S rychlým vývojem nových energetických vozidel po celém světě se poptávka po lithiových bateriových anodových materiálech výrazně zvýšila. Podle statistik plánuje osm nejlepších podniků s lithiovými bateriemi v oboru v roce 2021 rozšířit svou výrobní kapacitu na téměř jeden milion tun. Grafitizace má největší vliv na index a cenu anodových materiálů. Grafitizační zařízení v Číně má mnoho druhů, vysokou spotřebu energie, velké znečištění a nízký stupeň automatizace, což do určité míry omezuje vývoj materiálů grafitových anod. Je to hlavní problém, který je třeba urychleně vyřešit ve výrobním procesu anodových materiálů.
1. Současný stav a srovnání negativní grafitizační pece
1.1 Atchisonova negativní grafitizační pec
U upraveného typu pece založeného na tradiční elektrodové grafitizační peci Aitchesonovy pece je původní pec zatížena grafitovým kelímkem jako nosičem materiálu negativní elektrody (kelímek je zatížen karbonizovanou surovinou negativní elektrody), jádro pece je naplněno ohřevem odporový materiál, vnější vrstva je vyplněna izolačním materiálem a izolací stěny pece. Po elektrifikaci je generována vysoká teplota 2800 ~ 3000 ℃ hlavně zahříváním materiálu odporu a negativní materiál v kelímku se zahřívá nepřímo, aby se dosáhlo vysokoteplotního barvení kamene negativního materiálu.
1.2. Interní tepelná grafitizační pec
Model pece je odkazem na sériovou grafitizační pec používanou pro výrobu grafitových elektrod a několik elektrodových kelímků (zatížených negativním elektrodovým materiálem) je zapojeno do série podélně. Elektrodový kelímek je jak nosič, tak topné těleso a proud prochází elektrodovým kelímkem, aby generoval vysokou teplotu a přímo ohříval vnitřní materiál záporné elektrody. Proces GRAFITizace nevyužívá odporový materiál, zjednodušuje proces nakládání a pečení a snižuje tepelné ztráty odporového materiálu a šetří spotřebu energie
1.3 Grafitizační pec typu mřížkové skříně
Aplikace č.1 v posledních letech narůstá, hlavní je naučená Série achesonových grafitizačních pecí a zřetězených technologických charakteristik grafitizační pece, jádra pece s využitím více kusů anodové desky mřížkového materiálu krabicové struktury, materiálu do katody v surovině, přes všechny štěrbinové spojení mezi sloupcem anodové desky je pevné, každý kontejner, použití těsnění anodové desky ze stejného materiálu. Sloup a anodová deska struktury materiálové skříně společně tvoří topné těleso. Elektřina proudí přes elektrodu hlavy pece do topného tělesa jádra pece a vznikající vysoká teplota přímo ohřívá anodový materiál v boxu pro dosažení účelu grafitizace.
1.4 Porovnání tří typů grafitizačních pecí
Vnitřní tepelná grafitizační pec má přímo ohřívat materiál ohřevem duté grafitové elektrody. „Joulovo teplo“ produkované proudem procházejícím elektrodovým kelímkem se většinou používá k ohřevu materiálu a kelímku. Rychlost ohřevu je vysoká, rozložení teploty je rovnoměrné a tepelná účinnost je vyšší než u tradiční pece Atchison s odporovým ohřevem materiálu. Grafitizační pec s mřížkovou skříní čerpá z výhod vnitřní tepelné sériové grafitizační pece a jako topné těleso využívá předem vypálenou anodovou desku s nižšími náklady. Ve srovnání se sériovou grafitizační pecí je kapacita nakládky mřížkové grafitizační pece větší a spotřeba energie na jednotkový produkt je odpovídajícím způsobem snížena
2. Směr vývoje pece pro negativní grafitizaci
2. 1 Optimalizujte konstrukci obvodové stěny
V současnosti je tepelně izolační vrstva několika grafitizačních pecí plněna převážně sazemi a ropným koksem. Tato část izolačního materiálu při výrobě vysokoteplotní oxidace hořet, pokaždé, když zatížení z nutnosti vyměnit nebo doplnit speciální izolační materiál, nahrazení procesu špatného životního prostředí, vysoká pracnost.
Lze uvažovat o použití speciálních vysokopevnostních a vysokoteplotních cementových zdících tyčí na zdivo, zvýšení celkové pevnosti, zajištění stability stěny v celém provozním cyklu při deformaci, těsnění švu cihel současně, zabránění nadměrnému vzduchu skrz cihlovou zeď trhliny a spáry do pece, snižují ztráty oxidačním hořením izolačního materiálu a anodových materiálů;
Druhým je instalace celkové objemové mobilní izolační vrstvy visící mimo stěnu pece, jako je použití vysokopevnostní dřevovláknité desky nebo desky z křemičitanu vápenatého, fáze ohřevu hraje účinnou těsnící a izolační roli, studená fáze je vhodná k odstranění pro rychlé chlazení; Za třetí, ventilační kanál je umístěn ve spodní části pece a ve stěně pece. Ventilační kanál využívá prefabrikovanou příhradovou cihelnou konstrukci s vnitřním ústím pásu, přičemž podpírá zdivo z vysokoteplotního cementu as ohledem na chlazení nucenou ventilací ve studené fázi.
2. 2 Optimalizujte křivku napájení pomocí numerické simulace
V současné době se křivka napájení grafitizační pece s negativní elektrodou vyrábí podle zkušeností a proces grafitizace se upravuje kdykoli ručně podle teploty a stavu pece a neexistuje jednotný standard. Optimalizace topné křivky může samozřejmě snížit index spotřeby energie a zajistit bezpečný provoz pece. NUMERICKÝ MODEL vyrovnání jehly BY MĚL BÝT SESTAVEN vědeckými prostředky podle různých okrajových podmínek a fyzikálních parametrů a měl by být analyzován vztah mezi proudem, napětím, celkovým výkonem a teplotním rozložením průřezu v procesu grafHitizace tak, aby formulovat vhodnou topnou křivku a průběžně ji upravovat v aktuálním provozu. Například v rané fázi přenosu výkonu je použití přenosu vysokého výkonu, pak rychle snížit výkon a pak pomalu stoupat, výkon a pak snižovat výkon až do konce výkonu
2. 3 Prodlužte životnost kelímku a topného tělesa
Náklady na negativní grafitizaci kromě spotřeby energie přímo určuje také životnost kelímku a ohřívače. Pro grafitový kelímek a grafitové topné těleso, systém řízení výroby vykládání, přiměřená kontrola rychlosti ohřevu a chlazení, automatická výrobní linka kelímku, posílení těsnění, aby se zabránilo oxidaci a další opatření ke zvýšení doby recyklace kelímku, účinně snižují náklady na grafit inkoustem. Kromě výše uvedených opatření lze topnou desku mřížkové skříňové grafitizační pece použít také jako topný materiál předpálené anody, elektrody nebo pevného uhlíkatého materiálu s vysokým měrným odporem pro úsporu nákladů na grafitizaci.
2.4 Řízení spalin a využití odpadního tepla
Spaliny vznikající při grafitizaci pocházejí hlavně z těkavých látek a produktů spalování anodových materiálů, povrchového spalování uhlíku, úniku vzduchu a tak dále. Na začátku spouštění pece uniká velké množství těkavých látek a prachu, prostředí dílny je špatné, většina podniků nemá účinná opatření na úpravu, to je největší problém ovlivňující zdraví a bezpečnost obsluhy při výrobě záporných elektrod. Mělo by být vynaloženo více úsilí na komplexní zvážení účinného shromažďování a řízení spalin a prachu v dílně a měla by být přijata přiměřená ventilační opatření ke snížení teploty v dílně a zlepšení pracovního prostředí grafitizační dílny.
Poté, co se spaliny mohou shromažďovat kouřem do spalovací komory smíšeného spalování, odstraňte většinu dehtu a prachu ve spalinách, očekává se, že teplota spalin ve spalovací komoře je nad 800 °C a odpadní teplo spalin může být rekuperováno přes parní kotel na odpadní teplo nebo plášťový výměník tepla. Jako referenci lze také použít technologii spalování RTO používanou při úpravě kouře z uhlíkového asfaltu a asfaltové spaliny se zahřívají na 850 ~ 900 ℃. Prostřednictvím spalování akumulace tepla se asfalt a těkavé složky a další polycyklické aromatické uhlovodíky ve spalinách oxidují a nakonec se rozkládají na CO2 a H2O a efektivní účinnost čištění může dosáhnout více než 99 %. Systém má stabilní provoz a vysokou rychlost provozu.
2. 5 Vertikální kontinuální negativní grafitizační pec
Výše uvedených několik druhů grafitizačních pecí je hlavní strukturou pece pro výrobu anodového materiálu v Číně, společným bodem je periodická přerušovaná výroba, nízká tepelná účinnost, vykládání spoléhá hlavně na ruční ovládání, stupeň automatizace není vysoký. Podobná vertikální kontinuální negativní grafitizační pec může být vyvinuta s odkazem na model pece pro kalcinaci ropného koksu a šachtové pece pro kalcinaci bauxitu. Odporový ARC se používá jako vysokoteplotní zdroj tepla, materiál je nepřetržitě vypouštěn vlastní gravitací a konvenční vodní chlazení nebo zplyňovací chladicí struktura se používá k chlazení vysokoteplotního materiálu ve výstupní oblasti a práškový pneumatický dopravní systém se používá k vypouštění a podávání materiálu mimo pec. Typ PECE může realizovat kontinuální výrobu, ztráty akumulace tepla tělesa pece lze ignorovat, takže se výrazně zlepší tepelná účinnost, jsou zřejmé výhody výkonu a spotřeby energie a lze plně realizovat plně automatický provoz. Hlavní problémy, které je třeba vyřešit, jsou tekutost prášku, stejnoměrnost stupně grafitizace, bezpečnost, monitorování teploty a chlazení atd. Předpokládá se, že s úspěšným vývojem pece pro průmyslovou výrobu způsobí revoluci v pole grafitizace negativní elektrodou.
3 jazyk uzlů
Chemický proces s grafitem je největším problémem, který trápí výrobce anodových materiálů pro lithiové baterie. Základním důvodem je, že stále existují určité problémy ve spotřebě energie, ceně, ochraně životního prostředí, stupni automatizace, bezpečnosti a dalších aspektech široce používané periodické grafitizační pece. Budoucím trendem tohoto odvětví je vývoj plně automatizované a organizované emisní kontinuální výrobní pece a podpora vyspělých a spolehlivých pomocných procesních zařízení. V té době se výrazně zlepší problémy s grafitizací, které trápí podniky, a průmysl vstoupí do období stabilního rozvoje, což podpoří rychlý rozvoj nových odvětví souvisejících s energií.
Čas odeslání: 19. srpna 2022