کیمیائی صنعت میں ٹائٹینیم کا اطلاق: کلور الکالی

کلور الکالی انڈسٹری ایک کیمیائی صنعت ہے جو برائن سلوشنز کو الیکٹرویلائزنگ کے ذریعہ کلورین اور کاسٹک سوڈا تیار کرتی ہے۔ اس کی 100 سال سے زیادہ کی تاریخ ہے اور یہ ٹائٹینیم استعمال کرنے کے لئے کیمیائی صنعت میں ابتدائی صنعت بھی ہے۔ کلور الکالی پروڈکشن میں استعمال ہونے والے ٹائٹینیم آلات میں بنیادی طور پر شامل ہیں: میٹل انوڈ الیکٹرولیزر ، آئن جھلی الیکٹروائلزر ، نلی نما گیلے کلورین کولر ، بہتر نمکین نمکین ہوا پریہیٹر ، ڈیکلورینیشن ٹاور ، کلور الکلی کولنگ اور واشنگ ٹاور ، ویکیوم ڈیچرینیشن پمپ اور والوز اور دیگر ٹائٹینیم آلات۔

(1) دھات کے anodes

کلور-الکالی پیداواری عمل میں پارا الیکٹرولیسس ، ڈایافرام الیکٹرولیسس اور آئن جھلی الیکٹرولیسیس شامل ہیں۔ ماضی میں ، کلور الکالی انوڈس میں ہمیشہ گریفائٹ انوڈس کا استعمال ہوتا رہا ہے۔ 1956 میں ، ڈچ مین ہنری بیئر نے سب سے پہلے دھات کے انوڈس کے استعمال کی تجویز پیش کی ، جسے الیکٹرویلیٹک خلیوں میں جہتی طور پر مستحکم انوڈس (DSA) بھی کہا جاتا ہے ، اور 1965 میں پیٹنٹ حاصل کیے۔ جہتی طور پر مستحکم انوڈس ٹائٹینیم سبسٹریٹس پر پلاٹینم گروپ کے قیمتی دھاتی آکسائڈ کے ساتھ لیپت الیکٹروڈ ہیں۔ 1968 میں ، ایک اطالوی کمپنی ڈینور نے پہلے کلور الکالی صنعت میں ٹائٹینیم انوڈس کی صنعتی ہونے کا احساس کیا۔ 1970 کے آس پاس ، ریاستہائے متحدہ ، اٹلی ، جاپان ، جرمنی ، فرانس اور دیگر ممالک نے گریفائٹ انوڈس کی بجائے جلدی سے دھات کے انوڈس میں تبدیل کردیا۔ جاپان میں ، کئی ہزار ٹن ٹائٹینیم مواد دھات کے انوڈس کے بنیادی مواد کے طور پر استعمال ہوتے رہے ہیں۔ 10،000 ٹن کاسٹک سوڈا کی پیداوار میں تقریبا 5 ٹن ٹائٹینیم مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔

میرے ملک کی کلور الکالی صنعت کی ترقی کے ساتھ ، کاسٹک سوڈا کی تیاری کے لئے مرکزی سامان (الیکٹرولیزر) میں تین بڑی تبدیلیاں آئیں۔ پہلی تبدیلی عمودی ٹینکوں کے ساتھ افقی ٹینکوں کی تبدیلی تھی۔ 1960 کی دہائی کے اوائل میں ، (عمودی جذب ڈایافرام الیکٹرولیزر) کے استعمال نے روایتی افقی ٹینکوں کی جگہ لے لی ، جس نے میرے ملک کی کاسٹک سوڈا کی پیداوار میں بہت اضافہ کیا ، جس میں 193،000 ٹن سے لے کر 1957 میں 193،000 ٹن سے 1966 میں 693،000 ٹن ، 3.6 گنا کا اضافہ ہوا۔

دوسری تبدیلی گریفائٹ انوڈ الیکٹرولائٹک خلیوں کی تبدیلی تھی جو دھات کے انوڈ الیکٹرویلیٹک خلیوں کے ساتھ تھی۔ 1970 کی دہائی میں ، گریفائٹ انوڈس کو تبدیل کرنے کے لئے دھات کے انوڈس (DSA) کا استعمال کیا گیا تھا۔ میرے ملک نے 1972 میں شنگھائی تیانیوآن کیمیکل پلانٹ اور تیآنجن کیمیکل پلانٹ میں ٹائٹینیم انوڈس کی جانچ کرنا شروع کی ، اور 1973 میں 20M3 میٹل انوڈ ڈایافرام الیکٹرویلیٹک خلیوں کی جانچ کرنا شروع کی۔ 1974 کے بعد سے ، 30m3 دھات کے انوڈ الیکٹروائلیٹک خلیات آہستہ آہستہ استعمال ہورہے ہیں۔ 1978 میں ، ملک نے 400،000 ٹن ڈایافرام کاسٹک سوڈا کی میٹل انوڈ ٹکنالوجی کی تبدیلی کا کام انجام دیا۔ 1981 تک ، ملک میں کل 1،217 میٹل انوڈ الیکٹرویلیٹک خلیوں کا استعمال کرتے ہوئے ملک میں 17 کلور-الکالی پودے تھے ، جس نے ڈایافرام میٹل انوڈ سالانہ پیداواری صلاحیت 670،000 ٹن کاسٹک سوڈا کی تشکیل کی تھی ، جس میں ملک کی کاسٹک سوڈا پروڈکشن کی صلاحیت کا 30 فیصد اور 95،000 ٹن مرکری کا استعمال کرتے ہیں۔ 1996 تک ، ملک میں 99 کلور الکالی پودے تھے جن میں مجموعی طور پر 8،409 میٹل انوڈ ڈایافرام الیکٹرویلیٹک خلیات تھے ، جن کی سالانہ پیداوار کی گنجائش 4.2 ملین ٹن کاسٹک سوڈا ہے ، جو ملک کی کاسٹک سوڈا پیداواری صلاحیت کا 70 ٪ حصہ ہے۔ سوائے کچھ بڑے کیمیائی پودوں جیسے تیانیوآن ، تیانھوا ، ڈاگو کیمیکل ، وغیرہ ، جو خود دھات کے انوڈ الیکٹرویلیٹک خلیوں کو تیار کرتے ہیں ، ان میں سے بیشتر پیشہ ور فیکٹریوں جیسے بیجنگ کیمیکل مشینری پلانٹ اور شنگھائی 4805 فیکٹری تیار کرتے ہیں۔

تیسری تبدیلی آئن جھلی الیکٹرولائزرز کا استعمال تھا۔ 1980 کی دہائی کے وسط میں ، کاسٹک سوڈا تیار کرنے کے لئے توانائی کی بچت اور موثر آئن جھلی کے طریقہ کار کو فروغ دیا گیا تھا۔ میرے ملک نے جاپان اور دیگر ممالک سے آئن جھلی کاسٹک سوڈا ٹکنالوجی اور سامان متعارف کرایا ، جس نے 10،000 سے 50،000 ٹن آلات کی ایک سیریز تشکیل دی۔ مرکزی سامان میں آئن جھلی الیکٹرولائزر ، ٹائٹینیم انوڈ مائع گردش کے ٹینک ، صاف پانی کے ٹینکوں ، ویکیوم ڈیکلورینیشن ٹاورز ، ہیٹ ایکسچینجرز ، پائپ اور پمپ وغیرہ شامل ہیں۔ ٹائٹینیم پمپ بنیادی طور پر بہتر نمکین نمکین پانی ، انوڈ گردش کرنے والے مائع ، صاف پانی اور کلورین پانی کی نقل و حمل کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ 10،000 ٹن سطح کے سامان کا ایک سیٹ تقریبا 8 ٹن ٹائٹینیم استعمال کرتا ہے۔ جون 1986 میں ، یانگوکسیا کیمیکل پلانٹ نے پہلی بار جاپان کی آساہی گلاس ٹکنالوجی متعارف کروائی ، جس میں سالانہ 10،000 ٹن کاسٹک سوڈا آلات کی پیداوار تھی۔ جاپان کے ذریعہ فراہم کردہ سہ جہتی الیکٹرویلیزر اور انوڈ مائع ٹائٹینیم پمپ کے علاوہ ، دیگر 6 ٹائٹینیم آلات سب گھریلو طور پر مماثل ہیں اور جنکسی کیمیائی مشینری پلانٹ کے ذریعہ فراہم کیے جاتے ہیں۔ 1990 تک ، 11 کلور الکالی پودوں نے آئن جھلی کاسٹک سوڈا سامان اپنایا تھا ، جس کی پیداوار کی گنجائش 295،000 ٹن تھی۔ 1995 میں ، چین میں 27 کلور-الکالی پودے تھے جو آئن جھلی کاسٹک سوڈا آلات کو اپناتے تھے ، جن کی پیداواری صلاحیت 827،000 ٹن تھی۔ 2000 میں ، میرے ملک کی کلور الکالی صنعت کی سالانہ کاسٹک سوڈا پیداواری صلاحیت 2005 میں 7.5 ملین ٹن ، 14.71 ملین ٹن ، اور 2010 میں 23.99 ملین ٹن تھی۔

آئن جھلی الیکٹرولائزر میں ، کیتھوڈ اور انوڈ چیمبرز کا درجہ حرارت تقریبا 90 ڈگری ہے ، انوڈ چیمبر میں کلورین اور نمک کا حل ہے ، اور کیتھوڈ چیمبر میں 30 ٪ ~ 35 ٪ کاسٹک سوڈا حل ہے۔ آئن جھلی الیکٹرولائزر کی عمومی آپریٹنگ موجودہ کثافت 30 ~ 40A/dm ہے؟ اس طرح کے سخت کام کے حالات کے تحت ، الیکٹرولائزر کے مادی استعمال اور اینٹی سنکنرن ڈھانچے پر مکمل طور پر غور کرنا چاہئے جب الیکٹرولائزر کو ڈیزائن کرتے ہو۔ آئن جھلی الیکٹروائلیزر کے انوڈ حصے کے لئے (انوڈ اور انوڈ مائع کے ساتھ رابطے میں حصہ کا حوالہ دیتے ہوئے) ، دنیا کے تمام ممالک نے بغیر کسی استثنا کے انوڈ مائع میں اچھ skin ے سنکنرن مزاحمت کے ساتھ ٹائٹینیم میٹل (یا سنکنرن سے بچنے والے ٹائٹینیم اللو) کا انتخاب کیا ہے۔

مندرجہ ذیل کاسٹک سوڈا کے لئے آئن ایکسچینج جھلی کا اسکیمیٹک آریھ ہے۔ جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے ، دو الیکٹروڈ آئن ایکسچینج جھلی کے ذریعہ الگ ہوجاتے ہیں۔ نمک کا پانی ایک طرف سے شامل کیا جاتا ہے اور دوسری طرف سے خالص پانی شامل کیا جاتا ہے۔ موجودہ گزرنے کے بعد ، کلورین انوڈ سائیڈ سے تیار کی جاتی ہے اور کیتھڈ کی طرف سے ہائیڈروجن تیار ہوتا ہے۔ آئن جھلی صرف سوڈیم آئنوں کو گزرنے کی اجازت دیتی ہے ، لہذا کیتھوڈ کی طرف سے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ تیار کیا جاتا ہے۔

آئن جھلی کاسٹک سوڈا پلانٹ کے اہم سامان الیکٹرولائٹک سیل کے علاوہ ، اہم حصے جہاں ٹائٹینیم کا سامان استعمال ہوتا ہے وہ ہیں: نمکین نظام - مائع کی سطح کا گیج ؛ انوڈ مائع نظام - انوڈ مائع ٹینک اور کلورین سکربر ؛ ڈیکلورینیشن ٹاور ، ڈیکلورینیشن نمکین نمکین ، آلہ کولر ؛ سوڈیم ہائپوکلورائٹ سسٹم - کولنگ ، جذب ٹاور ، تقسیم کار ؛ کلورین سسٹم - گیلے کلورین کولر ؛ اور کیڑوں پر قابو پانے کا نظام - ہیٹ ایکسچینجر اور کیڑوں پر قابو پانے والا پرستار۔

(2) گیلے کلورین کولر

جب کاسٹک سوڈا پیدا کرنے کے لئے نمک کو الیکٹروالائزنگ کرتے ہو تو ، گرم گیلے کلورین کی ایک بڑی مقدار تیار کی جاتی ہے ، جو صرف ٹھنڈک اور خشک ہونے کے بعد ہی استعمال کی جاسکتی ہے۔ گرم گیلے کلورین کو ٹھنڈا کرنے کے دو طریقے ہیں: ٹیوب کولر کا استعمال کرتے ہوئے براہ راست پانی کا چھڑکاؤ اور بالواسطہ کولنگ۔ براہ راست کولنگ نہ صرف کلورین پر مشتمل کلورین پانی کی ایک بڑی مقدار پیدا کرتی ہے ، جو ماحول کو سنجیدگی سے آلودہ کرتی ہے ، بلکہ کلورین کے بڑے نقصانات ، اعلی سلفورک ایسڈ کی کھپت ، اور ورکشاپ کے خراب کام کے حالات کا بھی سبب بنتی ہے۔ بالواسطہ کولر گریفائٹ کولر ، شیشے کے ٹیوب کولر ، سیرامک کولر ، پلاسٹک کولر وغیرہ سے بنے ہیں ، لیکن ان سب میں بہت ساری پریشانیوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے جیسے خراب سنکنرن مزاحمت ، توڑنے میں آسان اور عمر میں آسان۔ سٹینلیس سٹیل کے بالواسطہ کولر کو صرف 8 سے 10 دن تک استعمال کیا جاسکتا ہے اس سے پہلے کہ انہیں مرمت کے لئے روکنے کی ضرورت ہو۔ ٹیسٹ کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ٹائٹینیم اعلی درجہ حرارت گیلے کلورین ماحول میں انتہائی سنکنرن مزاحم ہے ، جس میں سالانہ سنکنرن حجم 0.0025 ملی میٹر ہے۔ کلور-الکالی صنعتی پیداوار میں ٹائٹینیم کولروں کا استعمال ٹھنڈک اور خشک کرنے کے عمل کو مختصر کرسکتا ہے ، کلورین کے نقصانات کو کم کرسکتا ہے ، ماحولیاتی آلودگی کو کم کرسکتا ہے ، اور کمپریسڈ گیس اور زیادہ سوھاپن کے مستحکم آپریشن کے لئے حالات پیدا کرسکتا ہے۔

1963 میں ، روس نے ٹائٹینیم کلورین کولر استعمال کرنا شروع کیا جس میں ہیٹ ایکسچینج ایریا 140 مربع میٹر ہے۔ اس نے گیلے کلورین کو پہنچانے کے لئے ٹائٹینیم پائپ لائنوں کا بھی استعمال کیا ، جس کا قطر 300 ~ 600 ملی میٹر اور 500 میٹر سے زیادہ کی لمبائی ہے۔ روس کی کلور الکالی صنعت میں استعمال ہونے والے تقریبا all تمام گیلے کلورین کولر ٹائٹینیم سے بنے ہیں۔ ریاستہائے متحدہ میں الائیڈ کیمیکل کمپنی کلور-الکالی صنعت میں کولر بنانے کے لئے گریفائٹ کے بجائے ٹائٹینیم استعمال کرتی ہے۔ اصل گریفائٹ ٹیوبیں استعمال کے 2 ~ 3 سال کے بعد ختم کردی گئیں۔ ایک 78 مربع میٹر ٹائٹینیم کولر کولنگ کی گنجائش کو مکمل کرسکتا ہے ، جبکہ گریفائٹ کولر کو 140 مربع میٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔

میرے ملک میں پہلا ٹائٹینیم کولر 1965 میں جنکسی کیمیکل مشینری فیکٹری نے تیار کیا تھا۔ اس میں گرمی کی منتقلی کا ایک چھوٹا سا علاقہ صرف 16.8 مربع میٹر تھا۔ 1973 کے بعد سے ، شنگھائی ، تیآنجن ، بیجنگ ، لیاؤننگ ، گوانگ ڈونگ اور دیگر صوبوں اور شہروں میں کلور الکالی پودوں نے اچھے نتائج کے ساتھ ٹائٹینیم شیل اور ٹیوب کولر کو لگاتار استعمال کیا ہے۔ میرے ملک میں فی الحال سیکڑوں ٹائٹینیم شیل اور ٹیوب کولر ہیں۔

(3) پمپ اور والوز

جھلی الیکٹرولیسس اور مرکری الیکٹرولیسس کے ذریعہ کلورین کی تیاری میں ، پوٹاشیم ہائپوکلورائٹ اور سوڈیم ہائپوکلورائٹ میں استعمال ہونے والے ٹائٹینیم پمپ سب سے زیادہ معاشی ہیں۔ ریاستہائے متحدہ میں جارجیا-فِفک کمپنی 85 ڈگری نمک حل پمپ کرنے کے لئے ٹائٹینیم پمپ کا استعمال کرتی ہے جس میں 270 ~ 320g/L NACL ، NACL کرسٹل اور 0.5g/L مفت کلورین شامل ہیں۔ ٹائٹینیم پمپ کی خدمت زندگی 10 سال تک ہے۔

بیجنگ کیمیکل پلانٹ نمبر . 2 کاسٹ ٹائٹینیم 6 بی اے -12 پمپ ، ڈی جی 100 ڈی جی اسٹاپ والوز اور ٹائٹینیم امپیلرز HTB-701L واٹر رنگ سیرامک ویکیوم پمپوں کے نئے ویکیوم ڈیکولرینیشن کے عمل میں استعمال کرتا ہے۔ یہ ٹائٹینیم پمپ اور امپیلرز طویل خدمت کی زندگی رکھتے ہیں۔