ნეგატიური გრაფიტიზაციის ტექნოლოგიის დღევანდელი მდგომარეობა და მიმართულება

მსოფლიოში ახალი ენერგეტიკული მანქანების სწრაფი განვითარებით, ბაზარზე მოთხოვნა ლითიუმის ბატარეის ანოდის მასალებზე მნიშვნელოვნად გაიზარდა. სტატისტიკის თანახმად, 2021 წელს, ინდუსტრიის რვა საუკეთესო ლითიუმის ბატარეის ანოდური საწარმო გეგმავს გააფართოვოს თავისი წარმოების მოცულობა თითქმის მილიონ ტონამდე. გრაფიტიზაციას უდიდესი გავლენა აქვს ანოდური მასალების ინდექსსა და ღირებულებაზე. ჩინეთში გრაფიტიზაციის მოწყობილობას აქვს მრავალი სახის, ენერგიის მაღალი მოხმარება, მძიმე დაბინძურება და ავტომატიზაციის დაბალი ხარისხი, რაც გარკვეულწილად ზღუდავს გრაფიტის ანოდის მასალების განვითარებას. ეს არის მთავარი პრობლემა, რომელიც სასწრაფოდ გადაიჭრება ანოდური მასალების წარმოების პროცესში.

1. ნეგატიური გრაფიტიზაციის ღუმელის დღევანდელი მდგომარეობა და შედარება

1.1 აჩისონის უარყოფითი გრაფიტიზაციის ღუმელი

შეცვლილი ღუმელის ტიპში, რომელიც დაფუძნებულია ტრადიციულ ელექტროდზე Aitcheson ღუმელის გრაფიტიზაციის ღუმელზე, თავდაპირველი ღუმელი დატვირთულია გრაფიტის ჭურჭლით, როგორც უარყოფითი ელექტროდის მასალის გადამზიდავი (ჭურჭელი დატვირთულია კარბონირებული უარყოფითი ელექტროდის ნედლეულით), ღუმელის ბირთვი ივსება გათბობით. წინააღმდეგობის მასალა, გარე ფენა ივსება საიზოლაციო მასალით და ღუმელის კედლის იზოლაციით. ელექტრიფიკაციის შემდეგ, მაღალი ტემპერატურა 2800 ~ 3000℃ წარმოიქმნება ძირითადად რეზისტორული მასალის გაცხელებით, ხოლო ნეგატიური მასალა ჭურჭელში თბება არაპირდაპირ, რათა მიაღწიოს უარყოფითი მასალის მაღალი ტემპერატურის ქვის შეღებვას.

1.2. შიდა სითბოს სერიის გრაფიტიზაციის ღუმელი

ღუმელის მოდელი არის მინიშნება სერიული გრაფიტიზაციის ღუმელზე, რომელიც გამოიყენება გრაფიტის ელექტროდების წარმოებისთვის, და რამდენიმე ელექტროდის ჭურჭელი (დატვირთული უარყოფითი ელექტროდის მასალით) სერიით არის დაკავშირებული გრძივად. ელექტროდის ჭურჭელი არის როგორც გადამზიდავი, ასევე გამაცხელებელი სხეული და დენი გადის ელექტროდის ჭურჭელში მაღალი ტემპერატურის წარმოქმნის და უშუალოდ შიდა უარყოფითი ელექტროდის მასალის გასათბობად. GRAPHItization პროცესი არ იყენებს წინააღმდეგობის მასალას, რაც ამარტივებს დატვირთვისა და გამოცხობის პროცესის მუშაობას და ამცირებს წინააღმდეგობის მასალის სითბოს შენახვის დანაკარგს, დაზოგავს ენერგიის მოხმარებას.

1.3 ბადის ყუთის ტიპის გრაფიტიზაციის ღუმელი

№1 განაცხადი იზრდება ბოლო წლებში, ძირითადი შესწავლილია აჩესონის გრაფიტიზაციის ღუმელის სერიის და გრაფიტიზებული ღუმელის შერწყმული ტექნოლოგიური მახასიათებლები, ღუმელის ბირთვი ანოდური ფირფიტის ბადის მასალის სტრუქტურის მრავალი ნაწილის გამოყენებით, მასალა კათოდში ნედლეულში. ყველა ჭრილი კავშირი ანოდის ფირფიტის სვეტს შორის ფიქსირდება, თითოეული კონტეინერი, ანოდური ფირფიტის ბეჭდის გამოყენება იგივე მასალით. მატერიალური ყუთის სტრუქტურის სვეტი და ანოდური ფირფიტა ერთად ქმნიან გათბობის სხეულს. ელექტროენერგია მიედინება ღუმელის თავის ელექტროდის მეშვეობით ღუმელის ბირთვის გამათბობელ სხეულში და წარმოქმნილი მაღალი ტემპერატურა პირდაპირ ათბობს ყუთში არსებულ ანოდურ მასალას გრაფიტიზაციის მიზნის მისაღწევად.

1.4 გრაფიტიზაციის სამი ტიპის ღუმელის შედარება

შიდა სითბოს სერიის გრაფიტიზაციის ღუმელი არის მასალის პირდაპირ გაცხელება ღრუ გრაფიტის ელექტროდის გაცხელებით. ელექტროდის ჭურჭლის დენით წარმოქმნილი „ჯოულის სითბო“ ძირითადად გამოიყენება მასალისა და ჭურჭლის გასათბობად. გათბობის სიჩქარე სწრაფია, ტემპერატურის განაწილება ერთგვაროვანია და თერმული ეფექტურობა უფრო მაღალია, ვიდრე ტრადიციული Atchison ღუმელი წინააღმდეგობის მასალის გათბობით. ბადე-ყუთის გრაფიტიზაციის ღუმელი ეყრდნობა შიდა სითბოს სერიული გრაფიტიზაციის ღუმელის უპირატესობებს და იღებს წინასწარ გამომცხვარ ანოდურ ფირფიტას დაბალი ღირებულებით, როგორც გამათბობელი სხეული. სერიულ გრაფიტიზაციის ღუმელთან შედარებით, ქსელის გრაფიტიზაციის ღუმელის დატვირთვის სიმძლავრე უფრო დიდია და შესაბამისად მცირდება ენერგიის მოხმარება ერთეულ პროდუქტზე.

2. უარყოფითი გრაფიტიზაციის ღუმელის განვითარების მიმართულება

2. 1 პერიმეტრის კედლის სტრუქტურის ოპტიმიზაცია

დღეისათვის რამდენიმე გრაფიტიზაციის ღუმელის თბოიზოლაციის ფენა ძირითადად ივსება ნახშირბადის შავით და ნავთობის კოქსით. საიზოლაციო მასალის ეს ნაწილი მაღალი ტემპერატურის დაჟანგვის წარმოებისას იწვის, ყოველ ჯერზე დატვირთვისას საჭიროა სპეციალური საიზოლაციო მასალის შეცვლა ან დამატება, ცუდი გარემოს პროცესის ჩანაცვლება, მაღალი შრომის ინტენსივობა.

შეიძლება განიხილოს სპეციალური მაღალი სიმტკიცის და მაღალი ტემპერატურის ცემენტის ქვისა კედლის ჯოხის გამოყენება, მთლიანი სიმტკიცის გაძლიერება, კედლის სტაბილურობის უზრუნველყოფა დეფორმაციის დროს, აგურის ნაკერების დალუქვა ამავე დროს, თავიდან აიცილოს ზედმეტი ჰაერი აგურის კედელში. ბზარები და სახსრების უფსკრული ღუმელში, ამცირებს საიზოლაციო მასალისა და ანოდის მასალების დაჟანგვის წვის დანაკარგს;

მეორე არის ღუმელის კედლის გარეთ ჩამოკიდებული მთლიანი მოძრავი საიზოლაციო ფენის დაყენება, როგორიცაა მაღალი სიმტკიცის ბოჭკოვანი დაფის ან კალციუმის სილიკატური დაფის გამოყენება, გათბობის ეტაპი ასრულებს ეფექტურ დალუქვას და საიზოლაციო როლს, ცივი ეტაპი მოსახერხებელია მოსაშორებლად. სწრაფი გაგრილება; მესამე, სავენტილაციო არხი დამონტაჟებულია ღუმელის ქვედა ნაწილში და ღუმელის კედელში. სავენტილაციო არხი იღებს ასაწყობი გისოსების აგურის სტრუქტურას ქამრის მდედრობითი პირით, ხოლო მხარს უჭერს მაღალი ტემპერატურის ცემენტის ქვისა და ითვალისწინებს იძულებითი ვენტილაციის გაგრილებას ცივ ფაზაში.

2. 2 ელექტრომომარაგების მრუდის ოპტიმიზაცია რიცხვითი სიმულაციით

ამჟამად უარყოფითი ელექტროდის გრაფიტიზაციის ღუმელის ელექტრომომარაგების მრუდი მზადდება გამოცდილების მიხედვით და გრაფიტიზაციის პროცესი რეგულირდება ხელით ნებისმიერ დროს ტემპერატურისა და ღუმელის მდგომარეობის მიხედვით და არ არსებობს ერთიანი სტანდარტი. გათბობის მრუდის ოპტიმიზაციამ აშკარად შეიძლება შეამციროს ენერგიის მოხმარების ინდექსი და უზრუნველყოს ღუმელის უსაფრთხო მუშაობა. ნემსის გასწორების რიცხვითი მოდელი უნდა დადგინდეს მეცნიერული საშუალებებით სხვადასხვა სასაზღვრო პირობებისა და ფიზიკური პარამეტრების მიხედვით და გაანალიზებული უნდა იყოს კავშირი დენის, ძაბვის, საერთო სიმძლავრისა და ჯვრის მონაკვეთის ტემპერატურის განაწილებას შორის გრაფიტიზაციის პროცესში. შესაბამისი გათბობის მრუდის ჩამოყალიბება და მისი უწყვეტი რეგულირება რეალურ მუშაობაში. როგორც ელექტროენერგიის გადაცემის ადრეულ ეტაპზე არის მაღალი სიმძლავრის გადაცემის გამოყენება, შემდეგ სწრაფად შეამცირეთ სიმძლავრე და შემდეგ ნელა ამაღლება, სიმძლავრე და შემდეგ შეამცირეთ სიმძლავრე დენის დასრულებამდე.

2. 3 გაახანგრძლივეთ ჭურჭლისა და გამაცხელებელი კორპუსის მომსახურების ვადა

ენერგიის მოხმარების გარდა, ჭურჭლისა და გამათბობლის სიცოცხლე ასევე პირდაპირ განსაზღვრავს უარყოფითი გრაფიტიზაციის ღირებულებას. გრაფიტის ჭურჭლისა და გრაფიტის გამაცხელებელი კორპუსისთვის, ჩატვირთვის წარმოების მართვის სისტემა, გათბობისა და გაგრილების სიჩქარის გონივრული კონტროლი, ჭურჭლის წარმოების ავტომატური ხაზი, დალუქვის გაძლიერება დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად და სხვა ღონისძიებები ჭურჭლის გადამუშავების დროის გაზრდის მიზნით, ეფექტურად ამცირებს გრაფიტის ღირებულებას. მარკირება. ზემოაღნიშნული ზომების გარდა, ქსელის გრაფიტიზაციის ღუმელის გამაცხელებელი ფირფიტა ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც წინასწარ გამომცხვარი ანოდის, ელექტროდის ან ფიქსირებული ნახშირბადის მასალის გამაცხელებელი მასალა მაღალი წინააღმდეგობით, გრაფიტიზაციის ღირებულების დაზოგვის მიზნით.

2.4 გამონაბოლქვი აირების კონტროლი და ნარჩენი სითბოს გამოყენება

გრაფიტიზაციის დროს წარმოქმნილი გრიპის გაზი ძირითადად მოდის აქროლადი და ანოდური მასალების წვის პროდუქტებიდან, ზედაპირული ნახშირბადის წვისგან, ჰაერის გაჟონვისგან და ა.შ. ღუმელის ამუშავების დასაწყისში, აქროლადი და მტვერი გამოდის დიდი რაოდენობით, საამქროს გარემო ცუდია, საწარმოების უმეტესობას არ აქვს ეფექტური სამკურნალო ზომები, ეს არის ყველაზე დიდი პრობლემა, რომელიც გავლენას ახდენს ოპერატორების ჯანმრთელობასა და უსაფრთხოებაზე უარყოფითი ელექტროდების წარმოებაში. მეტი ძალისხმევა უნდა განხორციელდეს საამქროში გამონაბოლქვი აირებისა და მტვრის ეფექტური შეგროვებისა და მართვის სრულყოფილად განხილვისთვის და უნდა იქნას მიღებული გონივრული ვენტილაციის ზომები საამქროს ტემპერატურის შესამცირებლად და გრაფიტიზაციის სახელოსნოს სამუშაო გარემოს გასაუმჯობესებლად.

მას შემდეგ, რაც გრიპის გაზი შეიძლება შეგროვდეს წვის პალატაში შერეული წვის შედეგად, ამოიღოთ ტარისა და მტვრის უმეტესი ნაწილი გრიპის აირში, მოსალოდნელია, რომ წვის პალატაში გრიპის გაზის ტემპერატურა 800℃-ზე მეტი იყოს, და გამონაბოლქვი აირის ნარჩენი სითბოს აღდგენა შესაძლებელია ნარჩენი სითბოს ორთქლის ქვაბის ან ჭურვის სითბოს გადამცვლელის მეშვეობით. ნახშირბადის ასფალტის კვამლის დამუშავებაში გამოყენებული RTO დაწვის ტექნოლოგია ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მითითებისთვის, ხოლო ასფალტის გრიპის გაზი თბება 850 ~ 900 ℃-მდე. სითბოს შესანახი წვის საშუალებით, ასფალტის და აქროლადი კომპონენტები და სხვა პოლიციკლური არომატული ნახშირწყალბადები გრიპის აირში იჟანგება და საბოლოოდ იშლება CO2-ად და H2O-ად, ხოლო ეფექტური გაწმენდის ეფექტურობამ შეიძლება მიაღწიოს 99%-ს. სისტემას აქვს სტაბილური მუშაობა და მუშაობის მაღალი მაჩვენებელი.

2. 5 ვერტიკალური უწყვეტი უარყოფითი გრაფიტიზაციის ღუმელი

ზემოაღნიშნული რამდენიმე სახის გრაფიტიზაციის ღუმელი არის ჩინეთში ანოდური მასალის წარმოების მთავარი ღუმელის სტრუქტურა, საერთო წერტილი არის პერიოდული წყვეტილი წარმოება, დაბალი თერმული ეფექტურობა, დატვირთვა ძირითადად ეყრდნობა ხელით მუშაობას, ავტომატიზაციის ხარისხი არ არის მაღალი. მსგავსი ვერტიკალური უწყვეტი ნეგატიური გრაფიტიზაციის ღუმელის შემუშავება შესაძლებელია ნავთობის კოქსის კალცინაციის ღუმელის და ბოქსიტის კალცინაციის ლილვის ღუმელის მოდელის გამოყენებით. წინააღმდეგობის ARC გამოიყენება როგორც მაღალი ტემპერატურის სითბოს წყარო, მასალა განუწყვეტლივ იხსნება საკუთარი გრავიტაციით, და ჩვეულებრივი წყლის გაგრილების ან გაზიფიკაციის გაგრილების სტრუქტურა გამოიყენება მაღალი ტემპერატურის მასალის გასაგრილებლად გამოსასვლელ ზონაში და ფხვნილის პნევმატური გადამყვანი სისტემის გასაგრილებლად. გამოიყენება ღუმელის გარეთ მასალის დასაშვებად და შესანახად. FURNACE ტიპს შეუძლია განახორციელოს უწყვეტი წარმოება, ღუმელის სხეულის სითბოს შენახვის დანაკარგი შეიძლება იგნორირებული იყოს, ამიტომ თერმული ეფექტურობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია, გამომავალი და ენერგიის მოხმარების უპირატესობები აშკარაა და სრული ავტომატური მუშაობა შეიძლება სრულად განხორციელდეს. გადასაჭრელი ძირითადი პრობლემებია ფხვნილის სითხე, გრაფიტიზაციის ხარისხის ერთგვაროვნება, უსაფრთხოება, ტემპერატურის მონიტორინგი და გაგრილება და ა.შ. მიჩნეულია, რომ ღუმელის წარმატებული განვითარებით სამრეწველო წარმოებამდე, ის გამოიწვევს რევოლუციას უარყოფითი ელექტროდის გრაფიტიზაციის ველი.

3 კვანძის ენა

გრაფიტის ქიმიური პროცესი არის ყველაზე დიდი პრობლემა, რომელიც აწუხებს ლითიუმის ბატარეის ანოდის მასალების მწარმოებლებს. ფუნდამენტური მიზეზი ის არის, რომ ჯერ კიდევ არსებობს გარკვეული პრობლემები ელექტროენერგიის მოხმარებაში, ღირებულებაში, გარემოს დაცვაში, ავტომატიზაციის ხარისხში, უსაფრთხოებაში და ფართოდ გამოყენებული პერიოდული გრაფიტიზაციის ღუმელის სხვა ასპექტებში. ინდუსტრიის სამომავლო ტენდენციაა სრულად ავტომატიზირებული და ორგანიზებული ემისიის უწყვეტი წარმოების ღუმელის სტრუქტურის განვითარება და სექსუალურ და საიმედო დამხმარე პროცესის ობიექტების მხარდაჭერა. ამ დროს, მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდება გრაფიტიზაციის პრობლემები, რომლებიც აწუხებს საწარმოებს და ინდუსტრია შევა სტაბილური განვითარების პერიოდში, რაც ხელს შეუწყობს ახალი ენერგეტიკული ინდუსტრიების სწრაფ განვითარებას.