Dengan pesatnya perkembangan kendaraan energi baru di seluruh dunia, permintaan pasar akan bahan anoda baterai lithium telah meningkat secara signifikan. Menurut statistik, pada tahun 2021, delapan perusahaan anoda baterai lithium teratas di industri berencana untuk memperluas kapasitas produksi mereka hingga hampir satu juta ton. Grafitisasi memiliki pengaruh terbesar terhadap indeks dan biaya bahan anoda. Peralatan grafitisasi di China memiliki banyak jenis, konsumsi energi yang tinggi, polusi berat dan otomatisasi tingkat rendah, yang membatasi pengembangan bahan anoda grafit sampai batas tertentu. Ini adalah masalah utama yang harus segera diselesaikan dalam proses produksi bahan anoda.
1. Situasi saat ini dan perbandingan tungku grafitisasi negatif
1.1 Tungku grafitisasi negatif Atchison
Dalam jenis tungku yang dimodifikasi berdasarkan tungku grafitisasi tungku Aitcheson elektroda tradisional, tungku asli diisi dengan wadah grafit sebagai pembawa bahan elektroda negatif (wadah diisi dengan bahan baku elektroda negatif berkarbonisasi), inti tungku diisi dengan pemanas bahan tahan, lapisan luar diisi dengan bahan insulasi dan insulasi dinding tungku. Setelah elektrifikasi, suhu tinggi 2800 ~ 3000℃ dihasilkan terutama oleh pemanasan bahan resistor, dan bahan negatif dalam wadah dipanaskan secara tidak langsung untuk mencapai tinta batu suhu tinggi dari bahan negatif.
1.2. Tungku grafitisasi seri panas internal
Model tungku mengacu pada tungku grafitisasi serial yang digunakan untuk produksi elektroda grafit, dan beberapa wadah elektroda (diisi dengan bahan elektroda negatif) dihubungkan secara seri secara memanjang. Wadah elektroda merupakan pembawa dan badan pemanas, dan arus melewati wadah elektroda untuk menghasilkan suhu tinggi dan secara langsung memanaskan bahan elektroda negatif internal. Proses GRAPHItisasi tidak menggunakan material resistan, menyederhanakan operasi proses pemuatan dan pemanggangan, dan mengurangi kehilangan panas pada material resistan, menghemat konsumsi daya
1.3 Tungku grafitisasi tipe kotak kotak
Aplikasi No.1 meningkat dalam beberapa tahun terakhir, yang utama adalah mempelajari tungku grafitisasi Seri acheson dan karakteristik teknologi gabungan dari tungku grafitisasi, inti tungku menggunakan beberapa bagian struktur kotak bahan kisi pelat anoda, bahan menjadi katoda dalam bahan baku, melalui semua sambungan slot antar kolom pelat anoda diperbaiki, setiap wadah, penggunaan segel pelat anoda dengan bahan yang sama. Kolom dan pelat anoda dari struktur kotak material bersama-sama membentuk badan pemanas. Listrik mengalir melalui elektroda kepala tungku ke badan pemanas inti tungku, dan suhu tinggi yang dihasilkan secara langsung memanaskan bahan anoda di dalam kotak untuk mencapai tujuan grafitisasi.
1.4 Perbandingan tiga jenis tungku grafitisasi
Tungku grafitisasi seri panas internal adalah memanaskan material secara langsung dengan memanaskan elektroda grafit berongga. “Panas Joule” yang dihasilkan oleh arus melalui wadah elektroda sebagian besar digunakan untuk memanaskan material dan wadah. Kecepatan pemanasannya cepat, distribusi suhunya seragam, dan efisiensi termalnya lebih tinggi daripada tungku Atchison tradisional dengan pemanasan material tahan. Tungku grafitisasi kotak kotak memanfaatkan keunggulan tungku grafitisasi serial panas internal, dan mengadopsi pelat anoda yang telah dipanggang sebelumnya dengan biaya lebih rendah sebagai badan pemanas. Dibandingkan dengan tungku grafitisasi serial, kapasitas pemuatan tungku grafitisasi kotak kotak lebih besar, dan konsumsi daya per unit produk juga berkurang.
2. Arah pengembangan tungku grafitisasi negatif
2. 1 Optimalkan struktur dinding perimeter
Saat ini, lapisan insulasi termal dari beberapa tungku grafitisasi sebagian besar diisi dengan karbon hitam dan kokas minyak bumi. Bagian dari bahan insulasi ini terbakar selama produksi oksidasi suhu tinggi, setiap kali pemuatan keluar dari kebutuhan untuk mengganti atau menambah bahan insulasi khusus, penggantian proses lingkungan yang buruk, intensitas tenaga kerja yang tinggi.
Dapat mempertimbangkan adalah dengan menggunakan tongkat dinding pasangan bata semen berkekuatan tinggi dan suhu tinggi khusus, meningkatkan kekuatan keseluruhan, memastikan dinding di seluruh stabilitas siklus operasi dalam deformasi, penyegelan lapisan bata pada saat yang sama, mencegah udara berlebih Melalui dinding bata retakan dan celah sambungan ke dalam tungku, mengurangi hilangnya pembakaran oksidasi bahan isolasi dan bahan anoda;
Yang kedua adalah memasang keseluruhan lapisan insulasi bergerak massal yang tergantung di luar dinding tungku, seperti penggunaan papan serat berkekuatan tinggi atau papan kalsium silikat, tahap pemanasan memainkan peran penyegelan dan insulasi yang efektif, tahap dingin mudah dilepas untuk pendinginan cepat; Ketiga, saluran ventilasi dipasang di bagian bawah tungku dan dinding tungku. Saluran ventilasi mengadopsi struktur bata kisi prefabrikasi dengan mulut sabuk betina, sekaligus menopang pasangan bata semen suhu tinggi, dan mempertimbangkan pendinginan ventilasi paksa dalam fase dingin.
2. 2 Optimalkan kurva catu daya dengan simulasi numerik
Saat ini, kurva catu daya tungku grafitisasi elektroda negatif dibuat berdasarkan pengalaman, dan proses grafitisasi disesuaikan secara manual kapan saja sesuai dengan suhu dan kondisi tungku, dan tidak ada standar terpadu. Mengoptimalkan kurva pemanasan jelas dapat mengurangi indeks konsumsi daya dan memastikan pengoperasian tungku yang aman. MODEL NUMERIK penyelarasan jarum HARUS DIBUAT dengan cara ilmiah sesuai dengan berbagai kondisi batas dan parameter fisik, dan hubungan antara arus, tegangan, daya total dan distribusi suhu penampang dalam proses grapHItisasi harus dianalisis, sehingga untuk merumuskan kurva pemanasan yang sesuai dan terus menyesuaikannya dalam pengoperasian sebenarnya. Seperti pada tahap awal transmisi daya adalah penggunaan transmisi daya tinggi, kemudian dengan cepat mengurangi daya dan kemudian perlahan-lahan naik, daya dan kemudian mengurangi daya hingga akhir daya.
2. 3 Memperpanjang masa pakai wadah dan badan pemanas
Selain konsumsi daya, umur wadah dan pemanas juga secara langsung menentukan biaya grafitisasi negatif. Untuk wadah grafit dan badan pemanas grafit, sistem manajemen produksi pemuatan keluar, kontrol laju pemanasan dan pendinginan yang wajar, jalur produksi wadah otomatis, memperkuat penyegelan untuk mencegah oksidasi dan tindakan lain untuk meningkatkan waktu daur ulang wadah, secara efektif mengurangi biaya grafit tinta. Selain langkah-langkah di atas, pelat pemanas tungku grafitisasi kotak kisi juga dapat digunakan sebagai bahan pemanas anoda, elektroda, atau bahan berkarbon tetap yang telah dipanggang sebelumnya dengan resistivitas tinggi untuk menghemat biaya grafitisasi.
2.4 Pengendalian gas buang dan pemanfaatan limbah panas
Gas buang yang dihasilkan selama grafitisasi terutama berasal dari bahan mudah menguap dan produk pembakaran bahan anoda, pembakaran karbon permukaan, kebocoran udara, dan sebagainya. Pada awal permulaan tungku, sejumlah besar zat yang mudah menguap dan debu keluar, lingkungan bengkel buruk, sebagian besar perusahaan tidak memiliki tindakan perawatan yang efektif, ini adalah masalah terbesar yang mempengaruhi kesehatan dan keselamatan kerja operator dalam produksi elektroda negatif. Lebih banyak upaya harus dilakukan untuk secara komprehensif mempertimbangkan pengumpulan dan pengelolaan gas buang dan debu di bengkel, dan tindakan ventilasi yang wajar harus diambil untuk mengurangi suhu bengkel dan meningkatkan lingkungan kerja bengkel grafitisasi.
Setelah gas buang dapat dikumpulkan melalui cerobong ke dalam ruang bakar pembakaran campuran, menghilangkan sebagian besar tar dan debu pada gas buang, diharapkan suhu gas buang di ruang bakar diatas 800℃, dan limbah panas dari gas buang dapat diperoleh kembali melalui ketel uap panas limbah atau penukar panas cangkang. Teknologi insinerasi RTO yang digunakan dalam pengolahan asap aspal karbon juga dapat digunakan sebagai referensi, dan gas buang aspal dipanaskan hingga 850 ~ 900℃. Melalui pembakaran penyimpanan panas, aspal dan komponen yang mudah menguap serta hidrokarbon aromatik polisiklik lainnya dalam gas buang dioksidasi dan akhirnya terurai menjadi CO2 dan H2O, dan efisiensi pemurnian efektif dapat mencapai lebih dari 99%. Sistem ini memiliki operasi yang stabil dan tingkat operasi yang tinggi.
2. 5 Tungku grafitisasi negatif kontinu vertikal
Beberapa jenis tungku grafitisasi yang disebutkan di atas adalah struktur tungku utama produksi bahan anoda di Cina, titik umumnya adalah produksi intermiten berkala, efisiensi termal rendah, pemuatan keluar terutama bergantung pada operasi manual, tingkat otomatisasi tidak tinggi. Tungku grafitisasi negatif kontinu vertikal serupa dapat dikembangkan dengan mengacu pada model tungku kalsinasi kokas minyak bumi dan tungku poros kalsinasi bauksit. Resistansi ARC IS digunakan sebagai sumber panas suhu tinggi, material terus menerus dibuang oleh gravitasinya sendiri, dan struktur pendingin air konvensional atau pendingin gasifikasi digunakan untuk mendinginkan material bersuhu tinggi di area outlet, dan sistem pengangkutan pneumatik bubuk digunakan untuk mengeluarkan dan memberi makan material di luar tungku. Tipe FURNACE dapat mewujudkan produksi berkelanjutan, kehilangan penyimpanan panas pada badan tungku dapat diabaikan, sehingga efisiensi termal meningkat secara signifikan, keuntungan keluaran dan konsumsi energi terlihat jelas, dan pengoperasian otomatis penuh dapat terwujud sepenuhnya. Masalah utama yang harus dipecahkan adalah fluiditas bubuk, keseragaman tingkat grafitisasi, keamanan, pemantauan suhu dan pendinginan, dll. Dipercaya bahwa dengan keberhasilan pengembangan tungku untuk skala produksi industri, hal ini akan memicu revolusi dalam industri. bidang grafitisasi elektroda negatif.
3 bahasa simpul
Proses kimia grafit adalah masalah terbesar yang mengganggu produsen bahan anoda baterai lithium. Alasan mendasarnya adalah masih terdapat beberapa masalah dalam konsumsi daya, biaya, perlindungan lingkungan, tingkat otomatisasi, keselamatan dan aspek lain dari tungku grafitisasi periodik yang banyak digunakan. Tren masa depan industri ini adalah menuju pengembangan struktur tungku produksi berkelanjutan emisi yang sepenuhnya otomatis dan terorganisir, serta mendukung fasilitas proses tambahan yang matang dan andal. Pada saat itu, masalah grafitisasi yang mengganggu perusahaan akan teratasi secara signifikan, dan industri akan memasuki periode perkembangan yang stabil, sehingga mendorong pesatnya perkembangan industri baru yang berhubungan dengan energi.
Waktu posting: 19 Agustus-2022