Kostik soda(NaOH), yıllık toplam 106 tonluk üretimiyle en önemli kimyasal hammaddelerden biridir. NaOH, organik kimyada, alüminyum üretiminde, kağıt endüstrisinde, gıda işleme endüstrisinde, deterjan üretiminde vb. alanlarda kullanılmaktadır. Kostik soda, klor üretiminde bir yan üründür ve klor üretiminin %97'si sodyum klorürün elektroliziyle gerçekleşir.
Kostik soda, özellikle yüksek sıcaklık ve konsantrasyonlarda, çoğu metalik malzeme üzerinde agresif bir etkiye sahiptir. Bununla birlikte, Şekil 1'de gösterildiği gibi, nikelin tüm konsantrasyon ve sıcaklıklarda kostik sodaya karşı mükemmel korozyon direnci gösterdiği uzun zamandır bilinmektedir. Ayrıca, çok yüksek konsantrasyon ve sıcaklıklar dışında, nikel kostik kaynaklı gerilme korozyonu çatlamasına karşı bağışıklıdır. Bu nedenle, en yüksek korozyon direncini gerektiren kostik soda üretiminin bu aşamalarında nikel standart alaşım 200 (EN 2.4066/UNS N02200) ve alaşım 201 (EN 2.4068/UNS N02201) kullanılmaktadır. Membran işleminde kullanılan elektroliz hücresindeki katotlar da nikel levhalardan yapılmıştır. Sıvıyı konsantre etmek için kullanılan alt üniteler de nikelden yapılmıştır. Bunlar çoğunlukla düşen film buharlaştırıcılarla çok kademeli buharlaştırma prensibine göre çalışır. Bu ünitelerde nikel, ön buharlaştırma ısı eşanjörleri için boru veya boru levhaları, ön buharlaştırma üniteleri için levha veya kaplama plakaları ve kostik soda çözeltisini taşıyan borularda kullanılır. Akış hızına bağlı olarak, kostik soda kristalleri (aşırı doymuş çözelti) ısı eşanjörü borularında aşınmaya neden olabilir, bu da 2-5 yıllık bir çalışma süresinden sonra bunların değiştirilmesini gerektirir. Yüksek konsantrasyonlu, susuz kostik soda üretmek için düşen film buharlaştırıcı işlemi kullanılır. Bertrams tarafından geliştirilen düşen film işleminde, yaklaşık 400 °C sıcaklıkta erimiş tuz ısıtma ortamı olarak kullanılır. Burada düşük karbonlu nikel alaşımı 201'den (EN 2.4068/UNS N02201) yapılmış borular kullanılmalıdır, çünkü yaklaşık 315 °C'nin (600 °F) üzerindeki sıcaklıklarda, standart nikel alaşımı 200'ün (EN 2.4066/UNS N02200) daha yüksek karbon içeriği, tane sınırlarında grafit çökelmesine yol açabilir.
Östenitik çeliklerin kullanılamadığı durumlarda, kostik soda buharlaştırıcıları için tercih edilen yapı malzemesi nikeldir. Kloratlar veya kükürt bileşikleri gibi safsızlıkların varlığında veya daha yüksek mukavemet gerektiğinde, bazı durumlarda alaşım 600 L (EN 2.4817/UNS N06600) gibi krom içeren malzemeler kullanılır. Kostik ortamlar için ayrıca yüksek krom içeren alaşım 33 (EN 1.4591/UNS R20033) de büyük önem taşımaktadır. Bu malzemeler kullanılacaksa, çalışma koşullarının gerilme korozyonu çatlamasına neden olmayacağından emin olunmalıdır.
Alaşım 33 (EN 1.4591/UNS R20033), kaynama noktasına kadar %25 ve %50 NaOH'de ve 170 °C'de %70 NaOH'de mükemmel korozyon direnci sergiler. Bu alaşım ayrıca, diyafram prosesinden kaynaklanan kostik sodaya maruz kalan bir tesiste yapılan saha testlerinde de mükemmel performans göstermiştir.39 Şekil 21, klorürler ve kloratlarla kirlenmiş bu diyafram kostik sıvısının konsantrasyonuna ilişkin bazı sonuçları göstermektedir. %45 NaOH konsantrasyonuna kadar, alaşım 33 (EN 1.4591/UNS R20033) ve nikel alaşımı 201 (EN 2.4068/UNS N2201) malzemeleri karşılaştırılabilir derecede üstün direnç göstermektedir. Artan sıcaklık ve konsantrasyonla birlikte alaşım 33, nikelden bile daha dirençli hale gelir. Bu nedenle, yüksek krom içeriği sayesinde alaşım 33, diyafram veya cıva hücresi prosesinden klorür ve hipoklorit içeren kostik çözeltilerin işlenmesinde avantajlı görünmektedir.
Yayın tarihi: 21 Aralık 2022