论陶瓷窑节能方案

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1、节能环保广东建材2013年第4期论陶瓷窑节能方案付国仙(广州市能源检测研究院)摘要：介绍了陶瓷行业的耗能情况以及节能的必要性。以隧道窑为例阐述了陶瓷生产工艺，分析原料加工、压制成型、坯体干燥、炉窑烧成等工序的能耗特点。从尽量减少有效输入能和减少无效输出能的角度出发，并着重以热平衡分析为依据，研究了各工序的有效节能途径，为现存陶瓷窑的改建或者以后陶瓷窑的新建在节能领域指明了方向。关键词：陶瓷窑；隧道窑；节能：热平衡1前言陶瓷行业是一个高能耗的行业，无论在建筑、卫生、日用或艺术等领域陶瓷的产量均已连续多年位于全球第一。陶瓷生产对能源和资

2、源消耗巨大，特别是建筑卫生陶瓷工业，产量、耗能为陶瓷行业之首，与此同时也产生了大量的废气和废渣。陶瓷生产对能源、资源的巨大消耗和对环境的影响，已经严重制约了我国陶瓷产业的发展。因此，该行业的节能减排有着十分重要的意义。陶瓷窑已经从传统的间接式生产的梭式窑发展到连续式生产的隧道窑和辊道窑，燃料也从之前的烧煤、烧油发展到烧气的过程。炉窑的能耗成本已逐步降低到现在的30％左右。能源利用率也有所上升，但和先进国家相比(50％以上)，差距仍然较大，还有改进的空间。本文以陶瓷生产工序为研究对象，分析其工作过程中的节能途径，为陶瓷窑的节能改进指明

3、方向。2陶瓷生产工序陶瓷生产主要有原料加工、压制成型、坯体干燥、窑炉烧成、成品装箱等工序，如图1所示，其中原料球磨和压制成型主要是消耗电能，占总能耗的20％左右，而坯体干燥和炉窑烧成主要是消耗热能，占总能耗的80％左右。l原料l

4、压制lI坯体Il炉窑ll成品ll加工r__1成型r一一1千爆一烧成一装箱l图1陶瓷主要生产工序在炉窑烧成工序中，本文以主流的隧道窑为例进行分析，研究其热平衡过程中的节能方案。隧道窑是一条长直线形的隧道，分为预热段、烧成段和冷却段，其两侧为内壁，顶部为拱顶，底部铺设轨道并运行着窑车。在隧道窑的中部两侧安装喷嘴

5、等设备，燃烧加热坯体使之发一30一生物化反应形成成品，构成了固定的烧成段：燃烧产生的高温烟气在隧道窑前端烟囱或引风机的作用下，沿着隧道向窑头方向流动，逐步地预热进入窑内的坯体，构成了隧道窑的预热段；同时在隧道窑的窑尾鼓入冷风，强制或缓慢冷却隧道窑内后一段的成品，便构成了隧道窑的冷却段。3节能措施3．1原料加工节能目前原料加工主要采用湿法间歇球磨技术，将原料、球、水等按比例混合后在球磨机内进行细磨，达标后停机再换下一批原料。从工作过程可以看出其有着间歇性和水分较大的缺点，采用更高效更节能的球磨机可以从两方面入手：(1)采用大型高效球磨

6、机。连续无间段工作，无需停顿卸料；大吨位球磨增大产量，效率大幅提高；球磨电机采用变频技术等，可以节省电耗30％以上。(2)采用高效辅助剂。根据不同的工艺配方向泥浆中加入高效减水剂和助磨剂，并采用合理的料、球、水比例，以及合适大小的介质球，来缩短球磨时间和降低泥浆的含水率，达到节约球磨制浆和喷雾制粉(建筑陶瓷)阶段的能耗的目的，节省电耗可达20％以上。减水剂主要有无机减水剂、有机减水剂、聚合减水剂和复合减水剂等类别。各类减水剂的作用机理不完全一样，应根据各陶瓷原料配置的特性来选择哪类减水剂类型。3．2压制成型节能采用大吨位压砖机：一次

7、性压砖数量更多，并且压制的坯体质量好，成品率高，能节省投资和电耗30％以上。改进压砖磨具：普通钢制造自动压砖模具，使用寿命只有10天左右，并且更换费时(10个小时左右)。可采广东建材2013年第4期节能环保用合金钢组合式压砖磨具，使用寿命延长到30天以上，换磨时间为30分钟，大量节约了人力和物耗。压釉～体化：在压砖过程中，可同时进行瓷砖的施釉或表层装饰，采用干釉粉可以避免传统的施釉线，增加釉的稠度，也提高釉的磨损性，同时也为一次烧成瓷砖打好基础。此外还有采用高中压注浆和螺杆空压机等来缩减压制成型时间，并且提高机器寿命。3．3坯体干燥

8、节能在干燥过程中，坯体中的水分不断蒸发，使得坯体含水量和收缩率逐步降低。传统的干燥器主要采用热风干燥法，干燥能耗占产品总能耗的15％～20％，虽有不少企业利用窑炉余热为干燥热源，但仍另需干燥器耗能产生热风加以补充，还有待改进。一方面改进热风干燥法：合理设置热风回路，使得热风流向和坯体流向相反，减少干燥过程中的温、湿度差。在干燥器中设置挡板或者搅拌风机，增大接触时间和热风扰动，使得热湿交换更加充分。合理设置热风循环回路，使得部分高品质热风循环利用，相对增大流量和流速，提升强迫对流系数。由此实现对热风的温度、湿度、流量和流速分布的合理调

9、节，以此提高干燥效率。另一方面采用新型干燥技术：例如微波干燥，其利用介质损耗原理，在快速周期变化的磁场下，极性分子来回剧烈转动，碰撞摩擦使得电能转化成热能。由于微波具有穿透的特性，使得坯料内外同时均匀受热，缩短了加热时间，也提升了成批