Dünya çapında yeni enerji araçlarının hızla gelişmesiyle birlikte, lityum pil anot malzemelerine yönelik pazar talebi önemli ölçüde artmıştır. İstatistiklere göre, 2021 yılında sektörün en büyük sekiz lityum pil anot işletmesi üretim kapasitelerini neredeyse bir milyon tona çıkarmayı planlıyor. Grafitleşme, anot malzemelerinin endeksi ve maliyeti üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Çin'deki grafitleşme ekipmanının birçok çeşidi, yüksek enerji tüketimi, yoğun kirlilik ve düşük otomasyon derecesi vardır, bu da grafit anot malzemelerinin gelişimini belirli bir ölçüde sınırlar. Anot malzemelerinin üretim sürecinde acilen çözülmesi gereken ana sorundur.
1. Negatif grafitleme fırınının mevcut durumu ve karşılaştırılması
1.1 Atchison negatif grafitleme fırını
Geleneksel elektrot Aitcheson fırın grafitleştirme fırınına dayalı modifiye fırın tipinde, orijinal fırın negatif elektrot malzemesinin taşıyıcısı olarak grafit pota ile yüklenir (pota karbonize negatif elektrot hammaddesi ile yüklenir), fırın çekirdeği ısıtma direnci malzemesi ile doldurulur, dış katman yalıtım malzemesi ve fırın duvarı yalıtımı ile doldurulur. Elektrifikasyondan sonra, esas olarak direnç malzemesinin ısıtılmasıyla 2800 ~ 3000℃'lik yüksek bir sıcaklık üretilir ve potadaki negatif malzeme negatif malzemenin yüksek sıcaklık taş mürekkeplemesini elde etmek için dolaylı olarak ısıtılır
1.2. İçten ısıtmalı seri grafitleme fırını
Fırın modeli, grafit elektrotların üretimi için kullanılan seri grafitleştirme fırınına bir referanstır ve birkaç elektrot potası (negatif elektrot malzemesiyle yüklenmiş) uzunlamasına seri olarak bağlanmıştır. Elektrot potası hem bir taşıyıcı hem de bir ısıtma gövdesidir ve akım, yüksek sıcaklık üretmek ve doğrudan dahili negatif elektrot malzemesini ısıtmak için elektrot potasından geçer. GRAPHItization işlemi direnç malzemesi kullanmaz, yükleme ve pişirme işleminin işleyişini basitleştirir ve direnç malzemesinin ısı depolama kaybını azaltarak güç tüketiminden tasarruf sağlar
1.3 Izgara kutu tipi grafitleme fırını
Son yıllarda 1 numaralı uygulama artmaktadır, ana öğrenilen Seri acheson grafitleştirme fırını ve grafitleştirme fırınının birleşik teknoloji özellikleri, birden fazla anot plakası ızgara malzemesi kutu yapısı kullanan fırın çekirdeği, hammaddedeki katoda malzeme, anot plakası kolonu arasındaki tüm yuvalı bağlantı yoluyla sabitlenir, her kap, aynı malzemeyle anot plakası contası kullanımı. Malzeme kutu yapısının kolonu ve anot plakası birlikte ısıtma gövdesini oluşturur. Elektrik, fırın kafasının elektrodundan fırın çekirdeğinin ısıtma gövdesine akar ve üretilen yüksek sıcaklık, grafitleştirme amacına ulaşmak için kutudaki anot malzemesini doğrudan ısıtır
1.4 Üç grafitleştirme fırını tipinin karşılaştırılması
Dahili ısıtmalı seri grafitleştirme fırını, içi boş grafit elektrodu ısıtarak malzemeyi doğrudan ısıtmak içindir. Elektrot pota içinden geçen akım tarafından üretilen "Joule ısısı" çoğunlukla malzemeyi ve potayı ısıtmak için kullanılır. Isıtma hızı hızlıdır, sıcaklık dağılımı düzgündür ve termal verimlilik, dirençli malzeme ısıtmalı geleneksel Atchison fırınından daha yüksektir. Izgara kutulu grafitleştirme fırını, dahili ısıtmalı seri grafitleştirme fırınının avantajlarından yararlanır ve ısıtma gövdesi olarak daha düşük maliyetli önceden pişirilmiş anot plakasını benimser. Seri grafitleştirme fırınıyla karşılaştırıldığında, ızgara kutulu grafitleştirme fırınının yükleme kapasitesi daha büyüktür ve birim ürün başına güç tüketimi buna göre azaltılır
2. Negatif grafitleme fırınının geliştirme yönü
2. 1 Çevre duvar yapısını optimize edin
Günümüzde, birkaç grafitleme fırınının termal yalıtım tabakası esas olarak karbon siyahı ve petrol kokuyla doldurulmaktadır. Yalıtım malzemesinin bu kısmı üretim sırasında yüksek sıcaklıkta oksidasyon yanması sonucu oluşur, her seferinde yükleme sırasında özel bir yalıtım malzemesinin değiştirilmesi veya takviye edilmesi ihtiyacı ortaya çıkar, değiştirme işlemi kötü çevre, yüksek iş gücü yoğunluğu.
Özel yüksek mukavemetli ve yüksek sıcaklığa dayanıklı çimento duvar örgüsü çubuğu kerpiç kullanmak, genel mukavemeti artırmak, duvarın tüm çalışma döngüsü boyunca deformasyona karşı kararlılığını sağlamak, aynı zamanda tuğla dikişlerini sızdırmaz hale getirmek, tuğla duvar çatlaklarından ve derz boşluklarından fırına aşırı hava girişini önlemek, yalıtım malzemesinin ve anot malzemelerinin oksidasyon ve yanma kaybını azaltmak için düşünülebilir;
İkincisi, yüksek mukavemetli sunta veya kalsiyum silikat levha kullanımı gibi fırın duvarının dışına asılan genel toplu mobil yalıtım tabakasını kurmaktır, ısıtma aşaması etkili bir sızdırmazlık ve yalıtım rolü oynar, soğuk aşama hızlı soğutma için çıkarılması uygundur; Üçüncüsü, havalandırma kanalı fırının altına ve fırın duvarına yerleştirilmiştir. Havalandırma kanalı, yüksek sıcaklıklı çimento duvarcılığını desteklerken ve soğuk fazda zorunlu havalandırma soğutmasını dikkate alırken, kayışın dişi ağzı ile önceden üretilmiş kafes tuğla yapısını benimser.
2. 2 Sayısal simülasyonla güç kaynağı eğrisini optimize edin
Şu anda, negatif elektrot grafitleştirme fırınının güç kaynağı eğrisi deneyime göre yapılır ve grafitleştirme işlemi sıcaklık ve fırın durumuna göre herhangi bir zamanda manuel olarak ayarlanır ve birleşik bir standart yoktur. Isıtma eğrisinin optimize edilmesi açıkça güç tüketim endeksini azaltabilir ve fırının güvenli çalışmasını sağlayabilir. İğne hizalamasının SAYISAL MODELİ çeşitli sınır koşullarına ve fiziksel parametrelere göre bilimsel yollarla KURULMALIDIR ve grafitleştirme işleminde akım, voltaj, toplam güç ve kesitin sıcaklık dağılımı arasındaki ilişki analiz edilmeli, böylece uygun ısıtma eğrisi formüle edilmeli ve gerçek işlemde sürekli olarak ayarlanmalıdır. Güç iletiminin erken aşamasında olduğu gibi yüksek güç iletimi kullanılır, ardından güç hızla azaltılır ve ardından yavaşça yükseltilir, güç ve ardından güç sonuna kadar güç azaltılır
2. 3 Pota ve ısıtma gövdesinin kullanım ömrünü uzatın
Güç tüketimine ek olarak, pota ve ısıtıcının ömrü de negatif grafitleşmenin maliyetini doğrudan belirler. Grafit pota ve grafit ısıtma gövdesi için, yükleme üretim yönetim sistemi, ısıtma ve soğutma hızının makul kontrolü, otomatik pota üretim hattı, oksidasyonu önlemek için sızdırmazlığı güçlendirme ve pota geri dönüşüm sürelerini artırmak için diğer önlemler, grafit mürekkepleme maliyetini etkili bir şekilde azaltır. Yukarıdaki önlemlere ek olarak, ızgara kutusu grafitleşme fırınının ısıtma plakası, grafitleşme maliyetini düşürmek için yüksek dirençli önceden pişirilmiş anot, elektrot veya sabit karbonlu malzemenin ısıtma malzemesi olarak da kullanılabilir.
2.4 Baca gazı kontrolü ve atık ısının kullanımı
Grafitleme sırasında oluşan baca gazı esas olarak anot malzemelerinin uçucu maddeleri ve yanma ürünlerinden, yüzey karbonunun yanmasından, hava sızıntısından vb. kaynaklanır. Fırının çalıştırılmasının başlangıcında, uçucu maddeler ve toz çok sayıda kaçar, atölye ortamı zayıftır, çoğu işletmede etkili arıtma önlemleri yoktur, bu negatif elektrot üretiminde operatörlerin iş sağlığı ve güvenliğini etkileyen en büyük sorundur. Atölyede baca gazı ve tozunun etkili bir şekilde toplanması ve yönetilmesi için daha fazla çaba gösterilmeli ve atölye sıcaklığını düşürmek ve grafitleme atölyesinin çalışma ortamını iyileştirmek için makul havalandırma önlemleri alınmalıdır.
Baca gazı baca yoluyla yanma odasına karışık yanma ile toplandıktan sonra, baca gazındaki katran ve tozun çoğu uzaklaştırılır, yanma odasındaki baca gazı sıcaklığının 800℃'nin üzerinde olması beklenir ve baca gazının atık ısısı atık ısı buhar kazanı veya kabuk ısı eşanjörü aracılığıyla geri kazanılabilir. Karbon asfalt dumanı arıtımında kullanılan RTO yakma teknolojisi de referans olarak kullanılabilir ve asfalt baca gazı 850 ~ 900℃'ye ısıtılır. Isı depolama yanması yoluyla, baca gazındaki asfalt ve uçucu bileşenler ve diğer polisiklik aromatik hidrokarbonlar oksitlenir ve sonunda CO2 ve H2O'ya ayrışır ve etkili arıtma verimliliği %99'un üzerine çıkabilir. Sistem kararlı bir çalışmaya ve yüksek çalışma oranına sahiptir.
2. 5 Dikey sürekli negatif grafitleme fırını
Yukarıda belirtilen çeşitli grafitleştirme fırını türleri, Çin'deki anot malzemesi üretiminin ana fırın yapısıdır, ortak nokta periyodik aralıklı üretim, düşük termal verimlilik, yükleme esas olarak manuel çalışmaya dayanır, otomasyon derecesi yüksek değildir. Benzer bir dikey sürekli negatif grafitleştirme fırını, petrol kok kalsinasyon fırını ve boksit kalsinasyon şaft fırını modeline başvurularak geliştirilebilir. Direnç ARC, yüksek sıcaklık ısı kaynağı olarak kullanılır, malzeme sürekli olarak kendi yerçekimi ile boşaltılır ve geleneksel su soğutma veya gazlaştırma soğutma yapısı, çıkış alanındaki yüksek sıcaklık malzemesini soğutmak için kullanılır ve toz pnömatik taşıma sistemi, malzemeyi boşaltmak ve fırının dışına beslemek için kullanılır. FURNACE tipi sürekli üretimi gerçekleştirebilir, fırın gövdesinin ısı depolama kaybı göz ardı edilebilir, böylece termal verimlilik önemli ölçüde iyileştirilir, çıktı ve enerji tüketimi avantajları açıktır ve tam otomatik çalışma tamamen gerçekleştirilebilir. Çözülmesi gereken temel sorunlar; tozun akışkanlığı, grafitleşme derecesinin homojenliği, güvenlik, sıcaklık izleme ve soğutma vb.'dir. Fırının endüstriyel üretime uygun ölçekte başarılı bir şekilde geliştirilmesiyle negatif elektrot grafitleşmesi alanında bir devrim yaratacağına inanılmaktadır.
3 düğüm dili
Grafit kimyasal prosesi, lityum pil anot malzemesi üreticilerini etkileyen en büyük sorundur. Temel neden, yaygın olarak kullanılan periyodik grafitleştirme fırınının güç tüketimi, maliyeti, çevre koruması, otomasyon derecesi, güvenliği ve diğer yönlerinde hala bazı sorunlar olmasıdır. Endüstrinin gelecekteki eğilimi, tamamen otomatik ve organize emisyon sürekli üretim fırını yapısının geliştirilmesi ve olgun ve güvenilir yardımcı proses tesislerinin desteklenmesi yönündedir. O zaman, işletmeleri etkileyen grafitleştirme sorunları önemli ölçüde iyileştirilecek ve endüstri istikrarlı bir gelişme dönemine girerek yeni enerjiyle ilgili endüstrilerin hızla gelişmesini sağlayacaktır.
Gönderi zamanı: 19-Ağu-2022