Бо рушди босуръати мошинҳои нави энергетикӣ дар саросари ҷаҳон, талаботи бозор ба маводҳои анодии батареяҳои литий ба таври назаррас афзоиш ёфтааст. Тибқи омор, дар соли 2021, ҳашт корхонаи беҳтарини анодии батареяҳои литий дар соҳа нақша доранд, ки иқтидори истеҳсолии худро то қариб як миллион тонна афзоиш диҳанд. Графитизатсия ба нишондиҳанда ва арзиши маводҳои анод таъсири бештар мерасонад. Таҷҳизоти графитизатсия дар Чин навъҳои гуногун, истеъмоли баланди энергия, ифлосшавии шадид ва сатҳи пасти автоматизатсия дорад, ки рушди маводҳои анодии графитиро то андозае маҳдуд мекунад. Ин мушкили асосиест, ки бояд дар раванди истеҳсоли маводҳои анод фавран ҳал карда шавад.
1. Вазъияти кунунӣ ва муқоисаи кӯраи графитизатсияи манфӣ
1.1 Кӯраи графитизатсияи манфии Атчисон
Дар навъи кӯраи тағйирёфта, ки бар асоси электроди анъанавии кӯраи графитизатсияи Айчесон сохта шудааст, кӯраи аслӣ бо графити тигели ҳамчун интиқолдиҳандаи маводи электроди манфӣ пур карда мешавад (тигели тигели бо ашёи хоми электроди манфии карбоншуда пур карда мешавад), ядрои кӯра бо маводи муқовимати гармидиҳӣ пур карда мешавад, қабати берунӣ бо маводи изолятсия ва изолятсияи девори кӯра пур карда мешавад. Пас аз электрификатсия, ҳарорати баланди 2800 ~ 3000℃ асосан бо гарм кардани маводи резистор ба вуҷуд меояд ва маводи манфӣ дар тигели тигели ғайримустақим барои ноил шудан ба рангкунии санги ҳарорати баланд гарм карда мешавад.
1.2. Кӯраи графитизатсияи силсилавии гармии дохилӣ
Модели кӯра ба кӯраи графитизатсияи силсилавӣ, ки барои истеҳсоли электродҳои графитӣ истифода мешавад, ишора мекунад ва якчанд таги электрод (ки бо маводи электроди манфӣ пур карда шудаанд) ба таври пайдарпай ба таври тӯлонӣ пайваст карда шудаанд. Таги электрод ҳам интиқолдиҳанда ва ҳам ҷисми гармкунанда аст ва ҷараён аз таги электрод мегузарад, то ҳарорати баландро ба вуҷуд орад ва маводи электроди манфии дохилиро мустақиман гарм кунад. Раванди графитизатсия аз маводи муқовимат истифода намебарад, ки амалиёти раванди боркунӣ ва нонпазиро содда мекунад ва талафоти нигоҳдории гармии маводи муқовиматро кам мекунад ва истеъмоли энергияро сарфа мекунад.
1.3 Кӯраи графитизатсияи навъи қуттии шабакавӣ
Дар солҳои охир истифодаи №1 афзоиш ёфта истодааст. Самтҳои асосии омӯхтани хусусиятҳои силсилавии графитизатсияи кӯраи графитизатсия ва технологияи муттаҳидшудаи кӯраи графитизатсия, истифодаи сохтори қуттии пластинаи анод бо истифода аз якчанд пораҳои сохтори қуттии шабакавӣ, мавод ба катод дар ашёи хом ворид карда мешавад ва тавассути тамоми пайвастҳои байни сутуни пластинаи анод мустаҳкам карда мешавад. Ҳар як контейнер бо истифода аз пластинаи анод бо ҳамон мавод мӯҳр карда мешавад. Сутун ва пластинаи анод якҷоя корпуси гармидиҳиро ташкил медиҳанд. Нерӯи барқ аз электроди сари кӯра ба корпуси гармидиҳии ядрои кӯра ворид мешавад ва ҳарорати баланд мустақиман маводи анодро дар қуттӣ гарм мекунад, то ҳадафи графитизатсияро ба даст орад.
1.4 Муқоисаи се намуди печи графитизатсия
Кӯраи графитизатсияи силсилавии гармии дохилӣ барои гарм кардани мавод мустақиман тавассути гарм кардани электроди графити холӣ пешбинӣ шудааст. "Гармии Ҷоул", ки аз ҷониби ҷараён тавассути электроди таги электрод ба вуҷуд меояд, асосан барои гарм кардани мавод ва таги истифода мешавад. Суръати гармкунӣ тез аст, тақсимоти ҳарорат яксон аст ва самаранокии гармӣ нисбат ба кӯраи анъанавии Атчисон бо гармкунии маводҳои муқовиматӣ баландтар аст. Кӯраи графитизатсияи қуттии шабакавӣ аз бартариҳои кӯраи графитизатсияи силсилавии гармии дохилӣ истифода мебарад ва плитаи аноди пешакӣ пухташударо бо арзиши камтар ҳамчун корпуси гармкунӣ қабул мекунад. Дар муқоиса бо кӯраи графитизатсияи силсилавӣ, иқтидори боркунии кӯраи графитизатсияи қуттии шабакавӣ калонтар аст ва истеъмоли энергия барои як воҳиди маҳсулот мутаносибан кам мешавад.
2. Самти рушди кӯраи графитизатсияи манфӣ
2. 1 Сохтори девори периметрро беҳтар созед
Дар айни замон, қабати изолятсияи гармии якчанд кӯраҳои графитизатсия асосан бо сиёҳи карбон ва кокси нафтӣ пур карда шудааст. Ин қисми маводи изолятсия ҳангоми истеҳсоли оксидшавии ҳарорати баланд месӯзад ва ҳар дафъа аз сабаби зарурати иваз ё пурра кардани маводи изолятсияи махсус, ки раванди ивазкунӣ бо муҳити номусоид ва меҳнати баланд ба вуҷуд меояд, берун меояд.
Метавонад истифодаи чӯбҳои махсуси девори хиштӣ бо қуввати баланд ва ҳарорати баландро баррасӣ кунад, ки қуввати умумии онро афзоиш диҳад, устувории деворро дар тамоми давраи корӣ таъмин кунад ва ҳамзамон мӯҳр кардани дарзҳои хиштро таъмин кунад, аз воридшавии ҳавои аз ҳад зиёд тавассути тарқишҳои девори хишт ва сӯрохиҳои буғумҳо ба кӯраи оташ пешгирӣ кунад ва талафоти оксидшавӣ ва сӯхтани маводи изолятсия ва анодро кам кунад;
Дуюм, насб кардани қабати умумии изолятсияи мобилӣ дар беруни девори кӯра, ба монанди истифодаи тахтаи нахи баландқувват ё тахтаи силикати калсий, марҳилаи гармидиҳӣ нақши мӯҳр ва изолятсияи муассирро мебозад, марҳилаи хунук барои хунуккунии зуд кушодан қулай аст; Сеюм, канали вентилятсия дар поёни кӯра ва девори кӯра ҷойгир карда шудааст. Канали вентилятсия сохтори хиштии пешакӣ сохташударо бо даҳони занонаи камар қабул мекунад, дар ҳоле ки девори сементи ҳарорати баландро дастгирӣ мекунад ва хунуккунии вентилятсияи маҷбуриро дар марҳилаи хунук ба назар мегирад.
2. 2. Каҷхати таъминоти барқро тавассути симулятсияи рақамӣ оптимизатсия кунед
Дар айни замон, каҷхати таъминоти барқ дар кӯраи графитизатсияи электроди манфӣ мувофиқи таҷриба сохта шудааст ва раванди графитизатсия мувофиқи ҳарорат ва ҳолати кӯра дар вақти дилхоҳ дастӣ танзим карда мешавад ва стандарти ягона вуҷуд надорад. Беҳтар кардани каҷхати гармкунӣ метавонад нишондиҳандаи истеъмоли барқро кам кунад ва кори бехатари кӯраро таъмин намояд. МОДЕЛИ АДАДИИ ҳамоҳангсозии сӯзанҳо бояд бо воситаҳои илмӣ мувофиқи шароити гуногуни марзӣ ва параметрҳои физикӣ муқаррар карда шавад ва робитаи байни ҷараён, шиддат, қувваи умумӣ ва тақсимоти ҳарорати буриши уфуқӣ дар раванди графитизатсия бояд таҳлил карда шавад, то каҷхати мувофиқи гармкунӣ таҳия карда шавад ва онро дар амалиёти воқеӣ пайваста танзим кардан мумкин бошад. Масалан, дар марҳилаи аввали интиқоли барқ, интиқоли қувваи баланд истифода мешавад, сипас қувваи барқро зуд кам кунед ва сипас оҳиста-оҳиста афзоиш диҳед, қувваи барқро кам кунед ва сипас қувваи барқро то ба охир расидани қувваи барқ кам кунед.
2. 3 Мӯҳлати хидматрасонии тигел ва корпуси гармидиҳиро дароз кунед
Илова бар истеъмоли барқ, мӯҳлати кори тигель ва гармкунак инчунин арзиши графитизатсияи манфиро мустақиман муайян мекунад. Барои тигель ва корпуси гармидиҳии графитӣ, системаи идоракунии истеҳсолот барои боркунӣ, назорати оқилонаи суръати гармкунӣ ва хунуккунӣ, хатти истеҳсоли автоматии тигель, мустаҳкам кардани мӯҳр барои пешгирии оксидшавӣ ва дигар чораҳо барои зиёд кардани вақти коркарди тигель, кам кардани самаранокии арзиши рангкунии графит истифода мешавад. Илова бар чораҳои дар боло зикршуда, плитаи гармидиҳии кӯраи графитизатсияи қуттии шабакавӣ инчунин метавонад ҳамчун маводи гармкунии аноди пешакӣ пухташуда, электрод ё маводи карбонии собит бо муқовимати баланд барои сарфаи хароҷоти графитизатсия истифода шавад.
2.4 Назорати газҳои дуд ва истифодаи гармии партов
Гази дуд ҳангоми графитизатсия асосан аз моддаҳои бухоршаванда ва маҳсулоти сӯзиши маводҳои анод, сӯхтани карбони рӯизаминӣ, ихроҷи ҳаво ва ғайра ба вуҷуд меояд. Дар аввали ба кор андохтани кӯра, миқдори зиёди моддаҳои бухоршаванда ва чанг берун мераванд, муҳити коргоҳ бад аст, аксари корхонаҳо чораҳои муассири коркард надоранд, ки ин бузургтарин мушкилест, ки ба саломатӣ ва бехатарии меҳнатии операторон дар истеҳсоли электроди манфӣ таъсир мерасонад. Барои баррасии ҳамаҷонибаи ҷамъоварӣ ва идоракунии самараноки гази дуд ва чанг дар коргоҳ бояд кӯшишҳои бештар ба харҷ дода шаванд ва барои паст кардани ҳарорати коргоҳ ва беҳтар кардани муҳити кории коргоҳи графитизатсия чораҳои оқилонаи вентилятсия андешида шаванд.
Пас аз он ки гази дуд тавассути дуд ба камераи сӯзишвории омехта ҷамъ карда шавад, қисми зиёди қатрон ва чанг дар гази дуд хориҷ карда мешаванд, интизор меравад, ки ҳарорати гази дуд дар камераи сӯзишворӣ аз 800℃ болотар бошад ва гармии партови гази дуд тавассути дегхонаи буғии гармии партов ё мубодилакунандаи гармии пӯст барқарор карда шавад. Технологияи сӯзонидани RTO, ки дар коркарди дуди асфалти карбон истифода мешавад, инчунин метавонад барои истинод истифода шавад ва гази дуди асфалт то 850 ~ 900℃ гарм карда мешавад. Тавассути сӯзиши нигоҳдории гармӣ, ҷузъҳои асфалт ва дигар карбогидридҳои ароматии полисиклӣ дар гази дуд оксид мешаванд ва дар ниҳоят ба CO2 ва H2O таҷзия мешаванд ва самаранокии самараноки тозакунӣ метавонад ба зиёда аз 99% расад. Система кори устувор ва суръати баланди корӣ дорад.
2. 5 Кӯраи графитизатсияи манфии амудии пайваста
Якчанд намуди кӯраи графитизатсия, ки дар боло зикр шудаанд, сохтори асосии кӯраи истеҳсоли маводи анодӣ дар Чин мебошанд, нуқтаи маъмул истеҳсоли фосилавии даврӣ, самаранокии гармии паст, боркунӣ асосан ба кори дастӣ такя мекунад, дараҷаи автоматизатсия баланд нест. Кӯраи графитизатсияи манфии амудии пайвастаи монандро метавон бо истинод ба модели кӯраи калсинатсияи кокси нафтӣ ва кӯраи чоҳи калсинатсияи боксит таҳия кард. Муқовимат ARC ҳамчун манбаи гармии баландҳарорат истифода мешавад, мавод бо қувваи ҷозибаи худ пайваста холӣ карда мешавад ва сохтори хунуккунии анъанавии об ё газификатсия барои хунук кардани маводи баландҳарорат дар минтақаи баромад истифода мешавад ва системаи интиқоли пневматикии хока барои холӣ кардан ва додани мавод ба берун аз кӯра истифода мешавад. Навъи FURNACE метавонад истеҳсоли пайвастаро амалӣ кунад, талафоти нигоҳдории гармии бадани кӯраро нодида гирифтан мумкин аст, аз ин рӯ самаранокии гармӣ ба таври назаррас беҳтар мешавад, бартариҳои баромад ва истеъмоли энергия равшананд ва кори пурраи автоматӣ метавонад пурра амалӣ карда шавад. Мушкилоти асосие, ки бояд ҳал карда шаванд, ин моеъ будани хока, якрангии дараҷаи графитизатсия, бехатарӣ, назорати ҳарорат ва хунуккунӣ ва ғайра мебошанд. Боварӣ дорад, ки бо рушди бомуваффақияти кӯраи сӯзишворӣ барои миқёси истеҳсолоти саноатӣ, он дар соҳаи графитизатсияи электродҳои манфӣ инқилоб ба амал хоҳад овард.
3 забони гиреҳ
Раванди кимиёвии графит мушкилоти бузургтаринест, ки истеҳсолкунандагони маводи анодии батареяҳои литийро азият медиҳанд. Сабаби асосӣ дар он аст, ки то ҳол дар истеъмоли энергия, арзиш, ҳифзи муҳити зист, дараҷаи автоматизатсия, бехатарӣ ва дигар ҷанбаҳои кӯраи графитизатсияи даврӣ, ки ба таври васеъ истифода мешавад, баъзе мушкилот мавҷуданд. Тамоюли ояндаи саноат ба сӯи рушди сохтори кӯраи истеҳсоли пайвастаи пурра автоматӣ ва муташаккили партовҳо ва дастгирии иншооти ёрирасони пухта ва боэътимод мебошад. Дар он вақт, мушкилоти графитизатсия, ки корхонаҳоро азият медиҳанд, ба таври назаррас беҳтар хоҳанд шуд ва саноат ба давраи рушди устувор ворид мешавад, ки рушди босуръати соҳаҳои нави марбут ба энергетикаро афзоиш медиҳад.
Вақти нашр: 19 августи соли 2022