S brzim razvojem novih energetskih vozila širom svijeta, potražnja na tržištu za anodnim materijalima za litijumske baterije značajno se povećala. Prema statističkim podacima, 2021. godine, osam najvećih kompanija za anode litijumskih baterija u industriji planiraju proširiti svoj proizvodni kapacitet na skoro milion tona. Grafitizacija ima najveći utjecaj na indeks i cijenu anodnih materijala. Oprema za grafitizaciju u Kini ima mnogo vrsta, visoku potrošnju energije, veliko zagađenje i nizak stepen automatizacije, što u određenoj mjeri ograničava razvoj grafitnih anodnih materijala. To je glavni problem koji treba hitno riješiti u procesu proizvodnje anodnih materijala.
1. Trenutno stanje i poređenje peći za negativnu grafitizaciju
1.1 Atchisonova peć za negativnu grafitizaciju
U modificiranom tipu peći baziranom na tradicionalnoj elektrodnoj peći za grafitizaciju Aitcheson peći, originalna peć je napunjena grafitnim loncem kao nosačem materijala negativne elektrode (lonac se puni karboniziranom sirovinom negativne elektrode), jezgro peći se puni grijanjem. otpornog materijala, vanjski sloj je ispunjen izolacijskim materijalom i izolacijom zidova peći. Nakon elektrifikacije, visoka temperatura od 2800 ~ 3000 ℃ generira se uglavnom zagrijavanjem materijala otpornika, a negativni materijal u lončiću se zagrijava indirektno kako bi se postiglo visokotemperaturno kameno obojenje negativnog materijala.
1.2. Unutrašnja toplotna serija za grafitizaciju peći
Model peći je referenca na serijsku peć za grafitizaciju koja se koristi za proizvodnju grafitnih elektroda, a nekoliko elektrodnih lončića (napunjenih negativnim elektrodnim materijalom) spojeno je u seriju uzdužno. Elektrodni lončić je i nosač i grijaće tijelo, a struja prolazi kroz elektrodni lončić kako bi se stvorila visoka temperatura i direktno zagrijao unutrašnji negativni materijal elektrode. Proces GRAPHitizacije ne koristi otporni materijal, što pojednostavljuje proces punjenja i pečenja i smanjuje gubitak topline otpornog materijala, štedeći potrošnju energije
1.3 Grafitizacijske peći tipa rešetkaste kutije
Broj 1 primjena se povećava posljednjih godina, glavna je naučena serija acheson grafitizacijske peći i spojene tehnološke karakteristike peći za grafitizaciju, jezgra peći koja koristi više komada anodne ploče rešetkaste strukture kutije, materijala u katodu u sirovom materijalu, kroz sva prorezna veza između kolone anodne ploče je fiksirana, svaki kontejner, upotreba brtve anodne ploče od istog materijala. Stup i anodna ploča strukture kutije za materijal zajedno čine grijaće tijelo. Električna energija teče kroz elektrodu glave peći u grijaće tijelo jezgre peći, a generirana visoka temperatura direktno zagrijava anodni materijal u kutiji kako bi se postigla svrha grafitizacije.
1.4 Poređenje tri tipa peći za grafitizaciju
Unutarnja peć za grafitizaciju serije topline je za direktno zagrijavanje materijala zagrijavanjem šuplje grafitne elektrode. “Joule toplina” proizvedena strujom kroz lončić elektrode uglavnom se koristi za zagrijavanje materijala i lončića. Brzina grijanja je velika, raspodjela temperature je ujednačena, a toplinska efikasnost je veća od tradicionalne Atchison peći sa otpornim zagrijavanjem materijala. Grid-box peći za grafitizaciju oslanja se na prednosti peći za serijsku grafitizaciju unutarnje topline i kao tijelo za grijanje koristi prethodno pečenu anodnu ploču s nižom cijenom. U poređenju sa serijskom peći za grafitizaciju, kapacitet utovara peći za grafitizaciju sa rešetkastim kutijama je veći, a potrošnja energije po jedinici proizvoda je u skladu s tim smanjena
2. Pravac razvoja peći za negativnu grafitizaciju
2. 1 Optimizirajte zidnu strukturu perimetra
Trenutno je termoizolacijski sloj nekoliko peći za grafitizaciju uglavnom ispunjen čađom i petrolej koksom. Ovaj dio izolacijskog materijala tijekom proizvodnje visokotemperaturne oksidacije sagorijeva, svaki put kada se opterećenje iz potrebe zamjene ili dopune posebnog izolacijskog materijala, zamjene procesa lošeg okoliša, visokog intenziteta rada.
Može se uzeti u obzir upotreba posebne visoke čvrstoće i visoke temperature cementnog zidanog zidnog štapa od ćerpiča, poboljšanja ukupne čvrstoće, osiguravanja stabilnosti zida u cijelom radnom ciklusu u deformaciji, brtvljenja šavova od opeke, sprječavanja prekomjernog zraka kroz zid od opeke pukotine i zazor spojeva u peći, smanjuju gubitak izolacijskog materijala i anodnog materijala pri sagorijevanju oksidacijom;
Drugi je ugradnja ukupnog masivnog mobilnog izolacijskog sloja koji visi izvan zida peći, kao što je upotreba ploča od vlakana visoke čvrstoće ili ploče od kalcijum silikata, faza grijanja ima efikasnu ulogu zaptivanja i izolacije, hladna faza je pogodna za uklanjanje za brzo hlađenje; Treće, ventilacijski kanal je postavljen na dnu peći i zid peći. Ventilacijski kanal usvaja montažnu rešetkastu konstrukciju od opeke sa ženskim ušćem pojasa, uz podupiranje visokotemperaturnog cementnog zida, a uzimajući u obzir prisilno ventilacijsko hlađenje u hladnoj fazi.
2. 2 Optimizirajte krivu napajanja pomoću numeričke simulacije
Trenutno je krivulja napajanja peći za grafitizaciju negativne elektrode napravljena prema iskustvu, a proces grafitizacije se podešava ručno u bilo koje vrijeme prema temperaturi i stanju peći, a ne postoji jedinstveni standard. Optimizacija krivulje grijanja očito može smanjiti indeks potrošnje energije i osigurati siguran rad peći. NUMERIČKI MODEL poravnanja igle TREBA NAUČNIM NAČINIMA USTANOVITI prema različitim graničnim uslovima i fizičkim parametrima, te analizirati odnos između struje, napona, ukupne snage i temperaturne distribucije poprečnog presjeka u procesu grafitizacije, tako da formulirati odgovarajuću krivulju grijanja i kontinuirano je prilagođavati u stvarnom radu. Kao što je u ranoj fazi prijenosa snage korištenje prijenosa velike snage, zatim brzo smanjite snagu, a zatim polako podignite snagu, a zatim smanjite snagu do kraja snage
2. 3 Produžite vek trajanja lončića i grejnog tela
Osim potrošnje energije, vijek trajanja lončića i grijača direktno određuje cijenu negativne grafitizacije. Za grafitne lončiće i grafitno grijaće tijelo, sistem upravljanja proizvodnjom utovara, razumna kontrola brzine grijanja i hlađenja, automatska proizvodna linija lončića, jačanje brtvljenja kako bi se spriječila oksidacija i druge mjere za povećanje vremena recikliranja lončića, efektivno smanjenje troškova grafita inking. Pored gore navedenih mjera, grijaća ploča peći za grafitizaciju rešetkaste kutije može se koristiti i kao materijal za grijanje prethodno pečene anode, elektrode ili fiksnog ugljičnog materijala sa visokom otpornošću kako bi se uštedio trošak grafitizacije.
2.4 Kontrola dimnih plinova i korištenje otpadne topline
Dimni gas koji nastaje tokom grafitizacije uglavnom dolazi od isparljivih materija i produkata sagorevanja anodnih materijala, površinskog sagorevanja ugljenika, curenja vazduha itd. Na početku puštanja peći u rad, isparljive tvari i prašina izlaze iz velikog broja, okruženje u radionici je loše, većina poduzeća nema efikasne mjere tretmana, ovo je najveći problem koji utiče na zdravlje i sigurnost na radu operatera u proizvodnji negativnih elektroda. Treba uložiti više napora da se sveobuhvatno razmotri efikasno sakupljanje i upravljanje dimnim gasovima i prašinom u radionici, a treba preduzeti razumne mere ventilacije kako bi se smanjila temperatura u radionici i poboljšalo radno okruženje radionice za grafitizaciju.
Nakon što se dimni plin može prikupiti kroz dimnjak u komoru za sagorijevanje miješanim sagorijevanjem, ukloniti većinu katrana i prašine u dimnom plinu, očekuje se da temperatura dimnih plinova u komori za izgaranje bude iznad 800℃, a Otpadna toplota dimnog gasa može se povratiti kroz parni kotao za otpadnu toplotu ili izmjenjivač topline. RTO tehnologija spaljivanja koja se koristi u tretmanu dima ugljičnog asfalta također se može koristiti kao referenca, a dimni plin od asfalta se zagrijava na 850 ~ 900 ℃. Sagorevanjem akumulacije toplote, asfalt i isparljive komponente i drugi policiklični aromatični ugljovodonici u dimnom gasu se oksidiraju i konačno razlažu na CO2 i H2O, a efektivna efikasnost prečišćavanja može dostići preko 99%. Sistem ima stabilan rad i visoku brzinu rada.
2. 5 Vertikalna peć za kontinuiranu negativnu grafitizaciju
Gore spomenutih nekoliko vrsta peći za grafitizaciju je glavna struktura peći za proizvodnju anodnog materijala u Kini, zajednička točka je periodična povremena proizvodnja, niska toplinska učinkovitost, opterećenje se uglavnom oslanja na ručni rad, stupanj automatizacije nije visok. Slična vertikalna peć za kontinuiranu negativnu grafitizaciju može se razviti pozivanjem na model peći za kalcinaciju petrolej koksa i osovinske peći za kalcinaciju boksita. Otpor ARC IS se koristi kao visokotemperaturni izvor toplote, materijal se kontinuirano ispušta sopstvenom gravitacijom, a konvencionalna struktura za hlađenje vodom ili rashladna struktura se koristi za hlađenje visokotemperaturnog materijala u izlaznom području i pneumatskog transportnog sistema praha. koristi se za ispuštanje i dovod materijala izvan peći. Tip peći može ostvariti kontinuiranu proizvodnju, gubitak topline u tijelu peći se može zanemariti, tako da je termička efikasnost značajno poboljšana, prednosti izlazne snage i potrošnje energije su očigledne, a potpuno automatski rad može se u potpunosti realizirati. Glavni problemi koje treba riješiti su fluidnost praha, ujednačenost stepena grafitizacije, sigurnost, praćenje temperature i hlađenje, itd. Vjeruje se da će uspješnim razvojem peći za industrijsku proizvodnju pokrenuti revoluciju u polje grafitizacije negativne elektrode.
3 jezik čvorova
Hemijski proces grafita najveći je problem koji muči proizvođače materijala za litijumske baterije. Osnovni razlog je taj što još uvijek postoje problemi u potrošnji energije, troškovima, zaštiti okoliša, stepenu automatizacije, sigurnosti i drugim aspektima široko korištene peći za periodičnu grafitizaciju. Budući trend industrije je prema razvoju potpuno automatizirane i organizirane emisione strukture peći za kontinuiranu proizvodnju, te podržavanju zrelih i pouzdanih pomoćnih procesnih objekata. Tada će se značajno poboljšati problemi grafitizacije koji muče preduzeća, a industrija će ući u period stabilnog razvoja, podstičući brzi razvoj novih energetskih industrija.
Vrijeme objave: 19.08.2022