Co rápido desenvolvemento de novos vehículos de enerxía en todo o mundo, a demanda do mercado de materiais de ánodo de batería de litio aumentou significativamente. Segundo as estatísticas, en 2021, as oito principais empresas de ánodos de baterías de litio da industria planean ampliar a súa capacidade de produción ata case un millón de toneladas. A grafitización ten o maior impacto sobre o índice e o custo dos materiais do ánodo. O equipo de grafitización en China ten moitos tipos, alto consumo enerxético, gran contaminación e baixo grao de automatización, o que limita o desenvolvemento de materiais de ánodo de grafito ata certo punto. É o principal problema a resolver con urxencia no proceso de produción de materiais ánodos.
1. Situación actual e comparación do forno de grafitización negativa
1.1 Forno de grafitización negativa Atchison
No tipo de forno modificado baseado no forno de grafitización do forno Aitcheson de electrodo tradicional, o forno orixinal está cargado con crisol de grafito como portador de material de electrodo negativo (o crisol está cargado con materia prima de electrodo negativo carbonizado), o núcleo do forno énchese de calefacción. material de resistencia, a capa exterior está chea de material de illamento e illamento da parede do forno. Despois da electrificación, xérase unha alta temperatura de 2800 ~ 3000 ℃ principalmente polo quecemento do material da resistencia, e o material negativo no crisol quéntase indirectamente para conseguir a tinta de pedra a alta temperatura do material negativo.
1.2. Forno de grafitización en serie de calor interno
O modelo do forno é unha referencia ao forno de grafitización en serie utilizado para a produción de electrodos de grafito, e varios crisols de electrodos (cargados con material de electrodo negativo) están conectados en serie lonxitudinalmente. O crisol de electrodos é tanto un portador como un corpo de calefacción, e a corrente pasa polo crisol de electrodos para xerar alta temperatura e quentar directamente o material do electrodo negativo interno. O proceso de GRAPHItization non usa material de resistencia, simplificando o proceso de carga e cocción e reducindo a perda de almacenamento de calor do material de resistencia, aforrando o consumo de enerxía.
1.3 Forno de grafitización tipo caixa de reixa
No.1 aplicación está aumentando nos últimos anos, a principal é aprendida serie acheson forno de grafitización e características da tecnoloxía concatenada do forno de grafitización, núcleo do forno de usar varias pezas de ánodo placa de reixa estrutura da caixa de material, material no cátodo na materia prima, a través toda a conexión ranurada entre a columna da placa de ánodo é fixa, cada recipiente, o uso de selado da placa de ánodo co mesmo material. A columna e a placa de ánodo da estrutura da caixa de material constitúen xuntos o corpo de calefacción. A electricidade flúe a través do electrodo da cabeza do forno ata o corpo de calefacción do núcleo do forno, e a alta temperatura xerada quenta directamente o material do ánodo na caixa para acadar o propósito da grafitización.
1.4 Comparación de tres tipos de fornos de grafitización
O forno de grafitización da serie de calor interno é quentar directamente o material quentando o electrodo de grafito oco. A "calor Joule" producida pola corrente a través do crisol de electrodos úsase principalmente para quentar o material e o crisol. A velocidade de quecemento é rápida, a distribución da temperatura é uniforme e a eficiencia térmica é maior que o tradicional forno Atchison con quecemento de material resistente. O forno de grafitización con caixa de reixa aproveita as vantaxes do forno de grafitización en serie de calor interno e adopta a placa de ánodo precocida con menor custo como corpo de calefacción. En comparación co forno de grafitización en serie, a capacidade de carga do forno de grafitización de caixa de reixa é maior e o consumo de enerxía por unidade de produto redúcese en consecuencia.
2. Dirección de desenvolvemento do forno de grafitización negativa
2. 1 Optimizar a estrutura do muro perimetral
Actualmente, a capa de illamento térmico de varios fornos de grafitización está chea principalmente de negro de carbón e coque de petróleo. Esta parte do material de illamento durante a produción de queima de oxidación de alta temperatura, cada vez que a carga fóra da necesidade de substituír ou complementar un material de illamento especial, a substitución do proceso de ambiente pobre, alta intensidade de traballo.
Pódese considerar un é o uso especial de cemento de alta resistencia e alta temperatura de adobe de parede de mampostería, mellorar a resistencia global, garantir a estabilidade da parede en todo o ciclo de operación na deformación, o selado de costuras de ladrillo ao mesmo tempo, evitar o exceso de aire a través da parede de ladrillos. fendas e fendas de xuntas no forno, reducen a perda de material illante e ánodo por combustión por oxidación;
O segundo é instalar a capa de illamento móbil a granel que colga fóra da parede do forno, como o uso de placas de fibras de alta resistencia ou placas de silicato de calcio, a fase de calefacción desempeña un papel eficaz de selado e illamento, a fase fría é conveniente para eliminar. arrefriamento rápido; En terceiro lugar, a canle de ventilación sitúase na parte inferior do forno e na parede do forno. A canle de ventilación adopta a estrutura de ladrillo de celosía prefabricada coa boca feminina do cinto, mentres soporta a mampostería de cemento de alta temperatura e considera o arrefriamento de ventilación forzada na fase fría.
2. 2 Optimizar a curva de alimentación mediante simulación numérica
Na actualidade, a curva de subministración de enerxía do forno de grafitización de electrodos negativos realízase segundo a experiencia e o proceso de grafitización axústase manualmente en calquera momento segundo a temperatura e a condición do forno, e non existe un estándar unificado. A optimización da curva de calefacción pode, obviamente, reducir o índice de consumo de enerxía e garantir o funcionamento seguro do forno. O MODELO NUMÉRICO DE aliñamento da agulla DEBERÍA ESTABLECERSE por medios científicos de acordo con varias condicións de contorno e parámetros físicos, e debe analizarse a relación entre a corrente, a tensión, a potencia total e a distribución da temperatura da sección transversal no proceso de grafitización, para formular a curva de calefacción adecuada e axustala continuamente no funcionamento real. Como na fase inicial da transmisión de enerxía é o uso de transmisión de alta potencia, a continuación, reduce rapidamente a potencia e, a continuación, aumenta lentamente, potencia e despois reduce a potencia ata o final da potencia.
2. 3 Estender a vida útil do crisol e do corpo de calefacción
Ademais do consumo de enerxía, a vida útil do crisol e do quentador tamén determina directamente o custo da grafitización negativa. Para crisol de grafito e corpo de calefacción de grafito, o sistema de xestión da produción de carga, control razoable da taxa de quecemento e refrixeración, liña de produción automática de crisol, reforzar o selado para evitar a oxidación e outras medidas para aumentar os tempos de reciclaxe do crisol, reducir eficazmente o custo do grafito. entintado. Ademais das medidas anteriores, a placa de calefacción do forno de grafitización da caixa de reixa tamén se pode usar como material de calefacción de ánodo, electrodo ou material carbonoso fixo precocido con alta resistividade para aforrar o custo de grafitización.
2.4 Control dos gases de combustión e aproveitamento da calor residual
Os gases de combustión xerados durante a grafitización proceden principalmente de produtos volátiles e de combustión dos materiais do ánodo, queima de carbono superficial, fugas de aire, etc. Ao comezo do inicio do forno, os volátiles e o po escapan un gran número, o ambiente do taller é pobre, a maioría das empresas non teñen medidas de tratamento eficaces, este é o maior problema que afecta a saúde e seguridade laboral dos operadores na produción de electrodos negativos. Débense facer máis esforzos para considerar de forma exhaustiva a recollida e xestión efectiva dos gases de combustión e do po no taller, e deben tomarse medidas de ventilación razoables para reducir a temperatura do taller e mellorar o ambiente de traballo do taller de grafitización.
Despois de que o gas de combustión poida ser recollido a través da combustión na cámara de combustión de combustión mixta, elimine a maior parte do alcatrán e do po do gas de combustión, espérase que a temperatura do gas de combustión na cámara de combustión sexa superior a 800 ℃ e o A calor residual dos gases de combustión pódese recuperar a través da caldeira de vapor de calor residual ou do intercambiador de calor. A tecnoloxía de incineración RTO utilizada no tratamento de fume de asfalto de carbono tamén se pode usar como referencia, e o gas de combustión do asfalto quéntase a 850 ~ 900 ℃. A través da combustión de almacenamento de calor, o asfalto e os compoñentes volátiles e outros hidrocarburos aromáticos policíclicos dos gases de combustión oxidízanse e finalmente descompoñen en CO2 e H2O, e a eficiencia de purificación efectiva pode alcanzar máis do 99%. O sistema ten un funcionamento estable e unha alta taxa de operación.
2. 5 Forno vertical de grafitización negativa continua
Os varios tipos de fornos de grafitización mencionados anteriormente son a principal estrutura do forno da produción de material de ánodo en China, o punto común é a produción periódica intermitente, a baixa eficiencia térmica, a carga depende principalmente da operación manual, o grao de automatización non é alto. Pódese desenvolver un forno de grafitización negativa continua vertical similar facendo referencia ao modelo de forno de calcinación de coque de petróleo e forno de eixo de calcinación de bauxita. A resistencia ARC úsase como fonte de calor a alta temperatura, o material descárgase continuamente pola súa propia gravidade e a estrutura convencional de refrixeración por auga ou gasificación úsase para arrefriar o material de alta temperatura na zona de saída e o sistema de transporte pneumático de po. úsase para descargar e alimentar o material fóra do forno. O tipo FORNO pode realizar unha produción continua, a perda de almacenamento de calor do corpo do forno pode ignorarse, polo que a eficiencia térmica mellora significativamente, as vantaxes de produción e consumo de enerxía son obvias e pódese realizar completamente o funcionamento automático. Os principais problemas a resolver son a fluidez do po, a uniformidade do grao de grafitización, a seguridade, o control da temperatura e o arrefriamento, etc. Crese que co desenvolvemento exitoso do forno para escalar a produción industrial, provocará unha revolución no o campo da grafitización do electrodo negativo.
3 a linguaxe do nó
O proceso químico do grafito é o maior problema que afecta aos fabricantes de materiais de ánodo de baterías de litio. A razón fundamental é que aínda hai algúns problemas no consumo de enerxía, custo, protección ambiental, grao de automatización, seguridade e outros aspectos do forno de grafitización periódica amplamente utilizado. A tendencia futura da industria é o desenvolvemento dunha estrutura de fornos de produción continua de emisións totalmente automatizada e organizada e apoiar instalacións de procesos auxiliares maduras e fiables. Nese momento, os problemas de grafitización que afectan ás empresas mellorarán significativamente e a industria entrará nun período de desenvolvemento estable, impulsando o rápido desenvolvemento de novas industrias relacionadas coa enerxía.
Hora de publicación: 19-ago-2022