Dahil sa mabilis na pag-unlad ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya sa buong mundo, ang demand sa merkado para sa mga materyales ng anode ng lithium battery ay tumaas nang malaki. Ayon sa mga estadistika, noong 2021, ang nangungunang walong negosyo ng anode ng lithium battery sa industriya ay nagpaplano na palawakin ang kanilang kapasidad sa produksyon sa halos isang milyong tonelada. Ang graphitization ang may pinakamalaking epekto sa index at gastos ng mga materyales ng anode. Ang mga kagamitan sa graphitization sa Tsina ay may iba't ibang uri, mataas ang pagkonsumo ng enerhiya, matinding polusyon at mababang antas ng automation, na naglilimita sa pag-unlad ng mga materyales ng graphite anode sa isang tiyak na lawak. Ito ang pangunahing problema na dapat lutasin nang agaran sa proseso ng produksyon ng mga materyales ng anode.
1. Kasalukuyang sitwasyon at paghahambing ng negatibong graphitization furnace
1.1 Pugon ng grapitisasyon na negatibong Atchison
Sa uri ng binagong pugon na batay sa tradisyonal na elektrod na Aitcheson furnace graphitization furnace, ang orihinal na pugon ay nilagyan ng graphite crucible bilang tagadala ng negatibong materyal ng elektrod (ang tunawan ay nilagyan ng carbonized na hilaw na materyal ng negatibong elektrod), ang core ng pugon ay pinupuno ng materyal na lumalaban sa init, ang panlabas na patong ay pinupuno ng materyal na insulasyon at insulasyon sa dingding ng pugon. Pagkatapos ng elektripikasyon, ang mataas na temperatura na 2800 ~ 3000℃ ay pangunahing nalilikha sa pamamagitan ng pag-init ng materyal na resistor, at ang negatibong materyal sa tunawan ay hindi direktang pinainit upang makamit ang mataas na temperaturang pag-iimpake ng bato ng negatibong materyal.
1.2. Panloob na serye ng init na hurno ng grapitisasyon
Ang modelo ng pugon ay isang reperensya sa serial graphitization furnace na ginagamit para sa paggawa ng mga graphite electrode, at ilang electrode crucible (na puno ng negatibong materyal ng electrode) ay konektado nang serye nang pahaba. Ang electrode crucible ay parehong isang carrier at isang heating body, at ang kuryente ay dumadaan sa electrode crucible upang makabuo ng mataas na temperatura at direktang painitin ang panloob na negatibong materyal ng electrode. Ang proseso ng GRAPHItization ay hindi gumagamit ng resistance material, na nagpapadali sa proseso ng paglo-load at pagbe-bake, at binabawasan ang pagkawala ng imbakan ng init ng resistensyang materyal, na nakakatipid sa pagkonsumo ng kuryente.
1.3 Grid box na uri ng graphitization furnace
Ang nangungunang aplikasyon nitong mga nakaraang taon ay tumataas, ang pangunahing natutunan ay ang serye ng acheson graphitization furnace at ang pinagsama-samang teknolohiya ng mga katangian ng graphitizing furnace. Ang core ng furnace ay gumagamit ng maraming piraso ng anode plate grid material box structure, ang materyal ay pumapasok sa cathode sa raw material, sa pamamagitan ng lahat ng slotted connection sa pagitan ng anode plate column ay nakapirmi, sa bawat lalagyan, ang anode plate seal ay gumagamit ng parehong materyal. Ang column at anode plate ng materyal na kahon ay magkasamang bumubuo sa heating body. Ang kuryente ay dumadaloy sa pamamagitan ng electrode ng ulo ng furnace papunta sa heating body ng furnace core, at ang mataas na temperatura na nabuo ay direktang nagpapainit sa anode material sa loob ng kahon upang makamit ang layunin ng graphitization.
1.4 Paghahambing ng tatlong uri ng hurno ng grapitisasyon
Ang internal heat series graphitization furnace ay direktang nagpapainit ng materyal sa pamamagitan ng pagpapainit ng hollow graphite electrode. Ang "Joule heat" na nalilikha ng kuryente sa electrode crucible ay kadalasang ginagamit upang painitin ang materyal at crucible. Mabilis ang bilis ng pag-init, pare-pareho ang distribusyon ng temperatura, at mas mataas ang thermal efficiency kaysa sa tradisyonal na Atchison furnace na may resistance material heating. Ang grid-box graphitization furnace ay gumagamit ng mga bentahe ng internal heat serial graphitization furnace, at gumagamit ng pre-baked anode plate na may mas mababang gastos bilang heating body. Kung ikukumpara sa serial graphitization furnace, mas malaki ang loading capacity ng grid-box graphitization furnace, at nababawasan ang power consumption kada unit ng produkto.
2. Direksyon ng pag-unlad ng negatibong graphitization furnace
2. 1 I-optimize ang istruktura ng pader sa paligid
Sa kasalukuyan, ang thermal insulation layer ng ilang graphitization furnace ay pangunahing puno ng carbon black at petroleum coke. Ang bahaging ito ng insulation material ay nasusunog sa mataas na temperatura, sa bawat oras na kailangan ng loading out upang palitan o dagdagan ang isang espesyal na insulation material, at palitan ang proseso ng mahinang kapaligiran at mataas na labor intensity.
Maaaring isaalang-alang ang paggamit ng espesyal na adobe na gawa sa semento na may mataas na lakas at mataas na temperatura, upang mapahusay ang pangkalahatang lakas, matiyak ang katatagan ng pader sa buong siklo ng operasyon, sabay na pagbubuklod ng pinagtahian ng ladrilyo, at maiwasan ang labis na hangin na pumapasok sa mga bitak ng pader ng ladrilyo at puwang sa dugtungan papasok sa pugon, at mabawasan ang pagkawala ng oksihenasyon sa pagkasunog ng insulating material at anode materials;
Ang pangalawa ay ang pag-install ng pangkalahatang bulk mobile insulation layer na nakasabit sa labas ng dingding ng pugon, tulad ng paggamit ng high-strength fiberboard o calcium silicate board, ang heating stage ay gumaganap ng epektibong papel sa pagbubuklod at pagkakabukod, ang cold stage ay maginhawang tanggalin para sa mabilis na paglamig; Pangatlo, ang ventilation channel ay nakalagay sa ilalim ng pugon at dingding ng pugon. Ang ventilation channel ay gumagamit ng prefabricated lattice brick structure na may babaeng bunganga ng sinturon, habang sinusuportahan ang high-temperature cement masonry, at isinasaalang-alang ang forced ventilation cooling sa cold phase.
2. 2 I-optimize ang kurba ng suplay ng kuryente sa pamamagitan ng numerical simulation
Sa kasalukuyan, ang kurba ng suplay ng kuryente ng negative electrode graphitization furnace ay ginagawa ayon sa karanasan, at ang proseso ng graphitization ay manu-manong inaayos anumang oras ayon sa temperatura at kondisyon ng pugon, at walang pinag-isang pamantayan. Ang pag-optimize ng heating curve ay malinaw na maaaring mabawasan ang index ng pagkonsumo ng kuryente at matiyak ang ligtas na operasyon ng pugon. Ang NUMERICAL MODEL NG needle alignment ay DAPAT ITATAGUMPAY sa pamamagitan ng siyentipikong paraan ayon sa iba't ibang boundary condition at pisikal na mga parameter, at ang ugnayan sa pagitan ng current, boltahe, kabuuang kuryente at distribusyon ng temperatura ng cross section sa proseso ng grapHItization ay dapat suriin, upang mabuo ang naaangkop na heating curve at patuloy na ayusin ito sa aktwal na operasyon. Tulad ng sa unang yugto ng power transmission ay ang paggamit ng high power transmission, pagkatapos ay mabilis na bawasan ang kuryente at pagkatapos ay dahan-dahang tataas, lakas at pagkatapos ay bawasan ang kuryente hanggang sa matapos ang kuryente.
2. 3 Pahabain ang buhay ng serbisyo ng tunawan ng metal at katawan ng pampainit
Bukod sa konsumo ng kuryente, ang tagal ng tunawan at pampainit ay direktang tumutukoy din sa gastos ng negatibong grapaytisasyon. Para sa grapayt na tunawan at katawan ng pagpapainit ng grapayt, ang sistema ng pamamahala ng produksyon ng pagkarga, makatwirang kontrol sa bilis ng pag-init at paglamig, awtomatikong linya ng produksyon ng tunawan, pagpapalakas ng pagbubuklod upang maiwasan ang oksihenasyon at iba pang mga hakbang upang mapataas ang oras ng pag-recycle ng tunawan, epektibong mabawasan ang gastos ng paglalagay ng tinta ng grapayt. Bukod sa mga hakbang sa itaas, ang heating plate ng grid box graphitization furnace ay maaari ding gamitin bilang materyal sa pagpapainit ng pre-baked anode, electrode o fixed carbonaceous material na may mataas na resistivity upang makatipid sa gastos sa grapaytisasyon.
2.4 Pagkontrol ng flue gas at paggamit ng waste heat
Ang flue gas na nalilikha sa panahon ng graphitization ay pangunahing nagmumula sa mga volatile at mga produkto ng pagkasunog ng mga materyales ng anode, pagsunog ng carbon sa ibabaw, pagtagas ng hangin at iba pa. Sa simula ng pagsisimula ng pugon, ang mga volatile at alikabok ay lumalabas nang malaki, ang kapaligiran ng workshop ay hindi maganda, karamihan sa mga negosyo ay walang epektibong mga hakbang sa paggamot, ito ang pinakamalaking problema na nakakaapekto sa kalusugan at kaligtasan sa trabaho ng mga operator sa produksyon ng negatibong electrode. Dapat gawin ang mas maraming pagsisikap upang komprehensibong isaalang-alang ang epektibong pagkolekta at pamamahala ng flue gas at alikabok sa workshop, at dapat gawin ang mga makatwirang hakbang sa bentilasyon upang mabawasan ang temperatura ng workshop at mapabuti ang kapaligiran sa pagtatrabaho ng graphitization workshop.
Matapos makolekta ang flue gas sa pamamagitan ng flue papunta sa combustion chamber para sa mixed combustion, maalis ang karamihan ng alkitran at alikabok sa flue gas, inaasahang ang temperatura ng flue gas sa combustion chamber ay higit sa 800℃, at ang nasayang na init ng flue gas ay maaaring makuha muli sa pamamagitan ng waste heat steam boiler o shell heat exchanger. Ang teknolohiyang RTO incineration na ginagamit sa carbon asphalt smoke treatment ay maaari ding gamitin bilang sanggunian, at ang asphalt flue gas ay pinainit sa 850 ~ 900℃. Sa pamamagitan ng heat storage combustion, ang aspalto at mga volatile component at iba pang polycyclic aromatic hydrocarbons sa flue gas ay na-oxidize at sa huli ay nabubulok sa CO2 at H2O, at ang epektibong purification efficiency ay maaaring umabot sa mahigit 99%. Ang sistema ay may matatag na operasyon at mataas na operation rate.
2. 5 Patayo at patuloy na negatibong hurno ng grapitisasyon
Ang nabanggit na ilang uri ng graphitization furnace ang pangunahing istruktura ng pugon para sa produksyon ng anode material sa Tsina. Ang karaniwang punto ay pana-panahong paulit-ulit na produksyon, mababang thermal efficiency, at ang loading out ay pangunahing umaasa sa manu-manong operasyon, at ang antas ng automation ay hindi mataas. Ang katulad na patayong tuluy-tuloy na negatibong graphitization furnace ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagsangguni sa modelo ng petroleum coke calcination furnace at bauxite calcination shaft furnace. Ang resistance ARC ay ginagamit bilang pinagmumulan ng init sa mataas na temperatura, ang materyal ay patuloy na inilalabas ng sarili nitong gravity, at ang conventional water cooling o gasification cooling structure ay ginagamit upang palamigin ang materyal na may mataas na temperatura sa outlet area, at ang powder pneumatic conveying system ay ginagamit upang ilabas at pakainin ang materyal sa labas ng pugon. Ang uri ng FURNACE ay maaaring magsagawa ng tuluy-tuloy na produksyon, ang pagkawala ng imbakan ng init ng katawan ng pugon ay maaaring balewalain, kaya ang thermal efficiency ay makabuluhang pinabuti, ang output at mga bentahe ng pagkonsumo ng enerhiya ay halata, at ang buong awtomatikong operasyon ay maaaring ganap na maisakatuparan. Ang mga pangunahing problemang kailangang lutasin ay ang pagkalikido ng pulbos, ang pagkakapareho ng antas ng grapitisasyon, kaligtasan, pagsubaybay sa temperatura at paglamig, atbp. Pinaniniwalaan na sa matagumpay na pag-unlad ng pugon upang mapalawak ang produksiyong industriyal, ito ay magpapasimula ng isang rebolusyon sa larangan ng grapitisasyon ng negatibong elektrod.
3 ang wika ng buhol
Ang prosesong kemikal ng graphite ang pinakamalaking problemang bumabagabag sa mga tagagawa ng materyal na anode ng lithium battery. Ang pangunahing dahilan ay mayroon pa ring ilang problema sa pagkonsumo ng kuryente, gastos, pangangalaga sa kapaligiran, antas ng automation, kaligtasan at iba pang aspeto ng malawakang ginagamit na periodic graphitization furnace. Ang trend sa hinaharap ng industriya ay patungo sa pagpapaunlad ng ganap na awtomatiko at organisadong istruktura ng emission continuous production furnace, at pagsuporta sa mga mature at maaasahang auxiliary process facilities. Sa panahong iyon, ang mga problema sa graphitization na sumasalot sa mga negosyo ay lubos na mapapabuti, at ang industriya ay papasok sa isang panahon ng matatag na pag-unlad, na magpapalakas sa mabilis na pag-unlad ng mga bagong industriya na may kaugnayan sa enerhiya.
Oras ng pag-post: Agosto-19-2022