नकारात्मक ग्राफिटायझेशन तंत्रज्ञानाची वर्तमान परिस्थिती आणि दिशा

जगभरातील नवीन ऊर्जा वाहनांच्या जलद विकासासह, लिथियम बॅटरी एनोड सामग्रीची बाजारपेठेतील मागणी लक्षणीय वाढली आहे. आकडेवारीनुसार, 2021 मध्ये, उद्योगातील शीर्ष आठ लिथियम बॅटरी एनोड एंटरप्रायझेस त्यांची उत्पादन क्षमता सुमारे एक दशलक्ष टनांपर्यंत वाढवण्याची योजना आखत आहेत. ग्रॅफिटायझेशनचा एनोड सामग्रीच्या निर्देशांकावर आणि किंमतीवर सर्वात मोठा प्रभाव पडतो. चीनमधील ग्रॅफिटायझेशन उपकरणांमध्ये अनेक प्रकार आहेत, उच्च ऊर्जा वापर, प्रचंड प्रदूषण आणि कमी प्रमाणात ऑटोमेशन, जे ग्रेफाइट एनोड सामग्रीच्या विकासास एका मर्यादेपर्यंत मर्यादित करते. एनोड सामग्रीच्या उत्पादन प्रक्रियेत तातडीने सोडवण्याची मुख्य समस्या आहे.

1. वर्तमान परिस्थिती आणि नकारात्मक ग्राफिटायझेशन भट्टीची तुलना

1.1 ऍचिसन नकारात्मक ग्राफिटायझेशन भट्टी

पारंपारिक इलेक्ट्रोड एचेसन फर्नेस ग्रॅफिटायझेशन फर्नेसवर आधारित सुधारित फर्नेस प्रकारात, मूळ भट्टी ग्रेफाइट क्रूसिबलने लोड केली जाते कारण नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीचा वाहक (क्रूसिबल कार्बनाइज्ड नकारात्मक इलेक्ट्रोड कच्च्या मालाने भरलेला असतो), भट्टीचा कोर गरम करून भरलेला असतो. प्रतिकार सामग्री, बाह्य थर इन्सुलेशन सामग्री आणि भट्टीच्या भिंतीच्या इन्सुलेशनने भरलेला आहे. विद्युतीकरणानंतर, 2800 ~ 3000℃ चे उच्च तापमान मुख्यत्वे रेझिस्टर मटेरियल गरम केल्याने निर्माण होते आणि क्रुसिबलमधील नकारात्मक सामग्री अप्रत्यक्षपणे गरम केली जाते ज्यामुळे नकारात्मक सामग्रीचे उच्च तापमान स्टोन इंकिंग प्राप्त होते.

१.२. अंतर्गत उष्णता मालिका graphitization भट्टी

फर्नेस मॉडेल हे ग्रेफाइट इलेक्ट्रोडच्या उत्पादनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सीरियल ग्राफिटायझेशन फर्नेसचा संदर्भ आहे आणि अनेक इलेक्ट्रोड क्रूसिबल (नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीसह लोड केलेले) रेखांशामध्ये मालिकेत जोडलेले आहेत. इलेक्ट्रोड क्रूसिबल हे वाहक आणि हीटिंग बॉडी दोन्ही आहे आणि विद्युत् प्रवाह उच्च तापमान निर्माण करण्यासाठी आणि अंतर्गत नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री थेट गरम करण्यासाठी इलेक्ट्रोड क्रूसिबलमधून जातो. ग्राफिटायझेशन प्रक्रियेमध्ये प्रतिरोधक सामग्री वापरली जात नाही, लोडिंग आणि बेकिंगची प्रक्रिया सुलभ करते आणि प्रतिरोधक सामग्रीचे उष्णता साठवण कमी होते, वीज वापर वाचते.

1.3 ग्रिड बॉक्स प्रकार ग्राफिटायझेशन भट्टी

अलिकडच्या वर्षांत नंबर 1 ऍप्लिकेशन वाढत आहे, मुख्य म्हणजे शिकलेली मालिका अचेसन ग्राफिटायझेशन फर्नेस आणि ग्रॅफिटायझिंग फर्नेसची एकत्रित तंत्रज्ञान वैशिष्ट्ये, एनोड प्लेट ग्रिड मटेरियल बॉक्स स्ट्रक्चरचे अनेक तुकडे वापरण्याचा फर्नेस कोर, कच्च्या मालामध्ये कॅथोडमध्ये सामग्री, द्वारे एनोड प्लेट कॉलममधील सर्व स्लॉट केलेले कनेक्शन निश्चित केले आहे, प्रत्येक कंटेनर, समान सामग्रीसह एनोड प्लेट सीलचा वापर. मटेरियल बॉक्स स्ट्रक्चरचा कॉलम आणि एनोड प्लेट एकत्रितपणे हीटिंग बॉडी बनवतात. फर्नेस हेडच्या इलेक्ट्रोडमधून फर्नेस कोरच्या हीटिंग बॉडीमध्ये वीज वाहते आणि निर्माण झालेले उच्च तापमान ग्राफिटायझेशनचा उद्देश साध्य करण्यासाठी बॉक्समधील एनोड सामग्री थेट गरम करते.

1.4 तीन ग्रॅफिटायझेशन फर्नेस प्रकारांची तुलना

अंतर्गत उष्णता मालिका ग्रॅफिटायझेशन भट्टी म्हणजे पोकळ ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड गरम करून सामग्री थेट गरम करणे. इलेक्ट्रोड क्रूसिबलद्वारे विद्युत् प्रवाहाद्वारे उत्पादित "ज्युल हीट" मुख्यतः सामग्री आणि क्रूसिबल गरम करण्यासाठी वापरली जाते. हीटिंगची गती वेगवान आहे, तापमान वितरण एकसमान आहे आणि थर्मल कार्यक्षमता प्रतिरोधक सामग्रीच्या हीटिंगसह पारंपारिक ऍचिसन भट्टीपेक्षा जास्त आहे. ग्रिड-बॉक्स ग्राफिटायझेशन फर्नेस अंतर्गत हीट सीरियल ग्राफिटायझेशन फर्नेसच्या फायद्यांवर लक्ष केंद्रित करते आणि हीटिंग बॉडी म्हणून कमी खर्चासह प्री-बेक्ड एनोड प्लेट स्वीकारते. सीरियल ग्राफिटायझेशन फर्नेसच्या तुलनेत, ग्रिड-बॉक्स ग्राफिटायझेशन भट्टीची लोडिंग क्षमता मोठी आहे आणि त्यानुसार प्रति युनिट उत्पादनाचा वीज वापर कमी केला जातो.

2. नकारात्मक ग्राफिटायझेशन फर्नेसच्या विकासाची दिशा

2. 1 परिमिती भिंतीची रचना अनुकूल करा

सध्या, अनेक ग्राफिटायझेशन भट्टीचा थर्मल इन्सुलेशन थर प्रामुख्याने कार्बन ब्लॅक आणि पेट्रोलियम कोकने भरलेला आहे. उच्च तापमान ऑक्सिडेशन बर्न उत्पादन दरम्यान पृथक् साहित्य हा भाग, प्रत्येक वेळी एक विशेष पृथक् साहित्य बदलण्याची किंवा पूरक गरज बाहेर लोड, गरीब वातावरण, उच्च श्रम तीव्रता प्रक्रिया बदलण्याची शक्यता.

विशेष उच्च शक्ती आणि उच्च तापमान सिमेंट दगडी भिंत स्टिक ॲडोब वापरणे, एकूण ताकद वाढवणे, संपूर्ण ऑपरेशन सायकलमध्ये भिंतीची विकृत रूपात स्थिरता सुनिश्चित करणे, एकाच वेळी वीट शिवण सील करणे, विटांच्या भिंतीद्वारे जास्त हवा रोखणे हे विचारात घेतले जाऊ शकते. भट्टीत क्रॅक आणि संयुक्त अंतर, इन्सुलेटिंग सामग्री आणि एनोड सामग्रीचे ऑक्सिडेशन बर्निंग नुकसान कमी करते;

दुसरे म्हणजे भट्टीच्या भिंतीबाहेर लटकलेला एकंदर बल्क मोबाइल इन्सुलेशन लेयर स्थापित करणे, जसे की उच्च-शक्तीचा फायबरबोर्ड किंवा कॅल्शियम सिलिकेट बोर्ड वापरणे, हीटिंग स्टेज प्रभावी सीलिंग आणि इन्सुलेशनची भूमिका बजावते, कोल्ड स्टेज काढणे सोयीचे असते. जलद थंड होणे; तिसरे, वेंटिलेशन चॅनेल भट्टीच्या तळाशी आणि भट्टीच्या भिंतीमध्ये सेट केले जाते. वेंटिलेशन चॅनेल उच्च-तापमानाच्या सिमेंट दगडी बांधकामाला आधार देताना आणि थंड अवस्थेत सक्तीच्या वायुवीजन कूलिंगचा विचार करून, पट्ट्याच्या मादी मुखासह प्रीफेब्रिकेटेड जाळीच्या विटांची रचना स्वीकारते.

2. 2 संख्यात्मक सिम्युलेशनद्वारे वीज पुरवठा वक्र ऑप्टिमाइझ करा

सध्या, नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्राफिटायझेशन भट्टीचा वीज पुरवठा वक्र अनुभवानुसार बनविला जातो आणि तापमान आणि भट्टीच्या स्थितीनुसार ग्राफिटायझेशन प्रक्रिया व्यक्तिचलितपणे समायोजित केली जाते आणि कोणतेही एकीकृत मानक नाही. हीटिंग वक्र ऑप्टिमाइझ करणे स्पष्टपणे वीज वापर निर्देशांक कमी करू शकते आणि भट्टीचे सुरक्षित ऑपरेशन सुनिश्चित करू शकते. सुई संरेखनाचे संख्यात्मक मॉडेल विविध सीमा परिस्थिती आणि भौतिक मापदंडांनुसार वैज्ञानिक मार्गांनी स्थापित केले जावे आणि ग्राफाइटायझेशन प्रक्रियेतील प्रवाह, व्होल्टेज, एकूण शक्ती आणि क्रॉस सेक्शनचे तापमान वितरण यांच्यातील संबंधांचे विश्लेषण केले पाहिजे, जेणेकरून योग्य हीटिंग वक्र तयार करणे आणि प्रत्यक्ष ऑपरेशनमध्ये ते सतत समायोजित करणे. जसे की पॉवर ट्रान्समिशनच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात उच्च पॉवर ट्रान्समिशनचा वापर आहे, नंतर त्वरीत शक्ती कमी करणे आणि नंतर हळूहळू वाढणे, शक्ती आणि नंतर शक्ती संपेपर्यंत कमी करणे.

2. 3 क्रूसिबल आणि हीटिंग बॉडीचे सेवा आयुष्य वाढवा

वीज वापराव्यतिरिक्त, क्रूसिबल आणि हीटरचे आयुष्य देखील नकारात्मक ग्राफिटायझेशनची किंमत थेट निर्धारित करते. ग्रेफाइट क्रूसिबल आणि ग्रेफाइट हीटिंग बॉडीसाठी, लोडिंग आउटची उत्पादन व्यवस्थापन प्रणाली, हीटिंग आणि कूलिंग रेटचे वाजवी नियंत्रण, स्वयंचलित क्रूसिबल उत्पादन लाइन, ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी सीलिंग मजबूत करणे आणि क्रूसिबल रिसायकलिंग वेळा वाढविण्यासाठी इतर उपाय, प्रभावीपणे ग्रेफाइटची किंमत कमी करणे. शाई वरील उपायांव्यतिरिक्त, ग्रिड बॉक्स ग्रॅफिटायझेशन फर्नेसची हीटिंग प्लेट प्री-बेक्ड एनोड, इलेक्ट्रोड किंवा उच्च प्रतिरोधकतेसह स्थिर कार्बनयुक्त सामग्रीचे गरम सामग्री म्हणून देखील वापरली जाऊ शकते ज्यामुळे ग्राफिटायझेशन खर्च वाचतो.

2.4 फ्लू गॅस नियंत्रण आणि कचरा उष्णता वापर

ग्रॅफिटायझेशन दरम्यान तयार होणारा फ्ल्यू गॅस मुख्यत: एनोड सामग्रीच्या अस्थिर आणि ज्वलन उत्पादनांमधून, पृष्ठभागावरील कार्बन जळणे, हवेची गळती इत्यादींमधून येतो. फर्नेस स्टार्ट-अपच्या सुरूवातीस, अस्थिर आणि धूळ मोठ्या प्रमाणात बाहेर पडतात, कार्यशाळेचे वातावरण खराब आहे, बहुतेक उपक्रमांमध्ये प्रभावी उपचार उपाय नाहीत, नकारात्मक इलेक्ट्रोड उत्पादनात ऑपरेटरच्या व्यावसायिक आरोग्यावर आणि सुरक्षिततेवर परिणाम करणारी ही सर्वात मोठी समस्या आहे. कार्यशाळेतील फ्ल्यू गॅस आणि धूळ यांचे प्रभावी संकलन आणि व्यवस्थापन यावर सर्वसमावेशकपणे विचार करण्यासाठी अधिक प्रयत्न केले पाहिजेत आणि कार्यशाळेचे तापमान कमी करण्यासाठी आणि ग्रेफिटायझेशन कार्यशाळेचे कार्य वातावरण सुधारण्यासाठी वाजवी वायुवीजन उपाय योजले पाहिजेत.

फ्ल्यू गॅस फ्ल्यूद्वारे दहन कक्ष मिश्रित ज्वलनामध्ये गोळा केल्यानंतर, फ्ल्यू गॅसमधील बहुतेक डांबर आणि धूळ काढून टाकल्यानंतर, दहन कक्षातील फ्ल्यू गॅसचे तापमान 800 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त असणे अपेक्षित आहे. फ्ल्यू गॅसची कचरा उष्णता स्टीम बॉयलर किंवा शेल हीट एक्सचेंजरद्वारे पुनर्प्राप्त केली जाऊ शकते. कार्बन ॲस्फाल्ट स्मोक ट्रीटमेंटमध्ये वापरलेले RTO इन्सिनरेशन तंत्रज्ञान देखील संदर्भासाठी वापरले जाऊ शकते आणि ॲस्फाल्ट फ्ल्यू गॅस 850 ~ 900℃ पर्यंत गरम केला जातो. उष्णता साठवण ज्वलनाद्वारे, फ्ल्यू गॅसमधील डांबर आणि अस्थिर घटक आणि इतर पॉलिसायक्लिक सुगंधी हायड्रोकार्बन्स ऑक्सिडाइझ केले जातात आणि शेवटी CO2 आणि H2O मध्ये विघटित होतात आणि प्रभावी शुद्धीकरण कार्यक्षमता 99% पेक्षा जास्त पोहोचू शकते. सिस्टममध्ये स्थिर ऑपरेशन आणि उच्च ऑपरेशन दर आहे.

2. 5 अनुलंब सतत नकारात्मक ग्राफिटायझेशन भट्टी

वर नमूद केलेल्या अनेक प्रकारच्या ग्राफिटायझेशन फर्नेस ही चीनमधील एनोड सामग्रीच्या उत्पादनाची मुख्य भट्टीची रचना आहे, सामान्य बिंदू म्हणजे नियतकालिक उत्पादन, कमी थर्मल कार्यक्षमता, लोडिंग आउट मुख्यतः मॅन्युअल ऑपरेशनवर अवलंबून असते, ऑटोमेशनची डिग्री जास्त नाही. पेट्रोलियम कोक कॅल्सीनेशन फर्नेस आणि बॉक्साईट कॅल्सीनेशन शाफ्ट फर्नेसच्या मॉडेलचा संदर्भ देऊन समान उभ्या सतत नकारात्मक ग्राफिटायझेशन भट्टी विकसित केली जाऊ शकते. प्रतिरोधक ARC उच्च तापमानाचा उष्णता स्त्रोत म्हणून वापरला जातो, सामग्री सतत त्याच्या स्वतःच्या गुरुत्वाकर्षणाद्वारे सोडली जाते आणि पारंपारिक वॉटर कूलिंग किंवा गॅसिफिकेशन कूलिंग स्ट्रक्चरचा वापर आउटलेट क्षेत्रातील उच्च तापमान सामग्री थंड करण्यासाठी केला जातो आणि पावडर वायवीय संदेशन प्रणाली. भट्टीच्या बाहेरील सामग्री सोडण्यासाठी आणि खायला घालण्यासाठी वापरली जाते. फर्नेस प्रकार सतत उत्पादन लक्षात घेऊ शकतो, फर्नेस बॉडीचे उष्णता साठवण नुकसान दुर्लक्षित केले जाऊ शकते, त्यामुळे थर्मल कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारली आहे, आउटपुट आणि ऊर्जा वापर फायदे स्पष्ट आहेत आणि पूर्ण स्वयंचलित ऑपरेशन पूर्णपणे लक्षात येऊ शकते. सोडवल्या जाणाऱ्या मुख्य समस्या म्हणजे पावडरची तरलता, ग्रॅफिटायझेशन डिग्रीची एकसमानता, सुरक्षितता, तापमान निरीक्षण आणि कूलिंग इ. असे मानले जाते की भट्टीच्या यशस्वी विकासामुळे औद्योगिक उत्पादनात मोठी क्रांती होईल. नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्राफिटायझेशनचे क्षेत्र.

3 गाठ भाषा

लिथियम बॅटरी एनोड मटेरियल उत्पादकांना ग्रॅफाइट रासायनिक प्रक्रिया ही सर्वात मोठी समस्या आहे. मूलभूत कारण म्हणजे वीज वापर, खर्च, पर्यावरण संरक्षण, ऑटोमेशन पदवी, सुरक्षितता आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जाणाऱ्या नियतकालिक ग्राफिटायझेशन फर्नेसच्या इतर बाबींमध्ये अजूनही काही समस्या आहेत. उद्योगाचा भविष्यातील कल पूर्णपणे स्वयंचलित आणि संघटित उत्सर्जन सतत उत्पादन भट्टीच्या संरचनेच्या विकासाकडे आणि परिपक्व आणि विश्वासार्ह सहाय्यक प्रक्रिया सुविधांना समर्थन देण्याकडे आहे. त्या वेळी, ग्रॅफिटायझेशन समस्या ज्या उद्योगांना त्रास देतात त्यामध्ये लक्षणीय सुधारणा होईल आणि उद्योग स्थिर विकासाच्या काळात प्रवेश करेल, नवीन ऊर्जा-संबंधित उद्योगांच्या जलद विकासाला चालना देईल.