티타늄은 저밀도, 높은 비강도, 낮은 열 전도성, 비자성 특성, 우수한 고온 및 저온-저항성, 강한 내식성, 우수한 생체 적합성, 낮은 감쇠 특성과 같은 탁월한 특성을 보유하고 있습니다. 또한 형상 기억(Ti{4}}50%Ni 합금), 초전도성(Nb-Ti 합금), 수소 저장(Ti-50%Fe(원자) 합금)이라는 세 가지 특수 기능을 나타냅니다. 처음에는 항공우주 등 첨단 기술 분야에 적용되었던 티타늄은 현재 화학 처리, 석유, 발전, 담수화, 건설, 생물의학, 3C 전자, 운송, 생활 도구 등의 산업에서 널리 사용되고 있습니다. '현대 금속', '전략 금속'으로 불리고 있습니다.
티타늄 산업의 최대 소비자가 항공우주 또는 방위산업인 미국과 러시아와 달리 중국에서는 티타늄- 기반 소재의 최대 소비자가 화학 산업이었습니다. 중국의 티타늄 재료 소비량은 2024년에 151,000톤에 이르렀으며, 이는 비철금속 산업에서 가장 크고 가장 영향력 있는 조직인 *2024 중국 티타늄 산업 발전*에서 중국 비철 금속 산업 협회 티타늄-지르코늄-하프늄 지점이 보고한 대로 전년 대비 1.6%-증가-한 것입니다. 화학 산업은 중국 티타늄 소재의 주요 공급업체 중 48.5%를 차지합니다.
티타늄-지르코늄-하프늄 협회(2013-2024)*(중국 티타늄 산업 발전 보고서 2013-2024)에 따르면 화학 산업에서의 티타늄 적용은 2013년 52.73%에서 감소한 것으로 추정됩니다. 이 수치는 2023년 49.91%, 2024년 48.48%로 10년에 걸쳐 3년으로 늘어났습니다. 화학 및 석유화학 산업에서 티타늄 소재의 주요 용도는 전해 전지(전극, 반응기, 농축기, 분리기, 흡수탑, 연결 파이프라인, 피팅(플랜지, 볼트, 너트), 개스킷, 펌프, 밸브)입니다.
미국과 러시아에서 티타늄 가공 소재의 대부분은 항공우주 분야에 사용되며 약 80%를 차지합니다. 대조적으로, 일본과 중국은 화학, 일반 민간 산업 및 소비재 응용 분야에서 티타늄의 약 80%를 활용합니다. 티타늄의 탁월한 내식성, 내마모성 및 내마모성은 화학 생산 환경에 매우 적합합니다. 화학 산업에서 티타늄을 국제적으로 최초로 적용한 것은 1950년대부터 1960년대까지 일본에서 시작되었으며, 당시 티타늄은 석유화학 산업에서 내부식성-재료로 처음 사용되었습니다. 그 예로는 도야마의 Kuraray 아세트산 파일럿 플랜트, 홋카이도의 Mitsui Eastern Pressure Chemical Company의 요소 합성 타워, Yoneoka의 캐시미어 섬유 파일럿 플랜트가 있습니다. 1958년에 티타늄은 Kōriki에 있는 Mitsubishi Kasei Corporation의 프탈산 공장에 있는 고압 반응기에 사용되었습니다. 열교환기에 티타늄을 적용하는 사례가 빠르게 확대되었습니다. 1969년 일본은 도호쿠전력(Tohoku Electric Power Company)의 아오모리 화력발전소 1호기 콘덴서에 처음으로 티타늄 튜브를 사용했습니다. 1950년 영국 ICI와 네덜란드 학자 H. Beer는 티타늄 기판에 백금 또는 기타 백금족 금속을 증착하는 방법을 독립적으로 개발했습니다. 1960년부터 70Pt/30Ir-코팅된 티타늄 양극이 일부 염소산염 공장에서 사용되기 시작했습니다. 1965년에 H. Beer는 티타늄 기판에 Ru()-Ti() 전극을 준비하기 위한 열분해 방법을 발명하여 촉매 효과가 덜한 Pt/Ti 전극과 흑연 전극을 대체했습니다. 1968년 이탈리아의 DeNora Company는 H. Beer의 루테늄{31}}티타늄 코팅 연구를 클로르{32}}알칼리 산업에 산업적으로 적용하는 선구자였습니다. 중국에서는 1960년에 티타늄 재료의 연구 및 활용이 시작되었고, 1972년에 화학 산업에 적용이 시작되었습니다. 1972년 Shanghai Tianyuan Chemical Plant는 염소{37}}알칼리 생산 시스템에서 티타늄 재료의 사용을 개척하여 중국 화학 산업에서 대규모 티타늄 응용이 정식으로 시작되었습니다.-
화학 부문은 중국 민간 산업에서 티타늄을 가장 먼저, 가장 많이 소비하는 분야로, 다운스트림 티타늄 응용 분야의 전통적인 핵심 시장 역할을 하고 있습니다. 이 부문의 티타늄 사용량은 전체의 약 50%를 차지합니다. 화학 산업에서 티타늄은 주로 "2가지 알칼리" 부문에 사용되며, 클로르{3}}알칼리 산업이 전체 티타늄 사용량의 50%를 차지하는 가장 큰 소비자입니다. 소다회 20%, 플라스틱 17%, 유기화학물질 10%, 무기화학물질 3%가 그 뒤를 이었습니다. 화학 및 석유화학 산업의 티타늄 응용 분야에는 전해 전지(전극), 반응기, 농축기, 분리기, 열 교환기, 냉각기, 흡수탑, 연결 파이프라인, 액세서리(플랜지, 볼트, 너트), 개스킷, 펌프, 밸브 등이 포함됩니다. 화학 장비의 주요 응용 시나리오에는 주로 반응기, 열 교환기 및 타워가 포함됩니다. 현재 국내에서 생산되는 티타늄 화학장비 중 티타늄 열교환기가 56.66%로 대부분을 차지하고 있으며, 티타늄 양극과 티타늄 용기가 각각 20.41%, 16.28%, 나머지 약 6.65%가 기타 티타늄 장비로 구성되어 있다.
제품 구조 관점에서 볼 때, 티타늄 튜브 열교환기는 2024년에 62.7%의 시장 점유율을 차지할 것이며 주로 대규모 화학 플랜트 및 해수 담수화 프로젝트에 적용됩니다. 판형 열교환기는 28.4%의 시장 점유율로 뒤를 잇고 있으며 주로 중소형 장비와 식품, 의약품 등 고청정 산업에 적용됩니다. 티타늄 나선형 판형 열교환기의 시장 침투율은 낮지만 빠르게 성장하고 있으며 2024년에는 13.6% 증가할 것으로 예상되며 이는 일부 응용 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있음을 나타냅니다.
현재 티타늄 장비 기술의 활용은 초기 '소다회 및 가성소다 산업'을 넘어 염소산염, 염화암모늄, 요소, 유기합성, 염료, 무기염, 농약, 합성섬유, 비료, 정밀화학 등 산업 전반에 걸쳐 발전하고 있다.
장비의 종류는 소형, 단일형에서 대형, 다양화로 발전했습니다. 화학 산업에서 티타늄의 특정 응용 화학 산업에서 티타늄 재료의 응용은 주로 염소 알칼리, 소다회, 진공 소금 생산, 석유 화학, 정밀 화학 및 무기 염과 같은 산업에 적용됩니다. 구체적으로는 전해조, 반응기, 증류탑, 농축기, 분리기, 열교환기 파이프라인, 전극, 연결관, 피팅(플랜지, 볼트, 너트), 개스킷, 펌프, 밸브 등에 사용됩니다. 뛰어난 내식성과 기계적 특성을 갖춘 이 소재는 고급 시장에서 스테인리스강을 대체하여 내식성-재료로{4}}사용됩니다.
클로르 알칼리 산업은 염수 용액을 전기 분해하여 염소 가스와 가성 소다를 생산하는 화학 산업의 한 분야입니다. 100여년 전의 일이었습니다. 티타늄을 소비하는 가장 크고 가장 큰 화학 처리 산업은 염소 알칼리 산업으로 전체 티타늄 소비의 50%를 차지합니다. 클로랄칼리 공정은 부식성이 매우 높으며 포화 염수, 습식 염소 가스, 수산화나트륨, 염산 및 황산을 포함한 공정 매체와 생성물은 모두 부식성이 높습니다.
따라서 티타늄 소재의 내식성 이점으로 인해 극한의 화학적 환경에 이상적인 소재 선택이 됩니다. 염소 알칼리 생산에 사용되는 티타늄 장비에는 주로 금속 양극 전해조, 이온막 전해조, 관형 습식 염소 냉각기, 정제 염수 예열기, 탈염소 탑, 염소 알칼리 냉각 및 세척 탑, 진공 탈염소 펌프 및 밸브 등이 포함됩니다. 티타늄 소재는 강산, 강알칼리, 고온 및 염화물 이온 부식에 효과적으로 저항하여 장비 작동 수명과 생산 안전성을 크게 향상시키고 유지 관리 비용과 가동 중지 시간 위험을 줄입니다.
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