Az új energetikai járművek világszerte történő rohamos fejlődésével a lítium akkumulátor anódanyagok iránti piaci kereslet jelentősen megnőtt. A statisztikák szerint 2021-ben az iparág nyolc legnagyobb lítium akkumulátor anódos vállalata közel egymillió tonnára tervezi bővíteni termelési kapacitását. Az anódanyagok indexére és költségére a grafitizálás van a legnagyobb hatással. A kínai grafitozó berendezéseknek sok fajtája van, nagy az energiafogyasztása, erős a szennyezettsége és alacsony az automatizálási foka, ami bizonyos mértékig korlátozza a grafit anódanyagok fejlesztését. Ez a fő probléma, amelyet sürgősen meg kell oldani az anódanyagok gyártási folyamatában.
1. A negatív grafitozó kemence jelenlegi helyzete és összehasonlítása
1.1 Atchison negatív grafitizáló kemence
A hagyományos elektróda Aitcheson kemencés grafitozó kemencére épülő módosított kemencetípusban az eredeti kemencébe grafittégelyt, mint negatív elektródaanyag hordozóját töltik (a tégely karbonizált negatív elektróda alapanyaggal van feltöltve), a kemencemagot melegítéssel töltik fel. ellenálló anyag, a külső réteg szigetelőanyaggal és kemencefal szigeteléssel van kitöltve. A villamosítás után 2800 ~ 3000 ℃ magas hőmérséklet keletkezik, főként az ellenállás anyagának melegítésével, és a tégelyben lévő negatív anyagot közvetetten melegítik, hogy elérjék a negatív anyag magas hőmérsékletű kőfestését.
1.2. Belső hősoros grafitozó kemence
A kemencemodell a grafitelektródák gyártásához használt soros grafitozó kemencére utal, és több (negatív elektródaanyaggal terhelt) elektródatégely hosszirányban sorba van kötve. Az elektródtégely egyszerre hordozó és fűtőtest is, és az áram áthalad az elektródtégelyen, hogy magas hőmérsékletet generáljon, és közvetlenül felmelegítse a belső negatív elektród anyagát. A GRAPHItizálási eljárás nem használ ellenálló anyagot, leegyszerűsíti a töltés és a sütés folyamatát, és csökkenti az ellenálló anyag hőtároló veszteségét, energiafogyasztást takarít meg
1.3 Grid box típusú grafitozó kemence
No.1 alkalmazás növekszik az elmúlt években, a fő tanult Sorozat acheson grafitizáló kemence és összefűzött technológia jellemzői grafitizáló kemence, kemencemag használata több darab anódlemez rács anyaga doboz szerkezete, anyag a katódba a nyersanyag, keresztül minden réses kapcsolat az anódlemez oszlop között rögzítve van, minden tartályban, azonos anyagú anódlemez tömítés használata. Az anyagdoboz szerkezet oszlopa és anódlemeze együtt alkotja a fűtőtestet. Az elektromosság a kemencefej elektródáján keresztül a kemencemag fűtőtestébe áramlik, és a keletkező magas hőmérséklet közvetlenül felmelegíti a dobozban lévő anódanyagot, hogy elérje a grafitizálás célját.
1.4 Három grafitozó kemencetípus összehasonlítása
A belső hősoros grafitozó kemence az anyagot közvetlenül az üreges grafitelektróda melegítésével melegíti. Az elektródtégelyen áthaladó áram által termelt „Joule-hő” többnyire az anyag és a tégely melegítésére szolgál. A fűtési sebesség gyors, a hőmérséklet-eloszlás egyenletes, és a hőhatékonyság magasabb, mint a hagyományos, ellenállásos anyagfűtéssel rendelkező Atchison kemence. A rácsos-dobozos grafitozó kemence a belső hősoros grafitozó kemence előnyeit használja fel, és fűtőtestként az elősütött anódlemezt alkalmazza alacsonyabb költséggel. A soros grafitozó kemencéhez képest a rácsos grafitozó kemence terhelhetősége nagyobb, és az egységnyi termékre eső energiafogyasztás ennek megfelelően csökken.
2. Negatív grafitozó kemence fejlesztési iránya
2. 1 Optimalizálja a kerületi falszerkezetet
Jelenleg több grafitozó kemence hőszigetelő rétege túlnyomórészt kormot és kőolajkokszt tölt be. Ez a része a szigetelőanyag gyártása során magas hőmérsékletű oxidációs éget, minden alkalommal, amikor a terhelés ki kell cserélni vagy kiegészíteni egy speciális szigetelőanyag, a csere a folyamat rossz környezet, nagy munkaintenzitás.
Megfontolható a speciális, nagy szilárdságú és magas hőmérsékletű cementfalazatú vályog használata, fokozza az általános szilárdságot, biztosítsa a fal stabilitását a teljes működési ciklusban a deformációban, a téglavarrat tömítését egyidejűleg, megakadályozza a túlzott levegőt a téglafalon keresztül. repedések és hézagok a kemencébe, csökkenti a szigetelőanyag és az anód anyagok oxidációs égési veszteségét;
A második a kemence falán kívül lógó teljes ömlesztett mobil szigetelőréteg felszerelése, például nagy szilárdságú farostlemez vagy kalcium-szilikát lemez használata, a fűtőfokozat hatékony tömítő és szigetelő szerepet tölt be, a hideg szakasz kényelmesen eltávolítható. gyors hűtés; Harmadszor, a szellőzőcsatorna a kemence aljában és a kemence falában van beállítva. A szellőzőcsatorna az előregyártott rácsos tégla szerkezetet veszi át a heveder belső szájnyílásával, miközben megtámasztja a magas hőmérsékletű cementfalazatot, és figyelembe veszi a hideg fázisban a kényszerszellőztető hűtést.
2. 2 Optimalizálja a tápellátási görbét numerikus szimulációval
Jelenleg a negatív elektródos grafitozó kemence tápellátási görbéje a tapasztalatok szerint készül, és a grafitizálási folyamatot bármikor manuálisan állítják be a hőmérséklet és a kemence állapota szerint, és nincs egységes szabvány. A fűtési görbe optimalizálása nyilvánvalóan csökkentheti az energiafogyasztási indexet és biztosítja a kemence biztonságos működését. A tűigazítás NUMERIKUS MODELLÉT tudományos eszközökkel KELL MEGÁLLAPÍTANI, különféle peremfeltételek és fizikai paraméterek szerint, és elemezni kell az áram, a feszültség, a teljes teljesítmény és a keresztmetszet hőmérséklet-eloszlása közötti kapcsolatot a grafitizálási folyamatban, a megfelelő fűtési görbe megfogalmazására és a tényleges működés során történő folyamatos beállítására. Mint például az erőátvitel korai szakaszában a nagy teljesítményű átvitel használata, majd gyorsan csökkenti a teljesítményt, majd lassan emelkedik, a teljesítmény, majd csökkenti a teljesítményt a teljesítmény végéig
2. 3 Növelje meg a tégely és a fűtőtest élettartamát
Az energiafogyasztáson kívül a tégely és a fűtőelem élettartama közvetlenül meghatározza a negatív grafitizálás költségeit is. A grafittégely és a grafit fűtőtest esetében a kirakodás termelésirányítási rendszere, a fűtési és hűtési sebesség ésszerű szabályozása, az automatikus tégely gyártósor, a tömítés megerősítése az oxidáció megelőzésére és egyéb intézkedések a tégely újrahasznosítási idejének növelésére, hatékonyan csökkentve a grafit költségét tintás. A fenti intézkedések mellett a rácsos dobozos grafitozó kemence fűtőlemeze nagy ellenállású elősütött anód, elektróda vagy rögzített széntartalmú anyag fűtőanyagaként is használható a grafitizálási költség megtakarítása érdekében.
2.4 Füstgáz szabályozás és hulladékhő hasznosítás
A grafitizálás során keletkező füstgázok főként anódanyagok illóanyagaiból és égéstermékeiből, felületi szénégetésből, levegőszivárgásból és így tovább származnak. A kemence beindításának kezdetén az illékony anyagok és a por nagy számban távozik, a műhelykörnyezet rossz, a legtöbb vállalkozás nem rendelkezik hatékony kezelési intézkedésekkel, ez a legnagyobb probléma, amely a negatív elektródagyártásban dolgozók munkahelyi egészségét és biztonságát érinti. Több erőfeszítést kell tenni a füstgáz és a por hatékony begyűjtésének és kezelésének átfogó mérlegelésére a műhelyben, és ésszerű szellőztetési intézkedéseket kell tenni a műhely hőmérsékletének csökkentésére és a grafitozó műhely munkakörnyezetének javítására.
Miután a füstgázt az égésterméken keresztül össze lehet gyűjteni az égéstérbe vegyes égetéssel, eltávolítjuk a füstgázban lévő kátrány és por nagy részét, várhatóan a füstgáz hőmérséklete az égéstérben 800 ℃ felett lesz, és a a füstgáz hulladékhője a hulladékhő-gőzkazánon vagy a héjhőcserélőn keresztül nyerhető vissza. A szénaszfaltfüst kezelésében használt RTO égetési technológia referenciaként is használható, és az aszfalt füstgázát 850 ~ 900 ℃-ra melegítik. A hőtárolós égetéssel a füstgázban lévő aszfalt és illékony komponensek és egyéb policiklusos aromás szénhidrogének oxidálódnak, végül CO2-ra és H2O-ra bomlanak, és a hatékony tisztítási hatásfok elérheti a 99%-ot. A rendszer stabil működéssel és magas működési sebességgel rendelkezik.
2. 5 Függőleges folytonos negatív grafitozó kemence
A fent említett többféle grafitozó kemence az anódanyag-gyártás fő kemenceszerkezete Kínában, a közös pont az időszakos szakaszos gyártás, az alacsony hőhatékonyság, a kirakodás elsősorban a kézi működésre támaszkodik, az automatizálás foka nem magas. Hasonló függőleges folyamatos negatív grafitozó kemence fejleszthető a kőolajkoksz-kalcináló kemence és a bauxit égető aknás kemence modelljére hivatkozva. Az ARC IS ellenállást magas hőmérsékletű hőforrásként használják, az anyagot saját gravitációja folyamatosan kisüti, és a hagyományos vízhűtő vagy gázosító hűtőszerkezet a magas hőmérsékletű anyag hűtésére szolgál a kimeneti területen, és a por pneumatikus szállítórendszer. az anyag kemencén kívüli kiürítésére és betáplálására szolgál. A FURNACE típus folyamatos termelést valósíthat meg, a kemencetest hőtároló vesztesége figyelmen kívül hagyható, így a hőhatékonyság jelentősen javul, a teljesítmény és az energiafogyasztás előnyei nyilvánvalóak, és a teljes automatikus működés teljes mértékben megvalósítható. A főbb megoldandó problémák a por folyékonysága, a grafitosítási fok egyenletessége, a biztonság, a hőmérséklet-figyelés és a hűtés stb. Úgy gondolják, hogy a kemence sikeres fejlesztése az ipari termelés méretarányos növelése érdekében forradalmat indít el a gyártásban. a negatív elektróda grafitizálásának területe.
3 a csomónyelv
A lítium akkumulátor anódanyag-gyártóit sújtó legnagyobb probléma a grafit kémiai folyamata. Ennek alapvető oka az, hogy a széles körben használt periodikus grafitozó kemencével kapcsolatban még mindig vannak problémák az energiafogyasztás, a költségek, a környezetvédelem, az automatizálási fok, a biztonság és más szempontok tekintetében. Az ipar jövőbeli trendje a teljesen automatizált és szervezett emissziós folyamatos termelő kemenceszerkezet fejlesztése, valamint a kiforrott és megbízható kiegészítő folyamatok támogatása. Ekkor a vállalkozásokat sújtó grafitosítási problémák jelentősen javulnak, és az ipar a stabil fejlődés időszakába lép, ami fellendíti az új, energiával kapcsolatos iparágak gyors fejlődését.
Feladás időpontja: 2022. augusztus 19