Dünyada yeni enerji nəqliyyat vasitələrinin sürətli inkişafı ilə bazarda litium batareya anod materiallarına tələbat əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. Statistikaya görə, 2021-ci ildə sənayenin ən yaxşı səkkiz litium batareya anod müəssisəsi istehsal gücünü təxminən bir milyon tona çatdırmağı planlaşdırır. Qrafitləşmə anod materiallarının indeksinə və qiymətinə ən böyük təsir göstərir. Çində qrafitləşmə avadanlıqlarının müxtəlif növləri, yüksək enerji istehlakı, yüksək çirklənmə və aşağı avtomatlaşdırma dərəcəsi var ki, bu da qrafit anod materiallarının inkişafını müəyyən dərəcədə məhdudlaşdırır. Bu, anod materiallarının istehsal prosesində təcili olaraq həll edilməli olan əsas problemdir.
1. Mənfi qrafitləşmə sobasının mövcud vəziyyəti və müqayisəsi
1.1 Atchison mənfi qrafitləşmə sobası
Ənənəvi elektrod Aicheson sobasının qrafitləşdirmə sobasına əsaslanan modifikasiya olunmuş soba tipində, orijinal soba mənfi elektrod materialının daşıyıcısı kimi qrafit potası ilə yüklənir (pot karbonlaşdırılmış mənfi elektrod xammalı ilə yüklənir), sobanın nüvəsi istilik müqaviməti materialı ilə doldurulur, xarici təbəqə izolyasiya materialı və soba divarının izolyasiyası ilə doldurulur. Elektrikləşdirmədən sonra əsasən rezistor materialının qızdırılması ilə 2800 ~ 3000℃ yüksək temperatur yaranır və potasındakı mənfi material dolayı yolla qızdırılır ki, mənfi materialın yüksək temperaturlu daş mürəkkəbinə nail olunsun.
1.2. Daxili istilik seriyalı qrafitləşmə sobası
Soba modeli, qrafit elektrodlarının istehsalı üçün istifadə edilən seriyalı qrafitləşdirmə sobasına istinaddır və bir neçə elektrod çubuğu (mənfi elektrod materialı ilə yüklənmiş) uzununa ardıcıl olaraq birləşdirilir. Elektrod çubuğu həm daşıyıcı, həm də qızdırıcı gövdədir və cərəyan yüksək temperatur yaratmaq və daxili mənfi elektrod materialını birbaşa qızdırmaq üçün elektrod çubuğundan keçir. QRAPHİtləşdirmə prosesində müqavimət materialından istifadə edilmir, bu da yükləmə və bişirmə prosesinin sadələşdirilməsinə və müqavimət materialının istilik saxlama itkisinin azaldılmasına, enerji istehlakına qənaət edilməsinə imkan verir.
1.3 Şəbəkə qutusu tipli qrafitləşmə sobası
Son illərdə 1 nömrəli tətbiq artmaqdadır. Əsas öyrənilən seriyalı acheson qrafitləşdirmə sobası və birləşdirilmiş texnologiya qrafitləşdirmə sobasının xüsusiyyətləri, soba nüvəsinin çoxlu sayda anod lövhəsi tor materialından istifadə edilməsi, qutu quruluşu, materialın xammaldakı katoda daxil edilməsi, anod lövhəsi sütunu arasındakı bütün yarıqlı birləşmə vasitəsilə sabitlənməsi, hər bir qabın eyni materialla anod lövhəsi möhürlənməsidir. Sütun və anod lövhəsi material qutu quruluşu birlikdə istilik gövdəsini təşkil edir. Elektrik enerjisi soba başlığının elektrodundan soba nüvəsinin istilik gövdəsinə axır və yaranan yüksək temperatur qrafitləşdirmə məqsədinə çatmaq üçün qutudakı anod materialını birbaşa qızdırır.
1.4 Üç qrafitləşmə sobası növünün müqayisəsi
Daxili istilik seriyalı qrafitləşmə sobası, içi boş qrafit elektrodunu qızdırmaqla materialı birbaşa qızdırmaq üçündür. Elektrod çuxurundan keçən cərəyanın yaratdığı "Coul istiliyi" əsasən materialı və çuxuru qızdırmaq üçün istifadə olunur. Qızdırma sürəti sürətlidir, temperatur paylanması vahiddir və istilik səmərəliliyi müqavimət material qızdırması ilə ənənəvi Atchison sobasından daha yüksəkdir. Şəbəkə qutusu qrafitləşmə sobası daxili istilik seriyalı qrafitləşmə sobasının üstünlüklərindən istifadə edir və qızdırıcı gövdə kimi daha aşağı qiymətə əvvəlcədən bişmiş anod lövhəsini qəbul edir. Seriyalı qrafitləşmə sobası ilə müqayisədə şəbəkə qutusu qrafitləşmə sobasının yükləmə qabiliyyəti daha böyükdür və vahid məhsula düşən enerji istehlakı müvafiq olaraq azalır.
2. Mənfi qrafitləşmə sobasının inkişaf istiqaməti
2. 1 Perimetr divar strukturunu optimallaşdırın
Hazırda bir neçə qrafitləşmə sobasının istilik izolyasiya təbəqəsi əsasən karbon qara və neft koksu ilə doldurulur. İzolyasiya materialının bu hissəsi istehsal zamanı yüksək temperaturlu oksidləşmə ilə yanır, hər dəfə xüsusi izolyasiya materialının dəyişdirilməsi və ya əlavə edilməsi, pis ətraf mühit və yüksək əmək intensivliyi ilə əvəz edilməsi zərurəti yaranır.
Xüsusi yüksək möhkəmlikli və yüksək temperaturlu sement hörgü divar çubuqlu adobe istifadə etməyi, ümumi möhkəmliyi artırmağı, bütün əməliyyat dövründə divarın deformasiyada sabitliyini təmin etməyi, eyni zamanda kərpic tikişinin möhürlənməsini, həddindən artıq havanın qarşısını almağı düşünə bilərsiniz. Kərpic divarındakı çatlar və birləşmə boşluğu vasitəsilə sobaya daxil olmaq, izolyasiya materialının və anod materiallarının oksidləşmə yanma itkisini azaltmaq;
İkincisi, soba divarının xaricində asılmış ümumi həcmli mobil izolyasiya təbəqəsinin quraşdırılmasıdır, məsələn, yüksək möhkəmlikli lif lövhəsi və ya kalsium silikat lövhəsindən istifadə etmək, istilik mərhələsi effektiv möhürləmə və izolyasiya rolunu oynayır, soyuq mərhələni sürətli soyutma üçün çıxarmaq rahatdır; Üçüncüsü, ventilyasiya kanalı sobanın alt hissəsinə və soba divarına yerləşdirilir. Ventilyasiya kanalı, yüksək temperaturlu sement hörgüsünü dəstəkləyərkən və soyuq fazada məcburi ventilyasiya soyutmasını nəzərə alaraq, kəmərin dişi ağzı ilə prefabrik qəfəs kərpic quruluşunu qəbul edir.
2. 2 Ədədi simulyasiya ilə enerji təchizatı əyrisini optimallaşdırın
Hazırda mənfi elektrodlu qrafitləşmə sobasının enerji təchizatı əyrisi təcrübəyə uyğun olaraq hazırlanır və qrafitləşmə prosesi istənilən vaxt temperatur və sobanın vəziyyətinə uyğun olaraq əl ilə tənzimlənir və vahid standart yoxdur. Qızdırma əyrisinin optimallaşdırılması açıq şəkildə enerji istehlakı indeksini azalda və sobanın təhlükəsiz işləməsini təmin edə bilər. İynə hizalanmasının ədədi modeli müxtəlif sərhəd şərtlərinə və fiziki parametrlərə uyğun olaraq elmi vasitələrlə qurulmalıdır və qrafitləşmə prosesində cərəyan, gərginlik, ümumi güc və kəsişmənin temperatur paylanması arasındakı əlaqə təhlil edilməli, beləliklə müvafiq qızdırma əyrisi formalaşdırılmalı və faktiki əməliyyatda davamlı olaraq tənzimlənməlidir. Məsələn, enerji ötürülməsinin erkən mərhələsində yüksək güc ötürülməsi istifadə olunur, sonra gücü tez bir zamanda azaldın və sonra yavaş-yavaş artırın, güc və sonra gücün sonuna qədər azaldın.
2. 3 Çəlləyin və qızdırıcı gövdənin xidmət müddətini uzadın
Enerji istehlakına əlavə olaraq, çubuq və qızdırıcının ömrü mənfi qrafitləşmənin dəyərini də birbaşa müəyyən edir. Qrafit çubuq və qrafit qızdırıcı gövdəsi üçün yükləmənin istehsal idarəetmə sistemi, isitmə və soyutma sürətinin ağlabatan idarə olunması, avtomatik çubuq istehsal xətti, oksidləşmənin qarşısını almaq üçün möhürləməni gücləndirmək və çubuqun təkrar emal müddətini artırmaq üçün digər tədbirlər, qrafit mürəkkəbləmə xərcini effektiv şəkildə azaltmaq. Yuxarıda göstərilən tədbirlərə əlavə olaraq, şəbəkə qutusu qrafitləşmə sobasının istilik lövhəsi, qrafitləşmə xərcini qənaət etmək üçün əvvəlcədən bişmiş anod, elektrod və ya yüksək müqavimətə malik sabit karbon materialının qızdırıcı materialı kimi də istifadə edilə bilər.
2.4 Baca qazlarının idarə olunması və tullantı istiliyinin istifadəsi
Qrafitləşmə zamanı əmələ gələn baca qazı əsasən uçucu maddələrdən və anod materiallarının yanma məhsullarından, səth karbonunun yanmasından, hava sızmasından və s. əmələ gəlir. Sobanın işə salınmasının əvvəlində çoxlu sayda uçucu maddələr və toz çıxır, emalatxana mühiti zəifdir, əksər müəssisələrdə effektiv təmizləmə tədbirləri yoxdur ki, bu da mənfi elektrod istehsalında operatorların peşə sağlamlığına və təhlükəsizliyinə təsir edən ən böyük problemdir. Emalatxanada baca qazı və tozunun effektiv toplanması və idarə olunmasını hərtərəfli nəzərdən keçirmək üçün daha çox səy göstərilməli və emalatxananın temperaturunu azaltmaq və qrafitləşmə emalatxanasının iş mühitini yaxşılaşdırmaq üçün ağlabatan ventilyasiya tədbirləri görülməlidir.
Baca qazı baca vasitəsilə qarışıq yanma kamerasına toplandıqdan sonra baca qazındakı qatran və tozun çox hissəsi çıxarıldıqdan sonra yanma kamerasındakı baca qazının temperaturunun 800℃-dən yuxarı olması və baca qazının tullantı istiliyinin tullantı istilik buxar qazanı və ya qabıq istilik dəyişdiricisi vasitəsilə bərpa edilməsi gözlənilir. Karbon asfalt tüstüsünün təmizlənməsində istifadə olunan RTO yandırma texnologiyasından da istifadə etmək olar və asfalt baca qazı 850 ~ 900℃-ə qədər qızdırılır. İstilik saxlama yanması vasitəsilə baca qazındakı asfalt və uçucu komponentlər və digər polisiklik aromatik karbohidrogenlər oksidləşir və nəhayət CO2 və H2O-ya parçalanır və effektiv təmizləmə səmərəliliyi 99%-dən çoxa çata bilər. Sistem sabit işləməyə və yüksək işləmə sürətinə malikdir.
2. 5 Şaquli davamlı mənfi qrafitləşmə sobası
Yuxarıda qeyd olunan bir neçə növ qrafitləşmə sobası Çində anod materialı istehsalının əsas soba quruluşudur, ortaq nöqtə dövri fasiləli istehsal, aşağı istilik səmərəliliyi, yükləmə əsasən əl ilə işləməyə əsaslanır, avtomatlaşdırma dərəcəsi yüksək deyil. Oxşar şaquli davamlı mənfi qrafitləşmə sobası neft koksu kalsinasiya sobası və boksit kalsinasiya şaft sobası modelinə istinad etməklə inkişaf etdirilə bilər. Müqavimət ARC yüksək temperaturlu istilik mənbəyi kimi istifadə olunur, material öz cazibə qüvvəsi ilə davamlı olaraq boşaldılır və çıxış sahəsindəki yüksək temperaturlu materialı soyutmaq üçün ənənəvi su soyutma və ya qazlaşdırma soyutma quruluşu, materialı sobanın xaricinə boşaltmaq və qidalandırmaq üçün isə toz pnevmatik ötürmə sistemi istifadə olunur. FURNACE növü davamlı istehsal həyata keçirə bilər, soba gövdəsinin istilik saxlama itkisi nəzərə alınmaya bilər, beləliklə istilik səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır, çıxış və enerji istehlakı üstünlükləri göz qabağındadır və tam avtomatik işləmə tam şəkildə həyata keçirilə bilər. Həll edilməli olan əsas problemlər tozun axıcılığı, qrafitləşmə dərəcəsinin vahidliyi, təhlükəsizlik, temperaturun monitorinqi və soyutma və s.-dir. Sobanın sənaye istehsalının miqyasına doğru uğurlu inkişafı ilə mənfi elektrod qrafitləşməsi sahəsində inqilaba səbəb olacağına inanılır.
3 düyün dili
Qrafit kimyəvi prosesi litium batareya anod material istehsalçılarını narahat edən ən böyük problemdir. Əsas səbəb, geniş istifadə olunan dövri qrafitləşmə sobasının enerji istehlakı, dəyəri, ətraf mühitin qorunması, avtomatlaşdırma dərəcəsi, təhlükəsizlik və digər aspektlərində hələ də bəzi problemlərin olmasıdır. Sənayenin gələcək tendensiyası tam avtomatlaşdırılmış və mütəşəkkil emissiya davamlı istehsal sobası strukturunun inkişafına və yetkin və etibarlı köməkçi proses qurğularının dəstəklənməsinə yönəlmişdir. O zaman müəssisələri narahat edən qrafitləşmə problemləri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşacaq və sənaye sabit inkişaf dövrünə qədəm qoyacaq və yeni enerji ilə əlaqəli sənaye sahələrinin sürətli inkişafına təkan verəcəkdir.
Yayımlanma vaxtı: 19 Avqust 2022