З хуткім развіццём новых энергетычных транспартных сродкаў ва ўсім свеце, рынкавы попыт на анодныя матэрыялы для літыевых батарэй значна павялічыўся. Паводле статыстыкі, у 2021 годзе восем вядучых анодных прадпрыемстваў галіны для літыевых батарэй плануюць павялічыць свае вытворчыя магутнасці амаль да аднаго мільёна тон. Найбольшы ўплыў на паказчык і кошт анодных матэрыялаў аказвае графитизация. Абсталяванне для графітызацыі ў Кітаі мае мноства відаў, высокае энергаспажыванне, моцнае забруджванне і нізкая ступень аўтаматызацыі, што ў пэўнай ступені абмяжоўвае распрацоўку графітавых анодных матэрыялаў. Гэта асноўная праблема, якую трэба тэрмінова вырашаць у працэсе вытворчасці анодных матэрыялаў.
1. Бягучая сітуацыя і параўнанне печы адмоўнай графітызацыі
1.1 Печ для адмоўнай графітызацыі Atchison
У мадыфікаваным тыпе печы, заснаваным на традыцыйнай электроднай печы для графітызацыі печы Эйчэсана, зыходная печ загружаецца графітавым тыглям у якасці носьбіта матэрыялу адмоўнага электрода (тыгель загружаецца карбанізаванай сыравінай для адмоўнага электрода), стрыжань печы запаўняецца нагрэвам супраціўляльны матэрыял, вонкавы пласт запоўнены ізаляцыйным матэрыялам і ізаляцыяй сценкі печы. Пасля электрыфікацыі высокая тэмпература 2800 ~ 3000 ℃ ствараецца галоўным чынам за кошт нагрэву матэрыялу рэзістара, а адмоўны матэрыял у тыглі награваецца ўскосна, каб дасягнуць высокай тэмпературы каменнага чарніла адмоўнага матэрыялу.
1.2. Графітызацыйная печ з унутраным цяплом
Мадэль печы з'яўляецца адсылкай да серыйнай печы для графітызацыі, якая выкарыстоўваецца для вытворчасці графітавых электродаў, і некалькі электродных тыгляў (загружаных матэрыялам адмоўнага электрода) злучаны паслядоўна падоўжна. Электродны тыгель адначасова з'яўляецца носьбітам і награвальным целам, і ток праходзіць праз электродны тыгель, ствараючы высокую тэмпературу і непасрэдна награваючы ўнутраны матэрыял адмоўнага электрода. У працэсе GRAPHItization не выкарыстоўваюцца супрацівныя матэрыялы, што спрашчае працэс загрузкі і выпякання, а таксама памяншае страты назапашвання цяпла супрацівнага матэрыялу, эканомячы энергаспажыванне
1.3 Печ для графітызацыі каробкавага тыпу
Прымяненне No.1 расце ў апошнія гады, галоўным з'яўляецца вывучэнне серыі печы для графітызацыі Acheson і канкатэнаваных тэхналагічных характарыстык печы для графітызацыі, стрыжань печы з выкарыстаннем некалькіх кавалкаў анода пласціны матэрыялу скрынкавай структуры, матэрыялу ў катод у сыравіну, праз усе шчылінныя злучэння паміж калонкай аноднай пласціны фіксуецца, кожны кантэйнер, выкарыстанне ўшчыльнення аноднай пласціны з таго ж матэрыялу. Калонка і анодная пласціна матэрыяльнай каробкавай канструкцыі разам складаюць награвальнае цела. Электрычнасць цячэ праз электрод галоўкі печы ў награвальнае цела стрыжня печы, і высокая тэмпература, якая ствараецца, непасрэдна награвае матэрыял анода ў скрынцы для дасягнення мэты графітызацыі
1.4 Параўнанне трох тыпаў печаў для графітызацыі
Графітызацыйная печ унутранага нагрэву павінна непасрэдна награваць матэрыял шляхам нагрэву полага графітавага электрода. «Джоўлева цяпло», якое выпрацоўваецца токам праз электродны тыгель, у асноўным выкарыстоўваецца для нагрэву матэрыялу і тыгля. Хуткасць нагрэву высокая, размеркаванне тэмпературы раўнамернае, а цеплавая эфектыўнасць вышэй, чым у традыцыйнай печы Atchison з супрацівам нагрэву матэрыялу. Графітызацыйная печ з сеткай выкарыстоўвае перавагі серыйнай графітацыйнай печы з унутраным цяплом і ў якасці награвальнага цела выкарыстоўвае папярэдне абпаленую анодную пласціну з меншым коштам. У параўнанні з серыйнай печчу для графітызацыі, грузападымальнасць печы для графітызацыі з сеткай больш, і энергаспажыванне на адзінку прадукту адпаведна зніжана
2. Напрамак развіцця печы адмоўнай графітызацыі
2. 1 Аптымізуйце канструкцыю сцяны па перыметры
У цяперашні час цеплаізаляцыйны пласт некалькіх печаў графітызацыі ў асноўным запоўнены тэхнічным вугляродам і нафтавым коксам. Гэтая частка ізаляцыйнага матэрыялу падчас вытворчасці высокатэмпературнага акіслення гарыць, кожны раз, калі загрузка з неабходнасці замяніць або дапоўніць спецыяльны ізаляцыйны матэрыял, замена працэсу дрэннай навакольнага асяроддзя, высокая працаёмкасць.
Можна разгледзець магчымасць выкарыстання спецыяльнага высокатрывалага і высокатэмпературнага цэменту для мура з саману, павышэння агульнай трываласці, забеспячэння стабільнасці дэфармацыі сцяны на працягу ўсяго працоўнага цыклу, адначасовай герметызацыі цаглянага шва, прадухілення празмернага паветра праз цагляную сцяну расколіны і сумесныя зазоры ў печы, паменшыць акісленне гарэння страты ізаляцыйнага матэрыялу і анодных матэрыялаў;
Па-другое, усталяваць агульны аб'ёмны рухомы ізаляцыйны пласт, які вісіць па-за межамі сцяны печы, напрыклад, выкарыстоўваць высокатрывалую ДВП або пліту з сіліката кальцыя, этап нагрэву выконвае эфектыўную герметызацыю і ізаляцыю, халодны этап зручна здымаць для хуткае астуджэнне; Па-трэцяе, вентыляцыйны канал усталёўваецца ў ніжняй частцы топкі і сценцы топкі. Вентыляцыйны канал мае зборную рашотчатую цагляную канструкцыю з жаночым вусцем рамяня, падтрымліваючы высокатэмпературны цэментны мур і ўлічваючы прымусовае вентыляцыйнае астуджэнне ў халоднай фазе.
2. 2 Аптымізуйце крывую электразабеспячэння шляхам лікавага мадэлявання
У цяперашні час крывая электразабеспячэння печы для графітызацыі з адмоўным электродам складаецца ў адпаведнасці з вопытам, і працэс графітызацыі рэгулюецца ўручную ў любы час у залежнасці ад тэмпературы і стану печы, і няма адзінага стандарту. Аптымізацыя крывой нагрэву, відавочна, можа паменшыць індэкс энергаспажывання і забяспечыць бяспечную эксплуатацыю печы. ЛІКАВАЯ МАДЭЛЬ выраўноўвання іголак ПАВІННА БЫЦЬ УСТАНАЎЛЕНА навуковымі метадамі ў адпаведнасці з рознымі межавымі ўмовамі і фізічнымі параметрамі, а ўзаемасувязь паміж токам, напругай, агульнай магутнасцю і размеркаваннем тэмпературы папярочнага сячэння ў працэсе графітызацыі павінна быць прааналізавана, так як сфармуляваць адпаведную крывую ацяплення і бесперапынна карэктаваць яе падчас фактычнай працы. Напрыклад, на ранняй стадыі перадачы магутнасці - гэта выкарыстанне перадачы высокай магутнасці, затым хутка памяншайце магутнасць, а затым павольна падымайцеся, магутнасць, а затым памяншайце магутнасць да канца магутнасці
2. 3 Павялічыць тэрмін службы тыгля і награвальнага цела
У дадатак да энергаспажывання, тэрмін службы тыгля і награвальніка таксама непасрэдна вызначае кошт адмоўнай графітызацыі. Для графітавага тыгля і графітавага награвальнага цела сістэма кіравання вытворчасцю загрузкі, разумны кантроль хуткасці нагрэву і астуджэння, аўтаматычная вытворчая лінія тыгля, умацаванне герметычнасці для прадухілення акіслення і іншыя меры для павелічэння часу перапрацоўкі тыгля, эфектыўнае зніжэнне кошту графіту чарніла. У дадатак да вышэйпералічаных мер, награвальная пліта печы для графітызацыі з сеткай таксама можа быць выкарыстана ў якасці награвальнага матэрыялу для папярэдне абпаленага анода, электрода або фіксаванага вугляроднага матэрыялу з высокім удзельным супрацівам, каб зэканоміць кошт графітызацыі.
2.4 Кантроль дымавых газаў і выкарыстанне адходнага цяпла
Дымавыя газы, якія ўтвараюцца падчас графітызацыі, у асноўным паходзяць з лятучых рэчываў і прадуктаў згарання анодных матэрыялаў, гарэння вугляроду на паверхні, уцечкі паветра і гэтак далей. У пачатку запуску печы лятучыя рэчывы і пыл вылучаюцца ў вялікай колькасці, асяроддзе ў майстэрні дрэннае, большасць прадпрыемстваў не маюць эфектыўных мер ачысткі, гэта самая вялікая праблема, якая ўплывае на здароўе і бяспеку працы аператараў пры вытворчасці адмоўных электродаў. Неабходна прыкласці больш намаганняў для комплекснага разгляду эфектыўнага збору і кіравання дымавымі газамі і пылам у майстэрні, а таксама прыняць разумныя меры вентыляцыі для зніжэння тэмпературы ў майстэрні і паляпшэння працоўнага асяроддзя ў майстэрні графітызацыі.
Пасля таго, як дымавыя газы могуць быць сабраны праз дымавую трубу ў камеру згарання змешанага гарэння, выдаліць большую частку смалы і пылу ў дымавых газах, чакаецца, што тэмпература дымавых газаў у камеры згарання вышэй за 800 ℃, і адпрацаванае цяпло дымавых газаў можна аднаўляць праз паравы кацёл-утылізатар або корпусны цеплаабменнік. Тэхналогія спальвання RTO, якая выкарыстоўваецца для апрацоўкі вугляроднага асфальтавага дыму, таксама можа быць выкарыстана ў якасці даведкі, а дымавыя газы асфальту награваюцца да 850 ~ 900 ℃. Пры згаранні ў назапашвальніку цяпла асфальт і лятучыя кампаненты і іншыя поліцыклічныя араматычныя вуглевадароды ў дымавых газах акісляюцца і канчаткова раскладаюцца на CO2 і H2O, а эфектыўнасць ачысткі можа дасягаць больш за 99%. Сістэма мае стабільную працу і высокую хуткасць працы.
2. 5 Вертыкальная бесперапынная печ адмоўнай графітызацыі
Вышэйзгаданыя некалькі відаў печаў для графітызацыі з'яўляюцца асноўнай структурай печаў для вытворчасці анодных матэрыялаў у Кітаі, агульная кропка - перыядычная перарывістая вытворчасць, нізкая цеплавая эфектыўнасць, загрузка ў асноўным залежыць ад ручнога кіравання, ступень аўтаматызацыі невысокая. Падобную вертыкальную бесперапынную печ для адмоўнай графітызацыі можна распрацаваць, спасылаючыся на мадэль печы для абпалу нафтавага коксу і шахтнай печы для абпалу баксітаў. Супраціў ARC IS выкарыстоўваецца ў якасці высокатэмпературнай крыніцы цяпла, матэрыял бесперапынна разраджаецца пад дзеяннем уласнай сілы цяжару, і звычайная вадзяное астуджэнне або газіфікацыйная структура астуджэння выкарыстоўваецца для астуджэння высокатэмпературнага матэрыялу ў зоне выхаду, а сістэма пнеўматычнай транспарціроўкі парашка выкарыстоўваецца для разгрузкі і падачы матэрыялу за межы печы. Тып FURNACE можа рэалізаваць бесперапынную вытворчасць, страты назапашвання цяпла ў корпусе печы можна ігнараваць, таму цеплавая эфектыўнасць значна паляпшаецца, перавагі магутнасці і энергаспажывання відавочныя, і можа быць цалкам рэалізавана поўная аўтаматычная праца. Асноўныя праблемы, якія трэба вырашыць, - цякучасць парашка, аднастайнасць ступені графітызацыі, бяспека, маніторынг тэмпературы і астуджэнне і г. д. Мяркуецца, што з паспяховым развіццём печы ў маштабах прамысловай вытворчасці гэта пачне рэвалюцыю ў поле графітызацыі адмоўнага электрода.
3 вузлавой мовай
Хімічны працэс графіту з'яўляецца самай вялікай праблемай для вытворцаў анодных матэрыялаў для літыевых батарэй. Асноўная прычына ў тым, што ўсё яшчэ існуюць некаторыя праблемы ў энергаспажыванні, кошце, ахове навакольнага асяроддзя, ступені аўтаматызацыі, бяспецы і іншых аспектах шырока выкарыстоўванай печы перыядычнай графітызацыі. Будучая тэндэнцыя галіны - распрацоўка цалкам аўтаматызаванай і арганізаванай канструкцыі печаў бесперапыннага вытворчасці з выкідамі і падтрымка развітых і надзейных дапаможных тэхналагічных устаноў. У гэты час праблемы графітызацыі, якія мучаць прадпрыемствы, будуць значна палепшаны, і прамысловасць уступіць у перыяд стабільнага развіцця, спрыяючы хуткаму развіццю новых галін, звязаных з энергетыкай.
Час публікацыі: 19 жніўня 2022 г