天然氣在陶瓷墻地磚生產(chǎn)中的應(yīng)用*

天然氣在陶瓷墻地磚生產(chǎn)中的應(yīng)用*

王銀川1姚遠(yuǎn)2

(1 廊坊市永清縣馳野陶瓷有限公司河北 廊坊065600)(2 咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院陜西 咸陽712000)

摘要天然氣作為一種清潔能源，在節(jié)能減排日益嚴(yán)格的政策下，將成為未來工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。筆者對(duì)我國(guó)天然氣的儲(chǔ)量、分布現(xiàn)狀和消費(fèi)現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要說明。研究了天然氣在陶瓷墻地磚生產(chǎn)設(shè)備輥道窯、噴霧干燥塔、熱風(fēng)爐中的應(yīng)用，使用天然氣的節(jié)能、環(huán)保效果顯著。并對(duì)天然氣在陶瓷墻地磚生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了成本效益分析，天然氣的使用對(duì)提高陶瓷企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力具有較大優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞天然氣陶瓷墻地磚生產(chǎn)應(yīng)用

隨著工業(yè)科技的進(jìn)步與發(fā)展，近年來建筑陶瓷行業(yè)發(fā)展迅猛，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈來愈激烈。煤炭作為低成本能源是陶瓷墻地磚生產(chǎn)的主要燃料，但煤炭在燃燒過程中屬于高污染能源。不僅在存放過程中對(duì)場(chǎng)地的污染嚴(yán)重，而且在燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫?qū)Υ髿馕廴緡?yán)重。目前，嚴(yán)重霧霾與煤炭大量在工業(yè)中的應(yīng)用有著緊密的關(guān)系，煤氣發(fā)生爐所產(chǎn)生的酚水對(duì)土地、水源污染嚴(yán)重。近幾年山東淄博、河北高邑陶瓷產(chǎn)區(qū)所存在的酚水對(duì)地域的污染尤其嚴(yán)重，有些地區(qū)由于酚水的亂排放已造成嚴(yán)重污染。甚至將酚水作為介質(zhì)直接加入原料進(jìn)行球磨，混入漿料、粉料中制成陶瓷產(chǎn)品，嚴(yán)重?fù)p害了消費(fèi)者的利益。

隨著環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，天然氣作為清潔能源在今后陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中將逐步成為主體能源。

1我國(guó)天然氣的儲(chǔ)量及現(xiàn)狀

1.1　我國(guó)天然氣資源量

根據(jù)我國(guó)第二次油氣資源評(píng)價(jià)，全國(guó)常規(guī)天然氣資源量為38.04萬億m3，其中陸上為29.9萬億m3、海上為8.14萬億m2。據(jù)分析，在全國(guó)常規(guī)天然氣資源量中，最終可采儲(chǔ)量為14萬億m3，其中東部占30.3%，西部占28.2%，海上占21.4%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共發(fā)現(xiàn)69個(gè)含天然氣盆地，其中天然氣資源量比較豐富的有塔里木、四川、陜甘寧、東海、渤海灣、瓊東南、珠江口、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木盆地，其總資源量為32.26萬億m3，占全國(guó)天然氣總資源量的84.8%。我國(guó)將在10～15年內(nèi)建成全國(guó)天然氣工業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)天然氣工業(yè)的快速發(fā)展。

1.2　天然氣消費(fèi)現(xiàn)狀

我國(guó)天然氣工業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)開發(fā)比較晚，天然氣消費(fèi)在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例也低于亞洲的部分國(guó)家(見圖1)。從天然氣的消費(fèi)結(jié)構(gòu)看，發(fā)電用氣占12.7%，化工用氣占42.7%，工業(yè)燃料用氣占11.1%，城市燃?xì)庹?4.6%，油田生產(chǎn)用氣占18.9%。

目前，我國(guó)長(zhǎng)途輸送天然氣還不很發(fā)達(dá)，除陜甘寧天然氣外，其余基本上是本地使用。其中川渝地區(qū)的天然氣消費(fèi)量較大，占全國(guó)消費(fèi)量的45%左右。

我國(guó)天然氣市場(chǎng)潛力非常大，但由于天然氣市場(chǎng)發(fā)展的制約因素較多，生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)存在問題，致使天然氣消費(fèi)和生產(chǎn)都處于抑制狀態(tài)。

國(guó)家天然氣產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃指出，2015年天然氣在一次能源中的消費(fèi)所占比例將達(dá)到8%，旺季氣荒現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。2013年“氣荒”新增缺口超過2012年一成，日需求量為1 800萬m3左右，是估值的10倍。目前，天然氣的消費(fèi)結(jié)構(gòu)也有很大的變化，除天然氣化工外，其他領(lǐng)域的用氣占比也迅速上升，天然氣發(fā)電、天然氣運(yùn)輸、民用燃?xì)馐?005年至今增速最快的3個(gè)領(lǐng)域。

圖1　1995～2015年我國(guó)天然氣消費(fèi)量(億m3)

天然氣發(fā)電用氣的基數(shù)低，但增長(zhǎng)快。2005～2011年的年復(fù)合增速達(dá)50%排名第一;天然氣運(yùn)輸增速排名第二;復(fù)合增速為24%。第三為民用燃?xì)?，?fù)合增速為22%。工業(yè)燃料的增長(zhǎng)與天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)同步，2005～2011的年復(fù)合增速為18%，同期由于天然氣化工占比下降，工業(yè)燃料在天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比也由2000年的7%上升至2011年的15%。天然氣在化工消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的下降最為明顯，從2000年的70%下降至2011年的33%，2005～2011的年復(fù)合增速僅為10%。目前天然氣消費(fèi)量仍在不斷加速，2015年預(yù)計(jì)將達(dá)2 600億m3。

我國(guó)自2007年開始變?yōu)樘烊粴鈨暨M(jìn)口國(guó)，此后進(jìn)口依存度不斷上升，2012年進(jìn)口依存度為29%，2013年5月份我國(guó)天然氣對(duì)外依存度已達(dá)到33%。

圖2　2000～2011年天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)圖

圖3　1996～2013年天然氣自給率和對(duì)外依存度的比例

據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)規(guī)劃的常規(guī)天然氣產(chǎn)量2015年可達(dá)1 270億m3，遠(yuǎn)無法滿足需求的增長(zhǎng)，對(duì)進(jìn)口氣的依存度將繼續(xù)提升。據(jù)能源局預(yù)測(cè)，2015年天然氣進(jìn)口量將達(dá)到935億m3，對(duì)外依存度將超過35%。我國(guó)天然氣到2025年將變化為進(jìn)口和非常規(guī)為主的供應(yīng)格局，天然氣對(duì)外依存度接近30%，未來仍將持續(xù)上升。

圖4　2005～2025年天然氣供應(yīng)格局

天然氣產(chǎn)區(qū)“十二五”期間新建產(chǎn)能(億m3/年)2015年產(chǎn)量(億m3/年)鄂爾多斯盆地261390四川盆地195410塔里木盆地147320南海海域100150總計(jì)7031270

目前，天然氣的定價(jià)機(jī)制以成本加成法為主，沒有反映出資源稀缺性、供需關(guān)系以及與替代燃料的關(guān)系，這是導(dǎo)致供需嚴(yán)重不平衡的主要限制因素。從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條看，我國(guó)天然氣現(xiàn)行定價(jià)機(jī)制可以概括為國(guó)家調(diào)控下的成本加成法，其中出廠價(jià)和管輸價(jià)由國(guó)家發(fā)改委制定，城市配送服務(wù)費(fèi)用由地方政府制定。

圖5　天然氣定價(jià)機(jī)制(成本加成法)

天然氣占比約為10%的增量氣部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)凈值法；占比約為90%的存量氣部分降至2015年前逐步實(shí)現(xiàn)調(diào)整到位。2013年6月，發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整天然氣價(jià)格的通知》，使天然氣的增量氣部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)凈回值，未來存量氣將逐步實(shí)現(xiàn)調(diào)整。2013年調(diào)價(jià)涉及的存量氣數(shù)量為1 120億m2，增量氣數(shù)量預(yù)計(jì)為110億m3，二者的比例分別為91%和9%。國(guó)家只對(duì)天然氣門站價(jià)格進(jìn)行管理，放開頁巖氣、煤層氣、煤制氣等非常規(guī)天然氣出廠價(jià)格，實(shí)行市場(chǎng)調(diào)節(jié)。將中心門站價(jià)格與可替代燃料聯(lián)動(dòng)，可反映資源稀缺性、供求關(guān)系和與可替代燃料的關(guān)系。目前選擇上海為中心門站的價(jià)格為基礎(chǔ)，考慮天然氣市場(chǎng)資源主體流向和管輸費(fèi)用，確定各省(區(qū)、市)天然氣門站價(jià)格。天然氣門站價(jià)格實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，根據(jù)可替代燃料價(jià)格變化情況每年調(diào)整一次，并逐步過渡到每半年或者每季度調(diào)整一次。選擇燃料油、液化石油氣為可替代燃料，權(quán)重分別為60%和40%，使天然氣價(jià)格與之保持合理的比價(jià)水平。

增量氣實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)凈回值法后，天然氣的門站價(jià)格從平均2.09元/m3上漲至2.95元/m3，平均漲幅為41%。此前我國(guó)進(jìn)口LNG價(jià)格一直高于國(guó)內(nèi)天然氣出廠價(jià)，影響了上游企業(yè)進(jìn)口LNG的積極性，經(jīng)調(diào)整門站價(jià)格與進(jìn)口LNG的價(jià)格差距將明顯縮小。

2天然氣在輥道窯中的應(yīng)用

近年來霧霾已嚴(yán)重影響了老百姓的健康和生活，作為被外界認(rèn)為是高耗能、高污染、高消耗的陶瓷行業(yè)因此也面臨著巨大的環(huán)保壓力。而上游的裝備升級(jí)，推動(dòng)了下游的技術(shù)升級(jí)及行業(yè)發(fā)展，帶動(dòng)了生產(chǎn)進(jìn)步。

窯爐是陶瓷生產(chǎn)的心臟，會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也是耗能大戶。在近年大力提倡節(jié)能環(huán)保、提高原材料及能源的利用率的浪潮中，窯爐企業(yè)如何能在保證質(zhì)量和產(chǎn)量穩(wěn)定的前提下，做到節(jié)能，降低燃料成本，成為窯爐設(shè)備企業(yè)、陶瓷企業(yè)和行業(yè)專家共同關(guān)注的問題。實(shí)現(xiàn)窯爐節(jié)能，不僅要加強(qiáng)窯爐設(shè)計(jì)和輔助材料的創(chuàng)新等硬件條件，窯爐操作人員素質(zhì)的提高也是重要因素。

2.1　燃?xì)夤?jié)能噴槍

燃?xì)夤?jié)能噴槍(XLC-7)為陶瓷行業(yè)窯爐的節(jié)能作出了杰出的貢獻(xiàn)。該節(jié)能噴槍與目前使用的窯爐噴槍相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)不同。燃?xì)夤?jié)能噴槍為縫隙式高效節(jié)能噴槍，由噴頭、霧化器芯、渦流器、內(nèi)套管、外套管、拉桿、后座、螺塞等構(gòu)成。噴頭內(nèi)設(shè)有錐形導(dǎo)流孔、柱狀混合噴孔和錐形噴管，霧化器芯由多級(jí)旋流室組成。噴頭內(nèi)的孔管通道及霧化器芯末端的橫截面形狀均為長(zhǎng)度比寬度大的狹長(zhǎng)式縫隙孔口。該噴槍可獲得扁平型特殊火焰，且燃燒充分、速度快，高效節(jié)能，安全可靠，工況負(fù)荷調(diào)節(jié)比大，不積炭結(jié)焦，使用維護(hù)方便。

2)可根本解決助燃風(fēng)的加熱問題。由于燃?xì)夤?jié)能噴槍有2個(gè)助燃風(fēng)入口，使用加熱后的助燃風(fēng)可以保證燃?xì)馔耆紵?，改善氧化氣氛，直接產(chǎn)生節(jié)能效果。

3)節(jié)能噴槍燃燒反應(yīng)速度快、混合充分、燃燒完全、火焰射流速度快，有助于提升產(chǎn)能，同時(shí)減少落臟。

4)噴射有力。可根據(jù)窯爐性能參數(shù)的需要獲得更大射程，可有效減小橫向溫差。特別適用于寬體輥道窯及加長(zhǎng)輥道窯。

5)節(jié)省助燃風(fēng)耗風(fēng)量、節(jié)約風(fēng)機(jī)電耗。一般節(jié)煤量為8%～15%，風(fēng)機(jī)省電量為20%～25%。

6)減少排煙量，降低瓷磚耗氣率。CO已接近零排放，可減少對(duì)環(huán)境的污染。

7)由于系統(tǒng)改造后所用的助燃風(fēng)流量減小，可以顯著地減小窯爐正壓，有利于保護(hù)窯爐爐體，延長(zhǎng)窯爐使用壽命，起到節(jié)能的作用。

燃?xì)夤?jié)能噴槍相比普通的節(jié)能噴槍，不僅節(jié)能效果突出，還可徹底地解決了普通節(jié)能噴槍升溫難、氧化差、窯爐溫差大及操作困難等問題，使用節(jié)能噴槍既節(jié)約成本，又確保生產(chǎn)安全。

經(jīng)大量窯爐節(jié)能改造測(cè)試，安裝節(jié)能噴槍后，窯爐的綜合節(jié)煤率高達(dá)10%左右，節(jié)電率可達(dá)20%～25%。在無需停窯的情況下，經(jīng)2～4 d的改造后，窯爐助燃風(fēng)量減少約25%～30%，截面溫差控制在1～3 ℃。陶瓷企業(yè)只需1～2個(gè)月即可收回投資成本。

2.2　輥道窯燃?xì)馊紵?/h2>

輥道窯所用的燃?xì)馊紵鳛椤昂蠡臁比紵O(shè)計(jì)，即燃?xì)夂椭硷L(fēng)同時(shí)進(jìn)入燃燒室。一方面，空氣和燃?xì)獾幕旌铣潭炔粔虺浞郑斐扇細(xì)獠荒芡耆紵?；另一方面，助燃風(fēng)在對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行供氧助燃的同時(shí)，對(duì)未及時(shí)燃燒的燃?xì)馄鹜埔谱饔?，多年的現(xiàn)場(chǎng)操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，被推移進(jìn)窯膛的燃?xì)庖蛉毖鯚o法二次燃燒，以一氧化碳等有害氣體形態(tài)隨煙氣排放到大氣中，浪費(fèi)資源和污染空氣，改“后混”燃燒為“旋轉(zhuǎn)預(yù)混”燃燒。首先在燃燒室前加裝預(yù)混室，讓燃?xì)夂椭硷L(fēng)進(jìn)入燃燒室之前，先以旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)入預(yù)混室進(jìn)行燃燒前的預(yù)混合，讓燃?xì)夂椭硷L(fēng)盡可能混合充分；然后在預(yù)混室和燃燒室之間安裝非金屬蜂窩狀燃燒板，燃燒板在燃燒室的一側(cè)保持500 ℃以上的高溫狀態(tài)，混合氣體經(jīng)過燃燒板進(jìn)入燃燒室時(shí)，在進(jìn)行再混合的同時(shí)，被加溫預(yù)燃和完全氧化反應(yīng)，讓燃?xì)獗M可能徹底燃燒，提高熱效率，降低燃?xì)獾南牧?，即達(dá)到節(jié)能的效果，又減少有害氣體排放。因各廠家窯爐設(shè)計(jì)的不同，陶瓷產(chǎn)品配方不同對(duì)燒成溫度曲線要求也不同。因此要根據(jù)不同廠家的窯爐情況，對(duì)噴槍的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行細(xì)致調(diào)整，對(duì)窯爐的不同燒成帶配置不同參數(shù)的噴槍，對(duì)助燃風(fēng)系統(tǒng)和煤氣壓力的調(diào)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化改良。這樣則可使陶瓷企業(yè)達(dá)到產(chǎn)能和效益的最大化，為廠家提高收益，為陶瓷行業(yè)窯爐設(shè)備的轉(zhuǎn)型升級(jí)，為陶瓷工業(yè)節(jié)能減排做出新的貢獻(xiàn)。

3天然氣在噴霧干燥塔熱風(fēng)爐中的應(yīng)用

近年來我國(guó)陶瓷工業(yè)發(fā)展迅速，2006年我國(guó)日用陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷的產(chǎn)量均位居世界第一。其中日用陶瓷產(chǎn)量高達(dá)170億件,約占世界總產(chǎn)量的65%;建筑陶瓷磚年產(chǎn)量約為35億m3,約占世界總產(chǎn)量的55%。但同時(shí)我國(guó)也是能源消耗大國(guó),建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)是油耗和電耗大戶。目前,我國(guó)陶瓷工業(yè)的能源利用率僅為28%～30%,與發(fā)達(dá)國(guó)家50%～57%的能源利用率差距較大。

噴霧干燥制粉是陶瓷工業(yè)高能耗的生產(chǎn)工序之一。據(jù)陶瓷廠能源審計(jì)數(shù)據(jù)顯示,噴霧干燥制粉的能耗占陶瓷廠總能耗的10%～20%。隨著能源危機(jī)及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈,降低噴霧干燥制粉的能耗,對(duì)降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力及促進(jìn)陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)而重要的意義。

3.1　噴霧干燥塔節(jié)能降耗的主要措施

噴霧干燥過程中的能耗直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及發(fā)展前景,噴霧干燥過程節(jié)能降耗的主要措施有:①對(duì)噴霧干燥塔本身性能結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行調(diào)整;②對(duì)干燥物質(zhì)本身的性質(zhì)進(jìn)行控制,避免燃料問題,干燥介質(zhì)性質(zhì)等方面的因素。

3.1.1干燥介質(zhì)的控制

3.1.1.1提高熱風(fēng)的進(jìn)塔溫度

在出塔溫度恒定的條件下,熱風(fēng)的進(jìn)塔溫度(又稱進(jìn)風(fēng)溫度)越高,帶入的總熱量就越高,單位質(zhì)量的熱風(fēng)傳遞給泥漿霧滴的熱量就越多,單位熱風(fēng)所蒸發(fā)的水分也越多。在生產(chǎn)能力恒定不變的情況下,所需熱風(fēng)的風(fēng)量減少(即減少了熱風(fēng)離塔時(shí)所帶走的熱量),降低了噴霧干燥制粉的熱量消耗,提高了熱風(fēng)的利用率及熱效率。但進(jìn)塔熱風(fēng)溫度不可過高(不超過600 ℃),若溫度太高,就會(huì)燒壞塔頂分風(fēng)器。

3.1.1.2降低熱風(fēng)的出塔溫度

在進(jìn)塔熱風(fēng)溫度一定的情況下,熱風(fēng)出塔溫度越低,進(jìn)出塔溫差就越大,熱風(fēng)傳遞給泥漿用于干燥的熱能就越大,因此熱風(fēng)利用率就越高。但排風(fēng)溫度也不可過低,低于75 ℃時(shí)會(huì)因粉料太濕,影響正常干燥。

3.1.1.3出塔熱風(fēng)(廢氣) 的循環(huán)利用

陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥制粉后,出塔熱風(fēng)若被直接排入大氣,這部分熱量損失將十分可觀(約為制粉工序能耗的10%～20%)。所以應(yīng)該將此部分余熱充分地利用起來,如可將出塔熱風(fēng)循環(huán)利用到預(yù)熱干燥工序。出塔熱風(fēng)除了直接循環(huán)利用外,還可以利用熱交換器對(duì)這部分余熱儲(chǔ)存或交換后再利用。

3.1.2噴霧干燥塔自身因素

3.1.2.1選擇適合規(guī)格的設(shè)備

陶瓷行業(yè)大部分廠家采用4000型噴霧干燥塔,有些陶瓷廠采用5000型和6000型,最大的有SACMI公司研制的12000型,噴嘴多達(dá)48個(gè)。噴霧干燥塔的型號(hào)越大生產(chǎn)能力越高,生產(chǎn)每噸粉所用的能源相對(duì)就少,廠家可根據(jù)具體情況進(jìn)行型號(hào)選擇。

3.1.2.2整體密閉型控制

由于該系統(tǒng)采用負(fù)壓操作,若漏風(fēng)就會(huì)增加能耗,所以設(shè)備各部位及連接法蘭處,熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管道、排風(fēng)管道的熱電偶插孔,塔體上的負(fù)壓測(cè)量孔,以及塔體下錐翻板下料器出料口,旋風(fēng)除塵下料口等部位必須密封嚴(yán)密,防止漏風(fēng)。

3.1.2.3熱風(fēng)爐的控制

熱風(fēng)爐是噴霧塔干燥的熱風(fēng)源,其燃料消耗直接影響干燥成本的高低,所以是噴霧干燥塔節(jié)能的關(guān)鍵部分。熱風(fēng)爐效率主要取決于燃油霧化噴嘴,當(dāng)燃油霧化均勻且燃燒充分時(shí),熱效率最高,為此應(yīng)嚴(yán)格控制霧化空氣壓力和流量以及燃油壓力和流量。另外霧化噴嘴的霧化角、噴射高度、噴槍角度都應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)。一般霧化噴嘴的霧化角(α)為90°～120°,噴射高度為4.0～4.5 m ,噴槍角度為110°～120°,以保證噴霧料與熱風(fēng)可以進(jìn)行充分的熱交換。

3.1.2.4線形燃燒器的使用

傳統(tǒng)的噴霧干燥塔熱風(fēng)裝置一般采用燃油(燃?xì)?熱風(fēng)爐、鍋爐蒸汽換熱器、導(dǎo)熱油換熱器或電加熱供熱系統(tǒng)等。以上傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)都采用換熱器,換熱器的效率決定著傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的熱能利用效率;而且換熱器使用壽命有限,維護(hù)成本也較高。以線形燃燒器為核心的直燃式熱風(fēng)裝置，體積比較小,可直接安裝在風(fēng)道內(nèi),干燥介質(zhì)可直接與之接觸并快速升高到所需溫度。以線形燃燒器為核心的直燃式熱風(fēng)裝置兼具節(jié)能和環(huán)保兩大特點(diǎn)。首先線形燃燒器燃燒機(jī)制合理,燃燒區(qū)保持有一定量的過剩空氣,既能保證燃燒完全,還可抑制氮氧化物的生成。這種直燃式熱風(fēng)裝置無需換熱器可直接與空氣接觸,保證了燃燒熱量對(duì)空氣的有效傳遞,熱效率較高。另外,使用方便是線形燃燒器的另一優(yōu)點(diǎn),可通過調(diào)節(jié)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥來改變熱風(fēng)溫度。

3.1.3泥漿的質(zhì)量控制

1)降低陶瓷泥漿的含水率,干燥所需熱量就會(huì)減少,但是含水率低的泥漿流動(dòng)性較差，又會(huì)導(dǎo)致霧化效果差。為解決這一矛盾,生產(chǎn)中通常加入合適的稀釋劑(減水劑)或電解質(zhì)(如水玻璃、純堿、腐植酸鈉等) 來調(diào)節(jié)泥漿的流動(dòng)性,同時(shí)降低泥漿的含水率。采用復(fù)合減水劑,泥漿含水率可由39.5%減至36% ,球磨時(shí)間縮短了5 h ,每噸粉料可節(jié)約電費(fèi)16.5元,產(chǎn)量增加18.8% ,年節(jié)約成本達(dá)150多萬元。

2)提高陶瓷泥漿溫度可有效降低泥漿粘度,改善泥漿霧化性能,防止因泥漿結(jié)晶而堵塞霧化噴嘴。所以可以利用出塔熱風(fēng)回收的余熱來預(yù)熱泥漿,這是能源循環(huán)利用的有效途徑。

3.2　天然氣熱風(fēng)爐的節(jié)能措施

天然氣是一種高效、清潔的優(yōu)質(zhì)能源，燃燒過程基本不排放SO2和粉塵，而且與煤炭和石油相比，可減排約60%的CO和50%的NOx。然而，在我國(guó)一次性能源結(jié)構(gòu)中，煤炭所占比例高達(dá)60%以上，而天然氣所占比例僅為4%左右， 遠(yuǎn)低于世界23.5%的平均水平。因此，提高天然氣在能源構(gòu)成中的比例，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。 國(guó)家能源局指出，為推進(jìn)“十二五”期間的能源優(yōu)化工作，需要大力發(fā)展天然氣，到“十二五”末期，天然氣利用規(guī)模將達(dá)到2 600億m3，在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例從目前的3.9%提高到83%左右。未來幾年對(duì)天然氣的消費(fèi)量將以每年25%的速度遞增。隨著我國(guó)“西氣東輸”、“海氣登陸”、“液化天然氣上岸”和“俄羅斯天然氣南輸”等重大開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施， 天然氣必將起到推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、 減少污染物排放的重要作用。在干燥行業(yè)，采用天然氣燃料替代傳統(tǒng)的煤炭，具有干燥介質(zhì)溫度高、熱效率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、污染物排放低等特點(diǎn)，節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)非常明顯。

天然氣直燃熱風(fēng)爐干燥系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，熱風(fēng)爐采用旋流擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)。助燃空氣經(jīng)過軸向葉片， 形成旋流，天然氣從中心管小孔中高速射出，邊混合邊燃燒。由于二次風(fēng)是旋轉(zhuǎn)的，擾動(dòng)強(qiáng)烈，可加強(qiáng)天然氣與空氣的混合，強(qiáng)化燃燒。旋轉(zhuǎn)射流在中心形成回流區(qū)，回卷高溫?zé)煔?，起到穩(wěn)燃作用。燃燒區(qū)域采用絕熱的多孔成形耐火磚，提高燃燒溫度，進(jìn)一步促進(jìn)穩(wěn)燃和燃盡；采用PID控制，通過調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁?，控制混合風(fēng)溫度，燃燒充分，利用合理，最大程度上提高節(jié)能效果。

圖6　天然氣直燃熱風(fēng)爐系統(tǒng)

4天然氣燃料成本效益分析

1)使用天然氣節(jié)能噴槍，加上窯爐余熱利用系統(tǒng)，燃料成本為在每平方米產(chǎn)品耗氣1.1～1.3 m3相較于當(dāng)前1.4～1.6 m3氣每平方米磚節(jié)約0.3 m3天然氣。

2)使用天然氣熱風(fēng)爐的干燥塔，做好節(jié)能改造后，燃料成本每噸粉料耗氣量為28～30 m3，相較于當(dāng)前33～35 m3制備1 t粉料可節(jié)約3 m3天然氣。

3)綜合窯爐和干燥塔每平方米耗氣量為1.6 m3以下，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

因此，陶瓷墻地磚生產(chǎn)用天然氣作燃料已經(jīng)成為未來陶瓷企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，只有掌握先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備裝備，才能更有效地提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

中圖分類號(hào)：TQ174 1002-2872(2015)02-0028-06

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

*作者簡(jiǎn)介：王銀川(1970-)，大專；主要研究方向?yàn)樘沾缮a(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理、陶瓷生產(chǎn)節(jié)能、陶瓷生產(chǎn)環(huán)保技術(shù)更新等。