Med den hurtige udvikling af nye energikøretøjer på verdensplan er markedets efterspørgsel efter lithiumbatterianodematerialer steget betydeligt. Ifølge statistikker planlægger branchens otte bedste lithiumbatterianodevirksomheder i 2021 at udvide deres produktionskapacitet til næsten en million tons. Grafitisering har den største indflydelse på indekset og omkostningerne ved anodematerialer. Grafitiseringsudstyret i Kina har mange slags, højt energiforbrug, kraftig forurening og lav grad af automatisering, hvilket begrænser udviklingen af grafitanodematerialer til en vis grad. Det er hovedproblemet, der skal løses omgående i produktionsprocessen af anodematerialer.
1. Nuværende situation og sammenligning af negativ grafitiseringsovn
1.1 Atchison negativ grafitiseringsovn
I den modificerede ovntype baseret på den traditionelle elektrode Aitcheson ovns grafitiseringsovn, er den originale ovn fyldt med grafitdigel som bærer af negativt elektrodemateriale (digelen er fyldt med karboniseret negativ elektroderåmateriale), ovnkernen er fyldt med opvarmning modstandsmateriale, det ydre lag er fyldt med isoleringsmateriale og ovnvægsisolering. Efter elektrificering genereres en høj temperatur på 2800 ~ 3000 ℃ hovedsageligt ved opvarmning af modstandsmaterialet, og det negative materiale i diglen opvarmes indirekte for at opnå højtemperatur stenfarve af det negative materiale
1.2. Intern varmeserie grafitiseringsovn
Ovnmodellen er en reference til den serielle grafitiseringsovn, der bruges til fremstilling af grafitelektroder, og flere elektrodedigler (fyldt med negativt elektrodemateriale) er forbundet i serie på langs. Elektrodediglen er både en bærer og et varmelegeme, og strømmen passerer gennem elektrodedigelen for at generere høj temperatur og direkte opvarme det indre negative elektrodemateriale. GRAPHItiseringsprocessen bruger ikke modstandsmateriale, hvilket forenkler procesdriften ved lastning og bagning og reducerer varmelagringstabet af modstandsmateriale, hvilket sparer strømforbrug
1.3 Grid box type grafitiseringsovn
No.1 ansøgning er stigende i de seneste år, det vigtigste er lært Series acheson grafitisering ovn og sammenkædede teknologi karakteristika af grafitisering ovn, ovn kerne af at bruge flere stykker af anode plade gitter materiale boks struktur, materiale ind i katoden i råmaterialet, gennem alle slidsede forbindelse mellem anode plade kolonne er fast, hver beholder, brug af anode plade tætning med samme materiale. Søjlen og anodepladen i materialekassestrukturen udgør tilsammen varmelegemet. Elektriciteten strømmer gennem ovnhovedets elektrode ind i ovnkernens varmelegeme, og den høje temperatur, der genereres, opvarmer direkte anodematerialet i kassen for at opnå formålet med grafitisering
1.4 Sammenligning af tre typer grafitiseringsovne
Den interne varmeserie grafitiseringsovn skal direkte opvarme materialet ved at opvarme den hule grafitelektrode. "Joule-varmen", der produceres af strømmen gennem elektrodedigelen, bruges mest til at opvarme materialet og diglen. Opvarmningshastigheden er hurtig, temperaturfordelingen er ensartet, og den termiske effektivitet er højere end den traditionelle Atchison-ovn med modstandsmaterialeopvarmning. Grid-box grafitiseringsovnen trækker på fordelene ved intern varme seriel grafitiseringsovn og vedtager den forbagte anodeplade med lavere omkostninger som varmelegeme. Sammenlignet med den serielle grafitiseringsovn er belastningskapaciteten af grid-box grafitiseringsovnen større, og strømforbruget pr. enhedsprodukt reduceres tilsvarende.
2. Udviklingsretning af negativ grafitiseringsovn
2. 1 Optimer perimetervægstrukturen
På nuværende tidspunkt er det termiske isoleringslag i flere grafitiseringsovne hovedsageligt fyldt med carbon black og petroleumskoks. Denne del af isoleringsmaterialet under produktionen af høj temperatur oxidation brænde, hver gang belastningen ud af behovet for at erstatte eller supplere et specielt isoleringsmateriale, udskiftning af processen med dårligt miljø, høj arbejdsintensitet.
Kan overveje en er at bruge speciel høj styrke og høj temperatur cement murværk wall stick adobe, forbedre den samlede styrke, sikre væggen i hele operationscyklussen stabilitet i deformation, mursten søm tætning på samme tid, forhindre overdreven luft Gennem murstensvæggen revner og fugespalte i ovnen, reducerer tabet af oxidationsbrænding af isoleringsmateriale og anodematerialer;
Den anden er at installere det samlede bulk mobile isoleringslag, der hænger uden for ovnvæggen, såsom brugen af højstyrkefiberplader eller calciumsilikatplader, opvarmningstrinnet spiller en effektiv tætnings- og isoleringsrolle, den kolde fase er praktisk at fjerne for hurtig afkøling; For det tredje er ventilationskanalen sat i bunden af ovnen og ovnvæggen. Ventilationskanalen vedtager den præfabrikerede gittermurstensstruktur med båndets hunmunding, mens den understøtter højtemperaturcementmurværket og tager hensyn til den tvungne ventilationskøling i den kolde fase.
2. 2 Optimer strømforsyningskurven ved numerisk simulering
På nuværende tidspunkt er strømforsyningskurven for den negative elektrode grafitiseringsovn lavet i henhold til erfaringen, og grafitiseringsprocessen justeres manuelt til enhver tid i henhold til temperaturen og ovnens tilstand, og der er ingen ensartet standard. Optimering af varmekurven kan naturligvis reducere strømforbrugsindekset og sikre sikker drift af ovnen. DEN NUMERISKE MODEL FOR nålejustering BØR ETABLERES med videnskabelige midler i henhold til forskellige randbetingelser og fysiske parametre, og forholdet mellem strøm, spænding, total effekt og temperaturfordelingen af tværsnittet i grafHItiseringsprocessen bør analyseres, således at at formulere den passende varmekurve og løbende justere den i selve driften. Såsom i det tidlige stadium af kraftoverførsel er brugen af højeffekttransmission, derefter hurtigt reducere strømmen og derefter langsomt stige, magt og derefter reducere strømmen indtil slutningen af strømmen
2. 3 Forlæng levetiden for digel og varmelegeme
Ud over strømforbruget bestemmer levetiden for digel og varmelegeme også direkte omkostningerne ved negativ grafitisering. For grafitdigel og grafitvarmelegeme, produktionsstyringssystemet for udlæsning, rimelig kontrol af opvarmnings- og afkølingshastighed, automatisk digelproduktionslinje, styrkelse af forseglingen for at forhindre oxidation og andre foranstaltninger for at øge digelens genanvendelsestider, effektivt reducere omkostningerne til grafit blæk. Ud over de ovennævnte foranstaltninger kan varmepladen i gridbox-grafitiseringsovnen også bruges som opvarmningsmateriale af forbagt anode, elektrode eller fast kulstofholdigt materiale med høj resistivitet for at spare grafitiseringsomkostningerne.
2.4 Røggasstyring og spildvarmeudnyttelse
Røggassen, der genereres under grafitisering, kommer hovedsageligt fra flygtige stoffer og forbrændingsprodukter af anodematerialer, overfladekulstofforbrænding, luftlækage og så videre. I begyndelsen af ovnstart undslipper flygtige stoffer og støv et stort antal, værkstedsmiljøet er dårligt, de fleste virksomheder har ikke effektive behandlingsforanstaltninger, dette er det største problem, der påvirker arbejdsmiljøet og sikkerheden for operatører i negativ elektrodeproduktion. Der bør gøres en større indsats for at overveje en effektiv opsamling og håndtering af røggas og støv i værkstedet, og der bør træffes rimelige ventilationsforanstaltninger for at reducere værkstedstemperaturen og forbedre arbejdsmiljøet på grafitiseringsværkstedet.
Efter at røggassen kan opsamles gennem aftrækket ind i forbrændingskammerets blandede forbrænding, fjernes det meste af tjæren og støvet i røggassen, det forventes, at temperaturen på røggassen i forbrændingskammeret er over 800 ℃, og spildvarme fra røggassen kan genvindes gennem spildvarmedampkedlen eller skalvarmeveksleren. RTO-forbrændingsteknologien, der bruges til behandling af kulstofasfaltrøg, kan også bruges til reference, og asfaltrøggassen opvarmes til 850 ~ 900 ℃. Gennem varmelagringsforbrænding oxideres asfalten og flygtige komponenter og andre polycykliske aromatiske kulbrinter i røggassen og til sidst nedbrydes til CO2 og H2O, og den effektive rensningseffektivitet kan nå op på over 99%. Systemet har stabil drift og høj driftshastighed.
2. 5 Lodret kontinuerlig negativ grafitiseringsovn
Ovennævnte flere slags grafitiseringsovne er den vigtigste ovnstruktur for anodematerialeproduktion i Kina, det fælles punkt er periodisk intermitterende produktion, lav termisk effektivitet, udlæsning er hovedsageligt afhængig af manuel drift, graden af automatisering er ikke høj. En lignende lodret, kontinuerlig negativ grafitiseringsovn kan udvikles ved at henvise til modellen af petroleumskokskalcineringsovn og bauxitkalcineringsskaktovn. Modstanden ARC bruges som højtemperaturvarmekilde, materialet udledes kontinuerligt af sin egen tyngdekraft, og den konventionelle vandkøling eller forgasningskølestruktur bruges til at afkøle højtemperaturmaterialet i udløbsområdet og det pneumatiske pulvertransportsystem bruges til at udlede og tilføre materialet uden for ovnen. OVN-typen kan realisere kontinuerlig produktion, varmeopbevaringstabet af ovnlegemet kan ignoreres, så den termiske effektivitet er væsentligt forbedret, output- og energiforbrugsfordelene er indlysende, og den fulde automatiske drift kan realiseres fuldt ud. De vigtigste problemer, der skal løses, er pulverets fluiditet, ensartetheden af grafitiseringsgraden, sikkerhed, temperaturovervågning og afkøling osv. Det antages, at med den vellykkede udvikling af ovnen til at skalere industriel produktion, vil den sætte gang i en revolution inden for feltet af negativ elektrode grafitisering.
3 knudesproget
Grafitkemisk proces er det største problem, der plager producenter af lithiumbatterianodematerialer. Den grundlæggende årsag er, at der stadig er nogle problemer med strømforbrug, omkostninger, miljøbeskyttelse, automatiseringsgrad, sikkerhed og andre aspekter af den meget anvendte periodiske grafitiseringsovn. Industriens fremtidige tendens går i retning af udvikling af fuldt automatiseret og organiseret emissionskontinuerlig produktionsovnsstruktur og understøttelse af modne og pålidelige hjælpeprocesfaciliteter. På det tidspunkt vil grafitiseringsproblemerne, der plager virksomheder, blive væsentligt forbedret, og industrien vil gå ind i en periode med stabil udvikling, hvilket øger den hurtige udvikling af nye energirelaterede industrier
Indlægstid: 19. august 2022