S rýchlym vývojom nových energetických vozidiel na celom svete sa dopyt na trhu po materiáloch s lítiovými batériami výrazne zvýšil. Podľa štatistík plánuje v roku 2021 osem najlepších podnikov s lítiovými batériami s anódami rozšíriť svoju výrobnú kapacitu na takmer jeden milión ton. Grafitizácia má najväčší vplyv na index a cenu anódových materiálov. Grafitizačné zariadenia v Číne majú mnoho druhov, vysokú spotrebu energie, silné znečistenie a nízky stupeň automatizácie, čo do určitej miery obmedzuje vývoj grafitových anódových materiálov. Je to hlavný problém, ktorý treba urýchlene vyriešiť v procese výroby anódových materiálov.
1. Súčasný stav a porovnanie negatívnej grafitizačnej pece
1.1 Atchisonova negatívna grafitizačná pec
V upravenom type pece na báze tradičnej elektródovej grafitizačnej pece Aitchesonovej pece je pôvodná pec zaťažená grafitovým téglikom ako nosičom materiálu zápornej elektródy (téglik je naplnený karbonizovanou surovinou zápornej elektródy), jadro pece je naplnené ohrevom odporový materiál, vonkajšia vrstva je vyplnená izolačným materiálom a izoláciou steny pece. Po elektrifikácii sa generuje vysoká teplota 2800 ~ 3000 ℃ hlavne zahrievaním materiálu odporu a negatívny materiál v tégliku sa zahrieva nepriamo, aby sa dosiahlo vysokoteplotné zafarbenie negatívneho materiálu.
1.2. Vnútorná tepelná grafitizačná pec
Model pece je odkazom na sériovú grafitizačnú pec používanú na výrobu grafitových elektród a niekoľko elektródových téglikov (naložených materiálom zápornej elektródy) je zapojených do série pozdĺžne. Elektródový téglik je nosičom aj vyhrievacím telesom a prúd prechádza cez elektródový téglik, aby vytvoril vysokú teplotu a priamo ohrieval vnútorný materiál zápornej elektródy. Proces GRAFITIZÁCIE nepoužíva odporový materiál, čo zjednodušuje proces nakladania a pečenia a znižuje tepelné straty odporového materiálu, čím šetrí spotrebu energie
1.3 Grafitizačná pec typu mriežkovej skrine
Aplikácia č.1 v posledných rokoch narastá, hlavná je naučená Sériová achesonská grafitizačná pec a zreťazené technologické charakteristiky grafitizačnej pece, jadro pece s použitím viacerých kusov anódovej platne mriežky materiálu krabicovej konštrukcie, materiálu do katódy v surovine, cez všetky štrbinové spojenie medzi stĺpcom anódovej dosky je pevné, každý kontajner, použitie tesnenia anódovej dosky z rovnakého materiálu. Stĺpec a anódová doska konštrukcie materiálovej skrine spolu tvoria vykurovacie teleso. Elektrina prúdi cez elektródu hlavy pece do vykurovacieho telesa jadra pece a vznikajúca vysoká teplota priamo ohrieva anódový materiál v boxe, aby sa dosiahol účel grafitizácie.
1.4 Porovnanie troch typov grafitizačných pecí
Vnútorná tepelná grafitizačná pec má priamo ohrievať materiál zahrievaním dutej grafitovej elektródy. „Joulovo teplo“ produkované prúdom cez elektródový téglik sa väčšinou používa na ohrev materiálu a téglika. Rýchlosť ohrevu je rýchla, rozloženie teploty je rovnomerné a tepelná účinnosť je vyššia ako u tradičnej pece Atchison s odporovým ohrevom materiálu. Mriežková grafitizačná pec čerpá z výhod internej tepelnej sériovej grafitizačnej pece a ako vykurovacie teleso využíva predpečenú anódovú platňu s nižšími nákladmi. V porovnaní so sériovou grafitizačnou pecou je kapacita mriežkovej grafitizačnej pece väčšia a spotreba energie na jednotku produktu sa zodpovedajúcim spôsobom zníži
2. Smer vývoja pece na negatívnu grafitizáciu
2. 1 Optimalizujte konštrukciu obvodovej steny
V súčasnosti je tepelnoizolačná vrstva niekoľkých grafitizačných pecí vyplnená najmä sadzami a ropným koksom. Táto časť izolačného materiálu pri výrobe vysokoteplotnej oxidácie horí, zakaždým, keď je zaťaženie potrebné nahradiť alebo doplniť špeciálnym izolačným materiálom, procesom nahradenia zlého životného prostredia, vysokou pracovnou náročnosťou.
Môže zvážiť použitie špeciálnej vysokopevnostnej a vysokoteplotnej cementovej nástennej tyčinky z nepáleného muriva, zvýšiť celkovú pevnosť, zabezpečiť stabilitu steny v celom prevádzkovom cykle pri deformácii, tesnenie tehlového švu súčasne, zabrániť nadmernému vzduchu cez tehlovú stenu trhliny a spojovacia medzera do pece, znižujú straty oxidačného horenia izolačného materiálu a anódových materiálov;
Druhým je inštalácia celkovej objemovej mobilnej izolačnej vrstvy visiacej mimo steny pece, ako je použitie vysokopevnostnej drevovláknitej dosky alebo dosky z kremičitanu vápenatého, stupeň ohrevu hrá účinnú tesniacu a izolačnú úlohu, studený stupeň je vhodný na odstránenie. rýchle ochladenie; Po tretie, ventilačný kanál je umiestnený v spodnej časti pece a stene pece. Ventilačný kanál využíva prefabrikovanú mriežkovú tehlovú konštrukciu s vonkajším ústím pásu, pričom podporuje murivo z vysokoteplotného cementu a berie do úvahy chladenie núteným vetraním v studenej fáze.
2. 2 Optimalizujte krivku napájania pomocou numerickej simulácie
V súčasnosti sa krivka napájania grafitizačnej pece s negatívnou elektródou vyrába podľa skúseností a proces grafitizácie sa upravuje manuálne kedykoľvek podľa teploty a stavu pece a neexistuje jednotný štandard. Optimalizácia vykurovacej krivky môže samozrejme znížiť index spotreby energie a zabezpečiť bezpečnú prevádzku pece. NUMERICKÝ MODEL zarovnania ihly BY MAL byť STANOVený vedeckými prostriedkami podľa rôznych okrajových podmienok a fyzikálnych parametrov a mal by sa analyzovať vzťah medzi prúdom, napätím, celkovým výkonom a teplotným rozložením prierezu v procese grafHitizácie, aby formulovať vhodnú vykurovaciu krivku a priebežne ju upravovať v aktuálnej prevádzke. Napríklad v počiatočnom štádiu prenosu energie je použitie prenosu vysokého výkonu, potom rýchlo znížte výkon a potom pomaly stúpajte, výkon a potom znižujte výkon až do konca výkonu
2. 3 Predĺžte životnosť téglika a vykurovacieho telesa
Náklady na negatívnu grafitizáciu okrem spotreby energie priamo určuje aj životnosť téglika a ohrievača. Pre grafitový téglik a grafitové vykurovacie teleso, systém riadenia výroby nakladania, primeraná kontrola rýchlosti ohrevu a chladenia, automatická výrobná linka téglika, posilnenie tesnenia, aby sa zabránilo oxidácii a ďalšie opatrenia na predĺženie doby recyklácie téglika, efektívne zníženie nákladov na grafit atramentom. Okrem vyššie uvedených opatrení môže byť vykurovacia doska mriežkovej skriňovej grafitizačnej pece tiež použitá ako vykurovací materiál predpečenej anódy, elektródy alebo pevného uhlíkového materiálu s vysokým odporom, aby sa ušetrili náklady na grafitizáciu.
2.4 Kontrola spalín a využitie odpadového tepla
Spaliny vznikajúce pri grafitizácii pochádzajú hlavne z prchavých látok a produktov spaľovania anódových materiálov, povrchového spaľovania uhlíka, úniku vzduchu a pod. Na začiatku nábehu pece uniká veľké množstvo prchavých látok a prachu, prostredie v dielni je zlé, väčšina podnikov nemá účinné opatrenia na úpravu, to je najväčší problém ovplyvňujúci zdravie a bezpečnosť obsluhy pri výrobe záporných elektród. Malo by sa vynaložiť viac úsilia na komplexné zváženie efektívneho zberu a riadenia spalín a prachu v dielni a mali by sa prijať primerané opatrenia vetrania na zníženie teploty v dielni a zlepšenie pracovného prostredia grafitizačnej dielne.
Potom, čo sa spaliny môžu zhromaždiť cez spaliny do spaľovacej komory zmiešaným spaľovaním, odstráňte väčšinu dechtu a prachu v spalinách, očakáva sa, že teplota spalín v spaľovacej komore je nad 800 °C a odpadové teplo spalín môže byť rekuperované cez parný kotol na odpadové teplo alebo plášťový výmenník tepla. Ako referenciu možno použiť aj technológiu spaľovania RTO používanú pri úprave dymu z uhlíkového asfaltu a asfaltové spaliny sa zahrievajú na 850 ~ 900 ℃. Prostredníctvom spaľovania akumulácie tepla sa asfalt a prchavé zložky a iné polycyklické aromatické uhľovodíky v spalinách oxidujú a nakoniec sa rozkladajú na CO2 a H2O a efektívna účinnosť čistenia môže dosiahnuť viac ako 99%. Systém má stabilnú prevádzku a vysokú rýchlosť prevádzky.
2. 5 Vertikálna kontinuálna negatívna grafitizačná pec
Vyššie uvedené niekoľko druhov grafitizačných pecí je hlavnou štruktúrou pece na výrobu anódového materiálu v Číne, spoločným bodom je periodická prerušovaná výroba, nízka tepelná účinnosť, nakladanie sa spolieha hlavne na manuálnu obsluhu, stupeň automatizácie nie je vysoký. Podobná vertikálna kontinuálna negatívna grafitizačná pec môže byť vyvinutá na základe modelu pece na kalcináciu ropného koksu a šachtovej pece na kalcináciu bauxitu. Odporový ARC sa používa ako vysokoteplotný zdroj tepla, materiál je nepretržite vypúšťaný vlastnou gravitáciou a konvenčná vodná chladiaca alebo splyňovacia chladiaca štruktúra sa používa na chladenie vysokoteplotného materiálu vo výstupnej oblasti a práškový pneumatický dopravný systém. sa používa na vykladanie a podávanie materiálu mimo pec. Typ PECE môže realizovať nepretržitú výrobu, straty akumulácie tepla telesa pece môžu byť ignorované, takže tepelná účinnosť je výrazne zlepšená, výhody výkonu a spotreby energie sú zrejmé a je možné plne realizovať plne automatickú prevádzku. Hlavné problémy, ktoré je potrebné vyriešiť, sú tekutosť prášku, jednotnosť stupňa grafitizácie, bezpečnosť, monitorovanie teploty a chladenie atď. Verí sa, že s úspešným vývojom pece na priemyselnú výrobu sa spustí revolúcia v pole grafitizácie zápornou elektródou.
3 jazyk uzlov
Chemický proces grafitu je najväčším problémom, ktorý trápi výrobcov materiálov na výrobu lítiových batérií. Základným dôvodom je, že stále existujú určité problémy v spotrebe energie, nákladoch, ochrane životného prostredia, stupni automatizácie, bezpečnosti a iných aspektoch široko používanej periodickej grafitizačnej pece. Budúcim trendom priemyslu je vývoj plne automatizovanej a organizovanej emisnej kontinuálnej výrobnej pece a podpory vyspelých a spoľahlivých pomocných procesných zariadení. V tom čase sa výrazne zlepšia problémy s grafitizáciou, ktoré trápia podniky, a priemysel vstúpi do obdobia stabilného rozvoja, čo podporí rýchly rozvoj nových odvetví súvisiacich s energiou.
Čas odoslania: 19. augusta 2022