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鈦及鈦合金為什么不能用于干氯氣中

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2013-2-23 14:32:45
鈦及鈦合金不能用于干氯氣中,即使溫度在0℃以下,也會發生劇烈的化學反應,生成四氯化鈦,再分解為二氯化鈦,甚至燃燒。只有氯氣中的含水量在0.5%以上時,鈦在其中才能保持可靠的穩定性。
生產中要產生大量的高溫濕氯氣,溫度在75~90℃,需要經過冷卻和干燥才能使用。
公司離子膜燒堿生產裝置中,鈦的主要應用有:陽極系統的陽極液槽;濃鹽水系統的加熱器,濃鹽水泵;淡鹽水系統的淡鹽水泵、脫氯塔、淡鹽水分配器、儀表、冷卻器;次氯酸鈉系統的冷卻器、吸收塔、分離器;氯氣處理系統的濕氯冷卻器;鹽水系統的液面計;除害系統的換熱器、除害風機;堿液系統的堿液循環泵、堿液冷卻器以及上述各系統的管道。
 
鈦制設備被鐵污染后,將會降低其耐腐蝕能力,使鈦更易吸氫,并通過氫化作用而引起脆變,被鐵污染越嚴重,鈦的吸氫現象就越厲害。因此,在加工、運輸、安裝、檢修和維護鈦設備時,應盡可能不使用鋼質工具。
 
鈦設備及管道在使用中易發生縫隙腐蝕,尤其是寬度為0.5mm左右的縫隙更易發生腐蝕。縫隙腐蝕常發生在換熱器的管子與管板的連接處、鈦與非金屬墊片的接觸處,另外在溫度高于120℃的飽和鹽水中也易發生縫隙腐蝕。
防止縫隙腐蝕可采取的措施有:設備及管道上避免存在縫隙和積滯區;采用鈦鈀合金法蘭焊環或者用鈦墊片及鈦包墊片;換熱用鈦管與管板的連接采用強度脹加密封焊;控制飽和食鹽水的溫度在70-85℃之間。
一、離子膜電解制堿工藝過程的特點
(1)離子膜電解制堿工藝,對進槽鹽水的質量要求非常高,進槽鹽水除了要達到一定濃度(305±5g/L)和溫度(77.5±7.5℃)外,對其中雜質的含量有著極其嚴格的要求,因此鹽水必須經過精制和加熱才能達到生產要求。
(2)采用離子膜電解制堿技術,生產中要產生大量的高溫濕氯氣,溫度在75~90℃,需要經過冷卻和干燥才能使用。
(3)離子膜電解制堿過程中,由于生產上的原因,電解后的淡鹽水中將存在NaOH、Na2C03、Ba2+,ClO-、C1O3-等雜質;電解后的淡鹽水溫度為83-85℃左右;陰極槽生產出的燒堿濃度為28%—32%,溫度為85℃左右。
(4)鹽水中的NaCl以及淡鹽水中的NaOH、Na2C03、ClO-、C1O3-等雜質以及高溫濕氯氣、燒堿等具有極強的腐蝕性,一般金屬材料不能承受此種腐蝕。這些因素決定了在離子膜電解制堿過程中,必須慎重選擇其生產裝置及管道材料,否則生產中會出現跑、冒、滴、漏等現象,嚴重影響生產的正常進行和產品質量,并將大幅增加設備維護和生產成本。
二、離子膜燒堿工業選用鈦設備的依據
鈦在≤140℃的范圍內,在各種濃度的氯化鈉溶液中幾乎不被腐蝕,比不銹鋼3 16L和銅鎳合金等都有高得多的耐腐蝕性能;鈦具有很強的鈍化性,并具有能迅速修復其受損的保護性氧化膜的能力;工業純鈦對接觸腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕等都不敏感鈦在高溫濕氯氣中耐腐蝕能力非常強,鈦在常溫的氯水中,腐蝕速率為0.000565mm/a;在溫度為80℃的氯水中,腐蝕速率為0.00431mm/a;在95%的濕氯氣中,常溫下鈦的腐蝕速率0.00096mm/a。
 
由于表面氧化膜的浸潤性很差,表面光滑而又無腐蝕,因而不易結垢,比其他金屬要好。鈦的導熱系數比碳鋼和銅低,與不銹鋼相似,但鈦具有優異的耐腐蝕性能。所以壁厚可以大大減薄,而且鈦表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝,減少了熱阻,鈦的表面不結垢.使鈦的換熱性能顯著提高,非常適合制作腐蝕性介質的換熱設備。
由于鈦具有優異的耐腐蝕性能,所以離子膜燒堿工業應用鈦設備具有顯著優點:首先,延長設備的使用壽命,減少設備及管道的維修頻率,從根本上解決跑、冒、滴、漏等問題,節約能源,增加有效生產時間。其次,使用鈦設備及管道,可以減少設備及管道的材料費用,降低生產成本。使用鈦材,雖然一次性投資較大,但從全面看,從長遠看是經濟的。鈦材的實際投資只有不銹鋼的兩倍左右,由于鈦制品使用壽命長,從而減少了設備及管道的更新費用和頻繁的維修費用,實際上是節省開支,降低了成本。每使用1t鈦材每年可獲得10萬元的經濟效益。由于鈦材可解決設備及管道的腐蝕問題,避免了由于設備及管道的腐蝕對鹽水及燒堿的污染。
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