С бързото развитие на нови енергийни превозни средства в световен мащаб, пазарното търсене на анодни материали за литиева батерия се е увеличило значително. Според статистиката през 2021 г. осемте най-големи предприятия с анодни литиеви батерии в индустрията планират да разширят производствения си капацитет до близо един милион тона. Графитизацията има най-голямо влияние върху индекса и цената на анодните материали. Оборудването за графитизация в Китай има много видове, висока консумация на енергия, силно замърсяване и ниска степен на автоматизация, което ограничава до известна степен развитието на графитни анодни материали. Това е основният проблем, който трябва да бъде решен спешно в процеса на производство на анодни материали.
1. Текуща ситуация и сравнение на пещ за отрицателна графитизация
1.1 Пещ за отрицателна графитизация Atchison
В модифицирания тип пещ, базиран на традиционната електродна пещ за графитизация на пещ Aitcheson, оригиналната пещ е заредена с графитен тигел като носител на материал за отрицателен електрод (тигелът е зареден с карбонизиран суров материал за отрицателен електрод), сърцевината на пещта е изпълнена с нагряване съпротивителен материал, външният слой е запълнен с изолационен материал и изолация на стената на пещта. След електрифицирането се генерира висока температура от 2800 ~ 3000 ℃ главно от нагряването на материала на резистора, а отрицателният материал в тигела се нагрява косвено, за да се постигне високотемпературно каменно мастило на отрицателния материал
1.2. Графитизираща пещ с вътрешна топлина
Моделът на пещта е препратка към серийната графитизираща пещ, използвана за производството на графитни електроди, и няколко електродни тигела (заредени с отрицателен електроден материал) са свързани последователно надлъжно. Електродният тигел е едновременно носител и нагревателно тяло и токът преминава през електродния тигел, за да генерира висока температура и директно да загрее вътрешния отрицателен електроден материал. Процесът на GRAPHItization не използва съпротивителен материал, което опростява операцията на процеса на зареждане и печене и намалява загубата на топлина при съхранение на съпротивителен материал, спестявайки консумация на енергия
1.3 Решетъчна графитизираща пещ
Приложение No.1 се увеличава през последните години, основното е научено Серия acheson графитизираща пещ и свързани технологични характеристики на графитизираща пещ, сърцевина на пещ за използване на множество парчета анодна плоча решетъчна материална кутия структура, материал в катода в суровината, чрез всички шлицови връзки между колоната на анодната плоча са фиксирани, всеки контейнер, използването на уплътнение на анодна плоча със същия материал. Колоната и анодната плоча на структурата на материалната кутия заедно съставляват нагревателното тяло. Електричеството протича през електрода на главата на пещта в нагревателното тяло на сърцевината на пещта, а генерираната висока температура директно загрява анодния материал в кутията, за да постигне целта на графитизацията
1.4 Сравнение на три типа пещи за графитизация
Графитизиращата пещ с вътрешна топлина трябва да нагрява директно материала чрез нагряване на кухия графитен електрод. „Джауловата топлина“, произведена от тока през електродния тигел, се използва най-вече за нагряване на материала и тигела. Скоростта на нагряване е бърза, разпределението на температурата е равномерно и топлинната ефективност е по-висока от традиционната пещ Atchison с резистентно нагряване на материала. Графитизиращата пещ с решетъчна кутия се основава на предимствата на серийната графитизираща пещ с вътрешна топлина и използва предварително изпечената анодна плоча с по-ниска цена като нагревателно тяло. В сравнение със серийната графитизираща пещ, капацитетът на натоварване на графитизиращата пещ с решетъчна кутия е по-голям и съответно консумацията на енергия за единица продукт е намалена
2. Посока на развитие на пещ за отрицателна графитизация
2. 1 Оптимизирайте структурата на периметърната стена
Понастоящем топлоизолационният слой на няколко графитизационни пещи е запълнен главно със сажди и нефтен кокс. Тази част от изолационния материал по време на производството на високотемпературно окисление изгаря, всеки път, когато натоварването е необходимо да се замени или допълни специален изолационен материал, замяната на процеса на лоша среда, висока интензивност на труда.
Може да се обмисли използването на специална циментова зидария с кирпич с висока якост и висока температура, повишаване на общата здравина, осигуряване на стената в целия цикъл на работа, стабилност при деформация, едновременно запечатване на тухлен шев, предотвратяване на прекомерен въздух през тухлената стена пукнатини и фуги в пещта, намаляване на загубата на окисление при изгаряне на изолационни материали и анодни материали;
Второто е да се монтира цялостният обемен мобилен изолационен слой, висящ извън стената на пещта, като използването на високоякостна плоскост от дървесни влакна или плоскост от калциев силикат, етапът на нагряване играе ефективна роля на запечатване и изолация, студеният етап е удобен за премахване за бързо охлаждане; Трето, вентилационният канал е поставен в дъното на пещта и стената на пещта. Вентилационният канал приема сглобяемата решетъчна тухлена конструкция с женската уста на колана, като същевременно поддържа високотемпературната циментова зидария и има предвид принудителното вентилационно охлаждане в студената фаза.
2. 2 Оптимизирайте кривата на захранване чрез числена симулация
Понастоящем кривата на захранване на пещта за графитизация с отрицателен електрод се прави според опита и процесът на графитизация се регулира ръчно по всяко време според температурата и състоянието на пещта и няма унифициран стандарт. Оптимизирането на нагряващата крива очевидно може да намали индекса на консумация на енергия и да осигури безопасна работа на пещта. ЧИСЛЕНИЯТ МОДЕЛ НА подравняване на иглата ТРЯБВА ДА БЪДЕ УСТАНОВЕН чрез научни средства според различни гранични условия и физични параметри и трябва да се анализира връзката между тока, напрежението, общата мощност и температурното разпределение на напречното сечение в процеса на графитизация, така че като за формулиране на подходяща отоплителна крива и непрекъснато регулиране в действителната работа. Като например в ранния етап на предаване на мощност е използването на предаване на висока мощност, след това бързо намалете мощността и след това бавно се покачвайте, мощност и след това намалете мощността до края на мощността
2. 3 Удължете експлоатационния живот на тигела и нагревателното тяло
В допълнение към консумацията на енергия, животът на тигела и нагревателя също директно определя цената на отрицателната графитизация. За графитен тигел и графитно нагревателно тяло, системата за управление на производството на натоварване, разумен контрол на скоростта на нагряване и охлаждане, автоматична производствена линия на тигел, укрепване на уплътнението за предотвратяване на окисляване и други мерки за увеличаване на времето за рециклиране на тигела, ефективно намаляване на цената на графита мастило. В допълнение към горните мерки, нагревателната плоча на графитизиращата пещ с решетъчна кутия може също да се използва като нагревателен материал на предварително изпечен анод, електрод или фиксиран въглероден материал с високо съпротивление, за да се спестят разходите за графитизация.
2.4 Контрол на димните газове и оползотворяване на отпадната топлина
Димният газ, генериран по време на графитизацията, идва главно от летливи вещества и продукти от горенето на анодни материали, повърхностно изгаряне на въглерод, изтичане на въздух и т.н. В началото на пускането на пещта голям брой летливи вещества и прах излизат, средата в работилницата е лоша, повечето предприятия нямат ефективни мерки за третиране, това е най-големият проблем, засягащ здравето и безопасността на работното място на операторите при производството на отрицателни електроди. Трябва да се положат повече усилия за цялостно разглеждане на ефективното събиране и управление на димните газове и прах в цеха и трябва да се вземат разумни мерки за вентилация, за да се намали температурата в цеха и да се подобри работната среда в цеха за графитизация.
След като димният газ може да бъде събран през димния канал в горивната камера със смесено горене, отстранете по-голямата част от катрана и праха в димния газ, очаква се температурата на димния газ в горивната камера да е над 800 ℃ и отпадната топлина на димните газове може да се оползотвори чрез парния котел или кожуховия топлообменник. Технологията за изгаряне на RTO, използвана при обработката на въглероден асфалтов дим, също може да се използва за справка, а асфалтовият димен газ се нагрява до 850 ~ 900 ℃. Чрез изгаряне за съхранение на топлина, асфалтът и летливите компоненти и други полициклични ароматни въглеводороди в димния газ се окисляват и накрая се разлагат на CO2 и H2O, а ефективната ефективност на пречистване може да достигне над 99%. Системата има стабилна работа и висока скорост на работа.
2. 5 Вертикална непрекъсната негативна пещ за графитизация
Гореспоменатите няколко вида пещи за графитизация са основната структура на пещта за производство на анодни материали в Китай, общата точка е периодично прекъсващо производство, ниска топлинна ефективност, натоварването разчита главно на ръчна работа, степента на автоматизация не е висока. Подобна вертикална непрекъсната отрицателна пещ за графитизация може да бъде разработена чрез позоваване на модела на пещ за калциниране на нефтен кокс и шахтова пещ за калциниране на боксит. Съпротивлението ARC се използва като високотемпературен източник на топлина, материалът непрекъснато се изхвърля от собствената си гравитация, а конвенционалната охлаждаща с вода или газификация охлаждаща структура се използва за охлаждане на високотемпературния материал в изходната зона и системата за пневматично транспортиране на прах се използва за изхвърляне и подаване на материала извън пещта. Типът FURNACE може да реализира непрекъснато производство, загубата на топлина при съхранение на тялото на пещта може да бъде игнорирана, така че топлинната ефективност е значително подобрена, предимствата на мощността и консумацията на енергия са очевидни и пълната автоматична работа може да бъде напълно реализирана. Основните проблеми, които трябва да бъдат решени, са течливостта на праха, еднаквостта на степента на графитизация, безопасността, наблюдението на температурата и охлаждането и т.н. Смята се, че с успешното развитие на пещта за мащабно промишлено производство, това ще постави началото на революция в областта на графитизацията на отрицателния електрод.
3 езикът на възела
Химическият процес на графит е най-големият проблем, измъчващ производителите на анодни материали за литиеви батерии. Основната причина е, че все още има някои проблеми в консумацията на енергия, цената, опазването на околната среда, степента на автоматизация, безопасността и други аспекти на широко използваната пещ за периодична графитизация. Бъдещата тенденция на индустрията е към разработването на напълно автоматизирана и организирана пещна структура за непрекъснато производство на емисии и поддържане на зрели и надеждни спомагателни съоръжения за процеси. По това време проблемите с графитизацията, които тормозят предприятията, ще бъдат значително подобрени и индустрията ще навлезе в период на стабилно развитие, стимулирайки бързото развитие на нови индустрии, свързани с енергията
Време на публикуване: 19 август 2022 г