氯堿工業(yè)是以電解食鹽水溶液的方法制取氯氣和燒堿的化學(xué)工業(yè)，已有百年以上歷史，氯堿工業(yè)也是化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用鈦最早的行業(yè)。氯堿生產(chǎn)中應(yīng)用的鈦制設(shè)備主要有：金屬陽(yáng)極電解槽、離子膜電解槽、列管式濕氯冷卻器、精制鹽水預(yù)熱器、脫氯塔、氯堿冷卻洗滌塔、真空脫氯用泵和閥門(mén)等鈦設(shè)備。

　　(1) 金屬陽(yáng)極

　　氯堿生產(chǎn)工藝有水銀電解法、隔膜電解法和離子膜電解法。過(guò)去氯堿陽(yáng)極一直采用石墨陽(yáng)極。1956年荷蘭人亨利.比爾(H. Beer)首先提出電解槽使用金屬陽(yáng)極也稱尺寸穩(wěn)定陽(yáng)極DSA(Dimensionally Stable Anode)，并于1965年取得專利權(quán)，尺寸穩(wěn)定陽(yáng)極是在鈦基材涂覆鉑族貴金屬氧化物的電極。1968年意大利的德諾拉(DeNore)公司首先在氯堿行業(yè)實(shí)現(xiàn)了鈦陽(yáng)極工業(yè)化，1970年前后美、意、日、德、法等國(guó)都迅速改用金屬陽(yáng)極代替石墨陽(yáng)極。在日本已有幾千噸鈦材用作金屬陽(yáng)極的基體材料，生產(chǎn)10000t燒堿，需要使用約5鈦材。

　　我國(guó)氯堿工業(yè)的發(fā)展，其燒堿生產(chǎn)主體設(shè)備（電解槽）經(jīng)歷了三次大的變革。第一次變革是立式槽代替水平槽，在20世紀(jì)60年代初，采用(立式吸附隔膜電解槽)代替了傳統(tǒng)的水平槽，使我國(guó)的燒堿產(chǎn)量有了大幅度增長(zhǎng)，從1957年的19.3萬(wàn)噸升至1966年達(dá)到69.3萬(wàn)噸增長(zhǎng)3.6倍。

　　第二次變革是金屬陽(yáng)極電解槽代替石墨陽(yáng)極電解槽，在20世紀(jì)70年代，采用金屬陽(yáng)極(DSA)代替石墨陽(yáng)極，我國(guó)從1972年開(kāi)始在上海天原化工廠和天津化工廠開(kāi)展了鈦陽(yáng)極的試驗(yàn)，1973年開(kāi)始了20m?金屬陽(yáng)極隔膜電解槽試驗(yàn)，1974年起逐步使用30m?金屬陽(yáng)極電解槽。1978年國(guó)家進(jìn)行了40萬(wàn)噸隔膜法燒堿的金屬陽(yáng)極技術(shù)改造任務(wù)。截至1981年全國(guó)有17個(gè)氯堿廠共使用1217臺(tái)金屬陽(yáng)極電解槽，形成了隔膜法金屬陽(yáng)極年產(chǎn)燒堿67萬(wàn)噸的能力，占全國(guó)燒堿產(chǎn)能30%，還有9.5萬(wàn)噸水銀法電解能力采用了DSA。截至1996年全國(guó)共有99個(gè)氯堿廠共有金屬陽(yáng)極隔膜電解槽8409臺(tái)，年產(chǎn)燒堿420萬(wàn)噸的產(chǎn)能，占全國(guó)燒堿產(chǎn)能70%。金屬陽(yáng)極電解槽除少數(shù)大的化工廠如天原、天化、大沽化等廠本廠制造外，大部分由北京化工機(jī)械廠、上海4805廠等專業(yè)廠制造供應(yīng)。

　　第三次變革是采用離子膜電解槽，在20世紀(jì)80年代中期，推廣采用節(jié)能、高效離子膜法生產(chǎn)燒堿，我國(guó)從日本等多國(guó)引進(jìn)離子膜法燒堿技術(shù)和裝置，形成了1萬(wàn)~5萬(wàn)噸系列化裝置，主體設(shè)備有離子膜電解槽、鈦陽(yáng)極液循環(huán)槽、淡鹽水槽、真空脫氯塔、換熱器、管和泵閥等，鈦設(shè)備和鈦管主要用于陽(yáng)極液循環(huán)系統(tǒng)、淡鹽水系統(tǒng)、脫氯系統(tǒng)、濕氯氣輸送系統(tǒng)和氯水循環(huán)系統(tǒng)。鈦泵主要用于輸送精制鹽水、陽(yáng)極循環(huán)液、淡鹽水和氯水等。一套萬(wàn)噸級(jí)裝置用鈦量約8t。1986年6月，鹽鍋峽化工廠首次引進(jìn)日本旭硝子技術(shù)，年產(chǎn)1萬(wàn)噸燒堿裝置，除了立體電解槽、陽(yáng)極液鈦泵由日本供給外，其余6項(xiàng)鈦制設(shè)備都由國(guó)內(nèi)配套，由錦西化工機(jī)械廠承制供應(yīng)。到1990年，有11個(gè)氯堿廠采用離子膜法燒堿裝置，生產(chǎn)能力達(dá)到29.5萬(wàn)噸，1995年全國(guó)共有27個(gè)氯堿廠采用離子膜法燒堿裝置，生產(chǎn)能力達(dá)到82.7萬(wàn)噸。2000年我國(guó)氯堿工業(yè)年產(chǎn)燒堿的能力是750萬(wàn)噸，2005年是1471萬(wàn)噸，2010年是2399萬(wàn)噸。

　　在離子膜電解槽中陰、陽(yáng)極室溫度為90℃左右，陽(yáng)極室有氯氣和食鹽溶液，陰極室有30%~35%濃度的燒堿溶液，離子膜電解槽一般運(yùn)行電流密度為30~40A/dm?。如此苛刻的工況條件，在電解槽設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮電解槽的材料使用及防腐結(jié)構(gòu)。離子膜電解槽的陽(yáng)極部分（指陽(yáng)極及與陽(yáng)極液接觸部分），世界各國(guó)都毫無(wú)例外地選擇了在陽(yáng)極液中耐腐蝕性能好的鈦金屬（或耐蝕鈦合金）。

　　離子膜燒堿離子交換膜的示意圖見(jiàn)圖2-4，如圖所示兩個(gè)電極用離子交換膜進(jìn)行隔離從一方加入食鹽水而另從一方加入純水。通過(guò)電流后，從陽(yáng)極側(cè)產(chǎn)生氯氣，而從陰極側(cè)產(chǎn)生氫氣。離子膜只允許通過(guò)鈉離子，所以從陰極側(cè)產(chǎn)生氫氧化鈉。

　　離子膜燒堿裝置除主體設(shè)備電解槽外，鈦制設(shè)備應(yīng)用的部位主要有：鹽水系統(tǒng)——液面計(jì)；陽(yáng)極液系統(tǒng)——陽(yáng)極液槽及氯氣洗滌塔；淡鹽水系統(tǒng)——脫氯塔、淡鹽水分配器、儀表冷卻器；次氯酸鈉系統(tǒng)——冷卻、吸收塔、分配器；氯氣系統(tǒng)——濕氯氣冷卻器；除害系統(tǒng)——換熱器、除害風(fēng)機(jī)。