எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் தொழில்நுட்பத்தின் தற்போதைய நிலை மற்றும் திசை

உலகம் முழுவதும் புதிய எரிசக்தி வாகனங்களின் விரைவான வளர்ச்சியால், லித்தியம் பேட்டரி ஆனோடு பொருட்களுக்கான சந்தைத் தேவை கணிசமாக அதிகரித்துள்ளது. புள்ளிவிவரங்களின்படி, 2021-ஆம் ஆண்டில், இந்தத் துறையின் முதல் எட்டு லித்தியம் பேட்டரி ஆனோடு நிறுவனங்கள் தங்களின் உற்பத்தித் திறனை கிட்டத்தட்ட பத்து லட்சம் டன்களாக விரிவுபடுத்தத் திட்டமிட்டுள்ளன. ஆனோடு பொருட்களின் குறியீட்டெண் மற்றும் செலவில் கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறை மிகப்பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. சீனாவில் உள்ள கிராஃபைட்டாக்கல் உபகரணங்கள் பல வகைகளாக இருப்பதுடன், அதிக ஆற்றல் நுகர்வு, கடுமையான மாசுபாடு மற்றும் குறைந்த அளவிலான தானியக்கம் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. இது கிராஃபைட் ஆனோடு பொருட்களின் வளர்ச்சியை ஓரளவிற்கு கட்டுப்படுத்துகிறது. ஆனோடு பொருட்களின் உற்பத்திச் செயல்பாட்டில் அவசரமாகத் தீர்க்கப்பட வேண்டிய முக்கியப் பிரச்சினை இதுவாகும்.

1. எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் தற்போதைய நிலை மற்றும் ஒப்பீடு

1.1 அட்சிசன் எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் உலை

பாரம்பரிய மின்முனை ஐட்சன் கிராஃபைட்டாக்கும் உலையை அடிப்படையாகக் கொண்ட மாற்றியமைக்கப்பட்ட உலை வகையில், அசல் உலையில் எதிர்மின்முனைப் பொருளைத் தாங்கும் கலனாக கிராஃபைட் மூசை பயன்படுத்தப்படுகிறது (மூசையில் கரியமிலம் ஏற்றப்பட்ட எதிர்மின்முனை மூலப்பொருள் உள்ளது), உலையின் மையப்பகுதி வெப்பத் தடுப்புப் பொருளால் நிரப்பப்படுகிறது, வெளிப்புற அடுக்கு மின்காப்புப் பொருளாலும் உலைச் சுவர் மின்காப்பாலும் நிரப்பப்படுகிறது. மின்மயமாக்கலுக்குப் பிறகு, முக்கியமாகத் தடுப்புப் பொருளைச் சூடாக்குவதன் மூலம் 2800 ~ 3000℃ வரையிலான உயர் வெப்பநிலை உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் மூசையில் உள்ள எதிர்மின்முனைப் பொருள் மறைமுகமாகச் சூடாக்கப்பட்டு, எதிர்மின்முனைப் பொருளின் உயர் வெப்பநிலை கல் பூச்சு அடையப்படுகிறது.

1.2. உள் வெப்பத் தொடர் கிராஃபைட்டாக்கல் உலை

இந்த உலை மாதிரியானது, கிராஃபைட் மின்முனைகளின் உற்பத்திக்குப் பயன்படுத்தப்படும் தொடர் கிராஃபைட்டாக்கல் உலையை ஒத்திருக்கிறது. இதில், எதிர்மின்முனைப் பொருள் நிரப்பப்பட்ட பல மின்முனைக் கலன்கள் நீளவாக்கில் தொடராக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. மின்முனைக் கலனானது ஒரு தாங்கியாகவும் வெப்பமூட்டும் பொருளாகவும் செயல்படுகிறது. மின்னோட்டமானது மின்முனைக் கலனின் வழியே பாய்ந்து உயர் வெப்பநிலையை உருவாக்கி, உள்ளே இருக்கும் எதிர்மின்முனைப் பொருளை நேரடியாக வெப்பப்படுத்துகிறது. கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறையில் மின்தடைப் பொருள் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை. இது, பொருளை நிரப்புதல் மற்றும் வெப்பமூட்டுதல் போன்ற செயல்முறைகளை எளிதாக்குகிறது. மேலும், மின்தடைப் பொருளின் வெப்பச் சேமிப்பு இழப்பைக் குறைத்து, மின்சார நுகர்வையும் சேமிக்கிறது.

1.3 கட்டம் பெட்டி வகை கிராஃபைட்டாக்கல் உலை

சமீபத்திய ஆண்டுகளில் இதன் முதன்மைப் பயன்பாடு அதிகரித்து வருகிறது. இதன் முக்கிய அம்சம், அச்செசன் கிராஃபைட்டாக்கல் உலை மற்றும் கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் ஒருங்கிணைந்த தொழில்நுட்ப சிறப்பம்சங்கள் ஆகும். உலையின் மையப்பகுதி, பல ஆனோடு தகடுகளைக் கொண்ட ஒரு கட்டப் பெட்டி அமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. இதில், மூலப்பொருள் கேத்தோடுக்குள் செலுத்தப்பட்டு, அனைத்து துளைகளிடப்பட்ட இணைப்புகள் வழியாக ஆனோடு தகடு மற்றும் தூண் பொருத்தப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு பெட்டியிலும், அதே பொருளால் ஆனோடு தகடு முத்திரையிடப்படுகிறது. இந்தத் தூணும் ஆனோடு தகடும் சேர்ந்து வெப்பமூட்டும் அமைப்பை உருவாக்குகின்றன. மின்சாரம் உலையின் தலைப்பகுதியில் உள்ள மின்முனை வழியாக உலையின் மையப்பகுதியில் உள்ள வெப்பமூட்டும் அமைப்புக்குள் பாய்கிறது. அங்கு உருவாகும் உயர் வெப்பநிலை, பெட்டிக்குள் உள்ள ஆனோடு பொருளை நேரடியாகச் சூடாக்கி, கிராஃபைட்டாக்கல் செய்யும் நோக்கத்தை அடைகிறது.

1.4 மூன்று கிராஃபைட்டாக்கல் உலை வகைகளின் ஒப்பீடு

உள்ளுறை வெப்பத் தொடர் கிராஃபைட்டாக்கல் உலை என்பது, உள்ளீடற்ற கிராஃபைட் மின்முனையைச் சூடாக்குவதன் மூலம் பொருளை நேரடியாக வெப்பப்படுத்துவதாகும். மின்முனைக் கலம் வழியாகப் பாயும் மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்படும் "ஜூல் வெப்பம்", பெரும்பாலும் பொருளையும் கலத்தையும் சூடாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதன் வெப்பமூட்டும் வேகம் விரைவானது, வெப்பநிலைப் பரவல் சீரானது, மற்றும் மின்தடைப் பொருள் வெப்பமூட்டல் கொண்ட பாரம்பரிய அட்சிசன் உலையை விட இதன் வெப்பத் திறன் அதிகமாகும். கட்டப்பெட்டி கிராஃபைட்டாக்கல் உலையானது, உள்ளுறை வெப்பத் தொடர் கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் நன்மைகளைப் பயன்படுத்திக்கொண்டு, குறைந்த விலையுள்ள முன்-பதப்படுத்தப்பட்ட ஆனோடு தகட்டை வெப்பமூட்டும் அமைப்பாகப் பயன்படுத்துகிறது. தொடர் கிராஃபைட்டாக்கல் உலையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​கட்டப்பெட்டி கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் சுமை தாங்கும் திறன் அதிகமாக உள்ளது, அதற்கேற்ப ஒரு அலகு உற்பத்திக்கான மின் நுகர்வும் குறைகிறது.

2. எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் வளர்ச்சி திசை

2. 1 சுற்றுச்சுவர் கட்டமைப்பை உகந்ததாக்குதல்

தற்போது, ​​பல கிராஃபைட்டாக்கல் உலைகளின் வெப்பக் காப்பு அடுக்கானது முக்கியமாக கார்பன் பிளாக் மற்றும் பெட்ரோலியம் கோக் ஆகியவற்றால் நிரப்பப்படுகிறது. உயர் வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்ற எரிப்பு உற்பத்தியின் போது, ​​இந்த காப்புப் பொருளின் ஒரு பகுதியை ஒவ்வொரு முறையும் வெளியேற்றும் போது, ​​ஒரு சிறப்பு காப்புப் பொருளை மாற்றவோ அல்லது கூடுதலாகச் சேர்க்கவோ வேண்டிய தேவை ஏற்படுகிறது. இந்த மாற்றும் செயல்முறையானது மோசமான சூழலையும், அதிக உழைப்புச் செறிவையும் கொண்டுள்ளது.

உயர் வலிமை மற்றும் உயர் வெப்பநிலை தாங்கும் திறன் கொண்ட சிறப்பு சிமென்ட் செங்கல் சுவர்களுக்கு அடோப் பூச்சு பயன்படுத்துவதைக் கருத்தில் கொள்ளலாம். இது ஒட்டுமொத்த வலிமையை அதிகரித்து, முழு செயல்பாட்டு சுழற்சியிலும் சுவர் உருக்குலையாமல் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது. அதே நேரத்தில், செங்கல் இணைப்புகளை சீல் செய்வதன் மூலம், செங்கல் சுவரின் விரிசல்கள் மற்றும் இணைப்பு இடைவெளிகள் வழியாக அதிகப்படியான காற்று உலைக்குள் செல்வதைத் தடுக்கிறது. மேலும், காப்புப் பொருள் மற்றும் ஆனோடு பொருட்களின் ஆக்சிஜனேற்ற எரிதல் இழப்பையும் குறைக்கிறது.

இரண்டாவதாக, உலைச் சுவருக்கு வெளியே தொங்கும் வகையில், அதிக வலிமை கொண்ட ஃபைபர்போர்டு அல்லது கால்சியம் சிலிக்கேட் போர்டு போன்ற பொருட்களைக் கொண்டு, ஒட்டுமொத்த மொத்த நகரும் காப்பு அடுக்கை நிறுவுவதாகும். இதனால், வெப்பமூட்டும் கட்டத்தில் திறம்பட காற்றுப்புகாமல் அடைத்து, காப்புப் பணியைச் செய்ய முடிகிறது, மேலும் விரைவாகக் குளிர்விப்பதற்காகக் குளிரூட்டும் கட்டத்தை எளிதாக அகற்றலாம். மூன்றாவதாக, உலையின் அடிப்பகுதியிலும் உலைச் சுவரிலும் காற்றோட்டக் கால்வாய் அமைக்கப்படுகிறது. இந்தக் காற்றோட்டக் கால்வாய், பெல்ட்டின் பெண் வடிவ வாய் கொண்ட, முன் தயாரிக்கப்பட்ட பின்னல் செங்கல் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது உயர்-வெப்பநிலை சிமெண்ட் கட்டுமானத்தைத் தாங்குவதோடு, குளிரூட்டும் கட்டத்தில் கட்டாயக் காற்றோட்டக் குளிர்விப்பையும் கருத்தில் கொள்கிறது.

2. 2 எண்முறை உருவகப்படுத்துதல் மூலம் மின்வழங்கல் வளைவை உகந்ததாக்குதல்

தற்போது, ​​எதிர்மின்முனை கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் மின்வழங்கல் வளைவானது அனுபவத்தின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்படுகிறது, மேலும் கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறையானது வெப்பநிலை மற்றும் உலையின் நிலைக்கு ஏற்ப எந்த நேரத்திலும் கைமுறையாக சரிசெய்யப்படுகிறது, இதற்கென ஒரு ஒருங்கிணைந்த தரநிலை இல்லை. வெப்பமூட்டும் வளைவை உகந்ததாக்குவது, மின் நுகர்வுக் குறியீட்டை வெளிப்படையாகக் குறைத்து, உலையின் பாதுகாப்பான செயல்பாட்டை உறுதிசெய்யும். ஊசி சீரமைப்பின் எண்முறை மாதிரியானது, பல்வேறு எல்லை நிபந்தனைகள் மற்றும் இயற்பியல் அளவுருக்களுக்கு ஏற்ப அறிவியல் முறைகளால் நிறுவப்பட வேண்டும். மேலும், கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்முறையில் மின்னோட்டம், மின்னழுத்தம், மொத்த சக்தி மற்றும் குறுக்குவெட்டின் வெப்பநிலை பரவல் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட வேண்டும், இதன் மூலம் பொருத்தமான வெப்பமூட்டும் வளைவை உருவாக்கி, உண்மையான செயல்பாட்டில் அதைத் தொடர்ந்து சரிசெய்ய முடியும். உதாரணமாக, சக்தி பரிமாற்றத்தின் ஆரம்ப கட்டத்தில் அதிக சக்தி பரிமாற்றத்தைப் பயன்படுத்துவது, பின்னர் சக்தியை விரைவாகக் குறைத்து, மெதுவாக உயர்த்தி, சக்தியை படிப்படியாகக் குறைத்து, இறுதியில் சக்தியை முழுமையாகப் பயன்படுத்தும் வரை தொடர வேண்டும்.

2. 3 மூசை மற்றும் வெப்பமூட்டும் அமைப்பின் சேவை ஆயுளை நீட்டிக்கவும்

மின்சார நுகர்வு மட்டுமின்றி, மூசை மற்றும் வெப்பமூட்டியின் ஆயுட்காலமும் எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் செலவை நேரடியாக நிர்ணயிக்கிறது. கிராஃபைட் மூசை மற்றும் கிராஃபைட் வெப்பமூட்டும் கலனைப் பொறுத்தவரை, ஏற்றுதல் உற்பத்தி மேலாண்மை அமைப்பு, வெப்பமூட்டும் மற்றும் குளிர்விக்கும் விகிதத்தின் முறையான கட்டுப்பாடு, தானியங்கி மூசை உற்பத்தி வரிசை, ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்க முத்திரையிடலை வலுப்படுத்துதல் மற்றும் மூசை மறுசுழற்சி நேரங்களை அதிகரிக்க உதவும் பிற நடவடிக்கைகள், கிராஃபைட் மை பூசும் செலவைத் திறம்படக் குறைக்கின்றன. மேற்கூறிய நடவடிக்கைகளுக்கு மேலதிகமாக, கிராஃபைட்டாக்கல் செலவைக் குறைப்பதற்காக, கட்டம் பெட்டி கிராஃபைட்டாக்கல் உலையின் வெப்பமூட்டும் தகட்டை, முன்-சுடப்பட்ட ஆனோடு, மின்முனை அல்லது அதிக மின்தடைத்திறன் கொண்ட நிலையான கார்பன் சார்ந்த பொருளாகவும் பயன்படுத்தலாம்.

2.4 புகை வாயு கட்டுப்பாடு மற்றும் கழிவு வெப்ப பயன்பாடு

கிராஃபைட்டாக்கல் செயல்பாட்டின் போது உருவாகும் புகை வாயுவானது, முக்கியமாக ஆனோடு பொருட்களின் ஆவியாகும் பொருட்கள் மற்றும் எரிபொருட்கள், மேற்பரப்பு கார்பன் எரிதல், காற்றுக்கசிவு போன்றவற்றிலிருந்து வருகிறது. உலை தொடங்கும் ஆரம்பத்தில், ஆவியாகும் பொருட்களும் தூசியும் அதிக அளவில் வெளியேறுவதால், பணிமனைச் சூழல் மோசமாக உள்ளது. பெரும்பாலான நிறுவனங்களில் பயனுள்ள சுத்திகரிப்பு நடவடிக்கைகள் இல்லை. இதுவே எதிர்மின்முனை உற்பத்தியில் ஈடுபடும் பணியாளர்களின் தொழில்சார் சுகாதாரம் மற்றும் பாதுகாப்பைப் பாதிக்கும் மிகப்பெரிய பிரச்சனையாகும். பணிமனையில் புகை வாயு மற்றும் தூசியைத் திறம்பட சேகரித்து நிர்வகிப்பதை முழுமையாகக் கருத்தில் கொள்ள அதிக முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். மேலும், பணிமனையின் வெப்பநிலையைக் குறைக்கவும், கிராஃபைட்டாக்கல் பணிமனையின் பணிச்சூழலை மேம்படுத்தவும் முறையான காற்றோட்ட நடவடிக்கைகள் எடுக்கப்பட வேண்டும்.

புகை வாயுவை, புகைபோக்கி வழியாக எரிப்பு அறைக்குள் சேகரித்து கலப்பு எரிப்பு செய்த பிறகு, அதில் உள்ள பெரும்பாலான தார் மற்றும் தூசியை அகற்றலாம். எரிப்பு அறையில் உள்ள புகை வாயுவின் வெப்பநிலை 800℃-க்கு மேல் இருக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. மேலும், புகை வாயுவின் கழிவு வெப்பத்தை, கழிவு வெப்ப நீராவி கொதிகலன் அல்லது ஷெல் வெப்பப் பரிமாற்றி மூலம் மீட்டெடுக்கலாம். கார்பன் நிலக்கரித் தார் புகை சுத்திகரிப்பில் பயன்படுத்தப்படும் RTO எரிப்பு தொழில்நுட்பத்தையும் ஒரு உதாரணமாகப் பயன்படுத்தலாம். அதில், நிலக்கரித் தார் புகை வாயு 850 ~ 900℃ வரை சூடுபடுத்தப்படுகிறது. வெப்ப சேமிப்பு எரிப்பு மூலம், புகை வாயுவில் உள்ள நிலக்கரித் தார், ஆவியாகும் கூறுகள் மற்றும் பிற பலவளைய நறுமண ஹைட்ரோகார்பன்கள் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டு, இறுதியாக CO2 மற்றும் H2O ஆக சிதைக்கப்படுகின்றன. இதன்மூலம், செயல்திறன் மிக்க சுத்திகரிப்புத் திறன் 99%-க்கும் அதிகமாக அடைய முடியும். இந்த அமைப்பு நிலையான செயல்பாட்டையும் அதிக இயக்க விகிதத்தையும் கொண்டுள்ளது.

2. 5 செங்குத்து தொடர்ச்சியான எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் உலை

மேலே குறிப்பிடப்பட்ட பல வகையான கிராஃபைட்டாக்கல் உலைகள், சீனாவில் ஆனோடு பொருள் உற்பத்தியின் முக்கிய உலை அமைப்பாகும். இவற்றின் பொதுவான அம்சம் என்னவென்றால், சீரான இடைவெளியில் நடைபெறும் உற்பத்தி, குறைந்த வெப்பத் திறன், மற்றும் பொருளை வெளியேற்றுவது பெரும்பாலும் கைமுறை செயல்பாட்டைச் சார்ந்திருப்பது, அத்துடன் தானியக்கத்தின் அளவு அதிகமாக இல்லாதது ஆகும். பெட்ரோலிய கோக் கால்சினேஷன் உலை மற்றும் பாக்சைட் கால்சினேஷன் ஷாஃப்ட் உலை ஆகியவற்றின் மாதிரிகளைக் கொண்டு, இதேபோன்ற ஒரு செங்குத்து தொடர்ச்சியான எதிர்மறை கிராஃபைட்டாக்கல் உலையை உருவாக்க முடியும். உயர் வெப்பநிலை வெப்ப மூலமாக மின்தடை வில் (resistance ARC) பயன்படுத்தப்படுகிறது, பொருள் அதன் சொந்த ஈர்ப்பு விசையால் தொடர்ச்சியாக வெளியேற்றப்படுகிறது, மேலும் வெளியேறும் பகுதியில் உள்ள உயர் வெப்பநிலை பொருளைக் குளிர்விக்க வழக்கமான நீர் குளிர்விப்பு அல்லது வாயுவாக்கல் குளிர்விப்பு அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் உலைக்கு வெளியே பொருளை வெளியேற்றவும் உள்ளிடவும் தூள் காற்றழுத்த கடத்தும் அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலை வகை தொடர்ச்சியான உற்பத்தியை சாத்தியமாக்குகிறது, உலையின் வெப்ப சேமிப்பு இழப்பைப் புறக்கணிக்கலாம், எனவே வெப்பத் திறன் கணிசமாக மேம்படுத்தப்படுகிறது, வெளியீடு மற்றும் ஆற்றல் நுகர்வு நன்மைகள் தெளிவாக உள்ளன, மேலும் முழுமையான தானியக்க செயல்பாட்டை முழுமையாக உணர முடியும். தூளின் பாய்வுத்தன்மை, கிராஃபைட்டாக்கல் அளவின் சீரான தன்மை, பாதுகாப்பு, வெப்பநிலை கண்காணிப்பு மற்றும் குளிர்வித்தல் போன்றவை தீர்க்கப்பட வேண்டிய முக்கியப் பிரச்சினைகளாகும். இந்த உலை பெரிய அளவிலான தொழில்துறை உற்பத்திக்கு வெற்றிகரமாக மேம்படுத்தப்பட்டால், அது எதிர்மின்முனை கிராஃபைட்டாக்கல் துறையில் ஒரு புரட்சியைத் தொடங்கும் என்று நம்பப்படுகிறது.

3 முடிச்சு மொழி

லித்தியம் பேட்டரி ஆனோடு மூலப்பொருள் உற்பத்தியாளர்களைப் பாதிக்கும் மிகப்பெரிய பிரச்சனை கிராஃபைட் வேதியியல் செயல்முறையாகும். பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் காலமுறை கிராஃபைட்டாக்கல் உலைகளில் மின் நுகர்வு, செலவு, சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு, தானியக்க நிலை, பாதுகாப்பு மற்றும் பிற அம்சங்களில் இன்னும் சில சிக்கல்கள் இருப்பதே இதற்கான அடிப்படைக் காரணமாகும். இந்தத் துறையின் எதிர்காலப் போக்கு, முழுமையாகத் தானியங்கு மற்றும் ஒழுங்கமைக்கப்பட்ட உமிழ்வு தொடர் உற்பத்தி உலைக் கட்டமைப்பை உருவாக்குவதையும், அதற்குத் துணைபுரியும் முதிர்ந்த மற்றும் நம்பகமான துணைச் செயல்முறை வசதிகளைக் கொண்டிருப்பதையும் நோக்கியே உள்ளது. அக்காலத்தில், நிறுவனங்களைப் பாதிக்கும் கிராஃபைட்டாக்கல் பிரச்சனைகள் கணிசமாக மேம்படுத்தப்படும், மேலும் இந்தத் துறை ஒரு நிலையான வளர்ச்சிக் காலத்திற்குள் நுழைந்து, புதிய ஆற்றல் சார்ந்த தொழில்களின் விரைவான வளர்ச்சிக்கு ஊக்கமளிக்கும்.