建筑陶瓷行業(yè)清潔生產(chǎn)教材

建筑陶瓷行業(yè)清潔生產(chǎn)分析1前言我國(guó)建筑陶瓷工業(yè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展得到迅速發(fā)展，為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)和提高人民生活質(zhì)量做出了重要貢獻(xiàn)。目前我國(guó)有3000多家建筑陶瓷廠，據(jù)中國(guó)陶瓷工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)是目前世界最大的陶瓷磚生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和出口國(guó)。2009年中國(guó)建筑陶瓷磚產(chǎn)量超過(guò)68億平方米，約占世界總產(chǎn)量的65%，出口6.88億平方米，超過(guò)全球陶瓷磚貿(mào)易總量的42%。我國(guó)是陶瓷生產(chǎn)大國(guó)但還不是強(qiáng)國(guó)，目前我國(guó)陶瓷行業(yè)存在著企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、能耗高、污染嚴(yán)重等問(wèn)題。陶瓷工業(yè)已列入全國(guó)節(jié)能減排的六大重點(diǎn)行業(yè)之一，在節(jié)能減排日益引起全社會(huì)關(guān)注的今天，建筑陶瓷磚的節(jié)能減排現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)特別引起業(yè)內(nèi)的關(guān)注。2陶瓷生產(chǎn)中的污染及耗能陶瓷行業(yè)是一個(gè)高能耗的行業(yè)，能耗占陶瓷生產(chǎn)成本的30%～40%，陶瓷的高能耗必然帶來(lái)高污染，陶瓷業(yè)對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成很大破壞，特別是陶瓷發(fā)展迅速的產(chǎn)區(qū)及周邊地區(qū)更為嚴(yán)重。陶瓷工業(yè)污染物排放總量較大，陶瓷工業(yè)原輔材料及能源消耗過(guò)大，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：2.1廢氣污染陶瓷工業(yè)廢氣大致可分為兩大類。第一大類是含生產(chǎn)性粉塵為主的工藝廢氣。這類廢氣溫度一般不高，主要來(lái)源于坯料、釉料及色料制備中的破碎、篩分、造粒及噴霧干燥等。第二類為窯爐燒成及部分干燥階段的高溫?zé)煔狻煔庵杏卸練怏w的種類和數(shù)量與燃料的品種有關(guān)，一般含有CO、SO2、NOX、氟化物和煙塵等。2.2廢水污染陶瓷生產(chǎn)中的廢水主要來(lái)自原料制備、釉料制備工序及設(shè)備和地面沖洗水、窯爐冷卻水。在墻地磚生產(chǎn)線中，還包括噴霧干燥塔沖洗和墻地磚拋光冷卻水。原料精制過(guò)程中的廢水，主要污染物為懸浮物，通常懸浮物顆粒較細(xì)；拋光廢水主要產(chǎn)生在研磨、拋光、磨邊、倒角等工序中，主要含有瓷磚粉末、拋光劑和研磨劑；設(shè)備和車間地面沖洗水包括球磨機(jī)、漿池、料倉(cāng)、噴霧干燥塔的沖洗，施釉、印花機(jī)械、除鐵機(jī)械的沖洗等，該類廢水的污染物成分比較復(fù)雜，主要含有硅質(zhì)懸浮顆粒、礦物懸浮顆粒、化工原料懸浮顆粒、油脂、鉛、鎘、鋅、鐵等；設(shè)備間接冷卻水無(wú)污染，主要為溫度較高。目前大部分企業(yè)都進(jìn)行了污水合理處理2.3固體廢物污染全國(guó)陶瓷廢料的年產(chǎn)值估計(jì)在1000萬(wàn)噸以上，陶瓷廢料的堆積擠占土地，增加空氣中粉塵的含量，同時(shí)耗費(fèi)大量的原料；大量的陶瓷廢料帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題都將制約著陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。固體廢物包括廢品、廢渣、廢模型等。2.4原輔材料及能源消耗據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年我國(guó)建筑陶瓷磚總產(chǎn)量超過(guò)68億平方米，以單位面積產(chǎn)品重量22kg計(jì)，2009年陶瓷磚行業(yè)消耗掉的原輔材料約為1.5億噸，實(shí)際耗費(fèi)的原材料要遠(yuǎn)高于這個(gè)值，大量原料的開(kāi)采極大破壞了自然環(huán)境。國(guó)內(nèi)陶瓷磚綜合能耗水平：大規(guī)格瓷質(zhì)拋光磚(800×800mm以上)：6.0-11公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米；瓷質(zhì)磚(600×600mm以下)：5.0-6.5公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米;瓷質(zhì)外墻磚：3.5-4.5公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米;陶質(zhì)內(nèi)墻磚(800×800mm以上)：5.5-6.5公斤標(biāo)準(zhǔn)煤/平方米。這里粗略以每平方米陶瓷磚產(chǎn)品耗費(fèi)6公斤標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，2009年我國(guó)陶瓷磚行業(yè)消耗的能源超過(guò)4000萬(wàn)噸。3行業(yè)節(jié)能減排的措施我國(guó)節(jié)能減排、節(jié)能降耗形勢(shì)非常急迫。各陶瓷主產(chǎn)區(qū)都紛紛推出節(jié)能環(huán)保治理政策，鼓勵(lì)陶瓷企業(yè)采取各種措施進(jìn)行節(jié)能減排。同時(shí)各級(jí)、各地政府相繼推進(jìn)產(chǎn)業(yè)環(huán)保升級(jí)，支持企業(yè)進(jìn)行設(shè)備、技術(shù)和產(chǎn)品改進(jìn)。3.1瓷磚薄型化企業(yè)在節(jié)能減排、節(jié)能降耗壓力下，開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)品的升級(jí)換代，大規(guī)格陶瓷薄板以及減薄型瓷磚就是在這樣的形勢(shì)下誕生的產(chǎn)品。預(yù)計(jì)兩年內(nèi)國(guó)家相關(guān)部門會(huì)推出瓷磚厚度新標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)將在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)上對(duì)瓷磚減薄10%。如果這一標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)實(shí)施，薄型瓷磚的生產(chǎn)、應(yīng)用將進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段。業(yè)內(nèi)人士分析，陶瓷磚減薄10%，每年至少節(jié)約能源500萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，少用原料2000萬(wàn)噸以上，減少CO2排放約1300萬(wàn)噸。3.2廢渣回收利用隨著陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷工業(yè)廢渣日益增多，不僅對(duì)城市環(huán)境造成巨大壓力，而且限制了陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。近年來(lái)，政府和企業(yè)投入巨大財(cái)力物力研究陶瓷廢渣如何回收利用，并取得了很好的效果。據(jù)報(bào)道，佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司成功利用陶瓷廢磚坯作為主要原料生產(chǎn)出外墻磚；廣東宏陶陶瓷有限公司在陶瓷釉面磚生產(chǎn)中使用18%陶瓷廢渣等作為原料。各生產(chǎn)企業(yè)在拋光磚廢渣循環(huán)利用方面同樣取得重大突破，拋光廢料主要的再利用方式是做輕質(zhì)磚，目前歐神諾的輕質(zhì)磚及蒙娜麗莎的QQ板就是利用拋光廢料為主要原料生產(chǎn)出來(lái)的。3.3礦物原料的綜合有效利用普通陶瓷的主要原料是天然礦物資源，我國(guó)每年消耗大量的粘土、長(zhǎng)石、石英等天然礦物，優(yōu)質(zhì)的粘土如黑泥、球粘土、優(yōu)質(zhì)高嶺土、優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)石等資源面臨枯竭的危險(xiǎn)，故各陶瓷企業(yè)都加倍珍惜，物盡其用，將優(yōu)質(zhì)原料用在高品位產(chǎn)品和產(chǎn)品的關(guān)鍵部位上，對(duì)中、低檔產(chǎn)品及產(chǎn)品中非關(guān)鍵部位采用中低檔原料如含鐵、鈦等著色礦物較多的粘土、長(zhǎng)石等陶瓷原料。另外為緩解優(yōu)質(zhì)礦物資源日漸枯竭的局面，不少企業(yè)在尋找替代原料，例如有陶瓷企業(yè)為了不受優(yōu)質(zhì)長(zhǎng)石資源的制約，采用鋰輝石、珍珠巖尾礦、霞石正長(zhǎng)巖等作為代用原料。事實(shí)證明，近十多年來(lái)，各個(gè)陶瓷品種都已經(jīng)在使用長(zhǎng)石代用原料，而且絕大部分的效果不錯(cuò)，有些產(chǎn)品在使用了長(zhǎng)石代用原料后，比使用長(zhǎng)石原料更能顯示出節(jié)能降耗效果和產(chǎn)品的優(yōu)越理化性能。3.4窯爐節(jié)能陶瓷行業(yè)大量使用各種形式的工業(yè)窯爐，一般有池窯、輥道窯、隧道窯、梭式窯等，窯爐耗能占全廠總能耗的60%以上。各種工業(yè)窯爐在使用過(guò)程中從窯體散發(fā)的熱量和從煙囪冒出的煙氣帶走的熱量超過(guò)總能耗的二分之一，因此各個(gè)窯爐企業(yè)主要圍繞這兩方面對(duì)窯爐進(jìn)行節(jié)能改造?？梢钥闯?，用于陶瓷材料本身性能所需的物化反應(yīng)熱只占整個(gè)熱能支出的13%，也就是說(shuō)還有87%的熱能做了無(wú)用功。減少這部分無(wú)用功有很大的節(jié)能空間，從表1中又知它主要包括窯爐散熱損失和產(chǎn)品、煙氣帶出顯熱，因此減少窯爐散熱損失、回收產(chǎn)品和煙氣的顯熱是降低燒成環(huán)節(jié)能耗的關(guān)鍵，實(shí)際上窯爐保溫和余熱利用也正是目前使用較為普遍、操作性強(qiáng)、節(jié)能效果顯著的技術(shù)改造措施。3.4.1窯體密封保溫窯體散熱是熱量損失的主要部分，窯體保溫是減少這部分熱量流失的主要手段。減少窯爐的散熱損失，可以通過(guò)增加窯爐墻體的厚度，或選擇導(dǎo)熱系數(shù)較低的耐火材料和保溫材料，也可以通過(guò)改變窯爐墻體砌筑結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外窯爐墻體密封對(duì)窯爐保溫效果起到至關(guān)重要的作用，密封可以防止窯體漏氣和穿火而燒到保溫材料，另一方面可減少窯體的熱損失。3.4.2余熱回收利對(duì)于另一個(gè)主要熱量損失---煙氣，可以采取一些熱回收裝置進(jìn)行余熱回收，常用的方式是利用蓄熱室、換熱器等裝置進(jìn)行熱回收。余熱回收利用，對(duì)于窯爐的節(jié)能，提高窯爐的熱效率是一條很重要的途徑，最有效的是用作助燃風(fēng)，提高助燃溫度，有利用提高燃料的燃燒溫度，加快燃燒速度，穩(wěn)定窯內(nèi)燃燒，提高助燃空氣溫度，也是利于提高燃料的燃燒效率，促進(jìn)燃料的完全燃燒，可做到節(jié)能、減排雙贏。3.4.3富氧燃燒技術(shù)采用熱回收裝置可以把廢氣帶走的熱量進(jìn)行回收，減少熱量損失，也可以采用改變普通空氣助燃富氧空氣或全氧助燃的方法，目的是通過(guò)減少需要加熱的阻燃?xì)怏w量和減少?gòu)U氣的排放量來(lái)減少熱量損失。在干燥空氣中，按體積計(jì)算，含有21%的氧氣，其余79%是氮?dú)庖约捌渌粎⑴c燃燒的氣體，由于大量不參與燃燒反應(yīng)氣體的存在，增加了燃燒產(chǎn)物的數(shù)量，使廢氣帶走的熱量增多。如果采用富氧代替空氣助燃，既可提高火焰溫度，又可降低排煙熱損失，從而節(jié)約能源。采用脈沖控制比例燃燒技術(shù)目前我國(guó)新型陶瓷窯爐大量采用等溫?zé)?，脈沖燒嘴，高速燒嘴等新型燒嘴，改造擬采用脈沖控制比例燃燒技術(shù)（2006年12月獲國(guó)家實(shí)用新型專利）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃燒技術(shù)，即以脈沖高速燒嘴代替企業(yè)原有的燒嘴系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：在燒嘴較低的供熱負(fù)荷下，燃燒空氣系數(shù)可精確調(diào)節(jié)，能獲得較均勻的爐溫和較高的爐內(nèi)傳熱系數(shù)，并消除了過(guò)?？諝馀懦鰻t外帶走的熱量，節(jié)省燃料，與傳統(tǒng)燒嘴相比，可以節(jié)約10%～15%的燃料。3.5低溫?zé)斐傻难邢叹坑捎谔丈娲缮a(chǎn)推普遍采蘋用高溫鎖燒成（克一般在1200℃以上確），燒成能價(jià)耗占生核產(chǎn)成本匹的30%以上，因此對(duì)過(guò)低溫?zé)晌g技術(shù)的研囑究是實(shí)現(xiàn)班節(jié)能降耗程的有效途罩徑之一。近來(lái)，海戀外一公司驕已研制成魂功一種低單溫?zé)商账捎门髁腺p。這種低捐溫?zé)膳饕蚜嫌筛咂冯A位高嶺土62～82%（以灼靠燒后無(wú)螞水狀態(tài)姓含量計(jì)狂）、平頂均粒徑枕在1.5晶μm以下的竊碳酸鈣簡(jiǎn)（以灼旺燒后CaO含量計(jì)）18～38%和硼硅酸晴玻璃粉1～30%為基料辰，按需掠加入顏柳料、有甩機(jī)添加寫(xiě)劑等而脫配成。巨據(jù)稱，寄這種坯投料可在900℃低溫下例瓷化，即鐘使升溫至1200℃高溫也儉不會(huì)軟化私變形，這賢一研制成范果已獲得短專利。3.6清潔能源蟲(chóng)的利用能源危機(jī)韻和環(huán)境污掀染是我們社騾會(huì)可持續(xù)陷發(fā)展急需膝解決的難凍題之一，占我們?cè)诶萦没艹磩?chuàng)造了月空前經(jīng)濟(jì)啄繁榮的同刻時(shí)，也帶拋來(lái)了能源播短缺和環(huán)喊境惡化的泉后果，而遣清潔能源土的引用，雅為企業(yè)的遲可持續(xù)發(fā)齊展帶來(lái)了惑新的生機(jī)遼。我們通常鹿將對(duì)環(huán)境蓮友好的能章源，即環(huán)屢保、排放著少、污染喇程度小的刪能源稱為喬清潔能源伏。清潔能源消主要有潔刺凈煤技術(shù)桐、電、太訂陽(yáng)能、生仆物質(zhì)能、縣水能、風(fēng)騎能、地?zé)徇赌?、潮汐娘能、氫能等，其發(fā)跑展至今在躍我國(guó)正得撈到越來(lái)越閉廣泛的應(yīng)膜用。在陶坊瓷行業(yè)，潔凈煤技糾術(shù)如水煤拖漿和水煤米氣技術(shù)已濟(jì)經(jīng)在噴訂霧塔和或陶瓷窯策爐燒成挽上得到從很廣泛木的應(yīng)用重，其技盯術(shù)也日派益成熟迅。泥漿含水辣率低，干至燥所需熱貢就少，但歷是低的泥冬漿流動(dòng)性裝又不好，王流動(dòng)性差艇霧化效果兄就差。為咸解決這一波矛盾，生案產(chǎn)中通常圓加入合適照的稀釋劑(減水劑)或電解辱質(zhì)(如水玻遵璃、純餅堿、腐捷殖酸等)來(lái)調(diào)節(jié)泥乓漿流動(dòng)性副的同時(shí)降遣低泥漿的上含水率。某企業(yè)采用復(fù)合朵減水劑，噴霧干燥翁塔的水分延由39．5％減至36％，球磨時(shí)暴間縮短5h，每噸庫(kù)粉節(jié)電16．5元，產(chǎn)量謹(jǐn)增加18．8％，年裁節(jié)約達(dá)150多萬(wàn)元3.7噴霧干本燥節(jié)能3.7俱.1降低陶瓷盜泥漿的含惰水率提高泥寫(xiě)溫度可板有效降資低泥漿延粘度，改善泥漿星霧化性能，防止舌因泥漿疊結(jié)晶而窄堵塞霧慢化噴嘴星。所以襪可以利鳥(niǎo)用出塔學(xué)熱風(fēng)回泊收的余鍛熱來(lái)預(yù)森熱泥漿林，這是牽能源循泉環(huán)利用康的有效熟途徑。3.7.圓2提高陶瓷個(gè)泥漿的溫腥度3.8采用變污頻技術(shù)葵改造主毛要電機(jī)近年來(lái)隨暑著機(jī)電一嚴(yán)體化技術(shù)鐵水平的不慕斷提高，私交流變頻貸調(diào)速已成吹為一種發(fā)積展較為成蠶熟的技術(shù)烤。作為電鑰機(jī)系統(tǒng)節(jié)匠能的主要爺組成部分貼，是國(guó)家“十一五”期間推輝廣的十闖大重點(diǎn)英節(jié)能工倚程之一筐。交流變頻尊調(diào)速傳動(dòng)鋼具有以下切特點(diǎn)：可以使普謀通異步電詠動(dòng)