Dunyo bo'ylab yangi energiya vositalarining jadal rivojlanishi bilan lityum batareyali anod materiallariga bozor talabi sezilarli darajada oshdi. Statistikaga ko'ra, 2021-yilda sanoatning eng yaxshi sakkizta lityum batareyali anod korxonalari ishlab chiqarish quvvatini qariyb bir million tonnagacha kengaytirishni rejalashtirmoqdalar. Grafitizatsiya anod materiallari indeksi va narxiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Xitoyda grafitizatsiya uskunalari ko'p turdagi, yuqori energiya sarfi, yuqori ifloslanish va past darajadagi avtomatlashtirishga ega, bu esa grafit anod materiallarini ishlab chiqarishni ma'lum darajada cheklaydi. Bu anod materiallarini ishlab chiqarish jarayonida zudlik bilan hal qilinishi kerak bo'lgan asosiy muammodir.
1. Salbiy grafitizatsiya pechining hozirgi holati va taqqoslashi
1.1 Atchison salbiy grafitizatsiya pechi
An'anaviy elektrod Aicheson pechining grafitizatsiya pechiga asoslangan modifikatsiyalangan pech turida, asl pech salbiy elektrod materialini tashuvchi sifatida grafit tigel bilan to'ldiriladi (tigel karbonlashtirilgan salbiy elektrod xom ashyosi bilan to'ldiriladi), pechning yadrosi isitishga chidamli material bilan to'ldiriladi, tashqi qatlam izolyatsiya materiali va pech devori izolyatsiyasi bilan to'ldiriladi. Elektrifikatsiyadan so'ng, asosan rezistor materialini isitish orqali 2800 ~ 3000 ℃ yuqori harorat hosil bo'ladi va tigeldagi salbiy material bilvosita qizdirilib, salbiy materialning yuqori haroratli tosh siyohiga erishiladi.
1.2. Ichki issiqlik seriyali grafitlash pechi
Pech modeli grafit elektrodlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan ketma-ket grafitizatsiya pechiga havola bo'lib, bir nechta elektrod tigellari (manfiy elektrod materiali bilan to'ldirilgan) uzunlamasına ketma-ket ulangan. Elektrod tigellari ham tashuvchi, ham isitish korpusi bo'lib, oqim elektrod tigelidan o'tib, yuqori harorat hosil qiladi va ichki manfiy elektrod materialini to'g'ridan-to'g'ri isitadi. GRAPHItizatsiya jarayonida qarshilik materiali ishlatilmaydi, bu yuklash va pishirish jarayonini soddalashtiradi va qarshilik materialining issiqlik saqlash yo'qotilishini kamaytiradi, energiya sarfini tejaydi.
1.3 Grid qutisi tipidagi grafitizatsiya pechi
So'nggi yillarda 1-raqamli qo'llanilishi tobora ortib bormoqda. Asosiy o'rganilgan grafitlash pechining seriyali acheson grafitlash pechi va birlashtirilgan texnologiya xususiyatlari, pech yadrosining bir nechta anod plastinka panjara materialidan foydalanish, quti tuzilishi, material katodga xom ashyo sifatida kiritilishi, anod plastinka ustunlari orasidagi barcha tirqishli ulanish orqali o'rnatilishi, har bir idishda bir xil materialga ega anod plastinka muhrlanishi qo'llaniladi. Ustun va anod plastinka material quti tuzilishi birgalikda isitish korpusini tashkil qiladi. Elektr energiyasi pech boshining elektrodidan o'tib, pech yadrosining isitish korpusiga o'tadi va hosil bo'lgan yuqori harorat grafitlash maqsadiga erishish uchun qutidagi anod materialini to'g'ridan-to'g'ri isitadi.
1.4 Uchta grafitlash pechi turini taqqoslash
Ichki issiqlik seriyali grafitizatsiya pechi materialni ichi bo'sh grafit elektrodini qizdirish orqali to'g'ridan-to'g'ri isitish uchun mo'ljallangan. Elektrod tigelidan o'tadigan tok tomonidan ishlab chiqarilgan "Joul issiqligi" asosan material va tigelni isitish uchun ishlatiladi. Isitish tezligi tez, harorat taqsimoti bir xil va issiqlik samaradorligi qarshilik materialini isitish bilan an'anaviy Atchison pechiga qaraganda yuqori. Panjara-quti grafitizatsiya pechi ichki isitish ketma-ket grafitizatsiya pechining afzalliklaridan foydalanadi va isitish korpusi sifatida arzonroq narxga ega oldindan pishirilgan anod plitasini qo'llaydi. Seriyali grafitizatsiya pechi bilan taqqoslaganda, panjara-quti grafitizatsiya pechining yuk ko'tarish quvvati kattaroq va mahsulot birligiga sarflanadigan energiya sarfi shunga mos ravishda kamayadi.
2. Salbiy grafitizatsiya pechining rivojlanish yo'nalishi
2. 1 Perimetr devorining tuzilishini optimallashtiring
Hozirgi vaqtda bir nechta grafitizatsiya pechlarining issiqlik izolyatsiyasi qatlami asosan uglerod qora va neft koksi bilan to'ldirilgan. Izolyatsiya materialining bu qismi yuqori haroratli oksidlanish jarayonida yonadi, har safar maxsus izolyatsiya materialini almashtirish yoki to'ldirish zarurati tug'iladi, bu esa yomon muhit va yuqori mehnat zichligi bilan bog'liq.
Maxsus yuqori mustahkamlik va yuqori haroratli tsement devor tayoqchalaridan foydalanishni ko'rib chiqish mumkin, bu umumiy mustahkamlikni oshiradi, butun ish sikli davomida devorning deformatsiyada barqarorligini ta'minlaydi, g'isht choklarini bir vaqtning o'zida muhrlaydi, g'isht devori orqali yoriqlar va bo'g'inlar orasidagi bo'shliqlarning o'choqqa kirib ketishining oldini oladi, izolyatsiya materiallari va anod materiallarining oksidlanish va yonish yo'qotilishini kamaytiradi;
Ikkinchisi, o'choq devorining tashqarisida osilgan umumiy hajmli mobil izolyatsiya qatlamini o'rnatish, masalan, yuqori quvvatli tolali taxta yoki kaltsiy silikat taxtasidan foydalanish, isitish bosqichi samarali muhrlash va izolyatsiya rolini o'ynaydi, sovuq bosqichni tez sovutish uchun olib tashlash qulay; Uchinchidan, shamollatish kanali o'choqning pastki qismiga va o'choq devoriga o'rnatiladi. Shamollatish kanali kamarning ayol og'zi bilan oldindan tayyorlangan panjarali g'isht konstruktsiyasini qabul qiladi, shu bilan birga yuqori haroratli tsement devorini qo'llab-quvvatlaydi va sovuq fazada majburiy shamollatish sovutishini hisobga oladi.
2. 2 Raqamli simulyatsiya orqali quvvat manbai egri chizig'ini optimallashtiring
Hozirgi vaqtda manfiy elektrodli grafitizatsiya pechining quvvat manbai egri chizig'i tajribaga muvofiq tuzilgan va grafitizatsiya jarayoni harorat va pech holatiga qarab istalgan vaqtda qo'lda sozlangan va yagona standart mavjud emas. Isitish egri chizig'ini optimallashtirish, shubhasiz, quvvat sarfi indeksini kamaytirishi va pechning xavfsiz ishlashini ta'minlashi mumkin. Ignalarni tekislashning raqamli modeli turli chegara sharoitlari va fizik parametrlarga muvofiq ilmiy vositalar bilan o'rnatilishi kerak va grafitizatsiya jarayonida oqim, kuchlanish, umumiy quvvat va kesimning harorat taqsimoti o'rtasidagi bog'liqlik tahlil qilinishi kerak, shunda tegishli isitish egri chizig'ini shakllantirish va uni haqiqiy ish jarayonida doimiy ravishda sozlash kerak. Masalan, quvvat uzatishning dastlabki bosqichida yuqori quvvat uzatish qo'llaniladi, keyin quvvatni tezda pasaytiradi va keyin quvvatni asta-sekin oshiradi, quvvatni pasaytiradi va quvvat tugaguncha quvvatni pasaytiradi.
2. 3 Tikel va isitish korpusining xizmat muddatini uzaytiring
Energiya sarfidan tashqari, tigel va isitgichning ishlash muddati ham salbiy grafitizatsiya narxini bevosita belgilaydi. Grafit tigel va grafit isitish korpusi uchun yuklashning ishlab chiqarishni boshqarish tizimi, isitish va sovutish tezligini oqilona boshqarish, avtomatik tigel ishlab chiqarish liniyasi, oksidlanishning oldini olish uchun muhrlashni mustahkamlash va tigelni qayta ishlash vaqtini oshirish uchun boshqa choralar, grafit siyohlash narxini samarali ravishda kamaytirish. Yuqoridagi choralarga qo'shimcha ravishda, panjara qutisi grafitizatsiya pechining isitish plitasi grafitizatsiya narxini tejash uchun oldindan pishirilgan anod, elektrod yoki yuqori qarshilikka ega qattiq uglerodli materialni isitish materiali sifatida ham ishlatilishi mumkin.
2.4 Tutun gazlarini boshqarish va chiqindi issiqlikdan foydalanish
Grafitizatsiya jarayonida hosil bo'ladigan tutun gazi asosan uchuvchan moddalar va anod materiallarining yonish mahsulotlari, sirt uglerodining yonishi, havo oqishi va boshqalardan kelib chiqadi. Pechni ishga tushirish boshida uchuvchan moddalar va chang ko'p miqdorda chiqib ketadi, ustaxona muhiti yomon, aksariyat korxonalarda samarali tozalash choralari yo'q, bu salbiy elektrod ishlab chiqarishda operatorlarning mehnat salomatligi va xavfsizligiga ta'sir qiluvchi eng katta muammodir. Ustaxonada tutun gazi va changini samarali yig'ish va boshqarishni har tomonlama ko'rib chiqish uchun ko'proq harakat qilish kerak, shuningdek, ustaxona haroratini pasaytirish va grafitizatsiya ustaxonasining ish muhitini yaxshilash uchun oqilona shamollatish choralarini ko'rish kerak.
Tutun gazi tutun orqali yonish kamerasiga to'plangandan so'ng, tutun gazidagi smola va changning katta qismini olib tashlang, yonish kamerasidagi tutun gazining harorati 800 ℃ dan yuqori bo'lishi va tutun gazining chiqindi issiqligi chiqindi issiqlik bug 'qozon yoki qobiq issiqlik almashtirgichi orqali qaytarilishi mumkin. Uglerod asfalt tutunini qayta ishlashda ishlatiladigan RTO yoqish texnologiyasi ham ma'lumot uchun ishlatilishi mumkin va asfalt tutun gazi 850 ~ 900 ℃ gacha qizdiriladi. Issiqlikni saqlash orqali tutun gazidagi asfalt va uchuvchan komponentlar va boshqa politsiklik aromatik uglevodorodlar oksidlanadi va nihoyat CO2 va H2O ga parchalanadi va samarali tozalash samaradorligi 99% dan oshishi mumkin. Tizim barqaror ishlaydi va yuqori ishlash tezligiga ega.
2. 5 Vertikal uzluksiz salbiy grafitizatsiya pechi
Yuqorida aytib o'tilgan bir nechta turdagi grafitizatsiya pechlari Xitoyda anod materiallari ishlab chiqarishning asosiy pech tuzilishi bo'lib, umumiy nuqta davriy uzluksiz ishlab chiqarish, past issiqlik samaradorligi, yuklash asosan qo'lda ishlashga bog'liq, avtomatlashtirish darajasi yuqori emas. Shunga o'xshash vertikal uzluksiz salbiy grafitizatsiya pechini neft koksini kalsinatsiya pechi va boksit kalsinatsiya valli pech modeliga murojaat qilish orqali ishlab chiqish mumkin. Qarshilik ARC yuqori haroratli issiqlik manbai sifatida ishlatiladi, material o'z tortishish kuchi bilan doimiy ravishda chiqariladi va an'anaviy suvni sovutish yoki gazlashtirish sovutish tizimi chiqish joyidagi yuqori haroratli materialni sovutish uchun ishlatiladi va kukunli pnevmatik tashish tizimi materialni pechdan tashqariga chiqarish va oziqlantirish uchun ishlatiladi. FURNACE turi uzluksiz ishlab chiqarishni amalga oshirishi mumkin, pech korpusining issiqlik saqlash yo'qotilishini e'tiborsiz qoldirish mumkin, shuning uchun issiqlik samaradorligi sezilarli darajada yaxshilanadi, chiqish va energiya sarfi afzalliklari aniq va to'liq avtomatik ishlash to'liq amalga oshirilishi mumkin. Yechilishi kerak bo'lgan asosiy muammolar kukunning suyuqligi, grafitlanish darajasining bir xilligi, xavfsizlik, haroratni kuzatish va sovutish va boshqalardir. Pechning sanoat ishlab chiqarishini miqyoslash bo'yicha muvaffaqiyatli rivojlanishi bilan salbiy elektrod grafitlanishi sohasida inqilob boshlanadi, deb ishoniladi.
3 tugun tili
Grafit kimyoviy jarayoni lityum batareyali anod materiallari ishlab chiqaruvchilarini qiynaydigan eng katta muammodir. Buning asosiy sababi shundaki, keng qo'llaniladigan davriy grafitlash pechining energiya sarfi, narxi, atrof-muhitni muhofaza qilish, avtomatlashtirish darajasi, xavfsizligi va boshqa jihatlarida hali ham ba'zi muammolar mavjud. Sanoatning kelajakdagi tendentsiyasi to'liq avtomatlashtirilgan va uyushgan emissiya uzluksiz ishlab chiqarish pechi tuzilishini rivojlantirish va yetuk va ishonchli yordamchi jarayon inshootlarini qo'llab-quvvatlashdir. O'sha paytda korxonalarni qiynaydigan grafitlash muammolari sezilarli darajada yaxshilanadi va sanoat barqaror rivojlanish davriga kiradi, bu esa yangi energiya bilan bog'liq sanoat tarmoqlarining jadal rivojlanishiga turtki bo'ladi.
Nashr vaqti: 2022-yil 19-avgust