד אחר משמשים להעברת תמלחת מעודנת, נוזל זרימת אנודה ומדיות אחרות. העמידות בפני קורוזיה של טיטניום מבטיחה את הבטיחות והיציבות של המדיום בתהליך השינוע, ומשפרת את הביצועים הכוללים של המערכת.
ציוד עזר אחר: כמו מגדל סקראב לקירור כלור-אלקלי, ממלא גם הוא תפקיד חשוב בתעשיית הכלור-אלקלי. הייצור של ציוד זה הוא גם בלתי נפרד מהתמיכה של טיטניום.
היתרונות של טיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי משמעותיים באותה מידה. במיוחד בתהליך הקירור של גז כלור חם ולח, טיטניום מראה עמידות גבוהה בפני קורוזיה. נתוני ניסויים מראים שכמות הקורוזיה השנתית של טיטניום בסביבה של גז כלור רטוב בטמפרטורה גבוהה היא רק 0.0025 מ"מ, שהיא נמוכה בהרבה מחומרים אחרים. לכן, השימוש במקרר טיטניום יכול לא רק לקצר את תהליך הקירור והייבוש, להפחית את אובדן גז הכלור, אלא גם להפחית את הזיהום הסביבתי, לפעולה יציבה של גז דחוס ולהשיג דרגת יובש גבוהה ליצירת תנאים נוחים.
היישום של טיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי בסין השיג גם תוצאות יוצאות דופן. מאז לידתו של מצנן הטיטניום הראשון של סין בשנת 1965, ועד למאות מצננים של צינורות טיטניום של היום נמצאים בשימוש נרחב, טיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי, תרומתו של טיטניום מודגשת כל הזמן.
לסיכום, טיטניום וסגסוגת טיטניום בתעשיית הכלור-אלקלי נמצא לא רק בשימוש נרחב אלא גם בעל יתרונות משמעותיים, המכסים כמעט את כל ההיבטים של ייצור כלור-אלקלי. העמידות המצוינת בפני קורוזיה, היציבות וביצועי העיבוד הופכים את הטיטניום לחומר הכרחי בתעשיית הכלור-אלקלי. עם הפיתוח המתמשך של תעשיית הכלור-אלקלי, סיכויי היישום של טיטניום יהיו רחבים יותר.