Uusien energiaajoneuvojen nopean kehityksen myötä maailmanlaajuisesti litiumakun anodimateriaalien kysyntä on kasvanut merkittävästi. Tilastojen mukaan vuonna 2021 alan kahdeksan parasta litiumakku-anodiyritystä suunnittelevat laajentavansa tuotantokapasiteettiaan lähes miljoonaan tonniin. Grafitoinnilla on suurin vaikutus anodimateriaalien indeksiin ja hintaan. Kiinan grafitointilaitteita on monenlaisia, korkea energiankulutus, raskas saastuminen ja alhainen automaatioaste, mikä rajoittaa grafiittianodimateriaalien kehitystä jossain määrin. Se on tärkein kiireellisesti ratkaistava ongelma anodimateriaalien tuotantoprosessissa.
1. Negatiivigrafitointiuunin nykytilanne ja vertailu
1.1 Atchison-negatiivigrafitointiuuni
Modifioidussa uunityypissä, joka perustuu perinteiseen elektrodi Aitcheson -uunigrafitointiuuniin, alkuperäinen uuni on ladattu grafiittiupokkaalla negatiivisen elektrodimateriaalin kantajana (upokas on ladattu hiiltyneellä negatiivisen elektrodin raaka-aineella), uunin ydin täytetään lämmityksellä. vastusmateriaalia, ulkokerros on täytetty eristemateriaalilla ja uunin seinäeristeellä. Sähköistyksen jälkeen korkea lämpötila 2800 ~ 3000 ℃ syntyy pääasiassa vastusmateriaalin kuumentamisesta, ja upokkaan negatiivista materiaalia kuumennetaan epäsuorasti negatiivisen materiaalin korkean lämpötilan kivimusteen saavuttamiseksi.
1.2. Sisäinen lämpösarjan grafitointiuuni
Uunin malli on viittaus grafiittielektrodien valmistukseen käytettävään sarjagrafitointiuuniin ja useita elektrodiupokkaista (kuormitettuina negatiivisella elektrodimateriaalilla) on kytketty sarjaan pituussuunnassa. Elektrodiupokas on sekä kantoaine että lämmityskappale, ja virta kulkee elektrodiupokkaan muodostaen korkean lämpötilan ja lämmittääkseen suoraan sisäisen negatiivisen elektrodin materiaalin. GRAPHItointiprosessissa ei käytetä vastusmateriaalia, mikä yksinkertaistaa lastauksen ja paistamisen prosessia ja vähentää vastusmateriaalin lämmönvarastointihävikkiä, mikä säästää virrankulutusta
1.3 Grid box -tyyppinen grafitointiuuni
No.1 sovellus on lisääntynyt viime vuosina, tärkein on oppinut Sarja acheson grafitointi uunin ja ketjutettu teknologian ominaisuudet grafitizing uunin, uunin ydin käyttää useita kappaleita anodilevy verkkoon materiaalin laatikko rakenne, materiaali katodiin raaka-aineen kautta kaikki uritettu yhteys anodilevypylvään välillä on kiinteä, jokainen säiliö, anodilevyn tiiviste samasta materiaalista. Pylväs ja materiaalikotelorakenteen anodilevy muodostavat yhdessä lämmitysrungon. Sähkö virtaa uunin pään elektrodin läpi uunin sydämen lämmitysrunkoon, ja syntyvä korkea lämpötila lämmittää suoraan laatikossa olevan anodimateriaalin saavuttaakseen grafitoinnin tarkoituksen.
1.4 Kolmen grafitointiuunityypin vertailu
Sisäisen lämpösarjan grafitointiuunin tarkoituksena on lämmittää materiaali suoraan kuumentamalla onttoa grafiittielektrodia. Elektrodiupokkaan läpi kulkevan virran tuottamaa "joulen lämpöä" käytetään enimmäkseen materiaalin ja upokkaan lämmittämiseen. Lämmitysnopeus on nopea, lämpötilan jakautuminen tasainen ja lämpötehokkuus on korkeampi kuin perinteisessä Atchison-uunissa, jossa on vastusmateriaalilämmitys. Grid-box-grafitointiuuni hyödyntää sisäisen lämpösarjagrafitointiuunin etuja ja käyttää lämmityskappaleena esipaistettua anodilevyä halvemmalla. Verrattuna sarjagrafitointiuuniin, verkkolaatikon grafitointiuunin kuormituskyky on suurempi ja virrankulutus tuoteyksikköä kohti pienenee vastaavasti.
2. Negatiivigrafitointiuunin kehityssuunta
2. 1 Optimoi kehäseinän rakenne
Tällä hetkellä useiden grafitointiuunien lämmöneristyskerros on täytetty pääasiassa nokimustalla ja öljykoksilla. Tämä osa eristemateriaalin tuotannon aikana korkean lämpötilan hapettumisen polttaa, joka kerta lastaus pois tarve vaihtaa tai täydentää erityinen eristemateriaali, korvaaminen prosessin huono ympäristö, korkea työvoimaintensiteetti.
Voidaan harkita erityistä korkean lujuuden ja korkean lämpötilan sementtimuurauksen käyttöä, adobea, parantaa yleistä lujuutta, varmistaa seinän koko toimintajakson kestävyys muodonmuutoksissa, tiilisauman tiivistäminen samanaikaisesti, estää liiallinen ilma tiiliseinän läpi halkeamat ja liitosraot uuniin, vähentävät eristemateriaalin ja anodimateriaalien hapettumispolttohäviöitä;
Toinen on asentaa uunin seinän ulkopuolelle riippuva yleinen irtotavarainen liikkuva eristekerros, kuten korkean lujan kuitulevyn tai kalsiumsilikaattilevyn käyttö, lämmitysvaiheella on tehokas tiivistys- ja eristystehtävä, kylmävaihe on kätevä poistaa. nopea jäähdytys; Kolmanneksi tuuletuskanava on asetettu uunin pohjaan ja uunin seinään. Ilmanvaihtokanava ottaa käyttöön esivalmistetun ristikkotiilirakenteen hihnan naarassuulla, samalla kun se tukee korkean lämpötilan sementtimuurausta ja ottaa huomioon pakotetun ilmanvaihdon jäähdytyksen kylmässä vaiheessa.
2. 2 Optimoi tehonsyöttökäyrä numeerisen simuloinnin avulla
Tällä hetkellä negatiivisen elektrodin grafitointiuunin tehonsyöttökäyrä tehdään kokemuksen mukaan, ja grafitointiprosessia säädetään manuaalisesti milloin tahansa lämpötilan ja uunin kunnon mukaan, eikä yhtenäistä standardia ole. Lämmityskäyrän optimointi voi selvästi vähentää virrankulutusindeksiä ja varmistaa uunin turvallisen toiminnan. Neulan kohdistuksen NUMEERINEN MALLI TULISI MUODOSTAA tieteellisin keinoin erilaisten reunaehtojen ja fysikaalisten parametrien mukaan ja analysoida virran, jännitteen, kokonaistehon ja poikkileikkauksen lämpötilajakauman välinen suhde grafiikkaprosessissa. muotoilemaan sopiva lämpökäyrä ja säätämään sitä jatkuvasti todellisessa käytössä. Kuten alkuvaiheessa voimansiirron käyttö suuren tehonsiirron, sitten nopeasti vähentää tehoa ja sitten hitaasti nousta, teho ja sitten vähentää tehoa loppuun asti teho
2. 3 Pidennä upokkaan ja lämmitysrungon käyttöikää
Tehonkulutuksen lisäksi upokkaan ja lämmittimen käyttöikä määrää suoraan myös negatiivisen grafitoinnin kustannukset. Grafiittiupokkaan ja grafiitin lämmitysrungon tuotannonhallintajärjestelmä, lämmitys- ja jäähdytysnopeuden kohtuullinen ohjaus, automaattinen upokkaan tuotantolinja, tiivistyksen vahvistaminen hapettumisen estämiseksi ja muut toimenpiteet upokkaan kierrätysaikojen pidentämiseksi, grafiitin kustannusten vähentäminen tehokkaasti musteella. Yllä olevien toimenpiteiden lisäksi grid box -grafitointiuunin lämmityslevyä voidaan käyttää myös esipaistetun anodin, elektrodin tai kiinteän hiilipitoisen materiaalin lämmitysmateriaalina, jolla on korkea resistiivisyys grafitointikustannusten säästämiseksi.
2.4 Savukaasujen valvonta ja hukkalämmön hyödyntäminen
Grafitisoinnin aikana syntyvä savukaasu tulee pääasiassa haihtuvista aineista ja anodimateriaalien palamistuotteista, pintahiilen palamisesta, ilmavuodosta ja niin edelleen. Uunin käynnistyksen alussa haihtuvia aineita ja pölyä karkaa suuri määrä, työpajaympäristö on huono, useimmilla yrityksillä ei ole tehokkaita hoitotoimenpiteitä, tämä on suurin negatiivisen elektrodin tuotannon toimijoiden työterveyteen ja -turvallisuuteen vaikuttava ongelma. Savukaasujen ja pölyn tehokkaan keräämisen ja hallinnan kokonaisvaltaiseksi harkitsemiseksi työpajassa tulisi pyrkiä entistä enemmän ja kohtuullisiin ilmanvaihtotoimenpiteisiin tulisi ryhtyä korjaamon lämpötilan alentamiseksi ja grafitointipajan työympäristön parantamiseksi.
Sen jälkeen kun savukaasut on saatu kerättyä savukaasun kautta polttokammioon sekapoltto, poistaa suurin osa savukaasussa olevasta tervasta ja pölystä, savukaasujen lämpötilan polttokammiossa oletetaan olevan yli 800 ℃, ja savukaasujen hukkalämpö voidaan ottaa talteen hukkalämpöhöyrykattilan tai vaippalämmönvaihtimen kautta. Hiiliasfalttisavun käsittelyssä käytettyä RTO-polttotekniikkaa voidaan käyttää myös vertailuna, ja asfaltin savukaasu lämmitetään 850 ~ 900 ℃:seen. Lämmönvarastopolton kautta savukaasussa oleva asfaltti ja haihtuvat komponentit ja muut polysykliset aromaattiset hiilivedyt hapetetaan ja lopulta hajoavat CO2:ksi ja H2O:ksi, ja tehokas puhdistusteho voi nousta yli 99 %:iin. Järjestelmällä on vakaa toiminta ja korkea toimintanopeus.
2. 5 Pystysuora jatkuva negatiivinen grafitointiuuni
Edellä mainitut useat grafitointiuunit ovat Kiinan anodimateriaalituotannon tärkein uunirakenne, yhteinen kohta on jaksoittainen tuotanto, alhainen lämpötehokkuus, kuormitus perustuu pääasiassa manuaaliseen käyttöön, automaatioaste ei ole korkea. Samanlainen pystysuora jatkuva negatiivinen grafitointiuuni voidaan kehittää viittaamalla öljykoksin kalsinointiuunin ja bauksiittikalsinointikuiluuunin malliin. Korkean lämpötilan lämmönlähteenä käytetään vastusta ARC IS, materiaalia puretaan jatkuvasti omalla painovoimallaan, ja tavanomaista vesijäähdytys- tai kaasutusjäähdytysrakennetta käytetään korkean lämpötilan materiaalin jäähdyttämiseen poistoalueella ja jauheen pneumaattista kuljetusjärjestelmää. käytetään materiaalin purkamiseen ja syöttämiseen uunin ulkopuolelle. FURNACE-tyyppi voi toteuttaa jatkuvan tuotannon, uunin rungon lämmönvarastointihäviö voidaan jättää huomiotta, joten lämpötehokkuus paranee merkittävästi, tehon ja energiankulutuksen edut ovat ilmeisiä ja täysi automaattinen toiminta voidaan toteuttaa täysin. Tärkeimmät ratkaistavat ongelmat ovat jauheen juoksevuus, grafitoitumisasteen tasaisuus, turvallisuus, lämpötilan valvonta ja jäähdytys jne. Uskotaan, että uunin onnistuneen kehityksen myötä teollisen tuotannon mittakaavassa se käynnistää vallankumouksen negatiivisen elektrodin grafitoinnin kenttä.
3 solmukieli
Grafiittikemiallinen prosessi on suurin ongelma, joka vaivaa litiumakkujen anodimateriaalien valmistajia. Perimmäisenä syynä on se, että virrankulutuksessa, kustannuksissa, ympäristönsuojelussa, automaatioasteessa, turvallisuudessa ja muissa laajalti käytetyssä jaksoittaisessa grafitointiuunissa on edelleen ongelmia. Alan tulevaisuuden trendi on täysin automatisoidun ja organisoidun päästöjen jatkuvan tuotannon uunirakenteen kehittäminen sekä kypsien ja luotettavien apuprosessitilojen tukeminen. Tuolloin yrityksiä vaivaavat grafitointiongelmat paranevat merkittävästi ja teollisuus siirtyy vakaan kehityksen jaksoon, mikä vauhdittaa uusien energiaan liittyvien teollisuudenalojen nopeaa kehitystä.
Postitusaika: 19.8.2022