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1、陶瓷行业清洁消费关键问题处理陶瓷行业清洁消费关键问题处理方法讨论方法讨论 华南理工大学资料学院华南理工大学资料学院 吴建青吴建青020-87111669020-87111669imjqwuscut.eduimjqwuscut.edu一、我国陶瓷产量一、我国陶瓷产量(2021(2021年年陶瓷墙地砖约陶瓷墙地砖约5757亿平方米，占世界产量的亿平方米，占世界产量的6060左右。广东约左右。广东约1919亿平方米，江西约亿平方米，江西约1 1亿平方亿平方米。米。卫生陶瓷产量约卫生陶瓷产量约1.51.5亿件，占世界产量的亿件，占世界产量的3333左右。广东消费约左右。广东消费约57005700万件。
2、万件。建筑卫生陶瓷产量延续建筑卫生陶瓷产量延续1515年列世界第一。年列世界第一。日用和美术陶瓷约日用和美术陶瓷约150150亿件，占世界产量的亿件，占世界产量的7070左右。左右。日用和美术陶瓷产量延续日用和美术陶瓷产量延续3030多年列世界第一。多年列世界第一。二、陶瓷消费的能源和原料耗费2021年1、陶瓷墙地砖 假设按新的规范消费1kg陶瓷墙地砖需求0.3kg规范煤，按每平方米陶瓷墙地砖平均23kg计算，那么消费57亿平方米建筑陶瓷需3千9百万吨规范煤。 实践上，由于目前能耗超越1kg陶瓷墙地砖0.3kg规范煤，消费建筑陶瓷能耗能够远超越4千万吨标煤。 耗费原资料1.5亿吨以上.2 2、
3、卫生陶瓷、卫生陶瓷 2005 2005年平均每件的综合能耗为年平均每件的综合能耗为14.4kg14.4kg标煤即中国卫生陶瓷标煤即中国卫生陶瓷耗能大约为耗能大约为210210万吨标煤。万吨标煤。 耗费原资料耗费原资料240240万吨左右。万吨左右。3 3、日用和艺术陶瓷此处数据能够有一定出入、日用和艺术陶瓷此处数据能够有一定出入 综合能耗为综合能耗为0.8-0.84kg0.8-0.84kg标煤标煤/kg/kg瓷。根据对潮州瓷泥供应商瓷。根据对潮州瓷泥供应商的调查，潮州年产日用和艺术瓷的调查，潮州年产日用和艺术瓷4040万吨左右，广东省在万吨左右，广东省在6060万吨万吨左右，全国为左右，全国为
4、200200万吨左右，耗能全国大约为万吨左右，耗能全国大约为160160万吨标煤。万吨标煤。 原资料耗费全国为原资料耗费全国为240240万吨左右。万吨左右。三、陶瓷消费能耗和原资料耗费对比2021年 产品 能耗万吨标煤 原资料万吨 墙地砖 3900 15000卫生瓷 210 240 日用瓷美术瓷 160 240 显而易见，节能减排的重点在墙地砖的消费，但同时要看到，对于单位质量陶瓷产品的能耗，卫生瓷、日用瓷、美术瓷的能耗要远大于墙地砖，节能潜力大。 四、墙地砖陶瓷消费能耗发生的主要工序球磨 190220kJ /kg产品喷雾枯燥 16802400kJ/kg产品 干压成形 约100kJ /kg产
5、品 坯体枯燥 400500 kJ /kg产品 烧成 20003000 kJ/kg产品冷加工抛光 280310 kJ /kg产品五、陶瓷烧成热耗的分布和估算1.坯体烧成过程中物理和化学反响热(1)自在水蒸发含水率24901.93t)=1%24901.9330030.69kJ假设消费1kg制品需求1.2kg坯体，那么自在水蒸发热为： 36.8kJ(2)(2)构造水脱水、构造水脱水、矿矿物分解物分解 碳酸碳酸盐盐、硫酸、硫酸盐盐等等 、玻璃相生、玻璃相生成、晶体生成成、晶体生成 放放热热 、晶体相、晶体相变变等按目前等按目前产产品含氧化品含氧化铝铝量量计计算：算： 0.2(Al2O3)2100=42
6、0kJ/kg 0.2(Al2O3)2100=420kJ/kg制品制品烧烧成物理和化学反响耗成物理和化学反响耗热热近似近似为为： 36.8 36.8420420457kJ/kg457kJ/kg制品制品3.3.制品蓄制品蓄热热 1 1 1kg1kg制品蓄制品蓄热热 烧烧成温度成温度12201220，室温，室温为为2020，温升，温升为为12001200；热热容：容：选择选择粘土粘土砖热砖热容容计计算公式：算公式： 0.84+0.26t/1000 0.84+0.26t/1000 平均温度取平均温度取610610 11200(0.84+0.26610/1000)=119811200(0.84+0.26
7、610/1000)=1198 kJ/kgkJ/kg制品制品 (2)(2)假假设烧设烧成温度成温度为为11801180，那么蓄，那么蓄热约为热约为：1158 1158 kJ/kgkJ/kg制品制品 4. 4. 热热利用率利用率 加加热热到最高到最高烧烧成温度成温度时时制品蓄制品蓄热热物理与化学物理与化学反响耗反响耗热热 / /总热总热耗耗 1 1 假定假定烧烧成成热热耗耗为为2500kJ/kg2500kJ/kg制品，那么制品，那么热热利用率：利用率： 45745711981198 /2500=66.2%/2500=66.2% 2 2 假假设烧设烧成成热热耗耗为为2090kJ2090kJ 500k
8、cal)/kg500kcal)/kg制品制品, ,那么那么 45745711981198 /2090=79.2% /2090=79.2%8条抛光砖窑炉的平均热耗为条抛光砖窑炉的平均热耗为2800kJ/kg制品，制品，同样算得热利用率为同样算得热利用率为595.烧成热量分布按烧成热量分布按1kg制品计算制品计算,通常需求通常需求2000-3000kJ烧成物理和化学反响耗热烧成物理和化学反响耗热:457kJ 20窑体散热窑体散热 7-22%制品蓄热制品蓄热 1158-1198 kJ 4050烟气和热空气带走的热量烟气和热空气带走的热量 50-60%产品出窑时带走的热量产品出窑时带走的热量 2-10
9、%六、烧成的最低能耗是多少？457kJ物化热窑体散热按2500 kJ /kg 制品计算，以下同(7-22%) 加强保温10吧:250kJ烟气和热空气带走的热量(50-60%，按55计算) 回收其中的60:550kJ，随着烟气量减少，该项还可以明显下降产品出窑时带走的热量(3-10%) 80出窑,3%:75kJ烧成的最低能耗为：457kJ 250550751332kJ /kg 制品2024/8/26七、喷雾枯燥的节能 按泥浆含水率为33，枯燥至含水率为6计算，消费1kg产品需求1.2kg含水率为6的粉体，将粉体枯燥到150，需热1577kJ/kg制品，高于烧成的实际耗热。调查的结果为125016
10、00kJ/kg粉体，乘1.2系数后为15001920kJ/kg制品为烧成能耗的60左右！非常值得注重！思索利用窑炉、枯燥器、喷雾塔排出的尾气的热量，高效减水剂，干法制粉等。七、余七、余热利用利用现状状烟气和烟气和热空气空气带走的走的热量量(50-60%)要提高要提高热效率，就必需减少烟气和效率，就必需减少烟气和热空气空气带走的走的热量量目前余目前余热利用的主要途径利用的主要途径为用窑炉尾气枯用窑炉尾气枯燥坯体燥坯体烟气和烟气和热空气用于枯燥，空气用于枯燥，热量的利用率如量的利用率如何？何？假定坯体需求枯燥假定坯体需求枯燥6的水分，并且坯体的水分，并且坯体需求加需求加热到到150，按，按1kg制
11、品需求制品需求1.2kg坯体坯体计算，那么算，那么1kg制品需求的制品需求的实际枯燥枯燥热量量为336.1kJ。该热量不到目前烟气和量不到目前烟气和热空气余空气余热的的25。 假假设设按照按照废废气的排放温度气的排放温度为为110110，烟气的出窑温度，烟气的出窑温度为为262262 测测定定1212条窑的平均温度条窑的平均温度 计计算，在不思索烟气算，在不思索烟气热热容容变变化化的情况下，烟气的情况下，烟气热热量的量的 262262110110 /262=58%/262=58%可以利用，即可以利用，即还还有有3030以上的余以上的余热热可可资资利用。利用。 2024/8/26八、富氧熄八、富
12、氧熄灭 空气主要由体空气主要由体积分数分数为21的氧与的氧与79的氮的氮组成成质量比量比为23.2:76.8)， 烟气烟气和和热空气空气带走走总热量的量的50-60%，其中就，其中就有氮气的有氮气的“奉献。奉献。 氮气的氮气的热焓在在 1300时为1862.7 kJ/kg)。 熄熄灭1公斤公斤42000kJ热值的燃料到的燃料到1300大大约需求需求13标米的空气，也即要将米的空气，也即要将大大约 12.9kg的氮气加的氮气加热到到1300 ，此，此时这些氮气的些氮气的热焓约为24000kJ,占燃料占燃料热值的的57%。 当然，氮气中的当然，氮气中的热量会量会经过降温降温传给坯坯体和窑体。体和窑
13、体。 富氧熄灭可以使部分烟气经过循环后成为高能级的气体再次加以运用，并且由于烟气量减少，陶瓷烧成的热利用率该当可以大幅度提高。 富氧熄灭温度高，该当思索直接将烟气抽到烧咀，在烧咀中与富氧熄灭的高温烟气混合后再进入窑内。 此外，由于烟气中二氧化碳和水蒸汽含量添加，烟气的辐射才干加强，烟气与坯体的换热会得到加强。 假设陶瓷烧成的余热可以得到有效利用，尾气排放的温度低，那么富氧熄灭的节能率不是很高。 可以思索在喷雾枯燥的热风炉采用富氧熄灭。九、合理设计枯燥器和枯燥工艺提高枯燥效率将热空气与烟气分段鼓入枯燥器在坯体出口处鼓入枯燥的热空气，由坯体出口向坯体入口方向逐渐添加含水蒸气的烟气的量。加强不同段中
14、的气体循环，坯体入口段要“高温高湿，尽快提高坯体温度和温度的均匀性，减少温度梯度对枯燥的妨碍作用。适当引入微波枯燥十、干法制粉十、干法制粉 与湿法制粉比较节能与湿法制粉比较节能60以上。以上。 高效造粒系统高效造粒系统 高效的造粒成形添加物目前造粒需高效的造粒成形添加物目前造粒需求求12左右的含水率左右的含水率 粉体的稳定性质量、色差粉体的稳定性质量、色差十一、变频球磨、延续球磨十一、变频球磨、延续球磨 变频球磨大型球磨机变频器问题变频球磨大型球磨机变频器问题 延续球磨机产量大、原料来源不稳延续球磨机产量大、原料来源不稳定处理方法：超大型原料堆场，实现原定处理方法：超大型原料堆场，实现原料规范
15、化；料规范化； 快速准确的配料系统快速准确的配料系统 产量适中的延续球磨机，可以防止产品产量适中的延续球磨机，可以防止产品的同质化。的同质化。十二、固体废料零排放十二、固体废料零排放 目前普通的固体废料可以经过直接进目前普通的固体废料可以经过直接进入球磨被完全利用，我们的实际证明，入球磨被完全利用，我们的实际证明，废料的参与量可以添加到废料的参与量可以添加到70以上，可以上，可以作为墙地砖、仿古砖的底料运用。需以作为墙地砖、仿古砖的底料运用。需求做的任务是调整配方和制备工艺，由求做的任务是调整配方和制备工艺，由于废料的量有限，建议在条件成熟的企于废料的量有限，建议在条件成熟的企业定点消化。业定
16、点消化。 陶瓷抛光砖的废料比较难利用每条陶瓷抛光砖的废料比较难利用每条消费线每年的处置费用为消费线每年的处置费用为810万元，万元，缘由是抛光机的抛光磨头含有磨料碳化缘由是抛光机的抛光磨头含有磨料碳化硅和胶凝资料氯化镁，这些资料在烧成硅和胶凝资料氯化镁，这些资料在烧成是易于使坯体产生气泡，并放出氯气和是易于使坯体产生气泡，并放出氯气和二氧化碳。二氧化碳。 处理方法：分段处置，采用新型的抛处理方法：分段处置，采用新型的抛光磨头。光磨头。十三、废气处置十三、废气处置 需求处理的问题是运转本钱问题。需求处理的问题是运转本钱问题。脱硫：普通采用双碱法脱除烟气中的硫，年运脱硫：普通采用双碱法脱除烟气中的
17、硫，年运转费用较低。转费用较低。除尘：水洗除尘除尘：水洗除尘 静电除尘静电除尘 旋风除尘旋风除尘 袋式除尘袋式除尘 十四、废水处置十四、废水处置 正确选择沉淀剂正确选择沉淀剂 水煤气的酚水处置，企业的实际是加水煤气的酚水处置，企业的实际是加到球磨机中需求对减水剂进展调整，到球磨机中需求对减水剂进展调整，或者喷入到枯燥塔烧掉。或者喷入到枯燥塔烧掉。 预处置酸化破乳，除焦油预处置酸化破乳，除焦油 萃取脱酚苯溶剂油和萃取脱酚苯溶剂油和N503煤油溶剂煤油溶剂本钱较高本钱较高 生化处置厌氧好氧生化处置，去生化处置厌氧好氧生化处置，去除大部分有机物稀释后处置除大部分有机物稀释后处置 深度处置利用吸附去除颜色和悬浮深度处置利用吸附去除颜色和悬浮物物磨边与抛光磨边与抛光废废渣渣处处置置循循环环用用水水池池热热空空气气与与烟烟气气富氧发生安装富氧发生安装热风炉热风炉废气处置废气处置废渣废渣新型减水剂新型减水剂原料原料球磨机球磨机喷雾塔压制成型枯燥枯燥窑炉窑炉料料浆池池污水处置污水处置热空气热空气收尘收尘循环用水循环用水气体循环安装气体循环安装微波热风混合微波热风混合管屏式高效换热器管屏式高效换热器温度均匀器温度均匀器无氯化镁磨块无氯化镁磨块烟气烟气产品产品十十五五、陶陶瓷瓷消消费综合合处置置方方案案恭请批判指正！恭请批判指正！谢谢 谢！谢！
