浅谈陶瓷窑炉节能现状
目前，建筑卫生陶瓷及其相关行业用窑炉大致有：隧道窑、轨道窑、梭式窑、推板窑、熔块窑等。个别产业还涉及到转窑、钟罩窑、电窑等其他窑炉等，但对于建筑卫生陶瓷的整体而言，相对数量占比有限，讨论时可以附带而不是作为专门的对象处理。但无论哪种窑炉都存在节能降耗的问题，尤其是我国现在面临的空气污染和建筑卫生陶瓷行业强制性污染排放标准等。
01陶瓷窑炉节能的利益攸关方
对于陶瓷窑炉的节能降耗行业内的呼声是一致的，没有像其他新技术、新工艺和煤改气那样反应的激烈和无休止的讨论。但从有陶瓷窑炉开始，行业内就不断地改造、讨论、设计、完善陶瓷窑炉，目前来看，陶瓷窑炉的节能空间仍然很大。为什么一直在改进经过了几十年还没有很大进步呢?是不是技术问题，是不是材料问题，是不是投入产出比问题等等，都有。真正要解决好和自愿解决好窑炉的节能问题，实事求是地摆出节能降耗和企业发展、和地方经济、和环保要求、和材料资源、和产品性价比等的关系，分析其中的阻碍因素并有效的解决这些困难或者因素才能扫清障碍，使节能减排达到自愿的良性循环，一味的靠高压政策是不长久也是不可靠的。
陶瓷窑炉节能处理与地方环保政策和企业经济效益密切相关，要做好陶瓷窑炉节能，首先是企业愿意投入相应的资金进行改造，新建窑炉如果节能优异的话，其使用的材料、窑炉的设计、余热的利用以及新技术、新工艺都应该跟上，相对来说投资比较大，因此，地方政府应该给与一定的支持或补偿，根据排放量或者热利用率或者单位产品耗能都是很好的考核和补偿办法。庆幸的是建筑卫生陶瓷行业已经制定了节能的相关标准，单位产品能耗标准也已经完成，希望各方努力能够使陶瓷窑炉的节能效果提高到新的高度。
02陶瓷窑炉节能的途径
建筑卫生陶瓷的窑炉节能技术已经有相当多的讨论，总结起来主要有以下几种方案：
①窑炉根据烧成产品的特性应合理设计;
②窑炉用耐火材料的合理选择;
③窑炉余热的有效利用;
④新型燃烧技术的采用;
⑤采用清洁能源。
2.1、窑炉的合理设计
窑炉是陶瓷企业最关键的热工设备，也是耗能最大的设备，但是窑炉能耗的水平，主要取决于窑炉的结构与烧成技术。其中窑炉的结构是根本，如果没有一个很好的设计，要想提高烧制技术在某种程度上是非常困难的，甚至于无能为力;相反，有了好的窑炉结构，也需要有更先进的烧成技术作保证，这是相互依存，缺一不可的;只有使以上两者合理的配合才能保证新型窑炉烧成质量的提高，又减少能源消耗。
我国现在的建筑卫生陶瓷窑炉以隧道窑和辊道窑为主，两者具有相同的设计原理。在空间许可的情况下，陶瓷窑炉应在长、宽、高上尽量做到合理。什么是合理呢?在不同的场合不同的窑炉专家提出了不同的论点，有人说窑炉尽量长，有人说长了不好。窑宽也是一样，原来窑炉的宽度在1米多，现在已经达到了3米多。高度上讨论的不多，内部净高度以通过最大瓷件的高度(含窑车窑具)为依据进行设计。先说窑炉长短的问题，个人认为还是在相对情况下窑炉尽量长一些比较好，但无限制长会增加运营成本，如冷却段余热向预热段输送时会比较困难，采用多管输送造价相对提高，越长窑炉维修时压力越大，特别是隧道窑出现倒窑时处理更加麻烦等等。窑炉的宽度上也是一样，在燃烧器合理的燃烧范围内，窑宽以较宽
为好，温差是设计窑宽的一个主要考虑因素，目前的窑炉都是两边燃烧，所以宽度上要和燃烧技术相结合进行考虑。至于陶瓷窑炉到底多宽最好，应该没有定论，完全看产品特性和产能状况来定。宽度上只要保证内部的温差不要太大就应该没有问题。另外，预热带和冷却带足够长对产品是有利的，特别是烧成产品频繁变换时，这一点尤其重要，相对来说窑炉的适应性更强一些，好比是买了一件大衣服，大个子小个子都好穿，而小衣服的适应性就差一些了。
2.2、窑炉用耐火材料的合理选择
窑炉的主体性能主要由耐火保温材料的技术经济性能决定，直接影响着窑炉的投资成本、工作性能、热效率、运行的能源消耗费用等。选择耐火保温材料的一般原则：
①窑炉的性能与热工特点;
②材料的安全使用温度、导热系统、高温强度、化学稳定性;
③使用的寿命;
④投资费用与运行的维护费用。
一般而言，重质的耐火材料比较侧重某一技术性能指标，如高温稳定性、化学稳定性等;耐轻质保温材料更加注重投入与运行的综合技术经济指标。
选用轻质保温材料时，一般是用保温材料的导热系数(λ)与每单位体积保温材料的费用(Ρ)来确定，“λΡ”的乘积值愈小愈好。导热系数值小，说明保温材料的隔热效果好，运行时的能源费用低。每单位体积保温材料的费用低说明投资费用低，具有好的投资经济效果。
建筑卫生陶瓷窑炉用耐材包括窑炉的墙体和萱顶，一般分内外三层，内层为轻质保温棉、毡、板等，中层为重质或轻质保温砖，外层以红砖或低温保温砖为主。内层的轻质保温层近几年发展比较迅速，以低温莫来石纤维为主，兼顾了高温莫来石纤维、高铝莫来石纤维、含锆莫来石纤维等，温度从12000C~16000C的各个体系。在纤维制成工艺上采用了拉丝、甩丝、喷吹等工艺。内层也有用轻质莫来石、高铝等轻质砖或者板，以轻质氧化铝、莫来石等空心球砖为主体。中层的重质材料仍然采用低铝高硅、高铝低硅、莫来石与堇青石、焦宝石与莫来石等材料制成的重质材料为主。外层的低温耐火材料主要以铝矾土、焦宝石、粘土等制作而成，相对铝含量偏低，耐温性能较差但价格较低。
窑车用耐火材料有窑车面、窑车支架、承烧板、匣钵等，除过组成窑车的基本架构面材料外，其余的材料统称为窑具材料。窑车用耐火材料和窑炉的墙体材料基本相同。窑具材料根据不同的情况有莫来石、高铝莫来石、堇青石、莫来石-堇青石、SiC、氧化物结合碳化硅、氮化硅结合碳化硅等。
2.3、窑炉余热的有效利用
生产陶瓷的一个重要过程是烧成，烧成是在窑炉中进行的。陶瓷生产的窑炉有连续式的隧道窑、辊道窑，也有间隙式的倒焰窑，目前绝大多数陶瓷企业使用这两种窑型，以前使用比较多的还有倒焰窑。热效率是考察一个窑炉好坏的关键指标之一，也是节能减排的重要考核指标。陶瓷窑炉的热效率好坏与窑炉的燃烧损失、散热损失、排烟损失密切相关。据资料介绍：烧成隧道窑废气带走的热量损失约占总热量的20%～40%，而倒焰窑废气带走的热量约占燃料消耗量的30%～50%。因之回收窑尾废气的热量加以利用是提高窑炉效率的关键。国内隧道窑排烟温度一般在200～3000C，也有高达4000C，个别倒焰窑的排烟温度可高达5600C。因此，余热的有效利用是企业增加效益的有效途径之一，也为节能减排做出了贡献。
目前余热利用方式主要以加热空气用于干燥坯体，隧道窑、辊道窑余热回收主要用以加热空气作为烘干坯件的热源，也可作为助燃空气以提高窑炉本身的热效率，两者的选择可依据各工厂具体情况而定。
不可否认，现在建筑卫生用陶瓷窑炉虽然余热得到了很大利用，但仍然存在着许多问题，比较严重的是余热利用率不高，表现在余热输送环节的热损失和余热利用后的二次余热利用
等。同时，有些工厂在辊道窑后面加装蓄热室来进行余热利用也是不错的方法。总体来讲，余热利用无论对哪一个陶瓷企业都是一个综合工程，做得好、余热利用率高则该企业产品单耗会很好地降低，相应的综合成本也会降低。
2.4、新型燃烧技术的采用
陶瓷窑炉的燃烧效率是考核窑炉质量好坏的关键因素之一，有效地利用燃料自身的能量是陶瓷窑炉节能的主要方向。提高窑炉燃烧效率的措施主要包括：采用低空气系数的燃烧方式、富氧燃烧和提高助燃空气的温度等。同时，这几年微波烧成技术也不断发展，取得了可喜的成果。
在实际生产条件下，为了保证燃料的完全燃烧，一般都要供给比计算出的理论空气需要量多一些的空气。实际供给的空气量与理论需要空气量的比值，称为过剩空气系数或叫空气系数，一般用n表示。低过剩空气系数法燃烧是在保证完全燃烧的基础上供给最低的空气量，通过调整燃烧配风，使燃烧过程在尽可能接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氧的减少，可抑制NOx的生成。一般可降低NOx排放15%~20%。实现低空气过剩系数的有效方法主要有采用富氧燃烧、纯氧燃烧等增加氧气浓度的方法和降低氮气含量的方法，如脱硫脱氮等技术，集中到一点就是尽量使燃烧过程中让空气中的氮气带走多余氧气和热量。
微波烧成技术是一项新技术，在我国建筑卫生陶瓷窑炉中目前还没有成功的完全应用的报道。据陶城报报道：国外研究微波烧成陶瓷新技术，正在取得进展。采用微波烧成陶瓷，可以大大缩短烧成时间与产品生产周期，还可以大幅度降低能耗。微波烧成陶瓷的工作原理为：让陶瓷制品的坯体吸收2.45兆赫频率的微波之后，然后由陶瓷坯体自身散发出热量，将陶瓷半成品加热到预定的烧结温度，目前采用微波技术烧成的陶瓷窑炉已在美国、日本开发成功。这种窑炉的炉壁呈双层结构，由吸收微波陶瓷及隔热材料组成。它采用的微波烧成技术与现行通用的靠提升坯品表面温度烧成陶瓷的工艺技术不同。而是采用了由微波以内部加热的机理，可使陶瓷制品在烧制工程中温度均匀提升，从而减少陶瓷变形与色彩不均匀等缺陷，并且能够减少在陶瓷制品烧成中的二氧化碳、二氧化硫等废气的排放，减少对人类居住生活环境的污染。我国目前可见的是德化陶瓷窑炉微波辅助烧成节能系统已投入使用。据报道该技术攻克了大功率微波的适应性，解决了微波运用行业普遍存在的热失控问题。据悉，该技术由顺美公司开发，累计投入400多万元。利用微波加热方法对陶瓷烧成之前进行微波内加热的方式进行坯体预热应用，应用于陶瓷坯体小水分的快速排除、有机物的快速分解烧成，使坯体能够快速脱水且开裂率明显降低。经现场测算，使用该系统陶瓷产品的成品率可提高至99%。
总体来看，在燃烧方面，陶瓷窑炉要立足降低空气过剩系数的燃烧技术和微波低能耗技术来进行，以期形成更好的热利用率。
2.5、采用清洁能源
清洁能源指的是对环境友好的能源，意思为环保，排放少，污染程度小。清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：第一、清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系;第二、清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性;第三、清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。从上述解释中不难看出，以前我们简单的认为天然气是清洁能源，煤、重油、焦化煤气等燃料不是清洁能源，这种理解有些偏差或者说片面。
长期以来，建筑卫生陶瓷的窑炉燃烧物多采用煤转气，在煤转气的过程中产生了大量的硫化物、氮化物和碳化物等有害气体，煤渣已经能够得到有效利用，但这些有害气体对陶瓷集中区产生了大量的不良影响，当地的环境和大气都因此受害，居民也时有投诉。建筑卫生陶瓷要走得更远，就一定要收紧环保节能的紧箍咒，倒逼企业进行能源的清洁利用。
从清洁能源的解释和定义来看，无论采用何种燃料都可以使之变为清洁能源，而不是单
单是指天然气。天然气只是最方便的清洁能源，但是不是最经济对企业而言就不一定了。现在，新的技术在不断出现，脱硫脱硝技术、污染物自动测试技术等基本上都已经取得巨大进展，在技术不断发展的同时，煤、重油等以前认为非清洁能源的燃料，最终会通过技术改造使其成为清洁能源。当然，这种过程在一定程度上是痛苦的和艰难的。
原则上采用清洁能源肯定增加烧成成本，这是不言的事实。但是，随着各地环保政策的日益收紧，采用清洁能源已经成为必然趋势。
03深化陶瓷窑炉节能的条件
深化陶瓷窑炉节能的条件从宏观角度讲只有三个方面：思想上重视、地方政府关心、银行给予支持。
思想上重视是指建筑卫生陶瓷企业特别是企业一把手要充分认识到节能减排的重要性和紧迫性，这不但是经济效益的问题，是子孙后代能否继续安康的大事。企业无论做多大，个人无论多有钱，但离开了人类历史的延续和发展，企业和个人的那些东西就没有任何价值了。现在建筑卫生陶瓷企业有生产部、技术部、品管部、采购部等，但目前应该没有一家有能源资源部，这是不妥的，说明我们没有真正从思想上认识到能源的利用和节能减排对企业的重要性，说明重视还只是停留在口头上。
建筑卫生陶瓷企业目前的经营现状并不乐观，虽然我们有将近100亿平方的建筑陶瓷产量，虽然我们有将近2亿件的卫生陶瓷产量，这些都只能说明我们产量很大，但需求呢，只能达到我们目前产量的50%-60%，建筑卫生陶瓷在拼什么?在拼价格、在拼成本。结果就是不重视环保和节能，这是造成目前建筑卫生陶瓷各地都不喜欢的原因。但事实已经存在，因而地方政府应该给与以关心和关怀，努力破解企业的困境和困难，因势利导，寻找解决办法，给与支持和帮助，不再扩大和新增，使现有的建筑卫生陶瓷企业能够健康稳定地发展。
《建筑卫生陶瓷工业窑炉节能技术要求》 编制说明 （征求意见稿） 《建筑卫生陶瓷工业窑炉节能技术要求》协会标准工作组 二零二零年十一月
(一)工作简况，包括任务来源、协作单位、主要工作过程、国家标准主要起草人及其所做的工作等 1.任务来源 根据中国建筑材料联合会《2020年第九批协会标准制定计划的通知》（中建材联标发[2020]70号）的要求，《建筑卫生陶瓷工业窑炉节能技术要求》被列为制定项目，统一纳入中国建筑材料协会标准体系，项目编号为：2020-79-xbjh，该标准由中国建材检验认证集团（陕西）有限公司负责起草，并牵头组织相关单位共同完成。协会标准制定完成后将由中国建筑材料联合会发布。 2.制定的目的和意义 我国建筑卫生陶瓷产量已连续多年位居世界第一，产量已占世界总产量半壁江山，而该行业又具有“高能耗、高排放”的问题。目前，建陶行业仍是一个典型的高能耗行业，能耗中约有60%来自烧成工序。窑炉是该行业能耗最多的热工设备，每年消耗着大量的资源。建筑卫生陶瓷窑炉年耗能折合标煤超过6000万吨，为陶瓷行业之首，日用陶瓷窑炉年耗能超过1000万吨标准煤，其他陶瓷窑炉年耗能近3000万吨标准煤。此外，建陶工业窑炉烧成过程中会排放大量的废烟气，烟气中含有大量的颗粒物、氮化物、氧化物和硫化物，加重了空气中“雾霾”的形成。据统计，陶瓷工业每年约产生NOx150万吨以上，SO2150万吨以上，粉尘80万吨以上，重金属及其化合物等污染物。 当前，国内外在建筑卫生陶瓷工业窑炉节能领域标准化方面研究较为欠缺，国内外窑炉节能技术水平存在一定差距。从各国实际情况中可发现，国外建陶工业窑炉发达国家如意大利、德国和日本等国家的陶瓷窑炉节能技术水平高于我国，窑炉能效利用率高于国内。如我国建陶工业窑炉的热效率与上述国家相比存在着一定差距，如美国达到50%以上，而国内窑炉厂商较好产品能达到40%以上，而一些中小型企业生产的产品在30%左右。与此同时，国内外在建陶工业窑炉节能领域标准化方面研究较为欠缺，尤其是国内此类相关标准缺乏。正因为缺乏相关标准的约束指引，间接促使国内建陶工业窑炉生产主要侧重于用户的需求进行“定制化”开发，偏向于产能的实现。一定程度上造成了建陶工业窑炉整体能耗高，节能意识差和行业无序发展等问题。因此，提出标准《建筑卫生陶瓷工业窑炉节能技术要求》，来提高该行业工业窑炉的热效率，为提升该行业工业窑
目录 第一章总论。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（2）第二章项目提出的背景和必要性（6）第三章生产工艺流程和节能减排改造方案（12）第四章建设规模与建设方案（20）第五章节能分析评价（26）第六章环境保护与减排效益（28）第七章劳动安全卫生与消防（32）第八章组织机构与劳动定员（35）第九章工程实施进度（38）第十章投资估算与资金筹措（39）第十一章财务评价（42）第十二章社会评价（49）第十三章结论与意见（51）附表及附件
第一章总论 1.1项目概况 1.1.1项目名称：陶瓷窑炉煤改气节能项目 1.1.2 建设单位：景德镇xxxx陶瓷集团有限公司 1.1.4 建设规模和主要建设内容 本项目不改变原有生产能力，主要是将原有8条陶瓷煤窑进行改造，实现“三个改变”：a.改变燃料结构，改燃煤为烧气；b.改变窑炉结构，由窑车式高耗能煤烧窑炉改造为现代节能型辊道式窑炉；c.改变烧成方式，将匣装隔焰烧炼改为无匣裸烧新工艺。根据产品品种的不同对原有8条窑炉进行合理调配改建。其中5条改为燃气辊道窑；3条改成12座燃气6米3梭式窑。 窑炉年工作日为330天，年总产量为5600万件。 1.1.5 总投资和资金筹措 估算总投资5246万元。其中：固定资产投资5121.7 万元，建设期利息124.3万元。 资金来源为：申请银行贷款2000万元，自筹3246万元。 1.1.6 建设期限：18个月。 1.1.7 项目主要效益预测 项目建成后，节能减排效果好。节约能源折合标准煤19140吨。减少排放烟尘2975吨/年；二氧化硫432吨/年；煤渣11572吨/年。
In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.工业窑炉节能技术措施正 式版
工业窑炉节能技术措施正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 工业窑炉的能好受许多方面因素的影响，但是节能的主要措施一般都离不开优化设计、改进设备、回收余热利用、加强检测控制的生产管理等方面。 工业窑炉各项节能改造所节约的是煤炭和石油资源，还可以获得较好的温室气体CO2的减排效果，有益于缓解全球气候变暖，还可以减少酸雨气体SO2和NOX与总悬浮颗粒物的排放，有利于改善地区的生态环境。 工业窑炉节能改造的内容很多，主要有热源改造、燃烧系统改造、窑炉结构改
造、窑炉保温改造、烟气余热回收利用以及控制系统节能改造等项。 一、热平衡测试 节能必须有科学的计量对比测试方法。目前公认的测试方法是热平衡测试。通过对窑炉的现场热工测定，全面地了解窑炉的热工过程，计算窑炉收入和支出的能量、供给能量、有效能量及损失能量的平衡关系，从而了解炉窑的热工状况，判断其能量有效利用程度，查明各项损失的分布情况，分析炉窑运行工况，及时调整运行工艺参数，使其达到运行的最佳状态，同时找出节约能源的有效途径，明确节能方向，为提高窑炉等能源利用效率提供科学依据，达到节能的目的。
陶瓷窑炉的分类及特点 一、陶瓷窑炉分类 1、按构造型式分：梭式窑、隧道窑、辊道窑、推板窑、圆型（转盘窑）、钟罩窑 2、按供热方式分：煤窑、柴窑、电窑、燃气窑。煤窑、柴窑已被淘汰，清洁能源窑炉（电、燃气）已走向成熟阶段。 3、按烧成温度分：高温窑、中温窑、低温窑。 二、陶瓷窑炉介绍 1、梭式窑：是间歇烧成的窑，跟火柴盒的结构类似，窑车推进窑内烧成，烧完了再拉出来，卸下烧好的陶瓷。窑车如同梭子，故而称为梭式窑。 2、隧道窑：一般是一条长的直线形隧道，其两侧及顶部有固定的墙壁及拱顶，底部铺设的轨道上运行着窑车。燃烧设备设在隧道窑的中部两侧，构成了固定的高温带，烧成带，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，同时逐步地预热进入窑内的制品，这一段构成了隧道窑的预热带。在隧道窑的窑尾鼓入冷风，冷却隧道窑内后一段的制品，鼓入的冷风流经制品而被加热后，再抽出送入干燥器作为干燥生坯的热源，这一段便构成了隧道窑的冷却带。 3、辊道窑：辊道窑是连续烧成的窑，以转动的辊子作为坯体运载工具的隧道窑。陶瓷产品放置在许多条间隔很密的水平耐火辊上，靠辊子的转动使陶瓷从窑头传送到窑尾，故而称为辊道窑。 4、倒焰窑：燃烧所产生的火焰都从燃烧室的喷火口上行至窑顶，由于窑顶是密封的，火焰不能继续上行，在走投无路的情况下，就被烟囱的抽力拉向下行，经过匣钵柱的间隙，自窑底吸火孔进支烟道，主烟道，最后由烟囱排出。 5、推板窑：又称推板式隧道窑，是一种连续式加热烧结设备，按照烧结产品的工艺要求，布置所需的温区及功率，组成设备的热工部分，满足产品对热量的需求。把烧结产品直接或间接放在耐高温、耐磨擦的推板上，由推进系统按照产品的工艺要求对放置在推板上产品进行移动，在炉膛中完成产品的烧结过程。 三、陶瓷窑炉选择 1、对于日产量在20M3以下，且产品种类较多，烧成温度各异，由于其本身产量难以满足隧道窑的生产量，推荐采用快速烧成梭式窑。 2、对于日产量等于或大于20M3，但其釉色复杂，如窑变结晶釉需一定的恒温及冷却时间，可采用传统梭式窑或电热梭式窑；如果窑变釉或结晶釉只是部分，可以选用快速窑，快速窑不是只快，也可以放慢。慢，温差可控制很小。但慢的节能效果差。 3、对产量较大、高度较高、重量较重、温度较高、釉色单一，可选用台车式隧道窑。如高温日用陶瓷，卫浴陶瓷。 4、对温度在1300℃以内，产量较大的艺术陶瓷、日用陶瓷、卫浴陶瓷，建议采用辊道窑，或大型快速梭式窑。
陶瓷窑炉烟气处理技术 随着国民经济的不断发展，我国陶瓷工业也得到了迅猛发展。2005年我国陶瓷产量：日用陶瓷175亿件，建筑陶瓷35 m2，卫生陶瓷约9 000万件，产量均居世界第一，约占世界的2/3，形势一片大好。但其带来的负面影响——窑炉烟气污染也越来越突出。 我国大气中90%的SO x、85%的CO2、80%的RO x(粉尘)和50%的NO x污染均来自陶瓷窑炉、蒸汽锅炉以及其他各种工业窑炉[1]。据资料统计，目前仅在日用陶瓷、建筑陶瓷生产领域中就有3 000余座燃煤窑炉，达到窑炉总数的70%，因此处理陶瓷窑炉烟气污染就成为了目前应该研究的方向。 笔者结合陶瓷窑炉烟气的污染物形成机制，对目前窑炉烟气的处理技术和发展方向进行了综述。 1 陶瓷窑炉烟气污染产生的机制 陶瓷窑炉烟气中有害物质可分为两类：一类是气相化学物质，另一类是固相的烟尘，都是造成大气污染的主要物质。 1.1 气相化学物质的产生 燃煤产生的气相化学物质主要有SO X和NO X。 （1） SO X是由煤、粘土中的硫化物杂质在800 ℃左右被氧化所致。 在陶瓷生产中不仅燃烧的燃料中含有硫化物杂质，而且原料也有一些含硫的杂质，如：黄铁矿(FeS2)、Fe2(SO4)3、CaSO4、Na2SO4等。这些杂质存在于陶瓷坯体中，在烧成的过程中，要进行一系列氧化还原反应。 （2） NO X的产生类型有3种： a、热力型NO X，燃烧时的空气中带进来的氮在高温下与氧发生反应生成NO X被称为热力型NO X（T －NO X）。 b、燃料型NO X，因为煤中含有许多氮的有机化合物如芳香杂环氮化物、吡咯及衍生物，在高温作用下易产生NH3或HCN氧化生成NO X。 c、快速型NO X，指在燃烧过程中，燃料中的碳氢化合物发生分解，其分解的中间产物和N2反应生成的氮氧化物。快速型NO X生成量很少，可不予考虑。 1.2 固相烟尘的产生 煤被加热350～600 ℃时，大量释放出以碳氢化合物为主的挥发分，进入炉膛空间。但是在低温缺氧条件下,挥发分不可能正常燃烧,发生裂化、脱氢、叠合、环化而生成含碳量多的苯环物质——碳黑；不完全燃烧生成环烃物质——烟炱；还可能因还原反应而分解出游离的碳粒；由烟气带出的飞灰和未燃尽的煤炭颗粒微尘；这些物质总称烟尘。全世界每年约有1亿t烟尘排放到空气中，如不及时处理，不仅会污染环境，而且会损害人类的健康。 2 烟气脱硫（FGD）
节能技术 第一章热能、电能利用节能技术：第一、锅炉节能技术 一、（1）加强燃料管理与实现动力配煤，节约用煤：动力配煤根据用户对煤质的特定要求，将不同种类、不同性质的若干种煤按照一定的比例，经过筛选、破碎掺配加工成混煤，使其成为认为加工的“新煤种”。这种“新煤种”的化学组成、物理特性和燃煤特性与各原单一煤种均有不同，合理配比可以达到改善性质、特性互补、劣煤优用、有利燃烧、减少污染物排放的目的。（2）加强水质管理，减少结垢和排污：锅炉水处理会减少锅炉结垢，降低排污热损失。 二、（1）锅炉节能的目的：主要是提高锅炉热效率，降低燃料消耗，减少热损失和污染物。（2）锅炉常用分类方法：不同的分类方法可以将锅炉分成不同的类别，各种分类方法分成的锅炉类别不能混淆。按使用燃料种类不同分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等；按蒸发受热面中工质流动的方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉；按主蒸汽压力高低可分为低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界压力锅炉、超临界压力锅炉和超超临界压力锅炉等；按燃烧方式不同可分为层燃炉、室燃炉、流化床炉和旋风炉。（3）加强运行调整，减少各项热损失 锅炉运行时存在着种种热损失，找出引起热损失的原因，提出减少各项热损失的措施，就可以提高锅炉热效率，以节约能源。锅炉输入热力主要来源于燃料燃烧放出的热量。为了便于分析，将燃料在锅炉内燃烧输入的热量分为两部分，一部分为锅炉的有效利用热，其余的即为各项热损失。锅炉的热效率表示锅炉设备有效利用热量Q1与输入热量Qr之比的百分数，即：η= Q1/Q r×100%。为了确定锅炉的热效率，就需要建立在正常运行工况下，锅炉热量的收支平衡关系，通常称为锅炉的热平衡。在锅炉机组稳定运行的热力状态下，1Kg燃料带入锅炉内的热量、锅炉的有效利用热量和热损失之间有如下热平衡关系。Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/Kg将上式两边都除以Qr，则锅炉的热平衡可以用占输入热量的百分比来比表示。100%=q1+q2+q3+q4+q5+q6显然，要提高锅炉热效率，必须设法降低各项热损失。 1、减少排烟热损失q2.排烟热损失时指高温烟气排入大气而损失的热量。排烟损失由尾部排烟温度、烟气量与漏入系统内的冷空气量综合决定的。因此，降低排烟损失，就要减少炉膛的空气系数和各烟道的漏风量以及降低排烟温度。 2、减少气体未完全燃烧热损失q3。对燃煤锅炉而言，这项损失主要取决于排烟处的一氧化碳含量和空气系数。 3、减少固体未完全燃烧热损失q4。未燃尽而残留的固定碳常存在于灰渣、飞灰与落煤之中。 4、减少散热损失q5.散热损失大小取决于散热表面的面积、温度和环境条件。因此，散热损失与锅炉容量有关，也与锅炉有无省煤器、空气预热器等受热面有关。锅炉容量越大，其与外界接触的面积相对地变小，散热损失减小。通常小型锅炉的散热损失较大，有尾部受热面（如省煤器、空气预热器）的锅炉散热损失较大。 5、减少灰渣物理热损失q6。灰渣物理热损失是指炉渣所带走的热损失。通常层燃炉的灰渣量较大而且温度高，需要考虑灰渣物理热损失。 （4）燃煤锅炉的两个主要节能措施1、运行调整。运行调整主要是降低排烟损失和合理配风。锅炉降低排烟损失，合理配风的目标，就是要根据负荷要求，恰当地供给燃料量，不断寻求并力争控制最佳空气系数，达到完全燃烧。 在理论上达到完全燃烧所需要的空气量，称为理论空气量。但在实际条件下，根据燃料品种、燃烧方式及控制技术的优劣，往往需要多供给一些空气量，称为实际空气量。实际空气量与理论空气量之比，称为空气系数。 但是最佳空气系数无法从理论上进行准确计算，只能依靠试验研究和实践经验来优选。通常对于气体燃料由于它能与助燃空气达到良好的混合，较小的空气系数便可以实现完全燃烧；对于固体燃料，因为它与助燃空气在表面接触燃烧，不能直接进入内部混合，空气系数相对较大；对于液体燃料，一般采用雾化燃烧，雾化微粒与空气混合比固体燃料好，但比气体燃料差，空气系数介于固体和气体燃料之间。即使同一种燃料，由于可燃成分、燃烧方式与控制技术的差异，空气系数也不完全相同。2、节能改造。节能改造主要包括六条措施：給煤装置改造；炉拱改造；燃烧系统改造；层燃锅炉改造成循环流化床锅炉；控制系统改造；采用节能新设备。 第二、工业窑炉节能技术 一、在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量，或将电能转化为热能，从而实现对工件或物料进行熔炼、加热、烘干、烧结、裂解和蒸馏等各种加工工艺所用的热工设备，称为工业窑炉。工业窑炉主要由炉衬、炉架、供热装置（如燃烧装置、电加热元件）、预热器、炉前管道、排烟系统、炉用机械等部分组成。 二、（一）工业窑炉的分类：工业窑炉的种类繁多，用途各异。实际应用中一般是按其某些主要特征来进行分类的。按工艺特点分为加热炉和熔炼炉；按所使用能源种类分为燃料炉和电加热炉；按工作温度高低分为高温炉、中温炉、低温炉；按热工操作制度分为连续式工作窑炉和间歇式工作窑炉；按炉型特点分为室燃炉、步进炉、竖炉等；按工作制度分为辐射式工作制度窑炉、对流式工作制度窑炉和层式工作制度窑炉。 （二）工业窑炉节能改造的主要内容七个方面：热源改造、燃烧系统改造、窑炉结构改造、窑炉保温改造、烟气余热
陶瓷工业窑炉能耗现状及节能技术 一．陶瓷工业窑炉概况 陶瓷工业窑炉按样式分：辊道窑、隧道窑、梭式窑。按热源分：燃油窑、燃气窑、电窑、微波窑。陶瓷产品主要分为：建筑陶瓷、日用陶瓷、卫生陶瓷、特种陶瓷。 建筑陶瓷具有薄、平、规则的特点，全部采用辊道窑快速烧成。日用陶瓷根据产品的各自特点，小而薄的可采用辊道窑烧成；大而不规则的则采用隧道窑烧成。卫生陶瓷大多体型大，不规则，厚度不一多采用隧道窑或梭式窑生产。特种陶瓷根据产品的样式以及物理化学要求大多采用电辊道窑、燃气梭式窑或微波窑烧成。 二．能耗因素 影响陶瓷窑炉能耗的因素有： 1.窑炉样式。隧道窑、梭式窑的窑车具带走的热量占窑炉 总耗热的20%左右。国内辊道窑能耗在450—1200Kcal/kg 瓷，隧道窑的能耗在1000Kcal/Kg瓷以上。 2.窑炉结构。窑墙的保温蓄热性能、窑顶结构对于气体流动 的影响、各种管道分布的合理性及对热量的利用率的影响。 3.窑炉尺寸。窑炉宽度增加1m，单位制品的能耗大概减少 2.5%。窑炉越长，窑头排烟带走的热量就越少。窑炉越高， 散热面积越大，能耗越大。
4.窑炉燃料。同样的温度要求下，洁净燃料所需的空气量和 产生的烟气量少，排烟带走的热量就少。微波、电热、燃气、燃油、燃煤窑炉的能耗依次增大。 5.窑炉材料。窑体材料的热导率越低，窑体散热越少，材料 越轻，窑体蓄热越少。 6.窑炉控制。目前国内大多采用计算机自动监测控制系统， 合理调节窑内温度、压力、气氛，从而减少燃料消耗；合理调节风机和传动电机频率，减少无用功。 7.窑炉烧嘴。目前国内新建窑炉大多采用高速预混式节能烧 嘴，该烧嘴可调节空气过量系数，高速，减少宽断面温差。 8.窑炉余热的回收利用。目前国内陶瓷窑炉基本都采用直接 热回收利用的方式，如：加热空气、干燥坯体等，动力回收的很少。 9.产品。产品的原料、规格、性能的不同，烧成参数也不同， 能耗自然也不同，产品烧成温度降低100℃,单位产品热耗可降低10%。目前广东外墙砖的能耗大概为530—1000Kcal/Kg瓷，仿古砖480—700Kcal/Kg瓷，抛光砖530—800Kcal/Kg瓷，日用卫生陶瓷大概为1000—2000Kcal/Kg瓷。 三.几种常见窑炉的能耗或节能成果。 辊道窑： 辊道窑因其机械自动化程度高、结构简单、产量大深受
天然气陶瓷窑炉节能瓶颈突破 1、我国陶瓷产业的基本情况 我国陶瓷产能主要分布在江西景德镇、河北唐山、广东佛山、山东淄博、湖南醴陵、四川夹江等地。为有效地促进陶瓷行业天然气用户的管理，掌握陶瓷用户在用气工艺、用气定额、用气波动性、用气经济性等特点，笔者对6个地区进行了调研，所调研用户的基本情况如下： 从生产产品类别来看：生产骨质瓷的用户2家，但这2家用户的产品也有差距，分别以骨质瓷以后高档艺术陶瓷与高档生活用骨质瓷，包括餐具、茶具为主；生产墙砖企业2家，分别生产一般性的内墙砖与高档艺术瓷砖。生产的是电网专用的瓷绝缘子电磁企业1家，生产高档卫生洁具的陶瓷企业1家。从用气量来看，除1家超过1000万m3外，其余5家的用气量在（179～719）万m3之间。 2、陶瓷用户天然气用气特征 2.1用气工艺特征 从调研用户来看，由于生产产品的不同，用气工艺有一定的差距，但总体来看大同小异。陶瓷行业天然气利用具有以下特点： 1）要求天然气供应稳定。根据陶瓷产品的生产工艺，总体分为原料制模成型—烧制—冷却上釉—再烧制等工艺流程。以某骨质瓷生产企业为例，该用户是目前调研用户中工艺流程要求最高的用户，先后要经过3次烧制才能完成产品的生产。
在多次烧制的过程中，均通过专用的陶瓷窑炉进行，天然气主要用于窑炉烧制陶瓷的流程中，陶瓷窑炉是天然气主要用气设备。根据陶瓷升温曲线的要求，陶瓷窑炉的温度要实现逐步升温。 由于陶瓷生产属于连续性生产，需要通过陶瓷窑炉中的喷嘴来控制窑炉的温度。因此要求天然气的供应稳定，能满足陶瓷连续生产的需要，避免天然气供应不稳定而造成窑炉无法正常运转，甚至造成产品报废。 2）陶瓷产品对天然气品质有一定的要求，尤其是高档陶瓷产品。陶瓷产品要求供应的天然气纯净、无杂质，调研中，除1家企业明确提出不要求考虑气质外，其余5家用户均明确提出了对天然气气质要求“无杂质，纯净度高”的要求。表明天然气气质对陶瓷产品生产的至关重要性。 3）陶瓷产品生产对压力有明确的要求。除1家企业明确提出不要求考虑气压外，其余5家用户均明确提出了对天然气气压的要求，对气压要强求介于20kPa～0.15MPa。 2.2用气定额特征 由于陶瓷用气定额与产品类别、生产工艺、加工的热效率、温度控制、烧制时间有关。因此，笔者主要通过生产同类产品的通用户进行比较，找到影响用气定额的差距。 各用户用气价额分别如下： 根据同类产品进行的比较，以两家骨质瓷生产企业为例，天然气消耗定额分别为1590m3／t和886m3／t。造成彼此间用气额度差
目录 目录 (1) 工业炉窑简介 (2) 一、工业窑炉简述： (2) 二、工业炉窑历史、现状 (3) 三、行业发展趋势 (4) 四、窑炉的工作原理、参数、工艺条件 (4) 4.1原理 (4) 4.2工业窑炉的参数 (5) 4.3工业窑炉的工艺条件 (6) 五、工业窑炉节能现状 (6) 5.1 热源改造，燃烧系统改造 (6) 5.2 窑炉结构改造 (7) 5.3 余热回收与利用 (10) 5.4 控制系统节能改造 (12)
工业炉窑简介 一、工业窑炉简述： 窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。按煅烧物料品种可分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等。前者按操作方法可分为连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑。按热原可分为火焰窑和电热窑。按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。其结构较为简单，操作方便。此外，还有多种气氛窑等。 在具体行业，窑炉还有更多细分类型，如水泥回转窑、玻璃池窑、钢铁的高炉和转炉，化工行业的一些设备也可归为窑炉。但通常意义上的工业窑炉，范围主要指金属和无机材料的煅烧设备。 窑炉大致分为箱式、井式、梭式、网带式、回转式、窑车式、推板式隧道电阻炉、真空炉、气体保护炉、超高温管式推板炉（碳管炉）、钨钼粉焙烧炉、还原炉等各种高、中、低温工业窑炉，工作温度200～2500℃。可用于ZnO压敏电阻器、避雷器阀片、结构陶瓷、纺织陶瓷、PTC&NTC热敏电阻器、电子陶瓷滤波器、片式电容、瓷介电容、厚膜
陶瓷废料的综合利用现状 2006-1-5 1 前言 随着社会经济及陶瓷工业的快速发展,陶瓷工业废料日益增多,它不仅对城市环境造成巨大压力,而且还限制了城市经济的发展及陶瓷工业的可持续发展,所以陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。目前,我国陶瓷工业废料的处理与利用程度比较低,资金紧缺,致使大量废渣挤占耕地,使水和空气受到污染。特别是近20年的高速发展,陶瓷业随着产量的增加,废料的数量越来越多,根据不完全统计:仅佛山陶瓷产区,各种陶瓷废料的年产量已经超过400万吨,而全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右,如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题,而且随着经济的日益发展和社会的进步,环境已经成为人们关注的焦点,陶瓷废料的堆积挤占土地,影响当地空气的粉尘含量,而陶瓷废料的填埋耗费人力物力,还污染地下水质,如何变废为宝,化废料为资源,已经成为科技和环保部门的当务之急。 因此,我国必须高度重视对陶瓷生产中废料的再循环和利用,把它提高到环境材料学的高度加以研究和利用,提高到全民绿色环保的高度加以重视和解决。 2 废料的来源与分类 陶瓷工业废料主要是指陶瓷制品生产过程中,由于成形、干燥、施釉、搬运、焙烧及贮存等工序中产生的废料, 通常大致分类如下。 (1)坯体废料主要是指陶瓷制品焙烧之前所形成的废料,包括上釉坯体废料及无釉坯体废料。 (2)废釉料是在陶瓷制品的生产过程中(抛光砖的研磨、抛光及磨边倒角等深加工工序除外)所形式的污水,污水经净化处理后形成的固体废料,通常含有重金属元素,按其化学含量多少可分为有毒废釉料和有害废釉料。 (3)烧成废料是陶瓷制品经焙烧后生成的废料,主要是烧成废品和在贮存和搬运等生产工序中的损坏而造成的。 (4)采用重油或煤作为燃料的陶瓷窑炉,由于重油及煤的机械不完全燃烧损失及化学不完全燃烧损失偏高,形成了大量未燃烬的游离碳,极易污染陶瓷制品。因此,日用陶瓷制品通常采用隔焰加热的方式进行焙烧。而获得隔焰加热方式最经济的方法是采用匣钵焙烧,此外,极个别的小型墙地砖生产企业采用多孔窑焙烧制品时仍需利用匣钵。由于匣钵多次承受室温,高温室温的热应力作用及装钵过程中的搬运、碰撞等易于损坏而成为匣钵废渣。 (5)瓷质砖及厚釉砖等经刮平定厚、研磨抛光及磨边倒角等一系列深加工成为光亮如镜及平滑细腻的抛光砖制品后,产生大量的砖屑。研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除0.5-0.7 毫米表面层,有时甚至高达1-2毫米,那么生产1平方米抛光砖将形成1.5公斤左右的砖屑,若以年产40万平方米抛光砖的抛光生产线为例,那么每年约产生840万吨左右的抛光砖废渣。 3 国内外的综合利用 3.1用来生产陶瓷砖 3.1.1用于瓷砖坯料 建筑陶瓷企业在从事生产时也会造成许多种类的工业废料。如用于淘洗原料及冲刷设备排出的废泥水、烧成后的瓷砖废品、不可再用的匣钵与窑具等。当前,对陶瓷厂自身产生的工业废料的回收利用的研究已取得突破性进展。废弃的泥水经回收、拣去杂物、除铁外,又可以添加入瓷砖的配料中用于瓷砖坯料。对于废品、废匣钵与废窑具之类经过高温烧成的废料,也可采用重新粉碎加工方法,将其磨碎成粒径在5mm以下,然后按 3w%的比例添加到瓷砖或西式瓦的配料中用于瓷砖坯料。近年来,日本许多建陶企业都配备了带式回转磨机装置,专门对企业内产生的废料进行再加工与回收利用,取得明显的经济效益与社会效益。国际上许多国家已将绿色陶瓷制品定位为在生产线上不形成污染的产品。让陶瓷企业真正形成无废料排放、实现良性循环的生产体制,已成为许多建陶企业追逐的目标。
工业窑炉节能技术 姓名：张毅 专业：动力机械及工程
一绪论 1.1采用先进技术，使工业窑炉不断改造升级 窑炉的更新改造应该以优质、高效、节能、环保、安全、智能化、多工种、工序联动及自动化为主。水泥预分解技术是最具现代化、规模化的水泥生产方法，在世界各国被普遍采用，成为当代水泥生产方式的主流。该技术以悬浮预热和预分解为核心，利用现代流体力学、燃烧动力学、反应动力学、热工学、计算流体力学数值预测技术、粉体工程学和工程测试技术等现代科学理论和技术，并采用计算机信息及网络化技术，具有高效、优质、节能、节约资源等特点，符合可持续发展的要求。 在工业窑炉燃烧技术节能方面，通过将高温空气燃烧技术、富氧燃烧技术、脉冲燃烧节能技术、水煤浆燃烧技术和流化床燃烧技术等先进燃烧技术应用于工业锅炉中，可显著提高燃烧热效率。 2.1 推进工业窑炉余压热利用 我国工业窑炉主要以煤炭为燃料，以电能为动力，是典型的耗能大户。一般工业窑炉烟气带走的热量占燃料炉总供热量的30%~70%，充分回收烟气余热是节能的主要途径。通常烟气余热利用途径有：1）装设预热器，利用烟气预热助燃空气和燃料；2）装设余热锅炉，生产热水或是蒸汽，以供生产或生活；3）利用烟气作为低温炉的热源或用来预热冷的工件或炉料。 二工业窑炉节能基本原理 2.1 工业窑炉的分类 工业窑炉是指加热或熔化金属或非金属的装置而言，加热或熔化金属的装置称为工业炉，加热或熔化非金属的装置称为窑炉。工业窑炉是工业加热的关键设备，同时工业窑炉又是高能耗设备。目前，全国工业窑炉年能耗约占总能耗的25%，占工业总能耗的60%。目前工业窑炉根据行业分类主要如图2.1.
陶瓷窑炉设计 2007-04-19 18:13 在设计窑炉时，一般需要考虑两个问题：一是窑体本身的材质和结构等方面的问题；二是向被烧产品的传热问题。不言而喻，不管窑体建造得如何坚固，只要烧出的产品不好也是没有用的。因此，设计窑炉时不重视对被烧制品的传热问题是一个重大失误，因为向被烧制品传热是建窑的唯一目的。 窑的用途是烧制一件件个别制品，但几乎所有人对窑的这一用途缺乏正确的理解。许多窑炉建造者认为窑的用途是为烧制大量制品提供一个受热的容器。许多窑炉使用者也持有这种观点。 窑内的每一件制品必须受到同样的热处理。如果制品在造型、规格以及重量方面越接近，那么制品的平均质量就会越高。哪一件制品受热越均匀，哪一件制品在烧成质量就越高。整个窑炉的温度越均匀，窑内所有制品的烧成质量也越高。那些在设计中适当考虑了加热方式的窑炉，总是比未考虑传热原则的窑炉更好用。 尽管谁也不愿意在窑炉设备上多耗资，但高质量产品所获取的利润足以弥补较高的设备投资。事实上，与那些廉价设备生产的制品相比，好设备在每件制品上所消耗的设备成本更低。 表1是现代化窑炉与传统窑炉的比较。数据表明，新型窑炉的生产能力提高了50%。甚至在采用与传统窑炉相同烧成周期的情况下使用，新型窑炉的使用费用也仍然较低。若按照新型窑炉的生产效率使用时，不仅其单位重量制品的烧成成本降低了20%，而且所产量也提高了50%。 表1 传统窑炉与新型窑炉的比较 表2是具有较小尺寸但却有相同年产量的新型窑炉与传统窑炉的比较。表2说明：新型窑炉不但造价较低，而且单位重量制品的烧成成本也比传统窑炉降低16%。 表2 传统窑炉与产量相同但容量更小的新型窑炉的比较
第二节工业窑炉节能技术 一、概述 在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量，或将电能转化为热能，从而买现对工件或物料进行熔炼、加热、烘干、烧结、裂解和蒸馏等各种加工工艺所用的热工设备，称为工业炉窑。工业窑炉主要由炉衬、炉架、供热装置（如燃烧装置、电加热元件）、预热器、炉前管道、排烟系统、炉用机械等部分组成。 目前，工业炉窑广泛应用于国民经济各行各业，如冶金、建材、化工、轻工、食品和陶瓷等行业。其品种多、耗能高、影响大，是工业加热的关键设备。其加热技术的发展与高效节能技术的采用，对于提高产品质量、降低生产成本、合理利用能源、改善劳动条件、实现文明生产等都有很大影响。 工业窑炉的类型繁多，在不同的行业需要满足不同的应用背景和生产工艺要求。工业窑炉一般应满足如下要求： （1）炉温、气氛易于控制，保证热加工产品质量达到工艺要求； （2）炉子生产率高； （3）热效率高，单位产品能耗低； （4）使用寿命长，砌筑和维护方便，筑炉材料消耗少； （5）机械化、自动化程度高； （6）基建投资少，占地面积小月、便于布置； （7）对环境污染少，劳动条件好。 在实际应用中，应根据不同的工业窑炉和具体生产工艺要求，从设计、施工、运行操作和维护管理等各方面综合考虑，力求尽可能达到上述的基本要求。 目前，我国工业窑炉年耗煤达3亿多吨，约占我国工业用煤的40％。水泥、墙体材料窑炉每年消耗煤炭约2.24亿t，其中水泥窑约7 800座，年耗煤1.6亿t，平均能效比国外先进水平低20％以上；墙体材料窑炉约10万座，年耗煤6 400万t，平均能效比国外先进水平低30％以上。钢铁工业窑炉每年消耗煤炭约6 600万t，其中球团工序回转窑生产线20多条，平均能效比国外先进水平低50％以上；石灰热工窑炉约350座，平均能效比国外先进水平低10％；耐火材料热工窑炉约1 900余座，平均能效比国外先进水平低10％～20％。 我国工业窑炉存在的主要问题是：技术水平低，装备陈旧落后、规模小；能耗高，大部分缺乏除尘脱硫污染控制设施，污染严重；运行管理水平低，管理粗放。 我国工业窑炉的节能潜力巨大，例如：钢铁厂余热资源据估计相当于1 000多万吨标准煤，其中65％是可以回收的，而目前只回收了总量的10％，仍有约500多万吨标准煤的能量可以回收利用。因此，如果全国的工业窑炉能够平均节能10％，则年节约的能源相当于1亿tee。 随着全球经济、资源和环境一体化趋势的发展，我国的工业炉窑技术及装置水平面临极
工业锅炉及窑炉节能减排技术途径与关键问题分析 当前我国的燃煤工业锅炉、窑炉普遍存在技术落后、效率低下、污染严重、监管难度大等问题，节能潜力超过1亿t煤，是煤炭节能减排技术的重点。实现工业炉窑燃煤节能是一个系统工程，关键是依靠燃煤技术和运行控制技术的进步，法规政策的促进和保障作用，社会化服务有助于推动新技术发展，先进的节能技术必会带来可观的经济和社会效益。 1 工业燃煤锅炉及窑炉现状分析 据统计，我国现有燃煤工业锅炉总数接近55万台，总容量达169万蒸吨(118.4万MW)，平均单台装机容量仅2.4 MW，其中约85％为燃煤锅炉，耗煤量约4亿t／a。目前，每年锅炉产量约2-3万台，其中约1／4用于新增需求。燃煤工业锅炉装备水平普遍较低、系统技术落后，平均热效率约60％，比国外低20％-25％，计算节煤潜力约1.2亿t／a；污染治理及运行水平差，每年向大气排放SO2600多万t，烟尘800多万t，CO21.64亿t，灰渣8700多万t，是城市主要大气低空污染源，直接影响城区空气质量，总体污染仅次于电站锅炉，在许多城市工业锅炉污染甚至超过了电站锅炉。 目前全国共有16万座以上燃煤工业窑炉，主要集中在建材、冶金、化工及陶瓷等行业，年耗煤量即达到3亿t。工业燃煤窑炉平均热效率仅40％左右，比国外先进水平低10％-30％。主要用于水泥、砖瓦、石灰等生产，普遍规模小、装备陈旧、技术落后、运行管理粗放，缺乏除尘脱硫措施，总体能源效率比发达国家低30％-50％；在钢铁行业采用的工业窑炉有用于球团工序的迥转窑、石灰热工窑炉、耐火材料热工窑炉(如竖窑、隧道窑、梭式窑、迥转窑，还有少量倒焰窑)等，热效率一般在25％-50％之间，约有30％左右的节能潜力；另外，我国还有相当一部分燃油、燃气的炉窑，其中许多面临无油无气可烧的局面。工业窑炉带来的能源利用效率低下、环境污染严重问题已经成为影响我国经济社会发展的制约因素。 燃料煤质量不稳定、燃烧装置与多变煤质不匹配、不能根据煤质的变化适时调整操作状态、污染物排放缺乏经济而有效的控制手段等诸多问题，是造成燃煤工业锅炉和窑炉热效率低下、污染排放严重的主要原因。其根本所在是缺乏对狭小空间中各种燃煤过程及复杂耦合规律等方面的基础研究。通过开展相应的基础研究，继而开发出高效、洁净的燃煤技术及配套技术，经初步分析可使工业锅炉、窑炉热效事至少平均提高10％，总节煤量约达1.2亿t／a；仅节煤所减少的S02排放约200万t／a、减少灰渣排放2800万t／a、减少 CO2排放约2.9亿t／a；同时可减少大量运力。 近年来，国内一些城市和地区采取了热电联供、锅炉大型化或集中供热、清洁燃料(天然气、液化石油气等)替代等措施，一定程度上缓解了燃煤污染。但是，随着工业化和城镇化建设快速发展，燃煤工业锅炉、窑炉数量和燃煤量仍然很大。由于我国以煤为主、油气资源相对短缺的能源资源特点，预计燃煤工业锅炉、窑炉今后还将长期、大量被应用于各个领域。 我国工业锅炉、窑炉燃煤技术及运行状态大大低于其他领域现代工业技术水平，其低效率和高污染问题亟待改变，已经引起政府管理部门、科技界和企业界的极大关注。国家发展和改革委员会制定的《节能中长期专项规划》中，已将燃煤工业锅炉(窑炉)节能改造列为“十一五”十大重点节能工程之一，并制定了工程示范实施方案，目前正在进行前期准备工作。研究、开发工业锅炉(窑炉)高效、洁净燃煤技术是实施国家节能重点工程的现实需要。 2 工业锅炉及窑炉燃煤节能技术途径 全面提高燃煤锅炉、窑炉的热效率及控制污染物排放，必须立足我国煤种、煤质多变的现状，一方面需稳定和提高燃煤质量，另一方面需针对狭小燃烧空间开发先进的高效低污染燃烧技术和开发适应煤质变化的自动控制调整技术，进而实现整体燃烧技术系统的优化。
陶瓷窑炉燃料现状分析 （Analysis of ceramic kiln fuel） 摘要：全国迅猛发展的陶瓷业对我国的环境造成很大的污染，由于环境保护的需要，现代陶瓷窑炉在选择燃料方面赢着重考虑使用清洁燃料。 Abstract：The rapid development of the country on China's environment ceramics lot of pollution, due to need for environmental protection, modern ceramic kiln fuel in the choice of focus to consider the use of clean fuels win. 关键词：陶瓷窑炉燃料分析环保 我国是陶瓷生产大国，日用瓷和建筑卫生陶瓷的产量均居世界第一。据有关资料显示，2003年建筑陶瓷产量达30亿平方米，占全世界总产量的40%;卫生陶瓷6000万~6500万件，全国有陶瓷厂上万家，拥有大小窑炉几万条，消耗能源4000万~5000万吨标准煤。然而，我国是一个能源资源相对贫乏的国家，人均能源可采储量2000年石油为2.6吨、天然气为1074立方米、煤炭为90吨，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%，远远低于世界的平均水平。而陶瓷行业是一个高能耗的行业，能耗占陶瓷生产成本的30%~40%，陶瓷的高能耗必然带来高污染 全国迅猛发展的陶瓷业对我国的环境造成很大的污染，特别是陶瓷发展迅速的瓷区及周边地区更为严重。广东省内除佛山地区外，其他地区，如深圳、东莞、清远、潮州等地及全国各主要瓷区已出现不少有关陶瓷厂烟囱废气污染而造成附近农民果树及农作物枯死失收等纠纷。另外，窑炉废气易造成酸雨，广东每年因酸雨损失多达40亿元。因此，节能降耗减少陶瓷窑炉污染是陶瓷生产的大势所趋，也是陶瓷工业可持续发展的重要条件。 窑炉结构不合理造成热污染据报道，我国共有建筑卫生陶瓷厂3000多家，有大小窑炉上万座，年耗标准煤近500万吨。而能源的利用率仅是美国的一半，即28%~30%.这些窑炉中，很大部分仍是砖砌式窑墙结构，窑墙厚。早期的隧道窑，窑墙厚达1~2米，由于大都是重质耐火砖，导热系数大，故窑墙外表面温度高，有的高达300~400℃，不但造成了热损失，降低了窑炉的热效率，还造成严重热污染。如车间窑炉旁温度高达几十摄氏度，造成车间环境恶劣，严重影响窑炉操作工人的身体健康。 燃料和燃烧方式不同形成的污染物不同 (一)以煤为燃料我国是煤炭储量大国，同时也是世界上最大的煤炭消费国，耗煤量占世界总耗煤量的1/4，2000年煤产量达14.5亿吨，这么多煤炭，大部分都作为燃料烧掉，故煤炭作为燃料直接燃烧是我国大气污染的主要根源。目前我国大气中90%的SO2、85%的CO2、80%的ROx(粉尘)和50%的NOx均来自煤的燃烧。 陶瓷窑炉使用燃料多种多样，而煤占燃料总消耗量的2/3，由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低，煤炭资源丰富，分布广泛，可就地取材，所以对大、中、小陶瓷
某某陶瓷洁具有限公司 陶瓷窑炉余热利用节能技改项目可行性研究报告
目录 第一章项目总论 (1) 1.1项目背景 (1) 1.1.1项目名称及项目单位 (1) 1.1.2项目单位概况 (1) 1.1.3可行性研究编制的依据 (1) 1.2项目提出的背景 (3) 1.2.1项目提出的宏观背景 (3) 1.2.2项目提出的微观背景 (5) 1.3项目概况 (7) 1.3.1项目总资金 (7) 1.3.2资金筹措与使用计划 (8) 1.3.3建设规模及内容 (8) 1.4可行性研究的主要结论及建议 (8) 1.4.1主要技术经济指标 (8) 1.4.2主要结论 (9) 第二章项目实施的必要性及意义 (10) 2.1项目实施的必要性 (10) 2.1.1节能减排是我国经济可持续的保证 (10) 2.1.2陶瓷行业发展的需要 (21) 2.1.3企业持续发展的需要 (25) 2.2项目实施的意义 (25) 2.2.1节能改造内容简述 (25) 2.2.2项目实施的意义 (26) 第三章建设规模与目标 (29) 3.1建设规模 (29)
3.2建设目标 (29) 第四章建设条件 (30) 4.1建设用地 (30) 4.2区位优势与便利的交通运输条件 (30) 4.3气候与资源条件 (30) 4.4社会经济条件 (31) 4.5企业技术、管理条件 (32) 4.6外部配套协作条件 (32) 第五章设备及技术方案 (34) 5.1技术方案 (34) 5.1.1改造前生产工艺分析 (34) 5.1.2改造后生产工艺分析 (35) 5.2主要设备方案 (35) 5.3关键技术和具体措施 (35) 5.4工程方案 (36) 5.4.1供电 (36) 5.4.2劳动安全卫生与环保 (36) 第六章节能措施 (37) 6.1改造前后能耗需求及能耗指标 (37) 6.2相关节能措施 (38) 6.2.1管理措施 (38) 6.2.2技术措施 (39) 6.2.3节能效果评价 (39) 第七章环境影响评价 (40) 7.1项目所在地环境现状周围环境简况 (40) 7.1.1自然环境简况 (40)
陶瓷工业窑炉烟气一体化治理研究 夏 清 曾光明 李彩亭 叶 昌 (湖南大学 长沙 410012) (湖南轻工业高等专科学校 长沙 410007) 摘 要 分析了燃煤窑炉在陶瓷工业中存在的必然性,阐述了陶瓷工业燃煤窑炉产生大气污染的机理,研究出一种除尘、消烟、脱硫一体化的陶瓷燃煤窑炉烟气净化装置。 关键词 燃煤窑炉 烟气 除尘 消烟 脱硫 净化装置 概述 陶瓷工业是高能耗、高资源消耗、产生高污染的行业,尤其是对大气环境的污染非常严重。这是由于经过成形、上釉的半成品,必须通过高温烧成才能获得瓷器的一切特性。陶瓷窑炉使用的燃料多种多样,而煤占燃料总消耗量的2/3,燃气窑炉排放的烟尘很少很少,燃油窑炉排放的烟尘不多,黑烟、粉尘污染远低于燃煤窑炉。但对一个陶瓷企业而言,窑炉及燃料的选择需考虑多方面的因素,涉及问题较广,并非完全取决于烟尘生成量的多少。重(渣)油是用原油经常压或减压蒸馏提取馏分后的残油,重油作为一种经济、安全、热值高的燃料在工业窑炉上利用较多,然而,由于我国炼油技术不断提高,企业使用的重油越来越差(粘度高、雾化困难,燃烧性能不好),从而也影响了它在陶瓷窑炉中的广泛使用。轻柴油是动力燃料,用作窑炉燃料,生产成本相对较高。气体燃料作为一种洁净燃料,是窑炉的最佳燃料也是陶瓷工业燃料的发展方向,但采用天然气和焦炉煤气要受地方限制,采用发生炉煤气,则要建煤气发生站,投资巨大,对气化用煤又有严格要求,且三废处理也是一大难题。我国是一个陶瓷生产大国,但不是生产强国。这体现在中小企业居多,如果都要求使用燃气或燃油窑炉燃烧洁净燃料,这是不大现实的。虽然燃煤会产生烟尘污染,劳动强度大,但由于燃煤窑炉建造费用和燃料成本低,并且我国煤炭资源丰富,分布广泛,可以就地取材,所以对广大中小陶瓷企业,特别是乡镇企业,今后很长一段时间内,仍将使用燃煤窑炉,这也符合我国当前的能源政策。据资料统计,目前仅在日用陶瓷,建筑陶瓷生产领域中就有3000余座燃煤窑炉,达到窑炉总数的70%,另外在这些陶瓷企业中服务生产的锅炉也是燃煤的,也产生很多的烟尘,加重了烟气对环境的危害。 陶瓷燃煤窑炉主要有倒焰窑、推板窑、隧道窑3种类型,燃烧室的结构基本相同,都采用简单传统的梁状水平、倾斜炉栅,燃煤方式属于加煤层状燃烧,它们最大的缺点在于燃烧过程不稳定,燃烧条件不充分,不完全燃烧损失大。对烧成产品而言,需采用有匣烧成,否则,产品的表观质量根本无法保证。对环境而言,产生的污染很大。燃煤窑炉已成为当地大气污染的主要污染源,严重危害人们的身体健康和人类生存环境。特别是些老瓷区,林立的烟囱整日喷出的是滚滚浓烟,使“天不蓝、水不清、山不绿”,目前已成为环境污染的重灾区。因此必须对此进行治理。 1 燃煤窑炉产生烟气污染的机理 陶瓷工业窑炉烟气中有害物质可分为两类:一类是气相化学物质,如SO x、NO x等,另一类是固相的烟尘。都是造成大气污染的主要污染物质之一。 SO x是由煤、粘土中的硫化物杂质在800℃左右被氧化所致。 FeS2+O2 350～450℃ FeS+SO2← 4FeS+7O2 500～800℃ 2Fe2O3+4SO2← 烧成过程中形成的NO x包括由燃料中固定氮生成的和由大气中氮生成的。这些气相物质是酸雨的主要来源。每座窑每小时排SO2量6.43～9.35㎏。SO2量与燃料的含硫量大小有直接关系。固体或液体燃料完全燃烧生成的二氧化硫量可用下式计算: SO2=2×(SB/100)(㎏/h) 式中:S———燃料中的含硫量,%; B———燃料消耗量,㎏/h。 烟尘不仅妨碍植物的光合作用,影响气候和危害建筑物,还使人类的心血管疾病、呼吸道疾病和肺癌的发病率与死亡率增加。陶瓷燃煤窑炉大都采用挥发分含量较高的烟煤为燃料,人工加煤。烟煤在简单的梁状倾斜炉栅上进行层状燃烧,燃料层结构如图1所示。上部是加入的新煤层,中部是灼热燃烧的焦炭层,下部是灰渣层,空气从炉栅之间缝隙吸入助燃,燃烧由下往上进行。刚加煤时,新煤覆盖在燃烧着的焦炭上,下面受高温火焰和灼热焦炭的加热,上面受炉膛高温炉壁的热辐射, 国家自然科学基金(49201015)、教育部优秀年轻教师基金、湖南省优秀中青年科技基金资助项目