নেতিবাচক গ্রাফিটাইজেশন প্রযুক্তির বর্তমান পরিস্থিতি এবং দিকনির্দেশনা

বিশ্বব্যাপী নতুন শক্তির যানবাহনের দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, লিথিয়াম ব্যাটারি অ্যানোড উপকরণের বাজারে চাহিদা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। পরিসংখ্যান অনুসারে, ২০২১ সালে, শিল্পের শীর্ষ আটটি লিথিয়াম ব্যাটারি অ্যানোড উদ্যোগ তাদের উৎপাদন ক্ষমতা প্রায় দশ মিলিয়ন টনে উন্নীত করার পরিকল্পনা করেছে। অ্যানোড উপকরণের সূচক এবং খরচের উপর গ্রাফাইটাইজেশনের সবচেয়ে বেশি প্রভাব রয়েছে। চীনে গ্রাফাইটাইজেশন সরঞ্জামগুলিতে বিভিন্ন ধরণের, উচ্চ শক্তি খরচ, ভারী দূষণ এবং কম মাত্রার অটোমেশন রয়েছে, যা গ্রাফাইট অ্যানোড উপকরণের বিকাশকে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে সীমিত করে। অ্যানোড উপকরণ উৎপাদন প্রক্রিয়ায় এটি জরুরিভাবে সমাধান করা প্রধান সমস্যা।

১. বর্তমান পরিস্থিতি এবং নেতিবাচক গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের তুলনা

১.১ অ্যাচিসন নেগেটিভ গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস

ঐতিহ্যবাহী ইলেক্ট্রোড আইচেসন ফার্নেস গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের উপর ভিত্তি করে পরিবর্তিত ফার্নেস ধরণের ক্ষেত্রে, মূল চুল্লিটি নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের বাহক হিসাবে গ্রাফাইট ক্রুসিবল দিয়ে লোড করা হয় (ক্রুসিবলটি কার্বনাইজড নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড কাঁচামাল দিয়ে লোড করা হয়), ফার্নেস কোরটি তাপ প্রতিরোধক উপাদান দিয়ে পূর্ণ করা হয়, বাইরের স্তরটি অন্তরক উপাদান এবং চুল্লি প্রাচীর অন্তরক দিয়ে পূর্ণ করা হয়। বিদ্যুতায়নের পরে, প্রতিরোধক উপাদান গরম করার ফলে প্রধানত 2800 ~ 3000 ℃ উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি হয় এবং ক্রুসিবলের নেতিবাচক উপাদানটি পরোক্ষভাবে উত্তপ্ত করা হয় যাতে নেতিবাচক উপাদানের উচ্চ তাপমাত্রার পাথরের কালি তৈরি হয়।

১.২। অভ্যন্তরীণ তাপ সিরিজ গ্রাফিটাইজেশন চুল্লি

ফার্নেস মডেলটি গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড তৈরির জন্য ব্যবহৃত সিরিয়াল গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের একটি রেফারেন্স, এবং বেশ কয়েকটি ইলেক্ট্রোড ক্রুসিবল (ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোড উপাদান দিয়ে লোড করা) অনুদৈর্ঘ্যভাবে সিরিজে সংযুক্ত থাকে। ইলেক্ট্রোড ক্রুসিবল একটি বাহক এবং একটি গরম করার বডি উভয়ই, এবং কারেন্ট উচ্চ তাপমাত্রা তৈরি করতে এবং অভ্যন্তরীণ নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানকে সরাসরি উত্তপ্ত করার জন্য ইলেক্ট্রোড ক্রুসিবলের মধ্য দিয়ে যায়। গ্রাফাইটাইজেশন প্রক্রিয়াটি প্রতিরোধের উপাদান ব্যবহার করে না, লোডিং এবং বেকিংয়ের প্রক্রিয়া পরিচালনাকে সহজ করে এবং প্রতিরোধের উপাদানের তাপ সঞ্চয়ের ক্ষতি হ্রাস করে, বিদ্যুৎ খরচ সাশ্রয় করে।

১.৩ গ্রিড বক্স টাইপ গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে নং 1 অ্যাপ্লিকেশন বৃদ্ধি পাচ্ছে, প্রধান হল শেখা সিরিজ অ্যাকেসন গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস এবং গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের সংযুক্ত প্রযুক্তি বৈশিষ্ট্য, অ্যানোড প্লেট গ্রিড উপাদান বাক্স কাঠামোর একাধিক টুকরো ব্যবহার করে ফার্নেস কোর, কাঁচামালে ক্যাথোডে উপাদান, অ্যানোড প্লেট কলামের মধ্যে সমস্ত স্লটেড সংযোগের মাধ্যমে স্থির করা হয়েছে, প্রতিটি ধারক, একই উপাদান দিয়ে অ্যানোড প্লেট সিল ব্যবহার করা হয়েছে। উপাদান বাক্স কাঠামোর কলাম এবং অ্যানোড প্লেট একসাথে হিটিং বডি গঠন করে। বিদ্যুৎ ফার্নেস হেডের ইলেক্ট্রোডের মধ্য দিয়ে ফার্নেস কোরের হিটিং বডিতে প্রবাহিত হয় এবং উৎপন্ন উচ্চ তাপমাত্রা সরাসরি বাক্সের অ্যানোড উপাদানকে উত্তপ্ত করে গ্রাফিটাইজেশনের উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য।

১.৪ তিনটি গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের তুলনা

অভ্যন্তরীণ তাপ সিরিজের গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস হল ফাঁপা গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোড গরম করে সরাসরি উপাদান গরম করা। ইলেকট্রোড ক্রুসিবলের মাধ্যমে কারেন্ট দ্বারা উৎপাদিত "জুল তাপ" বেশিরভাগই উপাদান এবং ক্রুসিবল গরম করার জন্য ব্যবহৃত হয়। গরম করার গতি দ্রুত, তাপমাত্রা বন্টন অভিন্ন, এবং তাপ দক্ষতা ঐতিহ্যবাহী অ্যাচিসন ফার্নেসের তুলনায় বেশি যেখানে প্রতিরোধী উপাদান গরম করা হয়। গ্রিড-বক্স গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস অভ্যন্তরীণ তাপ সিরিয়াল গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের সুবিধাগুলি ব্যবহার করে এবং কম খরচে প্রি-বেকড অ্যানোড প্লেটকে হিটিং বডি হিসাবে গ্রহণ করে। সিরিয়াল গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের তুলনায়, গ্রিড-বক্স গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের লোডিং ক্ষমতা বেশি এবং প্রতি ইউনিট পণ্যের বিদ্যুৎ খরচ সেই অনুযায়ী হ্রাস পায়।

2. নেতিবাচক গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের উন্নয়নের দিকনির্দেশনা

২. ১ ঘেরের প্রাচীরের কাঠামোটি অপ্টিমাইজ করুন

বর্তমানে, বেশ কয়েকটি গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের তাপ নিরোধক স্তর প্রধানত কার্বন ব্ল্যাক এবং পেট্রোলিয়াম কোক দিয়ে ভরা। উচ্চ তাপমাত্রার জারণ উৎপাদনের সময় অন্তরক উপাদানের এই অংশটি পোড়া হয়, প্রতিবার লোড করার সময় একটি বিশেষ অন্তরক উপাদান প্রতিস্থাপন বা পরিপূরক করার প্রয়োজন হয়, প্রতিস্থাপিত পরিবেশের দুর্বলতা এবং উচ্চ শ্রম তীব্রতার কারণে।

বিবেচনা করা যেতে পারে একটি হল বিশেষ উচ্চ শক্তি এবং উচ্চ তাপমাত্রার সিমেন্ট গাঁথনি প্রাচীর স্টিক অ্যাডোব ব্যবহার করা, সামগ্রিক শক্তি বৃদ্ধি করা, পুরো অপারেশন চক্রে প্রাচীরের বিকৃতিতে স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করা, একই সময়ে ইটের সীম সিলিং করা, অতিরিক্ত বাতাস প্রতিরোধ করা ইটের প্রাচীরের ফাটল এবং জয়েন্ট ফাঁক দিয়ে চুল্লিতে প্রবেশ করা, অন্তরক উপাদান এবং অ্যানোড উপকরণের জারণ জ্বলন্ত ক্ষতি হ্রাস করা;

দ্বিতীয়টি হল চুল্লির দেয়ালের বাইরে ঝুলন্ত সামগ্রিক বাল্ক মোবাইল ইনসুলেশন স্তর স্থাপন করা, যেমন উচ্চ-শক্তির ফাইবারবোর্ড বা ক্যালসিয়াম সিলিকেট বোর্ড ব্যবহার করা। গরম করার পর্যায়টি কার্যকর সিলিং এবং ইনসুলেশন ভূমিকা পালন করে, দ্রুত শীতল করার জন্য ঠান্ডা পর্যায়টি অপসারণ করা সুবিধাজনক; তৃতীয়ত, বায়ুচলাচল চ্যানেলটি চুল্লি এবং চুল্লির দেয়ালের নীচে স্থাপন করা হয়। বায়ুচলাচল চ্যানেলটি বেল্টের মহিলা মুখের সাথে পূর্বনির্মাণিত জালি ইটের কাঠামো গ্রহণ করে, উচ্চ-তাপমাত্রার সিমেন্ট গাঁথনিকে সমর্থন করে এবং ঠান্ডা পর্যায়ে জোরপূর্বক বায়ুচলাচল শীতলকরণ বিবেচনা করে।

২. ২ সংখ্যাসূচক সিমুলেশনের মাধ্যমে পাওয়ার সাপ্লাই কার্ভ অপ্টিমাইজ করুন

বর্তমানে, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের পাওয়ার সাপ্লাই কার্ভ অভিজ্ঞতা অনুসারে তৈরি করা হয়, এবং গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়াটি তাপমাত্রা এবং চুল্লির অবস্থা অনুসারে যে কোনও সময় ম্যানুয়ালি সামঞ্জস্য করা হয়, এবং কোনও একীভূত মান নেই। হিটিং কার্ভ অপ্টিমাইজ করার মাধ্যমে স্পষ্টতই বিদ্যুৎ খরচ সূচক হ্রাস করা যায় এবং চুল্লির নিরাপদ পরিচালনা নিশ্চিত করা যায়। বিভিন্ন সীমানা শর্ত এবং ভৌত পরামিতি অনুসারে বৈজ্ঞানিক উপায়ে সুই অ্যালাইনমেন্টের সংখ্যাসূচক মডেলটি প্রতিষ্ঠিত করা উচিত এবং গ্রাফিটাইজেশন প্রক্রিয়ায় ক্রস সেকশনের বর্তমান, ভোল্টেজ, মোট শক্তি এবং তাপমাত্রা বিতরণের মধ্যে সম্পর্ক বিশ্লেষণ করা উচিত, যাতে উপযুক্ত হিটিং কার্ভ তৈরি করা যায় এবং প্রকৃত ক্রিয়াকলাপে এটি ক্রমাগত সামঞ্জস্য করা যায়। যেমন পাওয়ার ট্রান্সমিশনের প্রাথমিক পর্যায়ে উচ্চ শক্তি ট্রান্সমিশন ব্যবহার করা হয়, তারপর দ্রুত শক্তি হ্রাস করা হয় এবং তারপর ধীরে ধীরে বৃদ্ধি করা হয়, শক্তি এবং তারপর শক্তি শেষ না হওয়া পর্যন্ত শক্তি হ্রাস করা হয়।

২. ৩ ক্রুসিবল এবং হিটিং বডির পরিষেবা জীবন বাড়ান

বিদ্যুৎ খরচের পাশাপাশি, ক্রুসিবল এবং হিটারের জীবনকাল সরাসরি নেতিবাচক গ্রাফিটাইজেশনের খরচ নির্ধারণ করে। গ্রাফাইট ক্রুসিবল এবং গ্রাফাইট হিটিং বডির জন্য, লোডিং আউটের উৎপাদন ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থা, গরম এবং শীতলকরণের হারের যুক্তিসঙ্গত নিয়ন্ত্রণ, স্বয়ংক্রিয় ক্রুসিবল উৎপাদন লাইন, জারণ রোধে সিলিং শক্তিশালী করা এবং ক্রুসিবল পুনর্ব্যবহারের সময় বাড়ানোর জন্য অন্যান্য ব্যবস্থা, গ্রাফাইট কালির খরচ কার্যকরভাবে কমাতে। উপরোক্ত ব্যবস্থাগুলি ছাড়াও, গ্রিড বক্স গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের হিটিং প্লেটটি গ্রাফিটাইজেশন খরচ বাঁচাতে প্রি-বেকড অ্যানোড, ইলেক্ট্রোড বা উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন স্থির কার্বনেসিয়াস উপাদানের হিটিং উপাদান হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

২.৪ ফ্লু গ্যাস নিয়ন্ত্রণ এবং বর্জ্য তাপ ব্যবহার

গ্রাফিটাইজেশনের সময় উৎপন্ন ফ্লু গ্যাস মূলত অ্যানোড উপকরণের উদ্বায়ী এবং দহন পণ্য, পৃষ্ঠের কার্বন পোড়ানো, বায়ু ফুটো ইত্যাদি থেকে আসে। চুল্লি শুরুর শুরুতে, উদ্বায়ী এবং ধুলো প্রচুর পরিমাণে বেরিয়ে যায়, কর্মশালার পরিবেশ খারাপ থাকে, বেশিরভাগ উদ্যোগের কার্যকর চিকিত্সা ব্যবস্থা নেই, এটি নেতিবাচক ইলেকট্রোড উৎপাদনে অপারেটরদের পেশাগত স্বাস্থ্য এবং সুরক্ষাকে প্রভাবিত করে এমন সবচেয়ে বড় সমস্যা। কর্মশালায় ফ্লু গ্যাস এবং ধুলোর কার্যকর সংগ্রহ এবং ব্যবস্থাপনা ব্যাপকভাবে বিবেচনা করার জন্য আরও প্রচেষ্টা করা উচিত এবং কর্মশালার তাপমাত্রা কমাতে এবং গ্রাফিটাইজেশন কর্মশালার কর্ম পরিবেশ উন্নত করার জন্য যুক্তিসঙ্গত বায়ুচলাচল ব্যবস্থা গ্রহণ করা উচিত।

ফ্লু গ্যাস ফ্লু দিয়ে দহন চেম্বারে মিশ্র দহনে সংগ্রহ করার পর, ফ্লু গ্যাসের বেশিরভাগ আলকাতরা এবং ধুলো অপসারণ করার পর, দহন চেম্বারে ফ্লু গ্যাসের তাপমাত্রা 800℃ এর উপরে থাকবে বলে আশা করা হচ্ছে এবং বর্জ্য তাপ বাষ্প বয়লার বা শেল তাপ এক্সচেঞ্জারের মাধ্যমে ফ্লু গ্যাসের বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার করা যাবে। কার্বন অ্যাসফল্ট ধোঁয়া চিকিত্সায় ব্যবহৃত RTO ইনসিনারেশন প্রযুক্তিও রেফারেন্সের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে এবং অ্যাসফল্ট ফ্লু গ্যাস 850 ~ 900℃ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়। তাপ সঞ্চয় দহনের মাধ্যমে, ফ্লু গ্যাসে থাকা অ্যাসফল্ট এবং উদ্বায়ী উপাদান এবং অন্যান্য পলিসাইক্লিক অ্যারোমেটিক হাইড্রোকার্বনগুলিকে জারিত করা হয় এবং অবশেষে CO2 এবং H2O তে পচে যায় এবং কার্যকর পরিশোধন দক্ষতা 99% এরও বেশি পৌঁছাতে পারে। সিস্টেমটির স্থিতিশীল কার্যকারিতা এবং উচ্চ কার্যকারিতা হার রয়েছে।

২. ৫টি উল্লম্ব ক্রমাগত নেতিবাচক গ্রাফিটাইজেশন চুল্লি

উপরে উল্লিখিত বিভিন্ন ধরণের গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস হল চীনে অ্যানোড উপাদান উৎপাদনের প্রধান চুল্লি কাঠামো। সাধারণ বিষয় হল পর্যায়ক্রমিক বিরতিহীন উৎপাদন, কম তাপ দক্ষতা, লোডিং আউট মূলত ম্যানুয়াল অপারেশনের উপর নির্ভর করে, অটোমেশনের ডিগ্রি বেশি নয়। পেট্রোলিয়াম কোক ক্যালসিনেশন ফার্নেস এবং বক্সাইট ক্যালসিনেশন শ্যাফ্ট ফার্নেসের মডেল উল্লেখ করে অনুরূপ উল্লম্ব ক্রমাগত নেতিবাচক গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেস তৈরি করা যেতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রার তাপ উৎস হিসাবে প্রতিরোধের ARC IS ব্যবহার করা হয়, উপাদানটি তার নিজস্ব মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা ক্রমাগত নিঃসৃত হয়, এবং প্রচলিত জল শীতলকরণ বা গ্যাসীকরণ শীতলকরণ কাঠামো আউটলেট এলাকায় উচ্চ তাপমাত্রার উপাদান ঠান্ডা করার জন্য ব্যবহৃত হয়, এবং পাউডার বায়ুসংক্রান্ত পরিবহন ব্যবস্থা চুল্লির বাইরে উপাদান নিঃসরণ এবং খাওয়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়। FURNACE প্রকারটি ক্রমাগত উৎপাদন অর্জন করতে পারে, চুল্লির শরীরের তাপ সঞ্চয়ের ক্ষতি উপেক্ষা করা যেতে পারে, তাই তাপ দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়, আউটপুট এবং শক্তি খরচের সুবিধাগুলি স্পষ্ট, এবং সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় অপারেশন সম্পূর্ণরূপে উপলব্ধি করা যেতে পারে। সমাধানের জন্য প্রধান সমস্যাগুলি হল পাউডারের তরলতা, গ্রাফিটাইজেশন ডিগ্রির অভিন্নতা, নিরাপত্তা, তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ এবং শীতলকরণ ইত্যাদি। এটা বিশ্বাস করা হয় যে শিল্প উৎপাদন স্কেল করার জন্য চুল্লির সফল বিকাশের সাথে সাথে এটি নেতিবাচক ইলেকট্রোড গ্রাফিটাইজেশনের ক্ষেত্রে একটি বিপ্লব ঘটাবে।

৩ গিঁটের ভাষা

গ্রাফাইট রাসায়নিক প্রক্রিয়া লিথিয়াম ব্যাটারি অ্যানোড উপাদান নির্মাতাদের সবচেয়ে বড় সমস্যা। এর মূল কারণ হল, বহুল ব্যবহৃত পর্যায়ক্রমিক গ্রাফিটাইজেশন ফার্নেসের বিদ্যুৎ খরচ, খরচ, পরিবেশ সুরক্ষা, অটোমেশন ডিগ্রি, নিরাপত্তা এবং অন্যান্য দিকগুলিতে এখনও কিছু সমস্যা রয়েছে। শিল্পের ভবিষ্যৎ প্রবণতা সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় এবং সংগঠিত নির্গমন-নিরন্তর উৎপাদন ফার্নেস কাঠামোর বিকাশ এবং পরিপক্ক এবং নির্ভরযোগ্য সহায়ক প্রক্রিয়া সুবিধাগুলিকে সমর্থন করার দিকে। সেই সময়ে, উদ্যোগগুলিকে জর্জরিত করে এমন গ্রাফিটাইজেশন সমস্যাগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হবে এবং শিল্প স্থিতিশীল উন্নয়নের একটি সময়ে প্রবেশ করবে, যা নতুন শক্তি-সম্পর্কিত শিল্পের দ্রুত বিকাশকে উৎসাহিত করবে।