1、前言
鈦于1791年由Gregor發(fā)現(xiàn)，于1795年由Klaproth命名。1910年Hunter首先用四氯化鈦經(jīng)金屬鈉還原制得金屬鈦。二戰(zhàn)后，1948年美國Dupont公司率先實(shí)現(xiàn)了鈦的groll法工業(yè)化生產(chǎn)。到2000年全球海錦鈦總產(chǎn)量已達(dá)到62900t，鈦材產(chǎn)量48000t。我國經(jīng)過40多年的努力，到2001年海綿鈦和鈦材產(chǎn)量分別達(dá)到3650t和2800t，排居世界第5位。多年來，通過多次的鈦材民用推廣活動(dòng)，鈦材在我國民用工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，其中以化工領(lǐng)域排居榜首。立坤鈦業(yè)就鈦合金材料在制鹽和無機(jī)化工方面應(yīng)用近況，結(jié)合相關(guān)資料分享如下。
2、應(yīng)用
2.1性能特點(diǎn)
金屬鈦已它獨(dú)特的優(yōu)異性能，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，尤其是化學(xué)工業(yè)。鈦的比重小(比重為4．5l，是不銹鋼的57％)，比強(qiáng)度高(強(qiáng)度／比重，鎂合金16，鋁合金21，不銹鋼23，鈦合金29)。而且，鈦合金可耐高溫(500。C)，耐低溫(一196。C)。工業(yè)純鈦在多種化學(xué)介質(zhì)中，尤其是氧化性和中性介質(zhì)中，其耐腐性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過不銹鋼，在海水中的耐腐性能與白金相媲美。對流速較大的海水和含晶體的料漿物料所造成的沖刷性腐蝕，鈦的抗腐能力也很強(qiáng)。鈦之所以有如此的耐腐性能，是由于鈦表面很容易生成一層致密的、附著力很強(qiáng)的惰性氧化膜，這種膜由于具有很強(qiáng)的自愈和修復(fù)能力，即使受到機(jī)械破壞，但只要在氧化性介質(zhì)中又可重新生成，且相當(dāng)穩(wěn)定。鈦的這一特性，使其在化工、石油、電力、冶金、海洋、能源、輕工以及醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
Eylon曾匯總了鈦材在29個(gè)不同專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀，從此可見一般由于鈦表面極為光滑，難以在表面形成污垢，且大多以滴狀冷凝，因而是熱阻大大降低。加之，選用鈦材后，可不考慮腐蝕裕度，管壁可盡量減薄。如日本大分縣鶴崎的一套多級(jí)海水淡化裝置，鈦管壁厚僅為0．4mm。從而可節(jié)省大量管材。
2.2應(yīng)用領(lǐng)域舉例
鈦是海水、鹽水、鹵水，堿金屬、堿土金屬氯化物，無機(jī)類銨鹽，鉀鹽、濕氯氣、次氯酸鹽等無機(jī)介質(zhì)中具有很強(qiáng)抗蝕性能的金屬材料，某些鈦合金對不同的介質(zhì)具有極強(qiáng)的抗蝕性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國已由近220個(gè)氯堿廠，近50個(gè)純堿(包括聯(lián)堿)廠，1000多家化肥廠和10余家鹽廠¨和鹽化廠使用了鈦材。截止1998年，全國由近30家電廠的94臺(tái)機(jī)組使用了鈦管冷凝量，鈦管總用量已近3，400t。1999年計(jì)劃投入運(yùn)行和在建的機(jī)組中，鈦管用量亦將達(dá)到1，300t。處理的介質(zhì)為海水的占有相當(dāng)比重。
和海洋與腐蝕相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域還包括海水淡化。海水淡化設(shè)備中的鹽水加熱器和蒸發(fā)器大量使用鈦制管板和鈦盤管。日本Sasakura工程公司是著名的海水淡化設(shè)備制造廠家，多年來已為日本國內(nèi)和包括中東國家在內(nèi)的多個(gè)國家建成200多套海水淡化裝置，而所有淡化用的冷凝器、給水加熱器、鹵水預(yù)熱器和熱回收系統(tǒng)全部使用鈦管，其中最大的一套是為沙特阿拉伯A1Jobail提供的23000t／d×6的多級(jí)閃發(fā)淡化廠，鈦材總用量為1344t。均為薄壁(0．6mm)鈦管。
在國外鈦制換熱器，特別是板式換熱器是鈦制設(shè)備的重要領(lǐng)域。日本1999年用于此項(xiàng)領(lǐng)域的金屬鈦總量為2100t，預(yù)計(jì)到2009年將達(dá)到5000t。
R阪(Hisaka)公司就是其中的著名制造商之一。此外，瑞典Alfa—Laval公司在此領(lǐng)域也頗具名氣。它們的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷世界各國，專有制造技術(shù)也有多項(xiàng)輸出。
2.3使用壽命比較
與傳統(tǒng)材料相比，選用鈦材制造的化工設(shè)備，其使用壽命可大大延長。
下面是鈦材設(shè)備與傳統(tǒng)材料設(shè)備使用壽命比較。
3、鈦及鈦合金在部分無機(jī)介質(zhì)中的腐蝕速率數(shù)據(jù)
Shutz鈦給出了鈦及鈦合金在為數(shù)眾多的不同介質(zhì)中的腐蝕速率數(shù)據(jù)，現(xiàn)將與制鹽和無機(jī)化工有關(guān)的部分列出如下。
4、結(jié)束語
在制鹽和無機(jī)化工產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，盡管國內(nèi)外有大量的應(yīng)用鈦材的成功經(jīng)驗(yàn)可資借鑒，投資與效益經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比較也時(shí)有論述發(fā)表，但由于一次性投資較大，對于它的應(yīng)用，企業(yè)的決策者看法還不盡一致。誠然，目前雖然鈦設(shè)備一次性投資較高，但從技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合分析，使用壽命大幅度延長，減少年投資費(fèi)用，提高換熱效率和產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量，減輕維修工作量。杜絕跑冒滴漏進(jìn)而改善環(huán)境狀況等方面綜合考慮，應(yīng)用鈦材實(shí)為一項(xiàng)明智之舉，決不能讓鈦材的一次性投資較高而遮住長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光，這一點(diǎn)是企業(yè)的決策者所必須看到的。
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