การใช้คาร์บอนแอโนดมากเกินไป

Jun 30, 2023

สาเหตุของการบริโภคมากเกินไปสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ตะกรันขั้วบวกคาร์บอนตกและออกซิเดชันพื้นผิวขั้วบวกคาร์บอน
1. การปล่อยตะกรันขั้วบวกคาร์บอนมีหลายรูปแบบ:
(1) ในกระบวนการผลิตคาร์บอนแอโนด พื้นผิวของอนุภาคโค้กไม่ได้ห่อหุ้มและเปียกโชกด้วยแอสฟัลต์เหลวในระหว่างการนวด ดังนั้นอนุภาคจึงไม่สามารถยึดติดแน่นสนิทได้ในระหว่างการขึ้นรูปด้วยการสั่นสะเทือน และโครงสร้างเครือข่ายคาร์บอนแอสฟัลต์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับการยึดโค้ก ไม่สามารถเกิดอนุภาคได้หลังจากการคั่ว ในกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของอะลูมิเนียม อนุภาคโค้กจะหลุดออกและตกลงไปในอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างตะกรันคาร์บอน
(2) แรงกระตุ้นไม่เพียงพอ หรือแอมพลิจูด ความถี่ เวลาสั่นสะเทือน และพารามิเตอร์อื่น ๆ ไม่ตรงกัน การสั่นสะเทือนของแอโนดไม่จริง ความพรุนของแอโนดสูงหลังจากการย่าง ความถ่วงจำเพาะมีขนาดเล็ก อนุภาคโค้กไม่ ถูกผูกมัดอย่างใกล้ชิดและตะกรันตกระหว่างอิเล็กโทรไลซิส
(3) การเผาโค้กปิโตรเลียมมากเกินไประหว่างการเผาจะลดปฏิกิริยาของคาร์บอนอนุภาคโค้ก ในขณะที่อนุภาคโค้กจะถูกยึดด้วยแอสฟัลต์ในการผลิตแอโนด กิจกรรมของคาร์บอนคงที่ที่เหลือหลังจากการเผาแอสฟัลต์จะสูงกว่าของอนุภาคถ่านโค้ก ดังนั้นในกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส เครือข่ายแอสฟัลต์คาร์บอนของแอโนดนี้ทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่า คาร์บอนอนุภาคโค้กที่มีกิจกรรมต่ำจะทำปฏิกิริยาได้ช้าลง และความเร็วในการบริโภคไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้ตะกรันตกลง
(4) สูตรของอนุภาคขั้วบวกไม่มีเหตุผลและความพรุนสูง เมื่อใช้ในการอิเล็กโทรลิซิส ออกซิเจนที่เกิดจากการอิเล็กโทรลิซิสจะเข้าสู่รูเพื่อทำปฏิกิริยา และปฏิกิริยาการก่อตัวจะไม่เกิดขึ้นที่พื้นผิวด้านล่างเดียวกัน ส่งผลให้ตะกรันตกลง
(5) เมื่อความหนาแน่นกระแสแอโนดต่ำ ปฏิกิริยาเลือกคาร์บอนจะเกิดขึ้น นั่นคือ อะตอมของออกซิเจนเลือกที่จะทำปฏิกิริยากับกิจกรรมที่รุนแรงบนพื้นผิวของเครือข่ายแอสฟัลต์คาร์บอนก่อน และถ่านโค้กที่มีกิจกรรมต่ำจะไม่ทำปฏิกิริยา หลังจากเครือข่ายแอสฟัลต์คาร์บอนหมดไป อนุภาคโค้กจะตกลงไปในอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างตะกรันคาร์บอน



(6) เมื่อก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นที่ด้านล่างของขั้วบวกไหลไปที่ขอบในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส ความดันและอัตราการไหลขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นจะส่งผลกระทบต่อพื้นผิวด้านล่างของขั้วบวกและเร่งการตกของตะกรันที่ขั้วบวก
2. ปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ผิวขั้วบวกของคาร์บอนคือเมื่อขั้วบวกไม่ได้ถูกปกคลุมด้วยอลูมินาจนเต็ม หรือวัสดุหุ้มไม่แน่น และมีการรั่วไหลของอากาศ มันจะออกซิไดซ์กับออกซิเจนในอากาศเพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งจะ ถูกปล่อยออกไปตามผิวนอกของขั้วบวก เมื่อแอโนดอยู่ในสถานะความร้อนแดงที่อุณหภูมิสูง ก๊าซ CO2 จะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนร้อนแดงเพื่อสร้างก๊าซ CO ส่งผลให้มีการใช้คาร์บอนแอโนดมากเกินไป
วิธีแก้ปัญหาการบริโภคคาร์บอนแอโนดมากเกินไป
(1) ให้ความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้คาร์บอนแอโนดและการอนุรักษ์พลังงานและการลดการปล่อยก๊าซในการผลิตอะลูมิเนียมด้วยไฟฟ้า
(2) ปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตขั้วบวกและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้วบวกอย่างครอบคลุม ตั้งแต่การปรับปรุงกิจกรรมของปิโตรเลียมโค้กหลังการเผา ไปจนถึงการปรับปรุงสูตร การนวด การขึ้นรูป การคั่ว และอื่นๆ
(3) เสริมสร้างการจัดการทางเทคโนโลยีของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ จับคู่พารามิเตอร์ทางเทคนิคต่างๆ ของเซลล์อิเล็กโทรไลต์อย่างสมเหตุสมผล ทำให้การทำงานของเซลล์อิเล็กโทรไลต์อยู่ในสภาพดี โดยเฉพาะการควบคุมการเกิดเซลล์ป่วย และป้องกันการแตกเนื่องจากความร้อน ความเสียหาย การหลุดร่วง และตะกรัน การลดลงของคาร์บอนแอโนดในกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของอะลูมิเนียม ซีลและหุ้มส่วนบนของขั้วบวกเพื่อลดการเกิดออกซิเดชันในอากาศ และควบคุมอุณหภูมิการทำงานของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ โดยเฉพาะส่วนบนของขั้วบวก เพื่อลดการใช้ออกซิเดชันของปฏิกิริยาบูดา
(4) ศึกษาโครงสร้างคาร์บอนแอโนดใหม่อย่างจริงจัง เปลี่ยนพฤติกรรมการปล่อยก๊าซแอโนดในการผลิตอะลูมิเนียมด้วยไฟฟ้า ลดการขัดถูของก๊าซแอโนดบนฝ่ามือก้นแอโนด และลดตะกรันแอโนดที่ตกลงมา