PDF《我国建筑卫生陶瓷工业能耗现状及节能潜力研究》

我国建筑卫生陶瓷工业能耗现状及节能潜力研究 杨洪儒

1 苏桂军

2 曾明锋

2 (1 中国建材工业科教委 北京 100831) (中国建筑材料工业规划院 北京 100035)

1 建筑卫生陶瓷行业能耗状况 1.

1 能源消耗状况 从20 世纪

80 年代起 ,中国的建筑卫生陶瓷工业 已高速发展了

20 多年 ,建筑卫生陶瓷产量的急剧增 加 ,虽然单耗不断下降 ,但是建筑卫生陶瓷的总的能耗 是逐渐增加的. 随着建筑、 卫生陶瓷行业的发展、 机械化、 电气化 水平提高 ,一方面因装机功率的增加而导致单位电耗 上升 ,另一方面设备的改进 ,效率提高和规模经济的实 现而使产品单位电耗下降 ,所以单位电耗变化不是很 明显.表

1、 表2是建筑卫生陶瓷产品

1995 年~2005 年的产品单耗表. 表1建筑陶瓷

1995 年~2005 年产品单耗表 单位

1995 2000

2005 热耗 标煤Π 9.

50 6.

86 5.

10 标煤Π t

475 298.

27 221.

75 电耗 kWhΠ 4.

38 4.

28 4.

20 kWhΠ t

219 186.

09 182.

61 综合能耗 标煤Π 11.

26 8.

59 6.

80 标煤Π t

563 373.

49 295.

52 注 :建筑陶瓷

1995 年按

20 Π 计;

2000~2005 年按

23 Π 计表2卫生陶瓷

1995 年~2005 年产品单耗表 单位

1995 2000

2005 热耗 标煤Π 件15.

60 13.

31 11.

67 标煤Π t

1 200

1 023.

85 778 电耗 kWhΠ 件8.

45 7.

46 6.

75 kWhΠ t

650 573.

85 450 综合能耗 标煤Π 件18.

55 16.

32 14.

4 标煤Π t

1 426.

9 1 255.

69 960 注:1995~2004 年卫生陶瓷按

13 Π 件计 1.

2 能源品种 1. 2.

1 现状 建筑卫生陶瓷工业的燃料多样化.传统的燃料是 煤 ,但是由于煤烟气污染环境 ,佛山、 温州、 晋江、 夹江 等许多瓷区已经禁止使用直接燃煤的窑炉.除了河南 省还有不少卫生陶瓷用煤烧隔焰隧道窑 ,偏远省份有 少量陶瓷砖煤烧隔焰辊道窑外 ,直接燃煤的窑炉在建 筑卫生陶瓷工业已基本淘汰. 现在主要是利用焦炉、 一段炉、 两段炉等设备把煤 制成焦炉煤气、 发生炉煤气或者水煤气来供陶瓷窑炉 使用.目前山东、 河北等地陶瓷产区主要使用此类人 工煤气.将煤加工成水煤浆用于陶瓷砖喷雾干燥制粉 已在佛山、 山东等瓷区推广使用.由于水煤浆和人工 煤气价格相对低廉 ,是生产低档产品的陶瓷企业现实 的能源选择. 轻柴油是建筑卫生陶瓷工业较理想的能源 ,广东、 福建的陶瓷企业曾广泛使用.近年来油价的不断上 升 ,迫使许多低端厂停产或者转烧煤气 ,高端厂为了降 低成本采用轻重型油混合的燃料油.重油及残渣油在 建陶工业也有使用 ,主要用于喷雾干燥热风炉、 少量用 于隔焰、 半隔焰的隧道窑及辊道窑. 天然气是建筑卫生陶瓷工业理想的能源 ,以前只 在四川等有天然气供应条件的瓷区使用.油价上升后 出现了佛山瓷区向四川夹江等地转移 ,使用当地相对 便宜的天然气.随着国家 西气东输 工程的实施 ,河北、 山东、 福建、 上海等许多瓷区都能用上天然气了 ,政 府也鼓励使用 ,但是目前天然气供应量不足 ,尤其在冬 季 ,有的地方不能保证供应 ,影响企业生产.出于保证 生产连续性和降低成本等方面考虑 ,一些厂又配备了 煤气设施.只有一些生产中高档的陶瓷企业坚持使用 天然气.按单位热值计算 ,天然气还是比油便宜 ,其用 ・

9 ・ 2005. No.

11 陶瓷户在不断扩大中. 液化石油气是陶瓷厂较易得到的燃料 ,卫生瓷产 能占全国

40 %以上的潮州瓷区的卫生陶瓷生产几乎 全部使用液化石油气.2003 年建筑陶瓷制品制造业 主要能源消耗见表 3. 表32003 年建筑陶瓷制品制造业主要能源消耗 能源名称 计量单位 能源消耗 比重( %) 原煤 万t391 36.

90 电力 亿千瓦时 44.

05 23.

53 天然气 亿8.

29 13.

33 柴油 万t53.

65 10.

34 燃料油 万t52.

48 9.

92 洗精煤 万t26.

25 3.

12 液化石油气 万t6.

72 1.

52 能源消耗总量 万t标煤

755 100.

00 表3中的原煤主要用于制造人工煤气 ,少量用于 窑炉 ,锅炉及制水煤浆.洗精煤可用于制水煤浆或者 煤气. 陶瓷厂的用电均由电网供应 ,突然停电会给生产 带来重大损失 ,因此要求双回路供电.但是目前电力 供应紧张 ,经常区域性停电 ,许多企业因正常供电无法 保证 ,只得自备柴油发电机作为应急电源 ,在电网突然 停电时 ,保证窑炉等一类负荷继续运转 ,以保护窑炉和 减少废品损失.近两年来我国电力紧张 ,特别是夏季 用电高峰时 ,佛山等许多瓷区拉闸限电 , 开四停三 , 实际上瓷区根本无法正常生产 ,损失巨大. 1. 2.

2 燃料结构合理性 陶瓷工业生产推广使用天然气、 液化石油气、 轻柴 油等清洁燃料 ,既符合世界陶瓷工业发展潮流 ,也符合 国家产业政策.建筑陶瓷业直接烧煤 ,热耗大 ,产品质 量差 ,环境污染大. 我国陶瓷工业早在

20 世纪

80 年代就开始逐步淘 汰直接烧煤工艺 ,到了

90 年代中期基本完成燃烧窑炉 的改造 ,煤的用量很少.近年来由于油价的上升 ,柴油、 液化气成本高 ,大部分烧油陶瓷企业为降低生产成 本 ,转而用煤制人工煤气或水煤浆做燃料. 当前用水煤浆做喷雾干燥塔热风炉的燃料 ,所排 的烟尘经喷雾干燥两级回收 ,对环境污染不大.但是 由于煤粉燃烧不完全而进入坯粉后 ,有可能改变坯体 色泽 ,容易造成上釉产品的釉面缺陷 ,不能作为生产超 白砖的燃料. 用煤制煤气 ,符合国家的能源政策 ,但当前一个厂

1 台(或者几台) 简陋的煤气发生炉 ,脱硫等煤气净化 设备不完善 ,含酚的有毒废水无法有效处理 ,直接排放 严重污染环境.管理不善时 ,安全隐患多 ,甚不合理. 瓷区应该建立规模较大、 净化装置齐全的区域焦炉煤 气厂 ,来供应瓷区的企业. 1. 2.

3 发展趋势 建筑卫生陶瓷的发展方向是提升产品档次 ,提高 产品售价 ,并使用清洁燃料.天然气洁净、 使用方便 , 在有稳定气源供应并已铺设管道的瓷区 ,使用天然气 工厂投资小 ,将是陶瓷企业增长最快的燃料品种 ;

液化 气、 轻柴油也属于洁净燃料 ,是没有天然气供应的瓷区 使用洁净燃料的发展趋势 ;

在产品从低档向中高档发 展的过程中 ,建设区域煤气站 ,用焦炉或两段炉制气 , 也是一种比较现实的选择 ,可以作为山东等瓷区的一 种过渡 ,随着产品质量和档次的提高 ,最终会被天然气 等清洁燃料取代.环保的严格要求将会淘汰一段煤气 发生炉等落后的制气设备. 1.

3 重大节能技术、 工艺、 装备推广、 应用情况 自20 世纪

80 年代 ,陶瓷工业的节能工艺、 节能技 术与装备都有了长足进步. 1. 3.

1 节能工艺 1) 墙地砖干法制粉工艺

20 世纪

70 年代末 ,湿法制粉中的喷雾干燥工艺 开始应用于我国陶瓷砖工业.80 年代初 ,喷雾干燥器 系列化产品出现 ,加快了压滤 - 烘干 - 打粉工艺的淘 汰.喷雾干燥按照蒸发水计的热耗 ( (800~850) * 4.

18 kJΠ 水) 远低于压滤 - 烘干 ( (2 000~3 500) * 4.

18 kJΠ 水) ,但是由于喷雾干燥时全部水分都靠热能烘 干 ,而压滤 - 烘干工艺中大部分水靠压滤排除 ,因此喷 雾干燥按干粉计的热耗 ( (480~780) * 4.

18 kJΠ 粉) 大于压滤 - 烘干工艺 ( (385~674) * 4.

18 kJΠ 粉) ,为 了降低制粉能耗 ,国内外都进行了干法制粉工艺的研 究.国内的干法制粉工艺于上世纪

90 年代初鉴定 ,以 后又完善了干法的过湿造粒 - 流化干燥工艺.在中小 型厂中推广 ,节约燃料

70 %~80 % ,节水

70 %~75 % , ・

0 1 ・ 陶瓷2005. No.

11 节电

30 %~50 %.但是由于干粉中含铁 ,湿粘土需要 干燥后再配料 ,管理不善时车间有粉尘 ;

干粉性能不如 喷雾干燥 ;

加上红坯砖退出市场等因素 ,干法制粉工艺 的研究和推广的步伐也减缓以至停顿了 ,这是很可惜 的. 2) 陶瓷砖一次烧成 釉面内墙砖采用两次烧成传统工艺 ,地砖也有采 用两次烧成的.与二次烧成相比 ,一次烧成的能耗要 小得多 ,国际上对陶瓷墙地砖一次烧成工艺进行了深 入系统的研究 ,一次烧成工艺得到了很大的发展.

1982 年时 ,西班牙一次烧成砖仅占

13 % ,但在

1995 年 时提高到了

82 % ,国内的一次烧成产品也有所发展 , 但由于工艺上有一定难度 (一次烧成对坯体的成分和 釉的要求都很高) 以及产品结构变化(釉面砖大型化) , 一次烧成产品比例远低于西班牙.国内发展工艺难度 相对较小的所谓的 一次半烧 ,即900 ℃ 左右低温素 烧 ,加高温釉烧工艺 ,比传统的两次烧成工艺节能. 3) 建筑卫生陶瓷的低温快烧工艺 根据陶瓷热工学计算原理 ,越是高温烧成时 ,能源 消耗越多 ,从1200 ℃ 烧成到

1 300 ℃ 时 ,耗费的能源大 约是产品烧成总能耗的约

40 %左右.近年来建筑卫 生陶瓷产品广泛采用了低温快烧技术 ,釉面瓷砖的烧 成温度从

1 180~1

200 ℃ 降低到现在的

1 050~1

100 ℃ 左右 ,烧成周期从

72 h 缩短到 35~........