【技术】陶瓷烧成中的节能技术

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。