NatriumhydroxideNatriumhydroxide (NaOH) is een van de belangrijkste grondstoffen voor de chemische industrie, met een totale jaarlijkse productie van 106 ton. NaOH wordt gebruikt in de organische chemie, bij de productie van aluminium, in de papierindustrie, in de voedingsmiddelenindustrie, bij de productie van wasmiddelen, enzovoort. Natriumhydroxide is een bijproduct bij de productie van chloor, waarvan 97% plaatsvindt door de elektrolyse van natriumchloride.
Natronloog heeft een agressieve invloed op de meeste metalen materialen, vooral bij hoge temperaturen en concentraties. Het is echter al lang bekend dat nikkel een uitstekende corrosiebestendigheid tegen natronloog vertoont bij alle concentraties en temperaturen, zoals figuur 1 laat zien. Bovendien is nikkel, behalve bij zeer hoge concentraties en temperaturen, immuun voor door natronloog veroorzaakte spanningscorrosie. De nikkelstandaardlegeringen 200 (EN 2.4066/UNS N02200) en 201 (EN 2.4068/UNS N02201) worden daarom gebruikt in de fasen van de natronloogproductie die de hoogste corrosiebestendigheid vereisen. De kathodes in de elektrolysecel die in het membraanproces wordt gebruikt, zijn eveneens van nikkel gemaakt. De downstream-eenheden voor het concentreren van de vloeistof zijn ook van nikkel. Ze werken volgens het meertrapsverdampingsprincipe, meestal met vallende-filmverdampers. In deze installaties wordt nikkel gebruikt in de vorm van buizen of buisplaten voor de warmtewisselaars van de voorverdamping, als platen of beklede platen voor de voorverdampingseenheden en in de leidingen voor het transport van de natriumhydroxideoplossing. Afhankelijk van de stroomsnelheid kunnen de natriumhydroxidekristallen (oververzadigde oplossing) erosie veroorzaken op de buizen van de warmtewisselaar, waardoor vervanging na een gebruiksperiode van 2-5 jaar noodzakelijk is. Het vallendefilmverdampingsproces wordt gebruikt om sterk geconcentreerde, watervrije natriumhydroxide te produceren. Bij het door Bertrams ontwikkelde vallendefilmproces wordt gesmolten zout met een temperatuur van ongeveer 400 °C gebruikt als verwarmingsmedium. Hier moeten buizen van een nikkellegering met een laag koolstofgehalte (legering 201, EN 2.4068/UNS N02201) worden gebruikt, omdat bij temperaturen hoger dan ongeveer 315 °C (600 °F) het hogere koolstofgehalte van de standaard nikkellegering 200 (EN 2.4066/UNS N02200) kan leiden tot grafietprecipitatie aan de korrelgrenzen.
Nikkel is het geprefereerde constructiemateriaal voor natriumhydroxide-verdampers waar austenitische staalsoorten niet gebruikt kunnen worden. In aanwezigheid van onzuiverheden zoals chloraten of zwavelverbindingen – of wanneer een hogere sterkte vereist is – worden in sommige gevallen chroomhoudende materialen zoals legering 600 L (EN 2.4817/UNS N06600) gebruikt. Ook de chroomrijke legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) is van groot belang voor omgevingen met een hoog alkalisch gehalte. Bij gebruik van deze materialen moet ervoor worden gezorgd dat de bedrijfsomstandigheden geen spanningscorrosie kunnen veroorzaken.
Legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) vertoont een uitstekende corrosiebestendigheid in 25 en 50% NaOH tot het kookpunt en in 70% NaOH bij 170 °C. Deze legering presteerde ook uitstekend in veldproeven in een fabriek die werd blootgesteld aan natriumhydroxide uit het diafragmaproces.39 Figuur 21 toont enkele resultaten met betrekking tot de concentratie van deze natriumhydroxide uit het diafragmaproces, die verontreinigd was met chloriden en chloraten. Tot een concentratie van 45% NaOH vertonen de materialen legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) en nikkellegering 201 (EN 2.4068/UNS N2201) een vergelijkbare uitstekende weerstand. Bij toenemende temperatuur en concentratie wordt legering 33 zelfs nog beter bestand tegen corrosie dan nikkel. Door het hoge chroomgehalte lijkt legering 33 dus voordelig te zijn voor de verwerking van bijtende oplossingen met chloriden en hypochloriet uit het diafragma- of kwikcelproces.
Geplaatst op: 21 december 2022