नकारात्मक ग्राफ़िटाइजेशन प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति और दिशा

दुनिया भर में नई ऊर्जा वाहनों के तेजी से विकास के साथ, लिथियम बैटरी एनोड सामग्री की बाजार मांग में काफी वृद्धि हुई है। आंकड़ों के अनुसार, 2021 में उद्योग के शीर्ष आठ लिथियम बैटरी एनोड उद्यम अपनी उत्पादन क्षमता को लगभग दस लाख टन तक विस्तारित करने की योजना बना रहे हैं। ग्राफ़िटाइजेशन का एनोड सामग्री के सूचकांक और लागत पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। चीन में ग्रेफाइटाइजेशन उपकरण कई प्रकार के होते हैं, उच्च ऊर्जा खपत, भारी प्रदूषण और स्वचालन की कम डिग्री, जो ग्रेफाइट एनोड सामग्री के विकास को एक निश्चित सीमा तक सीमित करती है। यह एनोड सामग्री की उत्पादन प्रक्रिया में तत्काल हल की जाने वाली मुख्य समस्या है।

1. वर्तमान स्थिति और नकारात्मक ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी की तुलना

1.1 एटिसन नकारात्मक ग्राफिटाइजेशन भट्टी

पारंपरिक इलेक्ट्रोड एचेसन भट्टी ग्राफिटाइजेशन भट्टी पर आधारित संशोधित भट्टी प्रकार में, मूल भट्टी को नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के वाहक के रूप में ग्रेफाइट क्रूसिबल के साथ लोड किया जाता है (क्रूसिबल को कार्बोनाइज्ड नकारात्मक इलेक्ट्रोड कच्चे माल के साथ लोड किया जाता है), भट्टी का कोर हीटिंग से भरा होता है प्रतिरोध सामग्री, बाहरी परत इन्सुलेशन सामग्री और भट्ठी की दीवार इन्सुलेशन से भरी होती है। विद्युतीकरण के बाद, 2800 ~ 3000 ℃ का उच्च तापमान मुख्य रूप से प्रतिरोधी सामग्री के हीटिंग से उत्पन्न होता है, और क्रूसिबल में नकारात्मक सामग्री को नकारात्मक सामग्री के उच्च तापमान पत्थर स्याही को प्राप्त करने के लिए अप्रत्यक्ष रूप से गरम किया जाता है

1.2. आंतरिक ताप श्रृंखला रेखांकन भट्ठी

फर्नेस मॉडल ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले सीरियल ग्रैफिटाइजेशन फर्नेस का एक संदर्भ है, और कई इलेक्ट्रोड क्रूसिबल (नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री से भरे हुए) श्रृंखला में अनुदैर्ध्य रूप से जुड़े हुए हैं। इलेक्ट्रोड क्रूसिबल एक वाहक और हीटिंग बॉडी दोनों है, और उच्च तापमान उत्पन्न करने और आंतरिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री को सीधे गर्म करने के लिए करंट इलेक्ट्रोड क्रूसिबल से होकर गुजरता है। ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया प्रतिरोध सामग्री का उपयोग नहीं करती है, लोडिंग और बेकिंग की प्रक्रिया संचालन को सरल बनाती है, और प्रतिरोध सामग्री के ताप भंडारण नुकसान को कम करती है, जिससे बिजली की खपत बचती है।

1.3 ग्रिड बॉक्स प्रकार ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी

नंबर 1 का अनुप्रयोग हाल के वर्षों में बढ़ रहा है, मुख्य सीखी गई श्रृंखला एचेसन ग्राफिटाइजेशन भट्टी और ग्रेफाइटाइजिंग भट्टी की संयोजित प्रौद्योगिकी विशेषताओं, एनोड प्लेट ग्रिड सामग्री बॉक्स संरचना के कई टुकड़ों का उपयोग करने वाली भट्टी कोर, कच्चे माल में कैथोड में सामग्री, के माध्यम से एनोड प्लेट कॉलम के बीच सभी स्लॉट कनेक्शन तय हो गए हैं, प्रत्येक कंटेनर, एक ही सामग्री के साथ एनोड प्लेट सील का उपयोग। सामग्री बॉक्स संरचना का स्तंभ और एनोड प्लेट मिलकर हीटिंग बॉडी का निर्माण करते हैं। बिजली भट्ठी के सिर के इलेक्ट्रोड के माध्यम से भट्ठी कोर के हीटिंग बॉडी में प्रवाहित होती है, और उत्पन्न उच्च तापमान ग्रेफाइटाइजेशन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सीधे बॉक्स में एनोड सामग्री को गर्म करता है।

1.4 तीन ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी प्रकारों की तुलना

आंतरिक ताप श्रृंखला ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी खोखले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड को गर्म करके सामग्री को सीधे गर्म करना है। इलेक्ट्रोड क्रूसिबल के माध्यम से करंट द्वारा उत्पन्न "जूल ऊष्मा" का उपयोग ज्यादातर सामग्री और क्रूसिबल को गर्म करने के लिए किया जाता है। हीटिंग की गति तेज है, तापमान वितरण एक समान है, और थर्मल दक्षता प्रतिरोधी सामग्री हीटिंग के साथ पारंपरिक एटिसन भट्ठी की तुलना में अधिक है। ग्रिड-बॉक्स ग्राफ़िटाइज़ेशन भट्टी आंतरिक ताप सीरियल ग्राफ़िटाइज़ेशन भट्टी के फायदों पर आधारित है, और हीटिंग बॉडी के रूप में कम लागत के साथ पूर्व-बेक्ड एनोड प्लेट को अपनाती है। सीरियल ग्राफ़िटाइज़ेशन भट्टी की तुलना में, ग्रिड-बॉक्स ग्राफ़िटाइज़ेशन भट्टी की लोडिंग क्षमता बड़ी है, और प्रति यूनिट उत्पाद बिजली की खपत तदनुसार कम हो जाती है

2. नकारात्मक रेखांकन भट्टी की विकास दिशा

2.1 परिधि दीवार संरचना को अनुकूलित करें

वर्तमान में, कई ग्रेफाइटाइजेशन भट्टियों की थर्मल इन्सुलेशन परत मुख्य रूप से कार्बन ब्लैक और पेट्रोलियम कोक से भरी होती है। उच्च तापमान ऑक्सीकरण के उत्पादन के दौरान इन्सुलेशन सामग्री का यह हिस्सा, हर बार एक विशेष इन्सुलेशन सामग्री को बदलने या पूरक करने की आवश्यकता से बाहर लोड हो रहा है, खराब वातावरण, उच्च श्रम तीव्रता की प्रक्रिया का प्रतिस्थापन।

विशेष उच्च शक्ति और उच्च तापमान सीमेंट चिनाई दीवार स्टिक एडोब का उपयोग करने पर विचार कर सकते हैं, समग्र ताकत को बढ़ाएं, विरूपण में पूरे ऑपरेशन चक्र स्थिरता में दीवार सुनिश्चित करें, एक ही समय में ईंट सीम सीलिंग, ईंट की दीवार के माध्यम से अत्यधिक हवा को रोकें भट्ठी में दरारें और संयुक्त अंतराल, इन्सुलेट सामग्री और एनोड सामग्री के ऑक्सीकरण जलने के नुकसान को कम करते हैं;

दूसरा भट्ठी की दीवार के बाहर लटकी हुई समग्र बल्क मोबाइल इन्सुलेशन परत को स्थापित करना है, जैसे कि उच्च शक्ति वाले फाइबरबोर्ड या कैल्शियम सिलिकेट बोर्ड का उपयोग, हीटिंग चरण एक प्रभावी सीलिंग और इन्सुलेशन भूमिका निभाता है, ठंडे चरण को हटाने के लिए सुविधाजनक है तेजी से ठंडा होना; तीसरा, वेंटिलेशन चैनल भट्ठी के नीचे और भट्ठी की दीवार में स्थापित किया गया है। वेंटिलेशन चैनल बेल्ट के मादा मुंह के साथ पूर्वनिर्मित जाली ईंट संरचना को अपनाता है, जबकि उच्च तापमान वाली सीमेंट चिनाई का समर्थन करता है, और ठंडे चरण में मजबूर वेंटिलेशन शीतलन पर विचार करता है।

2.2 संख्यात्मक सिमुलेशन द्वारा बिजली आपूर्ति वक्र को अनुकूलित करें

वर्तमान में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्राफ़िटाइज़ेशन भट्ठी की बिजली आपूर्ति वक्र अनुभव के अनुसार बनाई गई है, और ग्राफ़िटाइज़ेशन प्रक्रिया को तापमान और भट्ठी की स्थिति के अनुसार किसी भी समय मैन्युअल रूप से समायोजित किया जाता है, और कोई एकीकृत मानक नहीं है। हीटिंग वक्र को अनुकूलित करने से स्पष्ट रूप से बिजली खपत सूचकांक कम हो सकता है और भट्टी का सुरक्षित संचालन सुनिश्चित हो सकता है। सुई संरेखण के संख्यात्मक मॉडल को विभिन्न सीमा स्थितियों और भौतिक मापदंडों के अनुसार वैज्ञानिक तरीकों से स्थापित किया जाना चाहिए, और ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया में वर्तमान, वोल्टेज, कुल शक्ति और क्रॉस सेक्शन के तापमान वितरण के बीच संबंध का विश्लेषण किया जाना चाहिए, ताकि उचित हीटिंग वक्र तैयार करना और वास्तविक ऑपरेशन में इसे लगातार समायोजित करना। जैसे कि पावर ट्रांसमिशन के शुरुआती चरण में हाई पावर ट्रांसमिशन का उपयोग होता है, फिर पावर को जल्दी से कम करें और फिर धीरे-धीरे बढ़ाएं, पावर और फिर पावर के अंत तक पावर को कम करें।

2.3 क्रूसिबल और हीटिंग बॉडी की सेवा जीवन बढ़ाएँ

बिजली की खपत के अलावा, क्रूसिबल और हीटर का जीवन भी सीधे नकारात्मक ग्राफ़िटाइजेशन की लागत निर्धारित करता है। ग्रेफाइट क्रूसिबल और ग्रेफाइट हीटिंग बॉडी के लिए, लोडिंग की उत्पादन प्रबंधन प्रणाली, हीटिंग और शीतलन दर का उचित नियंत्रण, स्वचालित क्रूसिबल उत्पादन लाइन, क्रूसिबल रीसाइक्लिंग समय को बढ़ाने के लिए ऑक्सीकरण और अन्य उपायों को रोकने के लिए सीलिंग को मजबूत करना, ग्रेफाइट की लागत को प्रभावी ढंग से कम करना स्याही लगाना. उपरोक्त उपायों के अलावा, ग्रिड बॉक्स ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी की हीटिंग प्लेट का उपयोग ग्रेफाइटाइजेशन लागत को बचाने के लिए उच्च प्रतिरोधकता के साथ पूर्व-बेक्ड एनोड, इलेक्ट्रोड या निश्चित कार्बनयुक्त सामग्री की हीटिंग सामग्री के रूप में भी किया जा सकता है।

2.4 ग्रिप गैस नियंत्रण और अपशिष्ट ताप उपयोग

ग्रेफाइटाइजेशन के दौरान उत्पन्न ग्रिप गैस मुख्य रूप से एनोड सामग्री के वाष्पशील और दहन उत्पादों, सतह कार्बन जलने, वायु रिसाव आदि से आती है। फर्नेस स्टार्ट-अप की शुरुआत में, वाष्पशील पदार्थ और धूल बड़ी संख्या में निकलते हैं, कार्यशाला का वातावरण खराब होता है, अधिकांश उद्यमों के पास प्रभावी उपचार उपाय नहीं होते हैं, यह नकारात्मक इलेक्ट्रोड उत्पादन में ऑपरेटरों के व्यावसायिक स्वास्थ्य और सुरक्षा को प्रभावित करने वाली सबसे बड़ी समस्या है। वर्कशॉप में ग्रिप गैस और धूल के प्रभावी संग्रह और प्रबंधन पर व्यापक रूप से विचार करने के लिए और अधिक प्रयास किए जाने चाहिए, और वर्कशॉप के तापमान को कम करने और ग्रेफाइटाइजेशन वर्कशॉप के कामकाजी माहौल में सुधार के लिए उचित वेंटिलेशन उपाय किए जाने चाहिए।

ग्रिप गैस को ग्रिप के माध्यम से दहन कक्ष मिश्रित दहन में एकत्र किया जा सकता है, ग्रिप गैस में अधिकांश टार और धूल को हटा दें, यह उम्मीद की जाती है कि दहन कक्ष में ग्रिप गैस का तापमान 800 ℃ से ऊपर है, और ग्रिप गैस की अपशिष्ट ऊष्मा को अपशिष्ट ऊष्मा भाप बॉयलर या शेल हीट एक्सचेंजर के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। कार्बन डामर धुआं उपचार में उपयोग की जाने वाली आरटीओ भस्मीकरण तकनीक का उपयोग संदर्भ के लिए भी किया जा सकता है, और डामर ग्रिप गैस को 850 ~ 900 ℃ तक गर्म किया जाता है। गर्मी भंडारण दहन के माध्यम से, ग्रिप गैस में डामर और वाष्पशील घटकों और अन्य पॉलीसाइक्लिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन को ऑक्सीकरण किया जाता है और अंत में CO2 और H2O में विघटित किया जाता है, और प्रभावी शुद्धिकरण दक्षता 99% से अधिक तक पहुंच सकती है। सिस्टम में स्थिर संचालन और उच्च संचालन दर है।

2. 5 ऊर्ध्वाधर निरंतर नकारात्मक ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी

उपर्युक्त कई प्रकार की ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी चीन में एनोड सामग्री उत्पादन की मुख्य भट्ठी संरचना है, सामान्य बिंदु आवधिक रुक-रुक कर उत्पादन, कम थर्मल दक्षता है, लोडिंग मुख्य रूप से मैन्युअल ऑपरेशन पर निर्भर करती है, स्वचालन की डिग्री अधिक नहीं है। पेट्रोलियम कोक कैल्सीनेशन भट्टी और बॉक्साइट कैल्सीनेशन शाफ्ट भट्टी के मॉडल का हवाला देकर एक समान ऊर्ध्वाधर निरंतर नकारात्मक ग्राफिटाइजेशन भट्टी विकसित की जा सकती है। प्रतिरोध एआरसी का उपयोग उच्च तापमान ताप स्रोत के रूप में किया जाता है, सामग्री को लगातार अपने गुरुत्वाकर्षण द्वारा छुट्टी दे दी जाती है, और पारंपरिक जल शीतलन या गैसीकरण शीतलन संरचना का उपयोग आउटलेट क्षेत्र में उच्च तापमान सामग्री को ठंडा करने के लिए किया जाता है, और पाउडर वायवीय संदेश प्रणाली भट्टी के बाहर सामग्री को डिस्चार्ज करने और खिलाने के लिए उपयोग किया जाता है। फर्नेस प्रकार निरंतर उत्पादन का एहसास कर सकता है, फर्नेस बॉडी के ताप भंडारण नुकसान को नजरअंदाज किया जा सकता है, इसलिए थर्मल दक्षता में काफी सुधार होता है, आउटपुट और ऊर्जा खपत के फायदे स्पष्ट होते हैं, और पूर्ण स्वचालित संचालन को पूरी तरह से महसूस किया जा सकता है। हल की जाने वाली मुख्य समस्याएं पाउडर की तरलता, ग्रेफाइटाइजेशन डिग्री की एकरूपता, सुरक्षा, तापमान की निगरानी और शीतलन आदि हैं। ऐसा माना जाता है कि औद्योगिक उत्पादन को बढ़ाने के लिए भट्टी के सफल विकास के साथ, यह एक क्रांति स्थापित करेगा। नकारात्मक इलेक्ट्रोड रेखांकन का क्षेत्र।

3 गाँठ भाषा

ग्रेफाइट रासायनिक प्रक्रिया लिथियम बैटरी एनोड सामग्री निर्माताओं को परेशान करने वाली सबसे बड़ी समस्या है। मूल कारण यह है कि बिजली की खपत, लागत, पर्यावरण संरक्षण, स्वचालन की डिग्री, सुरक्षा और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली आवधिक ग्राफिटाइजेशन भट्ठी के अन्य पहलुओं में अभी भी कुछ समस्याएं हैं। उद्योग की भविष्य की प्रवृत्ति पूरी तरह से स्वचालित और संगठित उत्सर्जन निरंतर उत्पादन भट्टी संरचना के विकास और परिपक्व और विश्वसनीय सहायक प्रक्रिया सुविधाओं का समर्थन करने की ओर है। उस समय, उद्यमों को प्रभावित करने वाली ग्राफ़िटाइज़ेशन समस्याओं में काफी सुधार किया जाएगा, और उद्योग स्थिर विकास की अवधि में प्रवेश करेगा, जिससे नई ऊर्जा से संबंधित उद्योगों के तेजी से विकास को बढ़ावा मिलेगा।