Tubo per saldatura in titanio nella desalinizzazione globale
La superiore resistenza alla corrosione dell'acqua di mare e l'elevata resistenza del titanio lo rendono il miglior materiale per l'industria della desalinizzazione in questi anni. Esistono due categorie tecnologiche di base per i sistemi di desalinizzazione: processi a membrana (principalmente osmosi inversa) e distillazione termica (evaporazione). La distillazione termica è suddivisa in tre sottocategorie: evaporazione flash multistadio (MSF), evaporazione a effetto multiplo (MED) e compressione meccanica del vapore (MVC). Il titanio trova la maggior parte delle sue applicazioni nella categoria della distillazione termica, utilizzata per tubi, valvole e scambiatori di calore a piastre. Al contrario, il titanio ha un uso limitato nei sistemi ad osmosi inversa, principalmente nelle teste delle pompe.
La distillazione termica è la principale tecnologia di dissalazione utilizzata in Medio Oriente. I due più grandi progetti di dissalazione di distillazione termica al mondo situati in Arabia Saudita. L'impianto di desalinizzazione di Ras Al-Khair MSF, completato nel 2014, ha richiesto 6.000 tonnellate di titanio, fornito 1 milione di metri cubi al giorno (m3/giorno) di acqua a 3,5 milioni di persone nella regione di Riyadh in Arabia Saudita e una fornitura aggiuntiva di 25.000 m3/giorno al complesso di alluminio di Ma'aden. Il 30% della produzione di questo impianto è stato prodotto da osmosi inversa. L'impianto Yanbu 3 MSF, completato nel marzo 2016, ha fornito 550.000 m3/giorno di acqua a quasi 2 milioni di persone nella città industriale di Yanbu e nella vicina regione della Medina. Ogni impianto di desalinizzazione in Arabia Saudita utilizzava tra le 5.000 e le 6.000 tonnellate di titanio. La desalinizzazione è un mercato in moderata crescita industriale per il titanio, con una domanda annua tipica di circa 500 tonnellate.
Per la desalinizzazione termica, la tecnologia MSF è stata specificata per tubi di grande diametro esterno (OD) (oltre 40 mm) e tubi lunghi (oltre 20 m). I tubi per MED sono più vicini ai tubi per la generazione di energia, con un diametro esterno di 25 mm e una lunghezza di circa 13 m. I tubi per il trasferimento di calore sono il cuore del processo di MSF e gli impianti di MSF offrono in genere una durata affidabile di 40 anni. MSF ha in genere un intervallo operativo superiore a 110 C (230 F). Il titanio è considerato il materiale migliore per questa tecnologia in Arabia Saudita, in competizione con rame/nichel e alluminio/ottone. Come per MED, l'acqua di mare viene spruzzata all'esterno dei tubi in titanio e il vapore viene condensato all'interno del tubo. Come suggerisce il nome, ci sono più fasi di evaporazione e condensazione nel processo MED. In MED, i preriscaldatori dell'acqua di alimentazione e i tubi del condensatore finale sono realizzati in titanio. L'intervallo di funzionamento per MED va da 65 a 75 C (da 150 a 170 F). Per MFS, il titanio può raggiungere 0,7 mm per le pareti dei tubi, mentre in MED l'obiettivo è raggiungere 0,4 mm. Tutti gli impianti di dissalazione termica sono combinati con centrali elettriche quando il vapore di scarico dalla turbina è la fonte di energia per la dissalazione. Di conseguenza, il corretto smaltimento di questa acqua di riflusso è problematico. La desalinizzazione termica può essere utilizzata per pulire l'acqua di riflusso, consentendone il riutilizzo per un altro progetto di fracking. Ha creato un nuovo mercato per la tecnologia di desalinizzazione. Il titanio è chiaramente il materiale di scelta per questa applicazione.
