Strauji attīstoties jauniem enerģijas transportlīdzekļiem visā pasaulē, tirgus pieprasījums pēc litija akumulatoru anoda materiāliem ir ievērojami pieaudzis. Saskaņā ar statistiku 2021. gadā nozares astoņi labākie litija akumulatoru anoda uzņēmumi plāno palielināt savu ražošanas jaudu līdz gandrīz vienam miljonam tonnu. Grafitizācijai ir vislielākā ietekme uz anoda materiālu indeksu un izmaksām. Grafitizācijas iekārtām Ķīnā ir daudz veidu, augsts enerģijas patēriņš, liels piesārņojums un zema automatizācijas pakāpe, kas zināmā mērā ierobežo grafīta anoda materiālu izstrādi. Tā ir galvenā steidzami risināmā problēma anoda materiālu ražošanas procesā.
1. Negatīvās grafitizācijas krāsns esošā situācija un salīdzinājums
1.1. Ačisona negatīvās grafitizācijas krāsns
Modificētajā krāsns tipā, kas balstīts uz tradicionālo elektrodu Aitcheson krāsns grafitizācijas krāsni, oriģinālajā krāsnī kā negatīvā elektroda materiāla nesēju ir iepildīts grafīta tīģelis (tīģelī ir karbonizēta negatīvā elektroda izejmateriāls), krāsns serdi piepilda ar karsēšanu. pretestības materiāls, ārējais slānis ir piepildīts ar izolācijas materiālu un krāsns sienu izolāciju. Pēc elektrifikācijas augstu temperatūru 2800 ~ 3000 ℃ ģenerē galvenokārt rezistora materiāla karsēšana, un negatīvais materiāls tīģelī tiek karsēts netieši, lai panāktu negatīvā materiāla augstas temperatūras akmens tinti.
1.2. Iekšējā siltuma sērijas grafitizācijas krāsns
Krāsns modelis ir atsauce uz sērijveida grafitizācijas krāsni, ko izmanto grafīta elektrodu ražošanai, un vairāki elektrodu tīģeļi (noslogoti ar negatīvu elektrodu materiālu) ir savienoti virknē gareniski. Elektrodu tīģelis ir gan nesējs, gan sildīšanas korpuss, un strāva iet caur elektrodu tīģeli, lai radītu augstu temperatūru un tieši uzsildītu iekšējo negatīvo elektrodu materiālu. GRAPHItizācijas procesā netiek izmantots pretestības materiāls, kas vienkāršo iekraušanas un cepšanas procesa darbību un samazina pretestības materiāla siltuma uzglabāšanas zudumus, ietaupot enerģijas patēriņu.
1.3 Režģa kastes tipa grafitizācijas krāsns
Nr.1 pielietojums pieaug pēdējos gados, galvenais ir apgūta Sērija acheson grafitizācijas krāsns un sasaistītās tehnoloģijas grafitizācijas krāsns īpašības, krāsns kodols, izmantojot vairākus anoda plākšņu režģa materiāla kastes struktūras gabalus, materiāls katodā izejmateriālā, caur visi rievots savienojums starp anoda plāksnes kolonnu ir fiksēts, katrs konteiners, anoda plāksnes blīvējuma izmantošana ar to pašu materiālu. Materiāla kastes struktūras kolonna un anoda plāksne kopā veido sildīšanas korpusu. Elektrība caur krāsns galvas elektrodu ieplūst krāsns serdes sildīšanas korpusā, un radītā augstā temperatūra tieši uzsilda anoda materiālu kastē, lai sasniegtu grafitizācijas mērķi.
1.4. Trīs grafitizācijas krāšņu veidu salīdzinājums
Iekšējā siltuma sērijas grafitizācijas krāsns ir paredzēta, lai tieši uzsildītu materiālu, karsējot dobo grafīta elektrodu. “Džoula siltumu”, ko rada strāva caur elektrodu tīģeli, galvenokārt izmanto materiāla un tīģeļa sildīšanai. Sildīšanas ātrums ir ātrs, temperatūras sadalījums ir vienmērīgs, un siltuma efektivitāte ir augstāka nekā tradicionālajai Atchison krāsnī ar pretestības materiāla sildīšanu. Režģa-kastes grafitizācijas krāsns izmanto iekšējās karstuma sērijveida grafitizācijas krāsns priekšrocības un izmanto iepriekš izceptu anoda plāksni ar zemākām izmaksām kā sildīšanas korpusu. Salīdzinot ar sērijveida grafitizācijas krāsni, režģa-kastes grafitizācijas krāsns kravnesība ir lielāka, un attiecīgi tiek samazināts enerģijas patēriņš uz produkta vienību.
2. Negatīvās grafitizācijas krāsns attīstības virziens
2. 1 Optimizējiet perimetra sienas struktūru
Šobrīd vairāku grafitizācijas krāšņu siltumizolācijas slānis galvenokārt ir pildīts ar ogli un naftas koksu. Šī izolācijas materiāla daļa, ražojot augstas temperatūras oksidācijas apdegumus, katru reizi tiek noslogota no nepieciešamības nomainīt vai papildināt speciālu izolācijas materiālu, nomainot procesu sliktā vidē, augstu darba intensitāti.
Var apsvērt iespēju izmantot īpašu augstas stiprības un augstas temperatūras cementa mūra sienu nūju Adobe, uzlabot kopējo izturību, nodrošināt sienas stabilitāti visā darbības ciklā deformācijas gadījumā, vienlaikus noblīvēt ķieģeļu šuves, novērst pārmērīgu gaisu caur ķieģeļu sienu. plaisas un šuvju sprauga krāsnī, samazina izolācijas materiāla un anoda materiālu oksidācijas degšanas zudumus;
Otrais ir uzstādīt kopējo lielapjoma mobilās izolācijas slāni, kas karājas ārpus krāsns sienas, piemēram, izmantojot augstas stiprības kokšķiedru plātni vai kalcija silikāta plātni, sildīšanas stadijai ir efektīva blīvējuma un izolācijas loma, auksto posmu ir ērti noņemt. ātra dzesēšana; Treškārt, ventilācijas kanāls ir uzstādīts krāsns apakšā un krāsns sienā. Ventilācijas kanāls izmanto saliekamo režģa ķieģeļu konstrukciju ar jostas atveri, vienlaikus atbalstot augstas temperatūras cementa mūri un ņemot vērā piespiedu ventilācijas dzesēšanu aukstajā fāzē.
2. 2 Optimizējiet strāvas padeves līkni, izmantojot skaitlisku simulāciju
Pašlaik negatīvo elektrodu grafitizācijas krāsns barošanas līkne tiek veidota saskaņā ar pieredzi, un grafitizācijas process tiek manuāli pielāgots jebkurā laikā atbilstoši temperatūrai un krāsns stāvoklim, un nav vienota standarta. Apkures līknes optimizēšana acīmredzami var samazināt enerģijas patēriņa indeksu un nodrošināt drošu krāsns darbību. Adatu izlīdzināšanas SKAITLISKAIS MODELIS JĀIZVEIDO ar zinātniskiem līdzekļiem atbilstoši dažādiem robežnosacījumiem un fizikālajiem parametriem, kā arī jāanalizē saistība starp strāvu, spriegumu, kopējo jaudu un šķērsgriezuma temperatūras sadalījumu grafitizācijas procesā, lai lai formulētu atbilstošu apkures līkni un nepārtraukti pielāgotu to faktiskajā darbībā. Piemēram, jaudas pārvades sākumposmā ir lielas jaudas pārvades izmantošana, pēc tam ātri samaziniet jaudu un pēc tam lēnām pacelieties, jaudu un pēc tam samaziniet jaudu līdz jaudas beigām
2. 3 Pagariniet tīģeļa un sildīšanas korpusa kalpošanas laiku
Papildus enerģijas patēriņam tīģeļa un sildītāja kalpošanas laiks tieši nosaka arī negatīvās grafitizācijas izmaksas. Grafīta tīģeļa un grafīta sildīšanas korpusa ražošanas vadības sistēma izkraušanai, saprātīga sildīšanas un dzesēšanas ātruma kontrole, automātiska tīģeļa ražošanas līnija, nostipriniet blīvējumu, lai novērstu oksidēšanos un citus pasākumus, lai palielinātu tīģeļa pārstrādes laiku, efektīvi samazinātu grafīta izmaksas. tinti. Papildus iepriekšminētajiem pasākumiem režģa kastes grafitizācijas krāsns sildīšanas plāksni var izmantot arī kā iepriekš izcepta anoda, elektroda vai fiksēta oglekļa materiāla sildīšanas materiālu ar augstu pretestību, lai ietaupītu grafitizācijas izmaksas.
2.4. Dūmgāzu kontrole un siltuma pārpalikums
Dūmgāzes, kas rodas grafitizācijas laikā, galvenokārt rodas no gaistošiem un anoda materiālu sadegšanas produktiem, virsmas oglekļa sadegšanas, gaisa noplūdes un tā tālāk. Krāsns palaišanas sākumā liels daudzums izplūst gaistošas vielas un putekļi, darbnīcas vide ir slikta, lielākajai daļai uzņēmumu nav efektīvu apstrādes pasākumu, šī ir lielākā problēma, kas ietekmē negatīvo elektrodu ražošanas operatoru darba veselību un drošību. Jāpieliek lielākas pūles, lai vispusīgi apsvērtu efektīvu dūmgāzu un putekļu savākšanu un pārvaldību darbnīcā, un jāveic saprātīgi ventilācijas pasākumi, lai samazinātu darbnīcas temperatūru un uzlabotu grafitizācijas ceha darba vidi.
Pēc tam, kad dūmgāzes caur dūmgāzēm var savākt sadegšanas kamerā jauktā sadegšanā, noņemt lielāko daļu darvas un putekļu dūmgāzēs, sagaidāms, ka dūmgāzu temperatūra sadegšanas kamerā ir virs 800 ℃, un izplūdes gāzu siltumenerģiju var atgūt caur tvaika katlu vai korpusa siltummaini. Oglekļa asfalta dūmu apstrādē izmantoto RTO sadedzināšanas tehnoloģiju var izmantot arī atsaucei, un asfalta dūmgāzes tiek uzkarsētas līdz 850 ~ 900 ℃. Siltuma uzglabāšanas sadedzināšanas rezultātā asfalts un gaistošie komponenti un citi policikliskie aromātiskie ogļūdeņraži dūmgāzēs tiek oksidēti un beidzot sadalīti CO2 un H2O, un efektīva attīrīšanas efektivitāte var sasniegt vairāk nekā 99%. Sistēmai ir stabila darbība un augsts darbības ātrums.
2. 5 Vertikāla nepārtrauktas negatīvas grafitizācijas krāsns
Iepriekš minētie vairāku veidu grafitizācijas krāsns ir galvenā anoda materiālu ražošanas krāsns struktūra Ķīnā, kopīgais punkts ir periodiska periodiska ražošana, zema termiskā efektivitāte, izkraušana galvenokārt ir atkarīga no manuālas darbības, automatizācijas pakāpe nav augsta. Līdzīgu vertikālās nepārtrauktās negatīvās grafitizācijas krāsni var izveidot, izmantojot naftas koksa kalcinēšanas krāsns un boksīta kalcinēšanas šahtas krāsns modeli. Pretestība ARC IS tiek izmantota kā augstas temperatūras siltuma avots, materiāls tiek nepārtraukti izlādēts ar paša smaguma spēku, un parastā ūdens dzesēšanas vai gazifikācijas dzesēšanas struktūra tiek izmantota, lai atdzesētu augstas temperatūras materiālu izplūdes zonā un pulvera pneimatisko transportēšanas sistēmu. tiek izmantots materiāla izvadīšanai un padevei ārpus krāsns. KRĀSNIS var realizēt nepārtrauktu ražošanu, var neņemt vērā krāsns korpusa siltuma uzkrāšanas zudumus, tāpēc ievērojami uzlabojas siltuma efektivitāte, ir acīmredzamas jaudas un enerģijas patēriņa priekšrocības, un var pilnībā realizēt pilnu automātisko darbību. Galvenās problēmas, kas jāatrisina, ir pulvera plūstamība, grafitizācijas pakāpes viendabīgums, drošība, temperatūras uzraudzība un dzesēšana utt. Tiek uzskatīts, ka, veiksmīgi attīstot krāsni rūpnieciskās ražošanas mērogam, tā izraisīs revolūciju negatīvo elektrodu grafitizācijas lauks.
3 mezglu valoda
Grafīta ķīmiskais process ir lielākā problēma, kas nomoka litija akumulatoru anoda materiālu ražotājus. Galvenais iemesls ir tas, ka joprojām pastāv dažas problēmas saistībā ar elektroenerģijas patēriņu, izmaksām, vides aizsardzību, automatizācijas pakāpi, drošību un citiem plaši izmantotās periodiskās grafitizācijas krāsns aspektiem. Nozares nākotnes tendence ir pilnībā automatizētas un organizētas emisijas nepārtrauktas ražošanas krāsns struktūras izstrāde, kā arī nobriedušu un uzticamu palīgprocesu iekārtu atbalstīšana. Tajā laikā uzņēmumus nomācošās grafitizācijas problēmas tiks būtiski uzlabotas, un nozare ieies stabilas attīstības periodā, veicinot jaunu ar enerģētiku saistītu nozaru strauju attīstību.
Publicēšanas laiks: 19. augusts 2022