Odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor cu energie noi la nivel mondial, cererea de pe piață pentru materiale pentru anozi pentru baterii cu litiu a crescut semnificativ. Potrivit statisticilor, în 2021, primele opt întreprinderi cu anozi de baterii cu litiu din industrie intenționează să-și extindă capacitatea de producție la aproape un milion de tone. Grafitizarea are cel mai mare impact asupra indicelui și costului materialelor anodice. Echipamentele de grafitizare din China au multe tipuri, consum mare de energie, poluare puternică și grad scăzut de automatizare, ceea ce limitează într-o oarecare măsură dezvoltarea materialelor anodici din grafit. Este principala problemă care trebuie rezolvată urgent în procesul de producție a materialelor anodice.
1. Situația actuală și comparația cuptorului de grafitizare negativă
1.1 Cuptor de grafitizare negativ Atchison
În tipul de cuptor modificat bazat pe cuptorul tradițional de grafitizare cu electrozi Aitcheson, cuptorul original este încărcat cu creuzet de grafit ca purtător de material electrod negativ (crezetul este încărcat cu materie primă pentru electrozi negativi carbonizat), miezul cuptorului este umplut cu încălzire. material de rezistență, stratul exterior este umplut cu material izolator și izolație pereților cuptorului. După electrificare, o temperatură ridicată de 2800 ~ 3000 ℃ este generată în principal de încălzirea materialului rezistor, iar materialul negativ din creuzet este încălzit indirect pentru a obține cerneala cu piatră la temperatură înaltă a materialului negativ.
1.2. Cuptor de grafitizare în serie de căldură internă
Modelul cuptorului este o referință la cuptorul de grafitizare în serie utilizat pentru producerea electrozilor de grafit, iar mai multe creuzete cu electrozi (încărcate cu material electrod negativ) sunt conectate în serie longitudinal. Crezetul cu electrod este atât un purtător, cât și un corp de încălzire, iar curentul trece prin creuzetul cu electrod pentru a genera temperatură ridicată și a încălzi direct materialul electrodului negativ intern. Procesul de GRAFITizare nu folosește material de rezistență, simplificând operațiunea procesului de încărcare și coacere și reducând pierderea de stocare a căldurii a materialului de rezistență, economisind consumul de energie.
1.3 Cuptor de grafitizare tip cutie grilă
Aplicația nr. 1 este în creștere în ultimii ani, principala este învățată seria cuptorului de grafitizare acheson și caracteristicile tehnologiei concatenate ale cuptorului de grafitizare, miezul cuptorului de folosire a mai multor bucăți de placă anodică grilă material cutie structura, material în catod în materia primă, prin toate conexiunea cu fante între coloana plăcii anodice este fixă, fiecare container, utilizarea etanșării plăcii anodice cu același material. Coloana și placa anodica a structurii cutiei de material constituie împreună corpul de încălzire. Electricitatea curge prin electrodul capului cuptorului în corpul de încălzire al miezului cuptorului, iar temperatura ridicată generată încălzește direct materialul anodului din cutie pentru a atinge scopul grafitizării
1.4 Comparația a trei tipuri de cuptoare de grafitizare
Cuptorul de grafitizare din seria de căldură internă este de a încălzi direct materialul prin încălzirea electrodului de grafit gol. „Căldura Joule” produsă de curentul prin creuzetul electrodului este folosită în principal pentru a încălzi materialul și creuzetul. Viteza de încălzire este rapidă, distribuția temperaturii este uniformă, iar eficiența termică este mai mare decât cuptorul tradițional Atchison cu încălzire cu material rezistent. Cuptorul de grafitizare cu grilă se bazează pe avantajele cuptorului de grafitizare în serie de căldură internă și adoptă placa anodică precoaptă cu costuri mai mici ca corp de încălzire. În comparație cu cuptorul de grafitizare în serie, capacitatea de încărcare a cuptorului de grafitizare cu grilă este mai mare, iar consumul de energie pe unitate de produs este redus în consecință
2. Direcția de dezvoltare a cuptorului de grafitizare negativă
2. 1 Optimizați structura peretelui perimetral
În prezent, stratul de izolare termică a mai multor cuptoare de grafitizare este umplut în principal cu negru de fum și cocs de petrol. Această parte a materialului de izolație în timpul producției de ardere de oxidare la temperatură înaltă, de fiecare dată când încărcarea din necesitatea de a înlocui sau completa un material de izolare specială, înlocuirea procesului de mediu sărac, intensitate ridicată a muncii.
Se poate lua în considerare o este de a utiliza chirpici special de înaltă rezistență și de înaltă temperatură de zidărie de ciment, îmbunătățește rezistența generală, asigură peretele în întregul ciclu de funcționare stabilitatea la deformare, etanșarea cusăturilor de cărămidă în același timp, împiedică aerul excesiv prin peretele de cărămidă fisurile și golurile de îmbinare în cuptor, reduc pierderea prin ardere prin oxidare a materialului izolator și a materialelor anodice;
Al doilea este de a instala stratul de izolație mobil în vrac atârnat în afara peretelui cuptorului, cum ar fi utilizarea plăcilor din fibre de înaltă rezistență sau a plăcilor de silicat de calciu, etapa de încălzire joacă un rol eficient de etanșare și izolație, etapa rece este convenabilă de îndepărtat pentru răcire rapidă; În al treilea rând, canalul de ventilație este fixat în partea de jos a cuptorului și în peretele cuptorului. Canalul de ventilație adoptă structura prefabricată de cărămidă cu zăbrele cu gura femelă a centurii, susținând în același timp zidăria de ciment de înaltă temperatură și luând în considerare răcirea cu ventilație forțată în faza rece.
2. 2 Optimizați curba de alimentare prin simulare numerică
În prezent, curba de alimentare a cuptorului de grafitizare cu electrozi negativi este realizată conform experienței, iar procesul de grafitizare este ajustat manual în orice moment în funcție de temperatură și starea cuptorului și nu există un standard unificat. Optimizarea curbei de încălzire poate reduce în mod evident indicele de consum de energie și poate asigura funcționarea în siguranță a cuptorului. MODELUL NUMERICAL DE aliniere a acului TREBUIE STABILIT prin mijloace științifice în funcție de diferite condiții la limită și parametri fizici, iar relația dintre curent, tensiune, puterea totală și distribuția temperaturii secțiunii transversale în procesul de grafitizare ar trebui analizată, astfel încât pentru a formula curba de încălzire adecvată și a o ajusta continuu în funcționarea propriu-zisă. Cum ar fi în stadiul incipient al transmisiei de putere este utilizarea transmisiei de putere mare, apoi reduceți rapid puterea și apoi creșteți încet, puterea și apoi reduceți puterea până la sfârșitul puterii
2. 3 Extindeți durata de viață a creuzetului și a corpului de încălzire
Pe lângă consumul de energie, durata de viață a creuzetului și a încălzitorului determină în mod direct și costul grafitizării negative. Pentru creuzetul de grafit și corpul de încălzire din grafit, sistemul de management al producției de încărcare, controlul rezonabil al ratei de încălzire și răcire, linia automată de producție a creuzetului, întărirea etanșării pentru a preveni oxidarea și alte măsuri pentru a crește timpul de reciclare a creuzetului, reduce efectiv costul grafitului cerneală. În plus față de măsurile de mai sus, placa de încălzire a cuptorului de grafitizare cu grilă poate fi, de asemenea, utilizată ca material de încălzire a anodului, electrodului sau materialului carbonic fix cu rezistivitate ridicată pentru a economisi costul de grafitizare.
2.4 Controlul gazelor arse și utilizarea căldurii reziduale
Gazele de ardere generate în timpul grafitizării provin în principal din substanțe volatile și produse de combustie ale materialelor anodice, arderea carbonului la suprafață, scurgerile de aer și așa mai departe. La începutul pornirii cuptorului, substanțele volatile și praful scapă un număr mare, mediul atelierului este sărac, majoritatea întreprinderilor nu au măsuri eficiente de tratament, aceasta este cea mai mare problemă care afectează sănătatea și siguranța ocupațională a operatorilor în producția de electrozi negativi. Ar trebui depuse mai multe eforturi pentru a lua în considerare în mod cuprinzător colectarea și gestionarea eficientă a gazelor de ardere și a prafului în atelier, și ar trebui luate măsuri rezonabile de ventilație pentru a reduce temperatura atelierului și pentru a îmbunătăți mediul de lucru al atelierului de grafitizare.
După ce gazele de ardere pot fi colectate prin coș în camera de ardere cu combustie mixtă, îndepărtați cea mai mare parte a gudronului și a prafului din gazele de ardere, este de așteptat ca temperatura gazelor arse din camera de ardere să fie peste 800 ℃, iar Căldura reziduală a gazelor de ardere poate fi recuperată prin cazanul de abur de căldură reziduală sau schimbătorul de căldură în carcasă. Tehnologia de incinerare RTO utilizată în tratarea fumului de carbon de asfalt poate fi, de asemenea, utilizată pentru referință, iar gazele de ardere din asfalt sunt încălzite la 850 ~ 900 ℃. Prin arderea de stocare a căldurii, asfaltul și componentele volatile și alte hidrocarburi aromatice policiclice din gazele de ardere sunt oxidate și în cele din urmă descompuse în CO2 și H2O, iar eficiența efectivă de purificare poate ajunge la peste 99%. Sistemul are o funcționare stabilă și o rată de funcționare ridicată.
2. 5 Cuptor vertical de grafitizare negativă continuă
Cele mai multe tipuri de cuptor de grafitizare menționate mai sus sunt structura principală a cuptorului a producției de material anodic în China, punctul comun este producția intermitentă periodică, eficiența termică scăzută, încărcarea se bazează în principal pe funcționarea manuală, gradul de automatizare nu este ridicat. Un cuptor vertical de grafitizare negativă continuă similar poate fi dezvoltat prin referire la modelul cuptorului de calcinare a cocsului de petrol și al cuptorului cu arbore de calcinare a bauxitei. Rezistența ARC ESTE folosită ca sursă de căldură la temperatură înaltă, materialul este descărcat continuu prin propria sa gravitație, iar structura convențională de răcire cu apă sau gazeificare este utilizată pentru a răci materialul la temperatură înaltă din zona de ieșire și sistemul de transport pneumatic de pulbere. este folosit pentru a descărca și alimenta materialul în afara cuptorului. Tipul FUNTOR poate realiza o producție continuă, pierderea de stocare a căldurii a corpului cuptorului poate fi ignorată, astfel încât eficiența termică este îmbunătățită semnificativ, avantajele de ieșire și consumul de energie sunt evidente, iar funcționarea completă automată poate fi realizată pe deplin. Principalele probleme care trebuie rezolvate sunt fluiditatea pulberii, uniformitatea gradului de grafitizare, siguranța, monitorizarea temperaturii și răcirea etc. Se crede că, odată cu dezvoltarea cu succes a cuptorului la scara producției industriale, va declanșa o revoluție în domeniul grafitizării electrodului negativ.
3 limbajul nodului
Procesul chimic cu grafit este cea mai mare problemă care afectează producătorii de materiale anozi pentru baterii cu litiu. Motivul fundamental este că există încă unele probleme în ceea ce privește consumul de energie, costul, protecția mediului, gradul de automatizare, siguranță și alte aspecte ale cuptorului de grafitizare periodică utilizat pe scară largă. Tendința viitoare a industriei este spre dezvoltarea unei structuri de cuptoare de producție continuă cu emisii complet automatizate și organizate și susținerea unor instalații de proces auxiliare mature și fiabile. În acel moment, problemele de grafitizare care afectează întreprinderile vor fi îmbunătățite semnificativ, iar industria va intra într-o perioadă de dezvoltare stabilă, stimulând dezvoltarea rapidă a noilor industrii legate de energie.
Ora postării: 19-aug-2022