Me zhvillimin e shpejtë të automjeteve me energji të re në mbarë botën, kërkesa e tregut për materiale anode të baterive litium është rritur ndjeshëm. Sipas statistikave, në vitin 2021, tetë ndërmarrjet kryesore të anodës së baterive litium në industri planifikojnë të zgjerojnë kapacitetin e tyre të prodhimit në gati një milion ton. Grafitizimi ka ndikimin më të madh në indeksin dhe koston e materialeve të anodës. Pajisjet e grafitimit në Kinë kanë shumë lloje, konsum të lartë energjie, ndotje të madhe dhe shkallë të ulët automatizimi, gjë që kufizon zhvillimin e materialeve të anodës së grafitit në një farë mase. Është problemi kryesor që duhet zgjidhur urgjentisht në procesin e prodhimit të materialeve të anodës.
1. Situata aktuale dhe krahasimi i furrës së grafitizimit negativ
1.1 Furrë grafiti negative Atchison
Në llojin e modifikuar të furrës të bazuar në furrën tradicionale të grafitit të furrës me elektrodë Aitcheson, furra origjinale është e ngarkuar me një enë grafiti si bartëse të materialit të elektrodës negative (enë është e ngarkuar me lëndë të parë të karbonizuar të elektrodës negative), bërthama e furrës është e mbushur me material rezistence ndaj nxehtësisë, shtresa e jashtme është e mbushur me material izolues dhe izolim të murit të furrës. Pas elektrifikimit, një temperaturë e lartë prej 2800 ~ 3000℃ gjenerohet kryesisht nga ngrohja e materialit të rezistencës, dhe materiali negativ në enë nxehet indirekt për të arritur bojën e gurit në temperaturë të lartë të materialit negativ.
1.2. Furrë grafiti me seri të nxehtësisë së brendshme
Modeli i furrës është një referencë për furrën serike të grafitit që përdoret për prodhimin e elektrodave grafiti, dhe disa enë elektrodash (të ngarkuara me material elektrode negative) janë të lidhura në seri gjatësisht. Enë elektrodash është si bartëse ashtu edhe trup ngrohës, dhe rryma kalon nëpër enën e elektrodës për të gjeneruar temperaturë të lartë dhe për të ngrohur drejtpërdrejt materialin e brendshëm të elektrodës negative. Procesi i GRAPHITIZIMIT nuk përdor material rezistence, duke thjeshtuar funksionimin e procesit të ngarkimit dhe pjekjes, dhe duke zvogëluar humbjen e ruajtjes së nxehtësisë së materialit rezistence, duke kursyer konsumin e energjisë.
1.3 Furrë grafiti e tipit kuti rrjete
Aplikimi nr. 1 është rritur në vitet e fundit, karakteristikat kryesore të teknologjisë së grafitizimit Acheson dhe furrës së grafitizimit, bërthama e furrës përdor copa të shumta të pllakës së anodës, strukturën e kutisë së materialit të rrjetës, materiali futet në katodë në lëndën e parë, përmes të gjitha lidhjeve të çara midis kolonës së pllakës së anodës është e fiksuar, secila enë, duke përdorur vulën e pllakës së anodës me të njëjtin material. Kolona dhe pllaka e anodës së strukturës së kutisë së materialit së bashku përbëjnë trupin ngrohës. Elektriciteti rrjedh përmes elektrodës së kokës së furrës në trupin ngrohës të bërthamës së furrës, dhe temperatura e lartë e gjeneruar ngroh drejtpërdrejt materialin e anodës në kuti për të arritur qëllimin e grafitizimit.
1.4 Krahasimi i tre llojeve të furrave të grafitit
Furra e grafitizimit me seri të nxehtësisë së brendshme përdoret për të ngrohur drejtpërdrejt materialin duke ngrohur elektrodën e zbrazët të grafitit. "Nxehtësia e xhaulit" e prodhuar nga rryma përmes enës së elektrodës përdoret kryesisht për të ngrohur materialin dhe enën e shkrirjes. Shpejtësia e ngrohjes është e lartë, shpërndarja e temperaturës është uniforme dhe efikasiteti termik është më i lartë se furra tradicionale Atchison me ngrohje të materialit me rezistencë. Furra e grafitizimit me kuti rrjete shfrytëzon avantazhet e furrës së grafitizimit me seri të nxehtësisë së brendshme dhe përdor pllakën e anodës së parapërgatitur me kosto më të ulët si trup ngrohës. Krahasuar me furrën e grafitizimit me kuti rrjete, kapaciteti i ngarkimit të furrës së grafitizimit me kuti rrjete është më i madh dhe konsumi i energjisë për njësi produkti zvogëlohet në përputhje me rrethanat.
2. Drejtimi i zhvillimit të furrës së grafitizimit negativ
2. 1 Optimizoni strukturën e murit perimetral
Aktualisht, shtresa e izolimit termik të disa furrave të grafitit është e mbushur kryesisht me karbon të zi dhe koks nafte. Kjo pjesë e materialit izolues gjatë prodhimit të djegies së oksidimit në temperaturë të lartë, çdo herë që ngarkohet, nevoja për të zëvendësuar ose plotësuar një material izolues të veçantë, zëvendësimi i procesit të mjedisit të dobët, intensiteti i lartë i punës.
Mund të merret në konsideratë përdorimi i qerpiçit special prej çimentoje me rezistencë të lartë dhe temperaturë të lartë për muraturë, i cili rrit rezistencën e përgjithshme, siguron qëndrueshmërinë e murit në deformim gjatë gjithë ciklit të funksionimit, njëkohësisht vulosjen e shtresave të tullave, parandalon hyrjen e tepërt të ajrit nëpër çarjet dhe boshllëqet e nyjeve të murit me tulla në furrë, zvogëlon humbjen nga djegia e oksidimit të materialit izolues dhe materialeve të anodës.
E dyta është instalimi i shtresës së përgjithshme izoluese mobile që varet jashtë murit të furrës, siç është përdorimi i një pllake fibre me rezistencë të lartë ose pllake silikati kalciumi, faza e ngrohjes luan një rol efektiv të vulosjes dhe izolimit, faza e ftohtë është e përshtatshme për t'u hequr për ftohje të shpejtë; Së treti, kanali i ventilimit vendoset në fund të furrës dhe në murin e furrës. Kanali i ventilimit përdor strukturën e parafabrikuar me tulla rrjetë me grykën femërore të rripit, duke mbështetur muraturën e çimentos me temperaturë të lartë, dhe duke marrë parasysh ftohjen me ventilim të detyruar në fazën e ftohtë.
2. 2 Optimizoni kurbën e furnizimit me energji me anë të simulimit numerik
Aktualisht, kurba e furnizimit me energji e furrës së grafitizimit me elektrodë negative është bërë sipas përvojës, dhe procesi i grafitizimit rregullohet manualisht në çdo kohë sipas temperaturës dhe gjendjes së furrës, dhe nuk ka një standard të unifikuar. Optimizimi i kurbës së ngrohjes mund të zvogëlojë padyshim indeksin e konsumit të energjisë dhe të sigurojë funksionimin e sigurt të furrës. MODELI NUMERIK I shtrirjes së gjilpërave DUHET TË VENDOSET me mjete shkencore sipas kushteve të ndryshme kufitare dhe parametrave fizikë, dhe marrëdhënia midis rrymës, tensionit, fuqisë totale dhe shpërndarjes së temperaturës së prerjes tërthore në procesin e grafitizimit duhet të analizohet, në mënyrë që të formulohet kurba e duhur e ngrohjes dhe të rregullohet vazhdimisht në funksionimin aktual. Si në fazën e hershme të transmetimit të energjisë, përdorimi i transmetimit me fuqi të lartë, pastaj ulja e shpejtë e fuqisë dhe pastaj rritja e ngadaltë e fuqisë dhe pastaj ulja e fuqisë deri në fund të fuqisë.
2. 3 Zgjatni jetëgjatësinë e shërbimit të enës së nxehtë dhe trupit ngrohës
Përveç konsumit të energjisë, jetëgjatësia e furrës së grafitit dhe ngrohësit përcakton drejtpërdrejt koston e grafitit negativ. Për furrën e grafitit dhe trupin ngrohës të grafitit, sistemi i menaxhimit të prodhimit të ngarkimit, kontrolli i arsyeshëm i shkallës së ngrohjes dhe ftohjes, linja automatike e prodhimit të furrës së grafitit, forcimi i vulosjes për të parandaluar oksidimin dhe masa të tjera për të rritur kohën e riciklimit të furrës së grafitit, ulin në mënyrë efektive koston e bojës së grafitit. Përveç masave të mësipërme, pllaka ngrohëse e furrës së grafitit me kuti rrjete mund të përdoret gjithashtu si material ngrohës i anodës së para-pjekur, elektrodës ose materialit të fiksuar karbonik me rezistencë të lartë për të kursyer koston e grafitit.
2.4 Kontrolli i gazrave të oxhakut dhe shfrytëzimi i nxehtësisë së mbetur
Gazi i oxhakut i gjeneruar gjatë grafitizimit vjen kryesisht nga lëndët e paqëndrueshme dhe produktet e djegies së materialeve të anodës, djegia sipërfaqësore e karbonit, rrjedhjet e ajrit etj. Në fillim të ndezjes së furrës, lëndët e paqëndrueshme dhe pluhuri dalin në një numër të madh, mjedisi i punishtes është i dobët, shumica e ndërmarrjeve nuk kanë masa efektive trajtimi, ky është problemi më i madh që ndikon në shëndetin dhe sigurinë në punë të operatorëve në prodhimin e elektrodave negative. Duhet të bëhen më shumë përpjekje për të konsideruar në mënyrë gjithëpërfshirëse mbledhjen dhe menaxhimin efektiv të gazrave të oxhakut dhe pluhurit në punishte, dhe duhet të merren masa të arsyeshme ventilimi për të ulur temperaturën e punishtes dhe për të përmirësuar mjedisin e punës së punishtes së grafitizimit.
Pasi gazi i oxhakut të mund të mblidhet përmes oxhakut në dhomën e djegies me djegie të përzier, të hiqet pjesa më e madhe e katranit dhe pluhurit në gazin e oxhakut, pritet që temperatura e gazit të oxhakut në dhomën e djegies të jetë mbi 800℃, dhe nxehtësia e mbetur e gazit të oxhakut të mund të rikuperohet përmes bojlerit me avull të nxehtësisë së mbetur ose shkëmbyesit të nxehtësisë së guaskës. Teknologjia e djegies RTO e përdorur në trajtimin e tymit të asfaltit të karbonit mund të përdoret gjithashtu si referencë, dhe gazi i oxhakut të asfaltit nxehet në 850 ~ 900℃. Përmes djegies së ruajtjes së nxehtësisë, asfalti dhe përbërësit e paqëndrueshëm dhe hidrokarburet e tjera aromatike policiklike në gazin e oxhakut oksidohen dhe përfundimisht zbërthehen në CO2 dhe H2O, dhe efikasiteti efektiv i pastrimit mund të arrijë mbi 99%. Sistemi ka funksionim të qëndrueshëm dhe shkallë të lartë funksionimi.
2. 5 Furrë vertikale e vazhdueshme negative e grafitizimit
Llojet e ndryshme të furrave të grafitizimit të përmendura më sipër janë struktura kryesore e furrës për prodhimin e materialeve anodë në Kinë, pika e përbashkët është prodhimi periodik me ndërprerje, efikasiteti i ulët termik, ngarkimi kryesisht mbështetet në funksionimin manual, shkalla e automatizimit nuk është e lartë. Një furrë vertikale e ngjashme e vazhdueshme negative e grafitizimit mund të zhvillohet duke iu referuar modelit të furrës së kalcinimit të koksit të naftës dhe furrës boshtore të kalcinimit të boksitit. Rezistenca ARC përdoret si burim nxehtësie me temperaturë të lartë, materiali shkarkohet vazhdimisht nga graviteti i tij, dhe struktura konvencionale e ftohjes me ujë ose ftohjes me gazifikim përdoret për të ftohur materialin me temperaturë të lartë në zonën e daljes, dhe sistemi pneumatik i transportimit të pluhurit përdoret për të shkarkuar dhe ushqyer materialin jashtë furrës. Lloji FURNACE mund të realizojë prodhim të vazhdueshëm, humbja e ruajtjes së nxehtësisë së trupit të furrës mund të injorohet, kështu që efikasiteti termik përmirësohet ndjeshëm, avantazhet e prodhimit dhe konsumit të energjisë janë të dukshme, dhe funksionimi i plotë automatik mund të realizohet plotësisht. Problemet kryesore që duhen zgjidhur janë rrjedhshmëria e pluhurit, uniformiteti i shkallës së grafitizimit, siguria, monitorimi dhe ftohja e temperaturës, etj. Besohet se me zhvillimin e suksesshëm të furrës për prodhimin industrial në shkallë të gjerë, ajo do të nisë një revolucion në fushën e grafitizimit të elektrodave negative.
3 gjuha e nyjës
Procesi kimik i grafitit është problemi më i madh që shqetëson prodhuesit e materialeve të anodës së baterive të litiumit. Arsyeja themelore është se ende ka disa probleme në konsumin e energjisë, koston, mbrojtjen e mjedisit, shkallën e automatizimit, sigurinë dhe aspekte të tjera të furrës së grafitit periodik që përdoret gjerësisht. Trendi i ardhshëm i industrisë është drejt zhvillimit të strukturës së furrës së prodhimit të vazhdueshëm me emetim plotësisht të automatizuar dhe të organizuar, dhe mbështetjes së impianteve të procesit ndihmës të pjekur dhe të besueshëm. Në atë kohë, problemet e grafitit që shqetësojnë ndërmarrjet do të përmirësohen ndjeshëm dhe industria do të hyjë në një periudhë zhvillimi të qëndrueshëm, duke nxitur zhvillimin e shpejtë të industrive të reja të lidhura me energjinë.
Koha e postimit: 19 gusht 2022