淺談陶瓷爐窯“煤改氣”工程節(jié)能減排效益分析

梁 偉

（阿克蘇地區(qū)環(huán)境保護局 新疆阿克蘇 843000）

眾所周知陶瓷行業(yè)是高耗能和高污染的行業(yè)，目前大多陶瓷企業(yè)仍然采用煤作為主要燃料，將煤轉(zhuǎn)化成水煤漿或者煤氣供陶瓷工業(yè)窯爐使用，對大氣產(chǎn)生的污染在所難免。根據(jù)《建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，到2015年全行業(yè)單位工業(yè)增加值能耗要降低20%，以高效、清潔、環(huán)保的天然氣燃料取代低效、污染嚴(yán)重的原煤燃料；以先進、節(jié)能的燃?xì)鉅t窯取代落后、耗能大的燃煤爐窯，將是陶瓷工業(yè)節(jié)能減排的重要途徑。

1 工程項目情況

阿克蘇地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)西部，是塔里木盆地油氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場和“西氣東輸”的主要氣源地，境內(nèi)已探明天然氣儲量9741億m3，占塔里木盆地已探明天然氣儲量的90%以上，“西氣東輸”一期工程氣源的96%在阿克蘇境內(nèi)，阿克蘇紅石陶瓷有限公司就位于阿克蘇地區(qū)溫宿縣境內(nèi)，原設(shè)計年產(chǎn)釉面陶瓷磚2000m3/天，燃煤輥道窯2座，年耗煤約3000t，排放的煙粉塵等污染物嚴(yán)重污染周圍環(huán)境，經(jīng)常引起群眾投訴。隨著溫宿縣城鄉(xiāng)天然氣長輸管線接通后，該企業(yè)距離天然氣管線不足300m，天然氣直接從“西氣東輸”主氣田通過輸氣管道系統(tǒng)輸送至此，豐富的天然氣資源為該企業(yè)煤改氣提供了有利條件。

2 改造方案

該項目改造方案為：將原有2條設(shè)計產(chǎn)能2000 m2/d的燃煤輥道窯生產(chǎn)線拆除，新建為1條5500 m2/d二次燒成釉面陶瓷磚生產(chǎn)線，單層素?zé)筛G一座、單層釉燒成窯一座，單層輥道干燥窯一座，爐窯全部使用天然氣。素?zé)G、釉燒窯采用明焰裸燒工藝，半成品（胚體）利用天然氣余熱進行干燥，全過程采用自動程序控制，具體工藝流程見下圖1。

3 項目改造必要性分析

項目改造前，以原煤為燃料，為防止產(chǎn)品受到污染、表面失去光澤等因素，采用隔焰裸燒方式，火焰不能直接接觸工件(制品)，大大增加了熱阻。在燒成環(huán)節(jié)，其燒成熱耗是用清潔燃料的明焰窯的2～12倍，燃耗大，而且窯內(nèi)溫差大，成品率低，同時煙筒冒黑煙，環(huán)境污染和熱損失十分驚人。

項目改造后，以清潔燃料天然氣為燃料，將原有隔焰燃燒方式改為先進的無匣明焰燒成工藝，采用低溫快燒、一次燒成工藝，火焰煙氣直接與工件接觸加熱制成品，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量，同時將輥道窯多余的尾氣余熱全部回收用作半成品的干燥熱源，提高熱效率，節(jié)約能源。

4 改造前后效益分析

4.1 節(jié)能效益分析

根據(jù)該公司生產(chǎn)統(tǒng)計資料，改造前年生產(chǎn)時間約300d，年產(chǎn)陶瓷磚60萬m2，年耗煤3000t，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1929t，單位產(chǎn)品能耗為3.57kg標(biāo)煤/m2。改造后年產(chǎn)陶瓷磚165萬m2，年耗天然氣330萬m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤4007t，單位產(chǎn)品能耗為2.43kg標(biāo)煤/m2。如按5500 m2/d同等規(guī)模產(chǎn)能估算，項目實施后共節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1886t/y，單位產(chǎn)品能耗比改造前下降了1.14kg標(biāo)煤/m2，能耗下降比例達32%，節(jié)能效果十分顯著。

4.2 環(huán)境效益分析

煤炭作為燃料直接燃燒是我國大氣污染的主要根源，燃燒中會產(chǎn)生大量的 SO2、NOX、煙塵、粉煤灰和爐渣，據(jù)統(tǒng)計我國 97%的SO2、67%的NOX、70%的煙塵排放量來自于煤炭的燃燒，其中燃煤電廠、燃煤工業(yè)鍋爐、燃煤爐窯等煙氣排放最為突出。而天然氣是一種主要由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料，是潔凈能源，具有高效、低污染、低排放等優(yōu)點。相比較煤炭，天然氣燃燒SO2、NOX、煙塵、CO等污染物排放量明顯減少。1ms的天然氣與相應(yīng)可替代的煤炭相比，減排CO247%～84%，NOX44%～95%，SO2和煙塵近100%。紅石陶瓷“煤改氣”工程完成后，每年減排煙塵528t，減排SO260.7t，減排NOX70.4t，減少爐渣產(chǎn)生297t，主要污染物全部實現(xiàn)達標(biāo)排放，符合污染減排的要求，環(huán)境效益非常明顯。

4.3 經(jīng)濟效益分析

通過“煤改氣”工程建設(shè)，經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在：一是企業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)和表面光潔度大大提升，燒成率由原來的85%提高到98%，優(yōu)良率由原來的80%提高到92%，產(chǎn)品檔次提高使銷售價格每平米提高了25%以上，增強了產(chǎn)品的附加值和企業(yè)競爭力，估算每年可增加收入500多萬元；二是從源頭大幅減少污染物排放量，相應(yīng)減少了污染治理設(shè)施運行費用、排污費以及環(huán)境違法處罰等相關(guān)費用；三是生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)自動化控制，進一步提高管理水平，改善了工人的工作環(huán)境，降低工人勞動強度，減少職業(yè)病危害，由于適當(dāng)減少了工作人員，工資成本支出減少。

5 結(jié)語

節(jié)能減排是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的必經(jīng)之路,也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。綜合節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟等幾個方面,該企業(yè)通過“煤改氣”節(jié)能技術(shù)改造，降低了能耗和減少污染物排放，提高了資源利用率，為企業(yè)發(fā)展帶了巨大的潛力，產(chǎn)生了良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益，有著重要的意義。