Cù u rapidu sviluppu di i veiculi à energia nova in u mondu sanu, a dumanda di u mercatu per i materiali di l'anodu di batterie à u litiu hè aumentata significativamente. Sicondu e statistiche, in u 2021, l'ottu principali imprese di l'anodu di batterie à u litiu di l'industria anu intenzione di allargà a so capacità di pruduzzione à quasi un milione di tunnellate. A grafitizazione hà u più grande impattu nantu à l'indice è u costu di i materiali di l'anodu. L'equipaggiu di grafitizazione in Cina hà parechji tipi, un altu cunsumu energeticu, una forte inquinamentu è un bassu gradu di automatizazione, ciò chì limita u sviluppu di materiali di l'anodu di grafite finu à un certu puntu. Hè u prublema principale da risolve urgentemente in u prucessu di pruduzzione di materiali di l'anodu.
1. Situazione attuale è paragone di u fornu di grafitizazione negativa
1.1 Fornu di grafitizazione negativa Atchison
In u tipu di fornu mudificatu basatu annantu à u fornu di grafitizazione tradiziunale di l'elettrodu Aitcheson, u fornu originale hè caricatu cù un crogiolu di grafite cum'è supportu di materiale di l'elettrodu negativu (u crogiolu hè caricatu cù materia prima di l'elettrodu negativu carbonizatu), u core di u fornu hè pienu di materiale di resistenza à u riscaldamentu, u stratu esternu hè pienu di materiale isolante è isolamentu di a parete di u fornu. Dopu l'elettrificazione, una temperatura alta di 2800 ~ 3000 ℃ hè generata principalmente da u riscaldamentu di u materiale di resistenza, è u materiale negativu in u crogiolu hè riscaldatu indirettamente per ottene l'inchiostrazione di petra à alta temperatura di u materiale negativu.
1.2. Fornu di grafitizazione in serie di calore internu
U mudellu di u fornu hè un riferimentu à u fornu di grafitizazione seriale utilizatu per a pruduzzione di elettrodi di grafite, è parechji crogioli d'elettrodi (caricati cù materiale d'elettrodu negativu) sò cunnessi in serie longitudinalmente. U crogiolu d'elettrodu hè sia un supportu sia un corpu di riscaldamentu, è a corrente passa per u crogiolu d'elettrodu per generà alta temperatura è riscaldà direttamente u materiale di l'elettrodu negativu internu. U prucessu di GRAFItizazione ùn usa micca materiale di resistenza, simplificendu l'operazione di prucessu di carica è cottura, è riducendu a perdita di accumulazione di calore di u materiale di resistenza, risparmiendu u cunsumu d'energia.
1.3 Fornu di grafitizazione di tipu scatula di griglia
L'applicazione n. 1 hè in crescita in l'ultimi anni, a principale hè amparata da u fornu di grafitizazione di a serie Acheson è e caratteristiche tecnologiche concatenate di u fornu di grafitizazione, u core di u fornu utilizendu parechji pezzi di struttura di scatula di materiale di griglia di piastra anodica, u materiale in u catodu in a materia prima, attraversu tutte e cunnessione à fessura trà a colonna di piastra anodica hè fissata, ogni cuntainer, l'usu di sigillatura di piastra anodica cù u listessu materiale. A colonna è a struttura di scatula di materiale di a piastra anodica custituiscenu inseme u corpu di riscaldamentu. L'elettricità scorre attraversu l'elettrodu di a testa di u fornu in u corpu di riscaldamentu di u core di u fornu, è l'alta temperatura generata riscalda direttamente u materiale anodicu in a scatula per ottene u scopu di a grafitizazione.
1.4 Paragone di trè tipi di forni di grafitizazione
U fornu di grafitizazione in serie di calore internu serve à riscaldà direttamente u materiale riscaldendu l'elettrodu di grafite cavu. U "calore Joule" pruduttu da a corrente attraversu u crogiolu di l'elettrodu hè principalmente adupratu per riscaldà u materiale è u crogiolu. A velocità di riscaldamentu hè rapida, a distribuzione di a temperatura hè uniforme, è l'efficienza termica hè più alta chè u fornu Atchison tradiziunale cù riscaldamentu di materiale di resistenza. U fornu di grafitizazione à griglia-scatola sfrutta i vantaghji di u fornu di grafitizazione seriale à calore internu, è adotta a piastra anodica precotta cù un costu più bassu cum'è corpu di riscaldamentu. In paragone cù u fornu di grafitizazione seriale, a capacità di carica di u fornu di grafitizazione à griglia-scatola hè più grande, è u cunsumu energeticu per unità di pruduttu hè riduttu di cunsiguenza.
2. Direzzione di sviluppu di u fornu di grafitizazione negativa
2. 1 Ottimizà a struttura di u muru perimetrale
Attualmente, u stratu d'insulazione termica di parechji forni di grafitizazione hè principalmente pienu di neru di carbone è coke di petroliu. Sta parte di u materiale d'insulazione durante a pruduzzione di brusgiatura d'ossidazione à alta temperatura, ogni volta chì u caricamentu esce da a necessità di rimpiazzà o supplementà un materiale d'insulazione speciale, a sustituzione di u prucessu di ambiente poviru, alta intensità di travagliu.
Pò esse cunsideratu un adobe di muratura di cimentu speciale di alta resistenza è alta temperatura, per migliurà a resistenza generale, assicurà a stabilità di u muru in tuttu u ciclu di funziunamentu in deformazione, sigillà e cuciture di mattoni à u listessu tempu, impedisce l'eccessu d'aria Attraversu e crepe di u muru di mattoni è u spaziu di e giunture in u fornu, riduce a perdita di combustione per ossidazione di u materiale isolante è di i materiali anodici;
U secondu hè di stallà u stratu d'insulazione mobile in massa generale chì pende fora di u muru di u fornu, cum'è l'usu di pannelli di fibre d'alta resistenza o di pannelli di silicatu di calciu, a fase di riscaldamentu ghjoca un rolu efficace di sigillatura è isolamentu, a fase fredda hè cunveniente da rimuovere per un raffreddamentu rapidu; Terzu, u canale di ventilazione hè stallatu in u fondu di u fornu è di u muru di u fornu. U canale di ventilazione adotta a struttura prefabbricata di mattoni à reticolo cù a bocca femina di a cintura, mentre sustene a muratura di cimentu à alta temperatura, è cunsiderendu u raffreddamentu di ventilazione furzata in a fase fredda.
2. 2 Ottimizà a curva di furnimentu di putenza per simulazione numerica
Attualmente, a curva di alimentazione di u fornu di grafitizazione à elettrodu negativu hè fatta secondu l'esperienza, è u prucessu di grafitizazione hè aghjustatu manualmente in ogni mumentu secondu a temperatura è a cundizione di u fornu, è ùn ci hè micca un standard unificatu. L'ottimisazione di a curva di riscaldamentu pò ovviamente riduce l'indice di cunsumu energeticu è assicurà u funziunamentu sicuru di u fornu. U MODELLU NUMERICU DI l'allineamentu di l'aghi DEVE esse STABILITU per mezi scientifichi secondu diverse cundizioni di cunfine è parametri fisichi, è a relazione trà a corrente, a tensione, a putenza tutale è a distribuzione di a temperatura di a sezione trasversale in u prucessu di grafitizazione deve esse analizata, in modu da formulà a curva di riscaldamentu adatta è aghjustà continuamente in u funziunamentu attuale. Cum'è in a prima fase di a trasmissione di putenza hè l'usu di trasmissione di alta putenza, poi riduce rapidamente a putenza è poi aumenta lentamente, putenza è poi riduce a putenza finu à a fine di a putenza
2. 3 Prulungà a vita di serviziu di u crogiolu è di u corpu di riscaldamentu
In più di u cunsumu energeticu, a vita di u crogiolu è di u riscaldatore determina ancu direttamente u costu di a grafitizazione negativa. Per u crogiolu di grafite è u corpu di riscaldamentu in grafite, u sistema di gestione di a produzzione di carica, u cuntrollu raghjonevule di a velocità di riscaldamentu è di raffreddamentu, a linea di produzzione automatica di crogioli, u rinfurzamentu di a sigillatura per prevene l'ossidazione è altre misure per aumentà i tempi di riciclaggio di u crogiolu, riducenu efficacemente u costu di l'inchiostrazione di grafite. In più di e misure sopra menzionate, a piastra di riscaldamentu di u fornu di grafitizazione di a scatula di griglia pò ancu esse aduprata cum'è materiale di riscaldamentu di anodu precottu, elettrodu o materiale carboniosu fissu cù alta resistività per risparmià u costu di grafitizazione.
2.4 Cuntrollu di i gasi di combustione è utilizzazione di u calore di scaricu
I gasi di combustione generati durante a grafitizazione venenu principalmente da volatili è prudutti di combustione di materiali anodici, combustione di carbone superficiale, perdite d'aria è cusì. À l'iniziu di l'avviamentu di u fornu, i volatili è a polvera scappanu in gran numeru, l'ambiente di u laboratoriu hè poveru, a maiò parte di l'imprese ùn anu micca misure di trattamentu efficaci, questu hè u più grande prublema chì affetta a salute è a sicurezza occupazionale di l'operatori in a pruduzzione di elettrodi negativi. Si devenu fà più sforzi per cunsiderà cumpletamente a raccolta è a gestione efficace di i gasi di combustione è di a polvera in u laboratoriu, è si devenu piglià misure di ventilazione ragionevuli per riduce a temperatura di u laboratoriu è migliurà l'ambiente di travagliu di u laboratoriu di grafitizazione.
Dopu chì i gasi di combustione ponu esse raccolti attraversu u condotto di combustione in a camera di combustione mista, eliminendu a maiò parte di u catrame è di a polvera in i gasi di combustione, si prevede chì a temperatura di i gasi di combustione in a camera di combustione sia superiore à 800 ℃, è u calore residuu di i gasi di combustione pò esse recuperatu attraversu a caldaia à vapore di calore residuu o u scambiatore di calore à guscio. A tecnulugia di incenerimentu RTO aduprata in u trattamentu di u fumu di l'asfaltu di carbone pò ancu esse aduprata per riferimentu, è i gasi di combustione di l'asfaltu sò riscaldati à 850 ~ 900 ℃. Attraversu a combustione di accumulazione di calore, l'asfaltu è i cumpunenti volatili è altri idrocarburi aromatichi policiclici in i gasi di combustione sò ossidati è infine decomposti in CO2 è H2O, è l'efficienza di purificazione efficace pò ghjunghje à più di 99%. U sistema hà un funziunamentu stabile è un altu ritmu di funziunamentu.
2. 5 Fornu di grafitizazione negativa cuntinua verticale
I parechji tipi di fornu di grafitizazione sopra menzionati sò a principale struttura di u fornu per a pruduzzione di materiale anodicu in Cina, u puntu cumunu hè a pruduzzione intermittente periodica, a bassa efficienza termica, u caricamentu si basa principalmente nantu à l'operazione manuale, u gradu di automatizazione ùn hè micca altu. Un fornu di grafitizazione negativa cuntinua verticale simile pò esse sviluppatu riferendusi à u mudellu di u fornu di calcinazione di coke di petroliu è di u fornu à albero di calcinazione di bauxite. L'ARC di resistenza hè adupratu cum'è fonte di calore à alta temperatura, u materiale hè scaricatu continuamente da a so propria gravità, è a struttura cunvinziunale di raffreddamentu à acqua o di raffreddamentu à gassificazione hè aduprata per raffreddà u materiale à alta temperatura in a zona di uscita, è u sistema di trasportu pneumaticu di polvere hè adupratu per scaricà è alimentà u materiale fora di u fornu. U tipu di FORNU pò realizà una pruduzzione cuntinua, a perdita di accumulazione di calore di u corpu di u fornu pò esse ignorata, cusì l'efficienza termica hè significativamente migliorata, i vantaghji di pruduzzione è di cunsumu energeticu sò evidenti, è l'operazione cumpletamente automatica pò esse cumpletamente realizata. I prublemi principali da risolve sò a fluidità di a polvere, l'uniformità di u gradu di grafitizazione, a sicurezza, u monitoraghju di a temperatura è u raffreddamentu, ecc. Si crede chì cù u sviluppu successu di u fornu per aumentà a pruduzzione industriale, scatenerà una rivoluzione in u campu di a grafitizazione di l'elettrodi negativi.
3 a lingua di i nodi
U prucessu chimicu di grafite hè u più grande prublema chì affligge i pruduttori di materiali d'anodu di batterie à u litiu. A ragione fundamentale hè chì ci sò sempre qualchi prublemi in u cunsumu energeticu, u costu, a prutezzione ambientale, u gradu d'automatizazione, a sicurezza è altri aspetti di u fornu di grafitizazione periodica largamente utilizatu. A tendenza futura di l'industria hè versu u sviluppu di una struttura di fornu di pruduzzione cuntinua à emissione cumpletamente automatizata è urganizata, è u sustegnu di impianti di prucessu ausiliari maturi è affidabili. À quellu tempu, i prublemi di grafitizazione chì affliggenu l'imprese saranu significativamente migliurati, è l'industria entrerà in un periodu di sviluppu stabile, stimulendu u rapidu sviluppu di nuove industrie legate à l'energia.
Data di publicazione: 19 d'aostu 2022