નકારાત્મક ગ્રાફિટાઇઝેશન ટેકનોલોજીની વર્તમાન પરિસ્થિતિ અને દિશા

વિશ્વભરમાં નવા ઉર્જા વાહનોના ઝડપી વિકાસ સાથે, લિથિયમ બેટરી એનોડ સામગ્રીની બજારમાં માંગ નોંધપાત્ર રીતે વધી છે. આંકડા અનુસાર, 2021 માં, ઉદ્યોગના ટોચના આઠ લિથિયમ બેટરી એનોડ સાહસો તેમની ઉત્પાદન ક્ષમતાને લગભગ એક મિલિયન ટન સુધી વધારવાની યોજના ધરાવે છે. ગ્રાફિટાઇઝેશનનો એનોડ સામગ્રીના સૂચકાંક અને કિંમત પર સૌથી વધુ પ્રભાવ પડે છે. ચીનમાં ગ્રાફિટાઇઝેશન સાધનોમાં ઘણા પ્રકારો છે, ઉચ્ચ ઉર્જા વપરાશ, ભારે પ્રદૂષણ અને ઓછી ડિગ્રી ઓટોમેશન, જે ગ્રેફાઇટ એનોડ સામગ્રીના વિકાસને અમુક હદ સુધી મર્યાદિત કરે છે. એનોડ સામગ્રીના ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં તાત્કાલિક ઉકેલ લાવવાની આ મુખ્ય સમસ્યા છે.

૧. વર્તમાન પરિસ્થિતિ અને નકારાત્મક ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠીની સરખામણી

૧.૧ એચીસન નેગેટિવ ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસ

પરંપરાગત ઇલેક્ટ્રોડ આઇચેસન ફર્નેસ ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસ પર આધારિત સંશોધિત ફર્નેસ પ્રકારમાં, મૂળ ફર્નેસ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલથી ભરેલી હોય છે જે નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ મટિરિયલના વાહક તરીકે હોય છે (ક્રુસિબલ કાર્બનાઇઝ્ડ નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ કાચા માલથી ભરેલું હોય છે), ફર્નેસ કોર હીટિંગ રેઝિસ્ટન્સ મટિરિયલથી ભરેલું હોય છે, બાહ્ય સ્તર ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ અને ફર્નેસ વોલ ઇન્સ્યુલેશનથી ભરેલું હોય છે. વીજળીકરણ પછી, મુખ્યત્વે રેઝિસ્ટર મટિરિયલને ગરમ કરવાથી 2800 ~ 3000℃ નું ઊંચું તાપમાન ઉત્પન્ન થાય છે, અને ક્રુસિબલમાં રહેલા નેગેટિવ મટિરિયલને પરોક્ષ રીતે ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી નેગેટિવ મટિરિયલના ઉચ્ચ તાપમાનના પથ્થર પર શાહી લગાવી શકાય.

૧.૨. આંતરિક ગરમી શ્રેણી ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠી

આ ફર્નેસ મોડેલ ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડના ઉત્પાદન માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સીરીયલ ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસનો સંદર્ભ છે, અને ઘણા ઇલેક્ટ્રોડ ક્રુસિબલ (નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીથી ભરેલા) રેખાંશમાં શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે. ઇલેક્ટ્રોડ ક્રુસિબલ એક વાહક અને ગરમી શરીર બંને છે, અને પ્રવાહ ઇલેક્ટ્રોડ ક્રુસિબલમાંથી પસાર થાય છે જેથી ઉચ્ચ તાપમાન ઉત્પન્ન થાય અને આંતરિક નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીને સીધી ગરમ કરવામાં આવે. ગ્રાફિટાઇઝેશન પ્રક્રિયા પ્રતિકાર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરતી નથી, જે લોડિંગ અને બેકિંગની પ્રક્રિયાને સરળ બનાવે છે, અને પ્રતિકાર સામગ્રીના ગરમી સંગ્રહ નુકશાનને ઘટાડે છે, જેનાથી વીજ વપરાશ બચે છે.

૧.૩ ગ્રીડ બોક્સ પ્રકાર ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠી

તાજેતરના વર્ષોમાં નંબર 1 એપ્લિકેશન વધી રહી છે, મુખ્ય શીખેલ શ્રેણી એચેસન ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસ અને ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસની સંકલિત ટેકનોલોજી લાક્ષણિકતાઓ, એનોડ પ્લેટ ગ્રીડ મટિરિયલ બોક્સ સ્ટ્રક્ચરના બહુવિધ ટુકડાઓનો ઉપયોગ કરીને ફર્નેસ કોર, કાચા માલમાં કેથોડમાં સામગ્રી, એનોડ પ્લેટ કોલમ વચ્ચેના બધા સ્લોટેડ કનેક્શન દ્વારા નિશ્ચિત છે, દરેક કન્ટેનર, સમાન સામગ્રી સાથે એનોડ પ્લેટ સીલનો ઉપયોગ. મટિરિયલ બોક્સ સ્ટ્રક્ચરનો કોલમ અને એનોડ પ્લેટ એકસાથે હીટિંગ બોડી બનાવે છે. વીજળી ફર્નેસ હેડના ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા ફર્નેસ કોરના હીટિંગ બોડીમાં વહે છે, અને ઉત્પન્ન થયેલ ઉચ્ચ તાપમાન ગ્રાફિટાઇઝેશનના હેતુને પ્રાપ્ત કરવા માટે બોક્સમાં એનોડ સામગ્રીને સીધી ગરમ કરે છે.

૧.૪ ત્રણ ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠીના પ્રકારોની સરખામણી

આંતરિક ગરમી શ્રેણી ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠી હોલો ગ્રેફાઇટ ઇલેક્ટ્રોડને ગરમ કરીને સામગ્રીને સીધી ગરમ કરવા માટે છે. ઇલેક્ટ્રોડ ક્રુસિબલ દ્વારા પ્રવાહ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી "જુલ ગરમી" નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સામગ્રી અને ક્રુસિબલને ગરમ કરવા માટે થાય છે. ગરમીની ગતિ ઝડપી છે, તાપમાન વિતરણ એકસમાન છે, અને થર્મલ કાર્યક્ષમતા પરંપરાગત એચીસન ભઠ્ઠી કરતા વધારે છે જેમાં પ્રતિકારક સામગ્રી ગરમી હોય છે. ગ્રીડ-બોક્સ ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠી આંતરિક ગરમી સીરીયલ ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠીના ફાયદાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, અને ઓછી કિંમત સાથે પ્રી-બેક્ડ એનોડ પ્લેટને હીટિંગ બોડી તરીકે અપનાવે છે. સીરીયલ ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠીની તુલનામાં, ગ્રીડ-બોક્સ ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠીની લોડિંગ ક્ષમતા મોટી છે, અને પ્રતિ યુનિટ ઉત્પાદન પાવર વપરાશ તે મુજબ ઘટે છે.

2. નેગેટિવ ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસના વિકાસની દિશા

2. 1 પરિમિતિ દિવાલની રચનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો

હાલમાં, ઘણા ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસના થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન સ્તર મુખ્યત્વે કાર્બન બ્લેક અને પેટ્રોલિયમ કોકથી ભરેલા હોય છે. ઉચ્ચ તાપમાન ઓક્સિડેશનના ઉત્પાદન દરમિયાન ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીનો આ ભાગ બર્ન થાય છે, દરેક વખતે લોડિંગ દરમિયાન ખાસ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીને બદલવાની અથવા પૂરક બનાવવાની જરૂરિયાત, નબળા વાતાવરણ અને ઉચ્ચ શ્રમ તીવ્રતાની પ્રક્રિયાને બદલવાની જરૂર પડે છે.

ખાસ ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ તાપમાન સિમેન્ટ ચણતર દિવાલ સ્ટીક એડોબનો ઉપયોગ કરવાનો વિચાર કરી શકાય છે, એકંદર મજબૂતાઈમાં વધારો કરવો, સમગ્ર ઓપરેશન ચક્રમાં દિવાલને વિકૃતિમાં સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવી, તે જ સમયે ઈંટ સીમ સીલિંગ કરવી, ભઠ્ઠીમાં ઈંટની દિવાલની તિરાડો અને સાંધાના અંતર દ્વારા વધુ પડતી હવા અટકાવવી, ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી અને એનોડ સામગ્રીના ઓક્સિડેશન બર્નિંગ નુકસાનને ઘટાડવું;

બીજું એ છે કે ભઠ્ઠીની દિવાલની બહાર લટકાવેલા એકંદર બલ્ક મોબાઇલ ઇન્સ્યુલેશન સ્તરને સ્થાપિત કરવું, જેમ કે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ફાઇબરબોર્ડ અથવા કેલ્શિયમ સિલિકેટ બોર્ડનો ઉપયોગ, હીટિંગ સ્ટેજ અસરકારક સીલિંગ અને ઇન્સ્યુલેશન ભૂમિકા ભજવે છે, ઝડપી ઠંડક માટે ઠંડા સ્ટેજને દૂર કરવા માટે અનુકૂળ છે; ત્રીજું, વેન્ટિલેશન ચેનલ ભઠ્ઠી અને ભઠ્ઠીની દિવાલના તળિયે સેટ કરેલી છે. વેન્ટિલેશન ચેનલ બેલ્ટના સ્ત્રી મુખ સાથે પ્રિફેબ્રિકેટેડ જાળી ઈંટની રચના અપનાવે છે, જ્યારે ઉચ્ચ-તાપમાન સિમેન્ટ ચણતરને ટેકો આપે છે, અને ઠંડા તબક્કામાં ફરજિયાત વેન્ટિલેશન ઠંડકને ધ્યાનમાં લે છે.

૨. ૨ સંખ્યાત્મક સિમ્યુલેશન દ્વારા પાવર સપ્લાય કર્વને ઑપ્ટિમાઇઝ કરો

હાલમાં, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ગ્રાફિટાઇઝેશન ભઠ્ઠીનો પાવર સપ્લાય વળાંક અનુભવ અનુસાર બનાવવામાં આવે છે, અને ગ્રાફિટાઇઝેશન પ્રક્રિયા કોઈપણ સમયે તાપમાન અને ભઠ્ઠીની સ્થિતિ અનુસાર મેન્યુઅલી ગોઠવવામાં આવે છે, અને કોઈ એકીકૃત ધોરણ નથી. હીટિંગ વળાંકને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાથી સ્પષ્ટપણે પાવર વપરાશ સૂચકાંક ઘટાડી શકાય છે અને ભઠ્ઠીનું સલામત સંચાલન સુનિશ્ચિત કરી શકાય છે. સોય ગોઠવણીનું સંખ્યાત્મક મોડેલ વિવિધ સીમા પરિસ્થિતિઓ અને ભૌતિક પરિમાણો અનુસાર વૈજ્ઞાનિક માધ્યમો દ્વારા સ્થાપિત થવું જોઈએ, અને ગ્રાફિટાઇઝેશન પ્રક્રિયામાં વર્તમાન, વોલ્ટેજ, કુલ શક્તિ અને ક્રોસ સેક્શનના તાપમાન વિતરણ વચ્ચેના સંબંધનું વિશ્લેષણ કરવું જોઈએ, જેથી યોગ્ય હીટિંગ વળાંક ઘડી શકાય અને વાસ્તવિક કામગીરીમાં તેને સતત ગોઠવી શકાય. જેમ કે પાવર ટ્રાન્સમિશનના પ્રારંભિક તબક્કામાં ઉચ્ચ પાવર ટ્રાન્સમિશનનો ઉપયોગ થાય છે, પછી ઝડપથી પાવર ઘટાડે છે અને પછી ધીમે ધીમે વધે છે, પાવર અને પછી પાવરના અંત સુધી પાવર ઘટાડે છે.

૨. ૩ ક્રુસિબલ અને હીટિંગ બોડીનું સર્વિસ લાઇફ વધારવું

પાવર વપરાશ ઉપરાંત, ક્રુસિબલ અને હીટરનું જીવન પણ નકારાત્મક ગ્રાફિટાઇઝેશનનો ખર્ચ સીધો નક્કી કરે છે. ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ અને ગ્રેફાઇટ હીટિંગ બોડી માટે, લોડિંગ આઉટની ઉત્પાદન વ્યવસ્થાપન પ્રણાલી, હીટિંગ અને કૂલિંગ રેટનું વાજબી નિયંત્રણ, ઓટોમેટિક ક્રુસિબલ ઉત્પાદન લાઇન, ઓક્સિડેશન અટકાવવા માટે સીલિંગને મજબૂત બનાવવું અને ક્રુસિબલ રિસાયક્લિંગ સમય વધારવા માટેના અન્ય પગલાં, ગ્રેફાઇટ ઇન્કિંગનો ખર્ચ અસરકારક રીતે ઘટાડે છે. ઉપરોક્ત પગલાં ઉપરાંત, ગ્રીડ બોક્સ ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસની હીટિંગ પ્લેટનો ઉપયોગ ગ્રાફિટાઇઝેશન ખર્ચ બચાવવા માટે ઉચ્ચ પ્રતિકારકતા સાથે પ્રી-બેક્ડ એનોડ, ઇલેક્ટ્રોડ અથવા ફિક્સ્ડ કાર્બોનેસિયસ સામગ્રીના હીટિંગ મટિરિયલ તરીકે પણ થઈ શકે છે.

૨.૪ ફ્લુ ગેસ નિયંત્રણ અને કચરો ગરમીનો ઉપયોગ

ગ્રાફિટાઇઝેશન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો ફ્લુ ગેસ મુખ્યત્વે એનોડ મટિરિયલ્સના અસ્થિર અને દહન ઉત્પાદનો, સપાટી કાર્બન બર્નિંગ, હવા લિકેજ વગેરેમાંથી આવે છે. ભઠ્ઠી શરૂ કરવાની શરૂઆતમાં, અસ્થિર અને ધૂળ મોટી સંખ્યામાં બહાર નીકળે છે, વર્કશોપનું વાતાવરણ નબળું હોય છે, મોટાભાગના સાહસોમાં અસરકારક સારવારના પગલાં નથી હોતા, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદનમાં ઓપરેટરોના વ્યવસાયિક સ્વાસ્થ્ય અને સલામતીને અસર કરતી આ સૌથી મોટી સમસ્યા છે. વર્કશોપમાં ફ્લુ ગેસ અને ધૂળના અસરકારક સંગ્રહ અને વ્યવસ્થાપન પર વ્યાપકપણે વિચાર કરવા માટે વધુ પ્રયાસો કરવા જોઈએ, અને વર્કશોપનું તાપમાન ઘટાડવા અને ગ્રાફિટાઇઝેશન વર્કશોપના કાર્યકારી વાતાવરણને સુધારવા માટે વાજબી વેન્ટિલેશન પગલાં લેવા જોઈએ.

ફ્લુ ગેસને ફ્લુ દ્વારા કમ્બશન ચેમ્બર મિશ્ર કમ્બશનમાં એકત્રિત કર્યા પછી, ફ્લુ ગેસમાં રહેલા મોટાભાગના ટાર અને ધૂળને દૂર કર્યા પછી, એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે કમ્બશન ચેમ્બરમાં ફ્લુ ગેસનું તાપમાન 800℃ થી ઉપર હોય, અને ફ્લુ ગેસની કચરો ગરમી કચરાના ગરમી સ્ટીમ બોઈલર અથવા શેલ હીટ એક્સ્ચેન્જર દ્વારા પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે. કાર્બન ડામર ધુમાડાની સારવારમાં વપરાતી RTO ઇન્સિનેરેશન ટેકનોલોજીનો પણ સંદર્ભ માટે ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને ડામર ફ્લુ ગેસને 850 ~ 900℃ સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. ગરમી સંગ્રહ દહન દ્વારા, ફ્લુ ગેસમાં ડામર અને અસ્થિર ઘટકો અને અન્ય પોલિસાયક્લિક એરોમેટિક હાઇડ્રોકાર્બન ઓક્સિડાઇઝ થાય છે અને અંતે CO2 અને H2O માં વિઘટિત થાય છે, અને અસરકારક શુદ્ધિકરણ કાર્યક્ષમતા 99% થી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે. સિસ્ટમમાં સ્થિર કામગીરી અને ઉચ્ચ કામગીરી દર છે.

૨. ૫ વર્ટિકલ કન્ટીન્યુઅસ નેગેટિવ ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસ

ઉપરોક્ત અનેક પ્રકારના ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસ ચીનમાં એનોડ મટિરિયલ ઉત્પાદનનું મુખ્ય ફર્નેસ માળખું છે, સામાન્ય મુદ્દો સમયાંતરે ઉત્પાદન, ઓછી થર્મલ કાર્યક્ષમતા, લોડિંગ મુખ્યત્વે મેન્યુઅલ ઓપરેશન પર આધાર રાખે છે, ઓટોમેશનની ડિગ્રી ઊંચી નથી. પેટ્રોલિયમ કોક કેલ્સિનેશન ફર્નેસ અને બોક્સાઇટ કેલ્સિનેશન શાફ્ટ ફર્નેસના મોડેલનો ઉલ્લેખ કરીને સમાન વર્ટિકલ સતત નકારાત્મક ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસ વિકસાવી શકાય છે. પ્રતિકારક ARC IS નો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાપમાન ગરમી સ્ત્રોત તરીકે થાય છે, સામગ્રી તેના પોતાના ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા સતત ડિસ્ચાર્જ થાય છે, અને પરંપરાગત પાણી ઠંડક અથવા ગેસિફિકેશન કૂલિંગ સ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ આઉટલેટ વિસ્તારમાં ઉચ્ચ તાપમાન સામગ્રીને ઠંડુ કરવા માટે થાય છે, અને પાવડર ન્યુમેટિક કન્વેયિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ ભઠ્ઠીની બહાર સામગ્રીને ડિસ્ચાર્જ અને ફીડ કરવા માટે થાય છે. FURNACE પ્રકાર સતત ઉત્પાદનને અનુભવી શકે છે, ફર્નેસ બોડીના ગરમી સંગ્રહ નુકસાનને અવગણી શકાય છે, તેથી થર્મલ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થાય છે, આઉટપુટ અને ઉર્જા વપરાશના ફાયદા સ્પષ્ટ છે, અને સંપૂર્ણ સ્વચાલિત કામગીરી સંપૂર્ણપણે સાકાર થઈ શકે છે. ઉકેલવા માટેની મુખ્ય સમસ્યાઓમાં પાવડરની પ્રવાહીતા, ગ્રાફિટાઇઝેશન ડિગ્રીની એકરૂપતા, સલામતી, તાપમાનનું નિરીક્ષણ અને ઠંડક વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનને માપવા માટે ભઠ્ઠીના સફળ વિકાસ સાથે, તે નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ગ્રાફિટાઇઝેશનના ક્ષેત્રમાં ક્રાંતિ લાવશે.

૩ ગાંઠની ભાષા

ગ્રેફાઇટ રાસાયણિક પ્રક્રિયા એ લિથિયમ બેટરી એનોડ મટિરિયલ ઉત્પાદકોને સતાવતી સૌથી મોટી સમસ્યા છે. તેનું મૂળભૂત કારણ એ છે કે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા સામયિક ગ્રાફિટાઇઝેશન ફર્નેસના વીજ વપરાશ, ખર્ચ, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, ઓટોમેશન ડિગ્રી, સલામતી અને અન્ય પાસાઓમાં હજુ પણ કેટલીક સમસ્યાઓ છે. ઉદ્યોગનો ભાવિ વલણ સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત અને સંગઠિત ઉત્સર્જન સતત ઉત્પાદન ફર્નેસ માળખાના વિકાસ અને પરિપક્વ અને વિશ્વસનીય સહાયક પ્રક્રિયા સુવિધાઓને ટેકો આપવા તરફ છે. તે સમયે, ઉદ્યોગોને સતાવતી ગ્રાફિટાઇઝેશન સમસ્યાઓમાં નોંધપાત્ર સુધારો થશે, અને ઉદ્યોગ સ્થિર વિકાસના સમયગાળામાં પ્રવેશ કરશે, જે નવા ઊર્જા-સંબંધિત ઉદ્યોગોના ઝડપી વિકાસને વેગ આપશે.