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2.7窑型的选择很关键
潮州兴业陶瓷利用辊道窑进行日用瓷的快速高温还原烧成,节能显著,单耗0.294tce/t瓷,窑炉热效率达68.8%。是隧道窑烧成热耗1.71tce/t瓷的1/6。
3烧成技木的创新
3.1采用低温快烧技术
在陶瓷生产中,烧成温度越低,能耗就越低。据热平衡计算,若烧成温度降低100℃,则单位产品热耗可降低10%以上,且烧成时间缩短10%,产量增加10%,热耗降低4%。因此,应用低温快烧技术,不但可以增加产量,节约能耗,而且还可以降低成本,实现低碳目标。如佛山某企业和华南理工大学合作,采用超低温配方烧成,将现有的建筑陶瓷产品的烧成温度降低约200℃,达到1000℃以下烧成,单位制品的能耗降低25%,每公斤瓷能耗为3~5MJ,仅为普通烧成技术的75%左右,大大降低了生产成本。潮州把卫生洁具烧成温度由1280℃降低到1200℃,节能达15%,生产成本下降5%。
3.2一次烧成技术
采用一次烧成技术比一次半烧成(900℃左右低温素烧,再高温釉烧)和两次烧成更节能,综合效果更佳。同时,可以解决制品的后期龟裂,延长制品的使用寿命,制品的合格率也大大提高。如广东某建筑陶瓷企业自从实现一次烧成后,烧成的综合燃耗和电耗都下降30%以上,鹰牌陶瓷把二次烧成的微晶玻璃复合板改为一次烧成,节能率达43%,大大节约了设备和其它设施的投资,也提高了产品的质量。
3.3采用裸装明焰烧成技术
目前我国陶瓷窑炉烧成方式主要有:钵装明焰、裸装隔焰和裸装明焰。其烧成方式各有特点。日用瓷、工艺美术瓷、卫生洁具等在隧道窑、辊道窑内的烧成均采用裸装明烧,相对于匣装烧可以大大减少烧成的能耗。
3.4采用玻璃制备工艺制备玻璃陶瓷
潮州三元陶瓷等企业应用玻璃熔制工艺生产玻璃陶瓷,取消了矿物燃料,没有有害废气排出污染环境,采用电加热熔制,熔炉为六角形,分三层,每层三组钼电极,对角通电加热熔炼,采用连续加料并增加配合料层厚度,尽量降低料面层温度,既有利于各挥发性气体或物质冷凝并贮存在配合料中,不易挥发污染环境及保证加配合料成分的稳定,又可保护热量的外逸耗散,减少氟化物和热量的散发,节约原料和能源,降低了生产成本、提高产品质量。生产工艺与周期比普通日用陶瓷可缩减80%,可节省燃料70%以上。
3.5采用洁净液体和气体燃料
采用洁净的液体、气体燃料,不仅是裸装明焰快速烧成的保证,而且可以提高陶瓷的烧成质量,大大节约能源,更重要的是可以减少对环境的污染。采用洁净气体作为燃料,节能降耗明显。
3.6采用可替代的低价燃料
在单位产品燃料费用中,烧煤高达1.197元/kg产品;重油0.138元/kg产品;发生炉冷煤气0.0997元/kg产品,因而应在保证环保的前提下发展发生炉冷煤气。其不仅价格低廉,而且燃烧效率高,燃料消耗低,但由于水煤气中含氮量高,热值较低,燃烧时产生废气量较大,引起排烟热损失大。
值得注意的是,近几年发展迅速的二甲醚(DME),其是以煤为原料生产的一种新型洁净能源,特点主要体现在燃烧性能好、热效率高;燃烧过程中无残液、无黑烟;成本低、节能显著等优势,以及具备比液化石油气(LPG)更多的优点,取代液化石油气作为民用及工业用燃料已成可能。我们在日用陶瓷烧成中进行实验,结果可以节能12%左右。云南省已在某些瓷区推广使用DME。
3.7采用先进的燃烧设备
采用高速烧嘴提高气体流速,是强化气体与制品之间传热的有效措施,一般可比传统烧嘴节约燃料25%~30%。
目前,高速烧嘴朝着高效节能低污染发展,如高效节能环保型蓄热式烧嘴,其可以节约燃料20%~40%,减少废气的排放温度和减少废气的大量排放,达到节能高效低污染效果。
预混式二次燃烧器空气过剩系数控制在1.05~1.2,节能率达9.8%,已列入国家重点节能技术推广项目。
3.8微波辅助气体烧成技术
微波辅助气体烧成技术(MAGF)是一种较实用、合理的烧成方法。微波被用来加热制品,使制品从内到外快速升温,燃气产生辐射热源,使坯体表面升温,防止表面热损失而使温度偏低,减少制品中不均匀性温度分布的产生。采用微波辅助气体烧成技术,制品的热应力和非均质性比普通工艺要低得多,温度分布均匀,而且由于坯体内外温差小,可快速烧成,故能耗低。据资料报道,采用MAGF技术烧成可增产4倍,节能70%以上,能源成本下降40%,有害物质的挥发量大大减少,而且由于烧成中的热应力小,产品的机械性能亦有所改善。
3.9富氧燃烧技术
针对陶瓷烧成的燃烧技术,一般认为,助燃空气中的氧气含量大于21%所采取的燃烧技术,简称为富氧燃烧技术。燃料在富氧状态下能降低燃点温度,且使燃烧速度加快,燃烧完全,从而提高了火焰强度,获得较好的热传导。由于采用富氧燃烧技术,燃烧相对完全,火焰长度相对缩短,火焰上部温度降低,减轻了窑炉、蓄热室的热负荷,即减轻了对其的侵蚀,窑炉寿命相应延长。采用富氧空气后可以适当减少二次助燃风量,从而减少了废气排放量,也就减少了废气带走的热量,提高了热效率,达到节能的目的,进而达到减少二氧化碳的排放达到低碳目标。
我们利用梭式窑进行富氧燃烧实验,节能率达21%,和番禺忠信世纪玻纤有限公司合作在玻纤池窑上应用全氧燃烧,节能率达30%以上。
3.10高温空气燃烧技术
HTAC技术,即高温空气燃烧技术,是一种将回收烟气余热与高效燃烧、降低NOX排放等技术有机结合起来,实现余热极限回收和极限降低NOX排放量的燃烧技术,在陶瓷行业也得到较快的发展。在陶瓷窑炉上采用高温空气燃烧技术,可以扩展火焰燃烧区域,使炉膛内温度均匀,从而炉膛的平均温度增加,加强了炉内传热,导致在同样长度的炉子上其产品的产量可以提20%以上;由于燃烧过程在炉膛空间内才开始出现,降低了燃烧噪音,同时加热了助燃空气,使得烟气中NOx量大大减少。使用高温空气燃烧技术,能够平均节能达25%以上,燃料节约率可达50%~60%,具有显著的经济效益。
我们在梭式窑上,用蜂窝多孔陶瓷做成换热器,节能率达26%左右。
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