नकारात्मक ग्रेफाइटाइजेशन तकनीक 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 की शीर्ष आठ लिथियम बैटरी एनोड उद्यम अपनी उत्पादन क्षमता को लगभग एक मिलियन टन तक बढ़ाने की योजना बना रहे हैं। एनोड सामग्री के सूचकांक और लागत पर ग्रेफाइटाइजेशन का सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। चीन में ग्रेफाइटाइजेशन उपकरण कई प्रकार के 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। एनोड सामग्री की उत्पादन प्रक्रिया में इसे तत्काल हल किया जाने वाला मुख्य समस्या है।

1. नेगेटिव ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी की वर्तमान स्थिति और तुलना

1.1 एचिसन नेगेटिव ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी

पारंपरिक इलेक्ट्रोड एचेसन फर्नेस ग्रेफाइटाइजेशन फर्नेस पर आधारित संशोधित फर्नेस प्रकार में, मूल फर्नेस 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), फर्नेस कोर हीटिंग प्रतिरोध सामग्री से भरा होता है, बाहरी परत इन्सुलेशन सामग्री और फर्नेस दीवार इन्सुलेशन से भरी होती है। विद्युतीकरण के बाद, मुख्य रूप से प्रतिरोधक सामग्री के गर्म होने से 2800 ~ 3000 ℃ का उच्च तापमान उत्पन्न होता है, और नकारात्मक सामग्री के उच्च तापमान पत्थर की स्याही को प्राप्त करने के लिए क्रूसिबल में नकारात्मक सामग्री को अप्रत्यक्ष रूप से गर्म किया जाता है

1.2. आंतरिक ताप श्रृंखला ग्रैफ़िटाइज़ेशन भट्ठी

भट्ठी मॉडल ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली सीरियल ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी का संदर्भ है, और कई इलेक्ट्रोड क्रूसिबल (नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री से भरे हुए) अनुदैर्ध्य रूप से श्रृंखला में जुड़े हुए हैं। इलेक्ट्रोड क्रूसिबल एक वाहक और एक हीटिंग बॉडी दोनों है, और करंट इलेक्ट्रोड क्रूसिबल से होकर गुजरता है जिससे उच्च तापमान उत्पन्न होता है और आंतरिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री को सीधे गर्म करता है। GRAPHItization 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 भट्ठी

हाल के वर्षों में नंबर 1 का अनुप्रयोग बढ़ रहा है, मुख्य रूप से सीखा गया है कि श्रृंखला एचेसन ग्रेफाइटाइजेशन फर्नेस और ग्रेफाइटाइजिंग फर्नेस की संयोजित प्रौद्योगिकी विशेषताएँ, एनोड प्लेट ग्रिड सामग्री बॉक्स संरचना के कई टुकड़ों का उपयोग करके फर्नेस कोर, कच्चे माल में कैथोड में सामग्री, एनोड प्लेट कॉलम के बीच सभी स्लॉटेड कनेक्शन के माध्यम से तय की जाती हैं, प्रत्येक कंटेनर, उसी सामग्री के साथ एनोड प्लेट सील का उपयोग करें। सामग्री बॉक्स संरचना का स्तंभ और एनोड प्लेट एक साथ हीटिंग बॉडी का गठन करते हैं। बिजली भट्ठी के सिर के इलेक्ट्रोड के माध्यम से भट्ठी कोर के हीटिंग बॉडी में प्रवाहित होती है, और उत्पन्न उच्च तापमान सीधे बॉक्स में एनोड सामग्री को गर्म करता है ताकि ग्रेफाइटाइजेशन के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके

1.4 तीन ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी प्रकारों की तुलना

आंतरिक ताप श्रृंखला ग्रेफाइटीकरण भट्ठी खोखले ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड को गर्म करके सीधे सामग्री को गर्म करने के लिए है। इलेक्ट्रोड क्रूसिबल के माध्यम से करंट द्वारा उत्पादित "जूल हीट" 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 प्रतिरोध सामग्री हीटिंग के साथ पारंपरिक एचिसन भट्ठी की तुलना में अधिक है। ग्रिड-बॉक्स ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी आंतरिक ताप सीरियल ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी के लाभों पर निर्भर करती है, और हीटिंग बॉडी के रूप में कम लागत वाली प्री-बेक्ड एनोड प्लेट को अपनाती है। सीरियल ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी की तुलना में, ग्रिड-बॉक्स ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी की लोडिंग क्षमता बड़ी है, और प्रति यूनिट उत्पाद की बिजली की खपत तदनुसार कम हो जाती है

2. नकारात्मक ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी की विकास दिशा

2. 1 परिधि दीवार संरचना का अनुकूलन करें

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

विचार कर सकते हैं एक विशेष उच्च शक्ति और उच्च तापमान सीमेंट चिनाई दीवार छड़ी एडोब का उपयोग करने के लिए है, समग्र शक्ति को बढ़ाने, विरूपण में पूरे आपरेशन चक्र स्थिरता में दीवार सुनिश्चित करने, एक ही समय में ईंट सीवन सील, ईंट की दीवार दरारें और भट्ठी में संयुक्त अंतराल के माध्यम से अत्यधिक हवा को रोकने, इन्सुलेट सामग्री और एनोड सामग्री के ऑक्सीकरण जलने नुकसान को कम करने;

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

2. 2 संख्यात्मक सिमुलेशन द्वारा बिजली आपूर्ति वक्र को अनुकूलित करें

वर्तमान में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी की बिजली आपूर्ति वक्र अनुभव के अनुसार बनाई जाती है, और ग्रेफाइटाइजेशन 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 की खपत सूचकांक को कम किया जा सकता है और भट्ठी के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित किया जा 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 संबंधों का विश्लेषण किया जाना चाहिए, ताकि उचित हीटिंग वक्र तैयार किया जा सके और वास्तविक संचालन में इसे लगातार समायोजित किया जा सके। जैसे कि बिजली संचरण के शुरुआती चरण में उच्च शक्ति संचरण का उपयोग होता है, फिर जल्दी से बिजली कम हो जाती है और फिर धीरे-धीरे बढ़ती है, बिजली और फिर बिजली के अंत तक बिजली कम हो जाती है

2. 3 क्रूसिबल और हीटिंग बॉडी की सेवा जीवन का विस्तार करें

बिजली की खपत के अलावा, क्रूसिबल और हीटर का जीवन भी सीधे नकारात्मक ग्रेफाइटाइजेशन की लागत निर्धारित करता है। ग्रेफाइट क्रूसिबल और ग्रेफाइट हीटिंग बॉडी के लिए, लोडिंग आउट की उत्पादन प्रबंधन प्रणाली, हीटिंग और कूलिंग दर का उचित नियंत्रण, स्वचालित क्रूसिबल उत्पादन लाइन, ऑक्सीकरण को रोकने के लिए सीलिंग को मजबूत करना और क्रूसिबल रीसाइक्लिंग समय को बढ़ाने के लिए अन्य उपाय, प्रभावी रूप से ग्रेफाइट इंकिंग की लागत को कम करते हैं। उपरोक्त उपायों के अलावा, ग्रिड बॉक्स ग्रेफाइटाइजेशन फर्नेस की हीटिंग प्लेट का उपयोग प्री-बेक्ड एनोड, इलेक्ट्रोड या उच्च प्रतिरोधकता वाले निश्चित कार्बनयुक्त पदार्थ की हीटिंग सामग्री के रूप में भी किया जा सकता है ताकि ग्रेफाइटाइजेशन लागत को बचाया जा सके।

2.4 फ्लू गैस नियंत्रण और अपशिष्ट ऊष्मा उपयोग

ग्रेफाइटाइजेशन के दौरान उत्पन्न होने वाली फ़्लू गैस मुख्य रूप से एनोड सामग्री के वाष्पशील और दहन उत्पादों, सतह कार्बन जलने, वायु रिसाव आदि से आती है। भट्ठी के चालू होने की शुरुआत में, वाष्पशील और धूल बड़ी संख्या में बाहर 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। कार्यशाला में फ़्लू गैस और धूल के प्रभावी संग्रह और प्रबंधन पर व्यापक रूप से विचार करने के लिए और अधिक प्रयास किए जाने चाहिए, और कार्यशाला के तापमान को कम करने और ग्रेफाइटाइजेशन कार्यशाला के कार्य वातावरण को बेहतर बनाने के लिए उचित वेंटिलेशन उपाय किए जाने चाहिए।

दहन कक्ष में मिश्रित दहन के बाद फ़्लू गैस को फ़्लू के माध्यम से एकत्र किया जा सकता है, फ़्लू गैस में अधिकांश टार और धूल को हटा दिया जाता है, यह उम्मीद की जाती है कि दहन कक्ष में फ़्लू गैस का तापमान 800 ℃ से ऊपर है, और फ़्लू 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 फ़्लू गैस को 850 ~ 900 ℃ तक गर्म किया जाता है। ऊष्मा भंडारण दहन के माध्यम से, फ़्लू गैस में डामर और वाष्पशील घटक और अन्य पॉलीसाइक्लिक सुगंधित हाइड्रोकार्बन ऑक्सीकरण होते हैं और अंत में CO2 और H2O में विघटित हो जाते हैं, और प्रभावी शुद्धिकरण दक्षता 99% से अधिक तक पहुँच सकती है। सिस्टम में स्थिर संचालन और उच्च संचालन दर है।

2. 5 ऊर्ध्वाधर निरंतर नकारात्मक ग्रेफाइटाइजेशन भट्ठी

ऊपर वर्णित कई प्रकार की ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी चीन में एनोड सामग्री उत्पादन की मुख्य भट्ठी संरचना है, सामान्य बिंदु आवधिक आंतरायिक उत्पादन, कम तापीय दक्षता है, मुख्य रूप से मैनुअल संचालन पर निर्भर लोडिंग, 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 ग्रेफाइटाइजेशन भट्टी विकसित की जा सकती है। प्रतिरोध ARC का उपयोग उच्च तापमान ताप स्रोत के रूप में किया जाता है, सामग्री को अपने स्वयं के गुरुत्वाकर्षण द्वारा लगातार डिस्चार्ज किया जाता 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 संवहन प्रणाली का उपयोग भट्ठी के बाहर सामग्री को डिस्चार्ज करने और खिलाने के लिए किया जाता है। FURNACE प्रकार निरंतर उत्पादन का एहसास कर सकता है, भट्ठी के शरीर 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 पूरी तरह से महसूस किया जा सकता है। हल की जाने वाली मुख्य समस्याएं पाउडर की तरलता, ग्रेफाइटाइजेशन डिग्री की एकरूपता, सुरक्षा, तापमान निगरानी और शीतलन आदि हैं। यह माना जाता है कि औद्योगिक उत्पादन के पैमाने पर भट्ठी के सफल विकास के साथ, यह नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्रेफाइटाइजेशन के क्षेत्र में एक क्रांति स्थापित करेगा।

3 गाँठ भाषा

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