建筑陶瓷行業(yè)清潔生產(chǎn)

建筑陶瓷行業(yè)清潔生產(chǎn)分析1前言我國建筑陶瓷工業(yè)隨著國民經(jīng)濟發(fā)展得到迅速發(fā)展，為發(fā)展國民經(jīng)濟和提高人民生活質(zhì)量做出了重要貢獻。目前我國有3000多家建筑陶瓷廠，據(jù)中國陶瓷工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，中國是目前世界最大的陶瓷磚生產(chǎn)國、消費國和出口國。2009年中國建筑陶瓷磚產(chǎn)量超過68億平方米，約占世界總產(chǎn)量的65%，出口6.88億平方米，超過全球陶瓷磚貿(mào)易總量的42%。我國是陶瓷生產(chǎn)大國但還不是強國，目前我國陶瓷行業(yè)存在著企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、能耗高、污染嚴重等問題。陶瓷工業(yè)已列入全國節(jié)能減排的六大重點行業(yè)之一，在節(jié)能減排日益引起全社會關(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高污染，陶瓷業(yè)對我國的環(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大，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：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。原料精制過程中的廢水，主要污染物為懸浮物，通常懸浮物顆粒較細；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、漿池、料倉、噴霧干燥塔的沖洗，施釉、印花機械、除鐵機械的沖洗等，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)備間接冷卻水無污染，主要為溫度較高。目前大部分企業(yè)都進行了污水合理處理2.3固體廢物污染全國陶瓷廢料的年產(chǎn)值估計在1000萬噸以上，陶瓷廢料的堆積擠占土地，增加空氣中粉塵的含量，同時耗費大量的原料；大量的陶瓷廢料帶來的環(huán)境問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2009年我國建筑陶瓷磚總產(chǎn)量超過68億平方米，以單位面積產(chǎn)品重量22kg計，2009年陶瓷磚行業(yè)消耗掉的原輔材料約為1.5億噸，實際耗費的原材料要遠高于這個值，大量原料的開采極大破壞了自然環(huán)境。國內(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公斤標準煤/平方米；瓷質(zhì)磚(600×600mm以下)：5.0-6.5公斤標準煤/平方米;瓷質(zhì)外墻磚：3.5-4.5公斤標準煤/平方米;陶質(zhì)內(nèi)墻磚(800×800mm以上)：5.5-6.5公斤標準煤/平方米。這里粗略以每平方米陶瓷磚產(chǎn)品耗費6公斤標準煤計算，2009年我國陶瓷磚行業(yè)消耗的能源超過4000萬噸。3行業(yè)節(jié)能減排的措施我國節(jié)能減排、節(jié)能降耗形勢非常急迫。各陶瓷主產(chǎn)區(qū)都紛紛推出節(jié)能環(huán)保治理政策，鼓勵陶瓷企業(yè)采取各種措施進行節(jié)能減排。同時各級、各地政府相繼推進產(chǎn)業(yè)環(huán)保升級，支持企業(yè)進行設(shè)備、技術(shù)和產(chǎn)品改進。3.1瓷磚薄型化化企業(yè)在節(jié)能能減排、節(jié)節(jié)能降耗壓壓力下，開開始進行產(chǎn)產(chǎn)品的升級級換代，大大規(guī)格陶瓷瓷薄板以及及減薄型瓷瓷磚就是在在這樣的形形勢下誕生生的產(chǎn)品。。預(yù)計兩年內(nèi)內(nèi)國家相關(guān)關(guān)部門會推推出瓷磚厚厚度新標準準，新標準準將在現(xiàn)有標準上上對瓷磚減減薄10%。如果這一一標準出臺臺實施，薄薄型瓷磚的的生產(chǎn)、應(yīng)應(yīng)用將進入入實質(zhì)階段段。業(yè)內(nèi)人人士分析，陶瓷磚減薄薄10%，每年至少少節(jié)約能源源500萬噸標準煤煤，少用原原料2000萬噸噸以以上上，，減減少少CO2排放放約約1300萬噸噸。3.2廢渣渣回回收收利利用用隨著著陶陶瓷瓷工工業(yè)業(yè)的的快快速速發(fā)發(fā)展展，，陶陶瓷瓷工工業(yè)業(yè)廢廢渣渣日日益益增增多多，，不不僅僅對對城城市市環(huán)環(huán)境境造造成成巨巨大大壓壓力力，，而而且且限限制制了了陶陶瓷瓷工工業(yè)業(yè)的的可可持持續(xù)續(xù)發(fā)發(fā)展展。。近近年年來來，，政政府府和和企企業(yè)業(yè)投投入入巨巨大大財財力力物物力力研研究究陶陶瓷瓷廢廢渣渣如如何何回回收收利利用用，，并并取取得得了了很很好好的的效效果果。。據(jù)報報道道，，佛佛山山市市溶溶洲洲建建筑筑陶陶瓷瓷二二廠廠有有限限公公司司成成功功利用用陶陶瓷瓷廢廢磚磚坯坯作作為為主主要要原原料料生生產(chǎn)產(chǎn)出出外外墻墻磚磚；廣廣東東宏宏陶陶陶陶瓷瓷有有限限公公司司在在陶瓷瓷釉釉面面磚磚生生產(chǎn)產(chǎn)中中使使用用18%陶瓷瓷廢廢渣渣等等作作為為原原料料。各各生生產(chǎn)產(chǎn)企企業(yè)業(yè)在在拋拋光光磚磚廢廢渣渣循循環(huán)環(huán)利利用用方方面面同同樣樣取取得得重重大大突突破破，，拋光光廢廢料料主主要要的的再再利利用用方方式式是是做做輕輕質(zhì)質(zhì)磚磚，目目前前歐歐神神諾諾的的輕輕質(zhì)質(zhì)磚磚及及蒙蒙娜娜麗麗莎莎的的QQ板就就是是利利用用拋拋光光廢廢料料為為主主要要原原料料生生產(chǎn)產(chǎn)出出來來的的。。3.3礦物物原原料料的的綜綜合合有有效效利利用用普通通陶陶瓷瓷的的主主要要原原料料是是天天然然礦礦物物資資源源，，我我國國每每年年消消耗耗大大量量的的粘土土、、長長石石、、石石英英等等天天然然礦礦物物，優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)的的粘粘土土如如黑黑泥泥、、球球粘粘土土、、優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)高高嶺嶺土土、、優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)長長石石等等資資源源面臨臨枯枯竭竭的的危危險險，故故各各陶陶瓷瓷企企業(yè)業(yè)都都加加倍倍珍珍惜惜，，物物盡盡其其用用，，將將優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)原原料料用用在在高高品品位位產(chǎn)產(chǎn)品品和和產(chǎn)產(chǎn)品品的的關(guān)關(guān)鍵鍵部部位位上上，，對對中、、低低檔檔產(chǎn)產(chǎn)品品及及產(chǎn)產(chǎn)品品中中非非關(guān)關(guān)鍵鍵部部位位采采用用中中低低檔檔原原料料如含含鐵鐵、、鈦鈦等等著著色色礦礦物物較較多多的的粘粘土土、、長長石石等等陶陶瓷瓷原原料料。。另外外為為緩緩解解優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)礦礦物物資資源源日日漸漸枯枯竭竭的的局局面面，，不不少少企企業(yè)業(yè)在在尋尋找找替替代代原原料料，，例例如如有有陶瓷瓷企企業(yè)業(yè)為為了了不不受受優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)長長石石資資源源的的制制約約，，采采用用鋰鋰輝輝石石、、珍珍珠珠巖巖尾尾礦礦、、霞霞石石正正長長巖巖等等作作為為代代用用原原料料。事實實證證明明，，近近十十多多年年來來，，各各個個陶陶瓷瓷品品種種都都已已經(jīng)經(jīng)在在使使用用長長石石代代用用原原料料，，而而且且絕絕大大部部分分的的效效果果不不錯錯，，有有些些產(chǎn)產(chǎn)品品在在使使用用了了長長石石代代用用原原料料后后，，比比使使用用長長石石原原料料更更能能顯顯示示出出節(jié)節(jié)能能降降耗耗效效果果和和產(chǎn)產(chǎn)品品的的優(yōu)優(yōu)越越理理化化性性能能。3.4窯爐爐節(jié)節(jié)能能陶瓷瓷行行業(yè)業(yè)大大量量使使用用各各種種形形式式的的工工業(yè)業(yè)窯窯爐爐，，一一般般有有池窯窯、、輥輥道道窯窯、、隧隧道道窯窯、、梭梭式式窯窯等，窯爐耗能占全全廠總能耗的的60%以上。各種工業(yè)窯爐爐在使用過程程中從窯體散發(fā)的熱熱量和從煙囪囪冒出的煙氣氣帶走的熱量超超過總能耗的的二分之一，因此各個窯窯爐企業(yè)主要要圍繞這兩方方面對窯爐進進行節(jié)能改造造?？梢钥闯?，用用于陶瓷材料料本身性能所所需的物化反反應(yīng)熱只占整整個熱能支出出的13%，也就是說還還有87%的熱能做了無無用功。減少這部分分無用功有很很大的節(jié)能空空間，從表1中又知它主要要包括窯爐散散熱損失和產(chǎn)產(chǎn)品、煙氣帶帶出顯熱，因因此減少窯爐散熱熱損失、回收收產(chǎn)品和煙氣氣的顯熱是降降低燒成環(huán)節(jié)節(jié)能耗的關(guān)鍵鍵，實際上窯爐爐保溫和余熱熱利用也正是是目前使用較較為普遍、操操作性強、節(jié)節(jié)能效果顯著著的技術(shù)改造造措施。3.4.1窯體密封保溫溫窯體散熱是熱熱量損失的主主要部分，窯窯體保溫是減減少這部分熱熱量流失的主主要手段。減少窯爐的散散熱損失，可可以通過增加窯爐墻體體的厚度，或選擇導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)較低的耐火火材料和保溫溫材料，也可以通過過改變窯爐墻體體砌筑結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。另外窯爐墻體體密封對窯爐爐保溫效果起起到至關(guān)重要要的作用，密密封可以防止止窯體漏氣和和穿火而燒到到保溫材料，，另一方面可可減少窯體的的熱損失。3.4.2余熱回收利對于另一個主要熱量損失失---煙氣，可以采取一一些熱回收裝裝置進行余熱熱回收，常用用的方式是利利用蓄熱室、、換熱器等裝裝置進行熱回回收。余熱回回收利用，對對于窯爐的節(jié)節(jié)能，提高窯窯爐的熱效率率是一條很重重要的途徑，，最有效的是是用作助燃風(fēng)，提高助燃溫溫度，有利用用提高燃料的的燃燒溫度，，加快燃燒速速度，穩(wěn)定窯窯內(nèi)燃燒，提提高助燃空氣氣溫度，也是是利于提高燃燃料的燃燒效效率，促進燃燃料的完全燃燃燒，可做到到節(jié)能、減排排雙贏。3.4.3富氧燃燒技術(shù)術(shù)采用熱回收裝裝置可以把廢廢氣帶走的熱熱量進行回收收，減少熱量量損失，也可可以采用改變普通空氣氣助燃富氧空空氣或全氧助助燃的方法，目的的是通過減少少需要加熱的的阻燃氣體量量和減少廢氣氣的排放量來來減少熱量損損失。在干燥空氣中中，按體積計計算，含有21%的氧氣，其余余79%是氮氣以及其其他不參與燃燃燒的氣體，由于大量不不參與燃燒反反應(yīng)氣體的存存在，增加了了燃燒產(chǎn)物的的數(shù)量，使廢廢氣帶走的熱熱量增多。如如果采用富氧氧代替空氣助助燃，既可提提高火焰溫度度，又可降低低排煙熱損失失，從而節(jié)約約能源。3.4.4采用脈沖控制制比例燃燒技技術(shù)目前我國新型型陶瓷窯爐大大量采用等溫溫?zé)?，脈沖沖燒嘴，高速速燒嘴等新型型燒嘴，改造造擬采用脈沖沖控制比例燃燃燒技術(shù)（2006年12月獲國家實用用新型專利））代替?zhèn)鹘y(tǒng)的的燃燒技術(shù)，，即以脈沖高高速燒嘴代替替企業(yè)原有的的燒嘴系統(tǒng)。。其優(yōu)點點表現(xiàn)現(xiàn)在：：在燒燒嘴較較低的的供熱熱負荷荷下，，燃燒燒空氣氣系數(shù)數(shù)可精精確調(diào)調(diào)節(jié)，，能獲獲得較較均勻勻的爐爐溫和和較高高的爐爐內(nèi)傳傳熱系系數(shù)，，并消消除了了過剩?？諝鈿馀懦龀鰻t外外帶走走的熱熱量，，節(jié)省省燃料料，與與傳統(tǒng)統(tǒng)燒嘴嘴相比比，可可以節(jié)約10%～15%的燃料料。3.5低溫?zé)裏傻牡难芯烤坑捎谔仗沾缮a(chǎn)普普遍采采用高高溫?zé)裏桑ǎㄒ话惆阍?200℃以上上），，燒成能能耗占占生產(chǎn)產(chǎn)成本本的30%以上，因此此對低低溫?zé)裏杉技夹g(shù)的的研究究是實實現(xiàn)節(jié)節(jié)能降降耗的的有效效途徑徑之一一。近來，，海外外一公公司已已研制制成功功一種種低溫溫?zé)沙商沾纱捎门髋髁?。。這種種低溫溫?zé)沙膳髁狭嫌筛吒咂肺晃桓邘X嶺土62～82%（以灼灼燒后后無水水狀態(tài)態(tài)含量量計））、平平均粒粒徑在在1.5μm以下的的碳酸酸鈣（（以灼灼燒后后CaO含量計計）18～38%和硼硅硅酸玻玻璃粉粉1～30%為基料料，按按需加加入顏顏料、、有機機添加加劑等等而配配成。。據(jù)稱稱，這這種坯坯料可可在900℃低溫溫下瓷瓷化，，即使使升溫溫至1200℃高溫溫也不不會軟軟化變變形，，這一一研制制成果果已獲獲得專專利。。3.6清潔能能源的的利用用能源危危機和和環(huán)境境污染染是我們們社會會可持持續(xù)發(fā)發(fā)展急急需解解決的的難題題之一一，我我們在在利用用化石石能源源創(chuàng)造造了空空前經(jīng)經(jīng)濟繁繁榮的的同時時，也也帶來來了能能源短短缺和和環(huán)境境惡化化的后后果，，而清清潔能能源的的引用用，為為企業(yè)業(yè)的可可持續(xù)續(xù)發(fā)展展帶來來了新新的生生機。。我們通通常將將對環(huán)環(huán)境友友好的的能源源，即即環(huán)保保、排排放少少、污污染程程度小小的能能源稱稱為清清潔能能源。。清潔能能源主主要有有潔凈凈煤技技術(shù)、、電、、太陽陽能、、生物物質(zhì)能能、水水能、、風(fēng)能能、地地?zé)崮苣?、潮潮汐能能、氫氫能等，其其發(fā)展展至今今在我我國正正得到到越來來越廣廣泛的的應(yīng)用用。在在陶瓷瓷行業(yè)業(yè)，潔凈煤煤技術(shù)術(shù)如水水煤漿漿和水水煤氣氣技術(shù)已已經(jīng)在在噴霧霧塔和和陶瓷瓷窯爐爐燒成成上得得到很很廣泛泛的應(yīng)應(yīng)用，，其技技術(shù)也也日益益成熟熟。泥漿含含水率率低，，干燥燥所需需熱就就少，，但是是低的的泥漿漿流動動性又又不好好，流流動性性差霧霧化效效果就就差。。為解解決這這一矛矛盾，，生產(chǎn)產(chǎn)中通通常加加入合合適的的稀釋釋劑(減水劑劑)或電解解質(zhì)(如水玻玻璃、、純堿堿、腐腐殖酸酸等)來調(diào)節(jié)節(jié)泥漿漿流動動性的的同時時降低低泥漿漿的含含水率率。某企業(yè)業(yè)采用復(fù)復(fù)合減減水劑劑，噴霧干干燥塔塔的水水分由由39．5％減至至36％，球磨磨時間間縮短短5h，每噸噸粉節(jié)節(jié)電16．5元，產(chǎn)產(chǎn)量增增加18．8％，年