チタンおよびチタン合金: ソーダ灰製造における防食および性能向上剤

ソーダ灰は化学工業の基本原料として、その製造過程で深刻な腐食の問題に直面しています。特に気相または液相媒体の作用下では、鋳鉄や炭素鋼の機器は局所的な腐食や隙間腐食に耐えることが難しいことがよくあります。このため、世界のソーダ灰業界は、この課題に対処するためにチタン製装置に注目しました。
幅広い用途のソーダ灰製造におけるチタン
ソーダ灰の鍛造製造工程において、耐食性に優れたチタンは留出ガス冷却器や凝縮器に多量に使用されています。特に薄肉チタンチューブの耐用年数は最長20年です。これにより、熱伝達条件が改善されるだけでなく、装置の熱伝達面積と配管ストロークの断面積が腐食によって減少しないことが保証されます。これは蒸留凝縮器にとって特に重要です。
たとえば、米国では、2 年ごとに交換する必要がある鋳鉄管の代わりに、ソーダ灰の製造プロセスでチタン管が使用されています。この取り組みにより、設備の耐用年数が大幅に延長されるだけでなく、生産能力も 25% 増加します。また、諸外国では更なるコストダウンを図るため、継目無鋼管に代わる純チタン細帯製造継目無薄肉溶接管の採用や、チタンプレート熱交換器の多用も始まって​​いる。

ソーダ灰生産における中国のチタン
1965年以来、中国もソーダ灰製造における設備腐食の問題を解決するためにチタンを使用する試みを始めた。ソーダ灰製造においてチタンは、晶析外部冷却器、蒸留塔頂部のアンモニア凝縮器、塩化アンモニウム母液加熱器、平板熱交換器、傘板熱交換器、炭酸化などの主要設備をはじめ、幅広い用途で使用されています。タワー冷却管、二酸化炭素ターボコンプレッサーローターインペラ、およびアルカリ水ポンプ。
中でも炭化塔はソーダ灰製造の中核となる設備です。炭化塔では、アンモニアと二酸化炭素が反応して重炭酸ナトリウムが生成されます。しかし、炭化塔の中下部にある冷却水タンク内の冷却水配管は、深刻な洗掘腐食に見舞われている。過去には、さまざまな防食コーティングが試みられましたが、どれも問題を効果的に解決できませんでした。鋳鉄管の寿命も極めて短かった。鋳鉄管に代わってチタン管を使用することにより、長年腐食現象が見られず、経済的メリットが大きいです。
さらに、チタンポンプの数が多いことも多くの利点をもたらします。実験の結果、チタンポンプは耐食性、耐摩耗性があるだけでなく、長期にわたって 70% ～ 80% の高効率動作が可能であることが示されています。電力を節約するだけでなく、漏れのない動作を実現し、材料の節約と環境のクリーン化を実現します。さらに、チタンポンプの耐用年数は20～30年です。
要約すると、ソーダ灰製造におけるチタンおよびチタン合金は、優れた耐食性と高効率を実証しています。技術の継続的な進歩とさらなるコスト削減により、ソーダ灰産業におけるチタンの応用にはより広い将来が待っています。