Дүйнө жүзү боюнча жаңы энергиялык унаалардын тез өнүгүшү менен литий батареясынын аноддук материалдарына болгон рыноктук суроо-талап бир топ жогорулады. Статистикага ылайык, 2021-жылы тармактын алдыңкы сегиз литий батареясынын аноддук ишканасы өндүрүш кубаттуулугун дээрлик бир миллион тоннага чейин кеңейтүүнү пландаштырууда. Графиттештирүү аноддук материалдардын индексине жана баасына эң чоң таасирин тийгизет. Кытайдагы графиттештирүү жабдууларынын түрлөрү көп, энергияны көп сарптайт, булгануу көп жана автоматташтыруу деңгээли төмөн, бул графит аноддук материалдарды иштеп чыгууну белгилүү бир деңгээлде чектейт. Бул аноддук материалдарды өндүрүү процессинде шашылыш түрдө чечилиши керек болгон негизги көйгөй.
1. Терс графиттештирүү мешинин учурдагы абалы жана салыштыруусу
1.1 Атчисон терс графиттештирүү меши
Салттуу электроддун негизиндеги модификацияланган меш түрүндө, Эйчесон мешинин графиттештирүү мешинде, баштапкы меш терс электрод материалын алып жүрүүчү катары графит тигели менен жүктөлөт (тигель көмүртектелген терс электрод чийки заты менен жүктөлөт), мештин өзөгү ысытууга туруктуу материал менен толтурулат, сырткы катмары изоляция материалы жана мештин дубалынын изоляциясы менен толтурулат. Электрлештирүүдөн кийин, негизинен резистордук материалды ысытуу менен 2800 ~ 3000℃ жогорку температура пайда болот, ал эми тигельдеги терс материал кыйыр түрдө ысытылып, терс материалдын жогорку температурадагы таш сыясына жетишилет.
1.2. Ички жылуулук сериялуу графиттештирүү меши
Мештин модели графит электроддорун өндүрүү үчүн колдонулган сериялык графиттештирүү мешине шилтеме болуп саналат жана бир нече электрод тигели (терс электрод материалы менен жүктөлгөн) узунунан удаалаш туташтырылган. Электрод тигели ташуучу да, жылытуучу да болуп саналат жана ток электрод тигели аркылуу өтүп, жогорку температураны пайда кылат жана ички терс электрод материалын түздөн-түз ысытат. ГРАФИТтештирүү процессинде каршылык материалы колдонулбайт, бул жүктөө жана бышыруу процессин жөнөкөйлөтөт жана каршылык материалынын жылуулук сактоо жоготууларын азайтат, энергияны үнөмдөйт.
1.3 Торчо кутуча түрүндөгү графиттештирүү меши
Акыркы жылдары №1 колдонуу көбөйүп жатат, негизгиси сериялык ачесон графиттештирүү мешинин мүнөздөмөлөрү жана бириктирилген технологияны үйрөнүү, мештин өзөгү аноддук пластинанын бир нече бөлүктөрү тор материалын колдонуу менен кутуча түзүлүшүн түзөт, материал чийки зат катары катодго киргизилет, аноддук пластина мамычаларынын ортосундагы бардык тешикчелер аркылуу бекитилет, ар бир контейнерде аноддук пластина бирдей материал менен мөөр басылат. Мамыча жана аноддук пластина кутуча түзүлүшүнүн материалы катары жылытуучу корпусту түзөт. Электр энергиясы мештин башынын электроду аркылуу мештин өзөгүнүн жылытуучу корпусуна агат, ал эми пайда болгон жогорку температура графиттештирүү максатына жетүү үчүн кутучадагы аноддук материалды түздөн-түз ысытат.
1.4 Графиттештирүүчү мештин үч түрүн салыштыруу
Ички жылуулук сериялуу графиттештирүү меши көңдөй графит электродун ысытуу менен материалды түздөн-түз ысытуу үчүн арналган. Электроддун тигели аркылуу ток чыгарган "Джоуль ысытуусу" көбүнчө материалды жана тигельди ысытуу үчүн колдонулат. Ысытуу ылдамдыгы тез, температуранын бөлүштүрүлүшү бирдей жана жылуулук эффективдүүлүгү каршылык көрсөтүүчү материалды ысытуу менен салттуу Атчисон мешине караганда жогору. Торчо-кутучалуу графиттештирүү меши ички жылуулук сериялуу графиттештирүү мешинин артыкчылыктарын колдонот жана жылытуучу корпус катары арзаныраак алдын ала бышырылган аноддук пластинаны колдонот. Сериялык графиттештирүү мешине салыштырмалуу, торчо-кутучалуу графиттештирүү мешинин жүктөө кубаттуулугу чоңураак жана бирдик продуктуга кеткен энергия сарптоо ошого жараша азаят.
2. Терс графиттештирүү мешинин өнүгүү багыты
2. 1 Периметрдик дубалдын түзүлүшүн оптималдаштыруу
Азыркы учурда, бир нече графиттештирүү мештеринин жылуулук изоляциялоочу катмары негизинен көмүртек кара жана мунай коксу менен толтурулган. Жылуулоочу материалдын бул бөлүгү өндүрүш учурунда жогорку температурадагы кычкылдануу менен күйөт, ар бир жүктөөдө атайын жылуулоочу материалды алмаштыруу же толуктоо зарылдыгы келип чыгат, алмаштыруу процесси начар экологиялык шарттарды жана эмгекти көп талап кылат.
Атайын жогорку бекемдиктеги жана жогорку температурадагы цемент дубал шыбактарын колдонууну карап көрсөк болот, жалпы бекемдикти жогорулатат, бүтүндөй иштөө циклинде дубалдын деформацияга туруктуулугун камсыз кылат, ошол эле учурда кирпичтин тигишин бекитет, кирпич дубалдагы жаракалардын жана мештеги муундардын ашыкча абанын пайда болушуна жол бербейт, изоляциялык материалдын жана аноддук материалдардын кычкылдануу жана күйүү жоготууларын азайтат;
Экинчиси, мештин дубалынын сыртына илинип турган жалпы көлөмдүү мобилдик изоляция катмарын орнотуу, мисалы, жогорку бекемдиктеги булалуу такта же кальций силикат тактасын колдонуу, жылытуу баскычы натыйжалуу пломбалоо жана изоляциялоочу ролду ойнойт, муздак баскычты тез муздатуу үчүн алып салуу ыңгайлуу; Үчүнчүдөн, желдетүү каналы мештин түбүнө жана мештин дубалына орнотулган. Вентиляция каналы курдун ургаачы оозу менен алдын ала жасалган торчолуу кирпич түзүлүшүн кабыл алат, ошол эле учурда жогорку температурадагы цемент дубалын колдойт жана муздак фазада мажбурлап желдетүүнү муздатууну эске алат.
2. 2 Сандык симуляция аркылуу электр менен камсыздоо ийри сызыгын оптималдаштыруу
Учурда терс электроддуу графиттештирүү мешинин кубаттуулук менен камсыздоо ийри сызыгы тажрыйбага ылайык түзүлөт жана графиттештирүү процесси температурага жана мештин абалына жараша каалаган убакта кол менен жөнгө салынат жана бирдиктүү стандарт жок. Жылытуу ийри сызыгын оптималдаштыруу, албетте, кубаттуулукту керектөө индексин азайтып, мештин коопсуз иштешин камсыздай алат. Ийнелерди тегиздөөнүн сандык модели ар кандай чек ара шарттарына жана физикалык параметрлерге ылайык илимий каражаттар менен түзүлүшү керек, ал эми графиттештирүү процессинде токтун, чыңалуунун, жалпы кубаттуулуктун жана кесилиштин температуралык бөлүштүрүлүшүнүн ортосундагы байланыш талданып, тиешелүү жылытуу ийри сызыгын түзүп, аны иш жүзүндөгү иштөөдө тынымсыз тууралоо керек. Мисалы, кубаттуулукту берүүнүн алгачкы этабында жогорку кубаттуулукту берүү колдонулат, андан кийин кубаттуулукту тез азайтып, андан кийин акырындык менен жогорулатат, кубаттуулукту азайтып, андан кийин кубаттуулукту акырына чейин азайтат.
2. 3 Тигельдин жана жылытуучу корпустун кызмат мөөнөтүн узартыңыз
Энергияны керектөөдөн тышкары, тигель менен жылыткычтын иштөө мөөнөтү терс графиттештирүүнүн баасын түздөн-түз аныктайт. Графит тигель жана графит жылытуучу корпус үчүн жүктөө өндүрүшүн башкаруу системасы, ысытуу жана муздатуу ылдамдыгын акылга сыярлык көзөмөлдөө, тигельди автоматтык түрдө өндүрүү линиясы, кычкылдануунун алдын алуу үчүн пломбалоону күчөтүү жана тигельди кайра иштетүү убактысын көбөйтүү боюнча башка чаралар, графит сыясынын баасын натыйжалуу төмөндөтүү. Жогорудагы чаралардан тышкары, тор кутучасындагы графиттештирүү мешинин жылытуу пластинасын графиттештирүү баасын үнөмдөө үчүн алдын ала бышырылган анод, электрод же жогорку каршылыгы бар бекитилген көмүртектүү материалды жылытуу материалы катары да колдонсо болот.
2.4 Түтүн газын башкаруу жана калдык жылуулукту пайдалануу
Графиттештирүү учурунда пайда болгон түтүн газы негизинен учуучу заттардан жана анод материалдарынын күйүү продуктуларынан, жер үстүндөгү көмүртектин күйүшүнөн, абанын агып чыгышынан жана башкалардан келип чыгат. Мешти ишке киргизүүнүн башында учуучу заттар жана чаң көп санда чыгат, цехтин чөйрөсү начар, көпчүлүк ишканаларда натыйжалуу тазалоо чаралары жок, бул терс электрод өндүрүшүндөгү операторлордун эмгек ден соолугуна жана коопсуздугуна таасир этүүчү эң чоң көйгөй. Цехте түтүн газын жана чаңды натыйжалуу чогултууну жана башкарууну комплекстүү карап чыгуу үчүн көбүрөөк күч-аракет жумшоо керек, ошондой эле цехтин температурасын төмөндөтүү жана графиттештирүү цехинин жумушчу чөйрөсүн жакшыртуу үчүн желдетүүнүн акылга сыярлык чараларын көрүү керек.
Түтүн газы түтүн аркылуу аралаш күйүү камерасына чогултулгандан кийин, түтүн газындагы чайырдын жана чаңдын көпчүлүгү алынып салынгандан кийин, күйүү камерасындагы түтүн газынын температурасы 800℃ жогору болушу күтүлөт жана түтүн газынын калдык жылуулугу калдык жылуулук буу казаны же кабык жылуулук алмаштыргыч аркылуу калыбына келтирилиши мүмкүн. Көмүртек асфальт түтүнүн тазалоодо колдонулган RTO өрттөө технологиясын да колдонсо болот, ал эми асфальт түтүн газы 850 ~ 900℃ чейин ысытылат. Жылуулук сактоочу күйүү аркылуу түтүн газындагы асфальт жана учуучу компоненттер жана башка полициклдик ароматтык углеводороддор кычкылданып, акырында CO2 жана H2Oго ажырайт жана натыйжалуу тазалоонун натыйжалуулугу 99% дан ашат. Система туруктуу иштейт жана жогорку иштөө ылдамдыгына ээ.
2. 5 Тик үзгүлтүксүз терс графиттештирүү меши
Жогоруда айтылган графиттештирүү мештеринин бир нече түрлөрү Кытайдагы аноддук материалдарды өндүрүүнүн негизги меш түзүлүшү болуп саналат, жалпы мааниси - мезгил-мезгили менен үзгүлтүктүү өндүрүш, жылуулук эффективдүүлүгү төмөн, жүктөө негизинен кол менен иштетүүгө көз каранды, автоматташтыруу даражасы жогору эмес. Ушул сыяктуу тик үзгүлтүксүз терс графиттештирүү мешин мунай коксун кальцинациялоо мешинин жана боксит кальцинациялоо шахтасынын мешинин моделине шилтеме жасоо менен иштеп чыгууга болот. Каршылык ARC жогорку температурадагы жылуулук булагы катары колдонулат, материал өзүнүн тартылуу күчү менен үзгүлтүксүз чыгарылат, ал эми кадимки суу менен муздатуу же газификациялоо муздатуу түзүлүшү чыгуучу аймактагы жогорку температурадагы материалды муздатуу үчүн колдонулат, ал эми порошок пневматикалык ташуу системасы материалды мештин сыртына чыгаруу жана берүү үчүн колдонулат. FURNACE түрү үзгүлтүксүз өндүрүштү ишке ашыра алат, мештин корпусунун жылуулукту сактоо жоготуусун этибарга албай коюуга болот, ошондуктан жылуулук эффективдүүлүгү бир топ жакшырат, чыгаруу жана энергияны керектөө артыкчылыктары айдан ачык жана толук автоматтык иштөөнү толугу менен ишке ашырууга болот. Чечиле турган негизги көйгөйлөр - порошоктун суюктугу, графиттештирүү даражасынын бирдейлиги, коопсуздук, температураны көзөмөлдөө жана муздатуу ж.б. Мештин өнөр жай өндүрүшүн масштабдоо боюнча ийгиликтүү өнүгүшү менен терс электроддорду графиттештирүү жаатында революция башталат деп эсептелет.
3 түйүн тили
Графит химиялык процесси литий батареясынын аноддук материалдарын өндүрүүчүлөрдү кыйнаган эң чоң көйгөй болуп саналат. Негизги себеби, кеңири колдонулган мезгилдүү графиттештирүү мешинин энергияны керектөө, баасы, айлана-чөйрөнү коргоо, автоматташтыруу даражасы, коопсуздук жана башка аспектилеринде дагы эле кээ бир көйгөйлөр бар. Тармактын келечектеги багыты толугу менен автоматташтырылган жана уюшкан эмиссиялык үзгүлтүксүз өндүрүш мешинин түзүмүн өнүктүрүү жана жетилген жана ишенимдүү көмөкчү процесстик жабдууларды колдоо болуп саналат. Ошол учурда ишканаларды кыйнаган графиттештирүү көйгөйлөрү бир топ жакшырып, тармак туруктуу өнүгүү мезгилине кирип, энергетикага байланыштуу жаңы тармактардын тез өнүгүшүнө түрткү берет.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 19-августу