Pašreizējā situācija un negatīvās grafitizācijas tehnoloģijas virziens

Līdz ar jaunu enerģijas transportlīdzekļu straujo attīstību visā pasaulē, litija akumulatoru anoda materiālu tirgus pieprasījums ir ievērojami pieaudzis. Saskaņā ar statistiku, 2021. gadā astoņi nozares lielākie litija akumulatoru anoda uzņēmumi plāno paplašināt savu ražošanas jaudu līdz gandrīz vienam miljonam tonnu. Grafitizācijai ir vislielākā ietekme uz anoda materiālu indeksu un izmaksām. Ķīnā ir daudz dažādu grafitizācijas iekārtu, augsts enerģijas patēriņš, liels piesārņojums un zema automatizācijas pakāpe, kas zināmā mērā ierobežo grafīta anoda materiālu attīstību. Tā ir galvenā problēma, kas steidzami jārisina anoda materiālu ražošanas procesā.

1. Pašreizējā situācija un negatīvās grafitizācijas krāsns salīdzinājums

1.1 Atchison negatīvās grafitizācijas krāsns

Modificētā krāsns tipā, kas balstīts uz tradicionālo elektrodu Aitcheson krāsns grafitizācijas krāsni, sākotnējā krāsns ir piepildīta ar grafīta tīģeli kā negatīvā elektroda materiāla nesēju (tīģelis ir piepildīts ar karbonizētu negatīvā elektroda izejvielu), krāsns kodols ir piepildīts ar karstumizturīgu materiālu, ārējais slānis ir piepildīts ar izolācijas materiālu un krāsns sienas izolāciju. Pēc elektrifikācijas augsta temperatūra 2800–3000 ℃ tiek ģenerēta galvenokārt rezistora materiāla sildīšanas rezultātā, un negatīvais materiāls tīģelī tiek netieši uzkarsēts, lai panāktu negatīvā materiāla augstas temperatūras akmens tintes efektu.

1.2. Iekšējās siltuma sērijas grafitizācijas krāsns

Krāsns modelis ir atsauce uz sērijveida grafitizācijas krāsni, ko izmanto grafīta elektrodu ražošanai, un vairāki elektrodu tīģeļi (ar negatīvā elektroda materiālu) ir savienoti virknē gareniski. Elektrodu tīģelis ir gan nesējs, gan sildītājs, un strāva plūst caur elektrodu tīģeli, radot augstu temperatūru un tieši sildot iekšējo negatīvā elektroda materiālu. GRAPHITIZĀCIJAS procesā netiek izmantots pretestības materiāls, vienkāršojot ielādes un cepšanas procesa darbību, kā arī samazinot pretestības materiāla siltuma uzkrāšanas zudumus un ietaupot enerģijas patēriņu.

1.3 Režģa kastes tipa grafitizācijas krāsns

Pēdējos gados Nr. 1 pielietojums pieaug, un galvenā uzmanība ir pievērsta grafitizācijas krāsns sērijas un savienoto tehnoloģiju īpašībām. Krāsns kodolā tiek izmantoti vairāki anoda plāksnes režģa materiāla kastes struktūras gabali, materiāls tiek ievadīts katodā kā izejmateriāls, un visi anoda plāksnes kolonnas rievotie savienojumi ir fiksēti, katrā traukā izmantojot anoda plāksnes blīvējumu ar to pašu materiālu. Kolonna un anoda plāksne no kastes struktūras kopā veido sildelementu. Elektrība plūst caur krāsns galvas elektrodu krāsns kodola sildelementā, un radītā augstā temperatūra tieši uzsilda anoda materiālu kastē, lai sasniegtu grafitizācijas mērķi.

1.4 Trīs grafitizācijas krāšņu veidu salīdzinājums

Iekšējās sildīšanas sērijas grafitizācijas krāsns paredzēta materiāla tiešai sildīšanai, sildot dobo grafīta elektrodu. Caur elektroda tīģeli plūstošās strāvas radītais "džoula siltums" galvenokārt tiek izmantots materiāla un tīģeļa sildīšanai. Sildīšanas ātrums ir liels, temperatūras sadalījums ir vienmērīgs, un termiskā efektivitāte ir augstāka nekā tradicionālajām Ačisona krāsnīm ar pretestības materiāla sildīšanu. Režģveida grafitizācijas krāsns izmanto iekšējās sildīšanas sērijveida grafitizācijas krāsns priekšrocības un kā sildelementu izmanto iepriekš ceptu anoda plāksni ar zemākām izmaksām. Salīdzinot ar sērijveida grafitizācijas krāsni, režģveida grafitizācijas krāsns iekraušanas jauda ir lielāka, un attiecīgi samazinās enerģijas patēriņš uz vienu produkta vienību.

 

2. Negatīvās grafitizācijas krāsns attīstības virziens

2. 1 Optimizējiet perimetra sienas konstrukciju

Pašlaik vairāku grafitizācijas krāšņu siltumizolācijas slānis galvenokārt ir piepildīts ar kvēpiem un naftas koksu. Šī izolācijas materiāla daļa ražošanas laikā notiek augstas temperatūras oksidācijas apdegumu laikā, un katru reizi, kad notiek iekraušana, ir nepieciešams to nomainīt vai papildināt ar īpašu izolācijas materiālu, un nomaiņas process ir sliktā vidē un darbietilpīgs.

Var apsvērt iespēju izmantot īpašu augstas stiprības un augstas temperatūras cementa mūra sienu līmi, lai uzlabotu kopējo izturību, nodrošinātu sienas stabilitāti deformācijas laikā visā ekspluatācijas ciklā, vienlaikus noblīvējot ķieģeļu šuves, novēršot pārmērīgu gaisa iekļūšanu krāsnī caur ķieģeļu sienas plaisām un savienojumu spraugām, samazinot izolācijas materiāla un anoda materiālu oksidācijas dedzināšanas zudumus;

Otrais ir kopējā mobilā izolācijas slāņa uzstādīšana ārpus krāsns sienas, piemēram, izmantojot augstas stiprības kokšķiedru plātni vai kalcija silikāta plātni, lai sildīšanas pakāpe efektīvi noslēgtu un izolētu, bet aukstuma pakāpi ir ērti noņemt, lai nodrošinātu ātru dzesēšanu; Treškārt, ventilācijas kanāls ir uzstādīts krāsns apakšā un krāsns sienā. Ventilācijas kanāls izmanto iepriekš izgatavotu režģa ķieģeļu konstrukciju ar lentes iekšējo atveri, vienlaikus atbalstot augstas temperatūras cementa mūri un ņemot vērā piespiedu ventilāciju dzesēšanai aukstuma fāzē.

2. 2 Optimizējiet barošanas avota līkni, izmantojot skaitlisko simulāciju

Pašlaik negatīvā elektroda grafitizācijas krāsns barošanas līkne tiek veidota, pamatojoties uz pieredzi, un grafitizācijas procesu jebkurā laikā var manuāli pielāgot atkarībā no temperatūras un krāsns stāvokļa, un nav vienota standarta. Sildīšanas līknes optimizēšana acīmredzami var samazināt enerģijas patēriņa indeksu un nodrošināt krāsns drošu darbību. Adatu izlīdzināšanas SKAITLISKAIS MODELIS IR JĀIZVEIDO, izmantojot zinātniskus līdzekļus, pamatojoties uz dažādiem robežnosacījumiem un fizikāliem parametriem, un jāanalizē saistība starp strāvu, spriegumu, kopējo jaudu un šķērsgriezuma temperatūras sadalījumu grafitizācijas procesā, lai formulētu atbilstošu sildīšanas līkni un nepārtraukti to pielāgotu faktiskajā darbībā. Piemēram, jaudas pārvades sākumposmā, izmantojot lielu jaudas pārvadi, jauda tiek ātri samazināta un pēc tam lēnām palielināta, jauda samazināta un pēc tam samazināta līdz jaudas beigām.

2. 3. Pagariniet tīģeļa un sildīšanas korpusa kalpošanas laiku

Papildus enerģijas patēriņam negatīvās grafitizācijas izmaksas tieši ietekmē arī tīģeļa un sildītāja kalpošanas laiks. Grafīta tīģeļa un grafīta sildīšanas korpusa gadījumā grafīta tintes izmaksas efektīvi samazina iekraušanas ražošanas vadības sistēma, saprātīga sildīšanas un dzesēšanas ātruma kontrole, automātiska tīģeļa ražošanas līnija, blīvējuma stiprināšana, lai novērstu oksidēšanos, un citi pasākumi, lai palielinātu tīģeļa pārstrādes laiku. Papildus iepriekšminētajiem pasākumiem režģa kastes grafitizācijas krāsns sildīšanas plāksni var izmantot arī kā iepriekš cepta anoda, elektroda vai fiksēta oglekļa materiāla ar augstu pretestību sildīšanas materiālu, lai ietaupītu grafitizācijas izmaksas.

2.4 Dūmgāzu kontrole un siltuma pārpalikuma izmantošana

Grafitizācijas laikā radušās dūmgāzes galvenokārt rodas no anoda materiālu gaistošajām vielām un sadegšanas produktiem, virsmas oglekļa degšanas, gaisa noplūdes utt. Krāsns iedarbināšanas sākumā izdalās liels daudzums gaistošo vielu un putekļu, darbnīcas vide ir slikta, lielākajai daļai uzņēmumu nav efektīvu attīrīšanas pasākumu, un tā ir lielākā problēma, kas ietekmē negatīvo elektrodu ražošanas operatoru darba drošību un veselību. Jāpieliek lielākas pūles, lai vispusīgi apsvērtu dūmgāzu un putekļu efektīvu savākšanu un pārvaldību darbnīcā, un jāveic saprātīgi ventilācijas pasākumi, lai samazinātu darbnīcas temperatūru un uzlabotu grafitizācijas darbnīcas darba vidi.

 

Pēc tam, kad dūmgāzes var savākt caur dūmvadu sadegšanas kamerā jauktajā sadegšanas procesā, no dūmgāzēm var noņemt lielāko daļu darvas un putekļu, sagaidāms, ka dūmgāzu temperatūra sadegšanas kamerā pārsniegs 800 ℃, un dūmgāzu radīto siltumu var atgūt, izmantojot siltuma tvaika katlu vai korpusa siltummaini. Atsaucei var izmantot arī RTO sadedzināšanas tehnoloģiju, ko izmanto oglekļa asfalta dūmu apstrādē, un asfalta dūmgāzes tiek uzkarsētas līdz 850–900 ℃. Siltuma uzglabāšanas sadegšanas laikā asfalts un gaistošās sastāvdaļas un citi policikliskie aromātiskie ogļūdeņraži dūmgāzēs tiek oksidēti un visbeidzot sadalīti CO2 un H2O, un efektīvā attīrīšanas efektivitāte var sasniegt vairāk nekā 99%. Sistēmai ir stabila darbība un augsts darbības ātrums.

2. 5. Vertikāla nepārtrauktas darbības negatīvās grafitizācijas krāsns

Iepriekš minētie vairāki grafitizācijas krāsns veidi ir galvenā krāsns struktūra anoda materiālu ražošanā Ķīnā, to kopīgā iezīme ir periodiska, intermitējoša ražošana, zema termiskā efektivitāte, izkraušana galvenokārt ir atkarīga no manuālas darbības, un automatizācijas pakāpe nav augsta. Līdzīgu vertikālu nepārtrauktas negatīvās grafitizācijas krāsni var izstrādāt, atsaucoties uz naftas koksa kalcinēšanas krāsns un boksīta kalcinēšanas šahtas krāsns modeli. Kā augstas temperatūras siltuma avots tiek izmantota pretestības loka ... Galvenās risināmās problēmas ir pulvera plūstamība, grafitizācijas pakāpes vienmērīgums, drošība, temperatūras kontrole un dzesēšana utt. Tiek uzskatīts, ka, veiksmīgi attīstot krāsni rūpnieciskās ražošanas mērogam, tā uzsāks revolūciju negatīvo elektrodu grafitizācijas jomā.

 

3 mezglu valoda

Grafīta ķīmiskais process ir lielākā problēma, ar ko saskaras litija akumulatoru anoda materiālu ražotāji. Galvenais iemesls ir tas, ka joprojām pastāv dažas problēmas ar plaši izmantotās periodiskās grafitizācijas krāsns enerģijas patēriņu, izmaksām, vides aizsardzību, automatizācijas pakāpi, drošību un citiem aspektiem. Nozares nākotnes tendence ir pilnībā automatizētas un organizētas emisijas nepārtrauktas ražošanas krāsns struktūras attīstība un nobriedušu un uzticamu palīgprocesu iekārtu atbalsts. Šajā laikā grafitizācijas problēmas, kas nomoka uzņēmumus, tiks ievērojami uzlabotas, un nozare nonāks stabilas attīstības periodā, veicinot jaunu ar enerģiju saistītu nozaru strauju attīstību.

 


Publicēšanas laiks: 2022. gada 19. augusts