建筑陶瓷工业热工设备节能技术发展现状

来源：九正建材网  发布日期：2013-8-1

  换热器中用烟气余热加热助燃空气和气态燃料。窑头排烟气主要是燃料燃烧后的烟气．还有坯釉料反应所产生的废气，其中含氟等有害物质，所以不能直接利用(如用于干燥坯体、做助燃风等)。另外，环保处理也要求烟气温度低于200℃，这样如果采用换热器就可以一举两得。一般可回收总热量的10％左右。对窑头这部分烟气的利用是非常有价值的。经换热器获得的热风可以直接送至燃烧器做助燃空气，也可以将热风经稀释输送到干燥窑做干燥介质或者它用。
  采用换热器预热助燃空气或预热气态燃料，可以提高窑的热效率、降低燃料消耗，达到节能效果。在进行高温燃烧时可提高火焰的温度，增加供热效率，缩短加热时间(烧成周期)。而且因热风体积膨胀．致使燃烧器喷出口流速增大，加速了窑内气体循环，有助于窑内温度均匀。有关资料表明：当预热空气温度达到220～250℃时，可降低燃料消耗6％～8％。同时不同的助燃风温度，对火焰温度的影响非常大。即使在煤气不预热的情况下，燃料的燃烧温度随着助燃空气的预热温度升高而显著提高。这不仅可以解决烧成温度偏低的问题，还为企业节能降耗起着重要作用。用余热加热坯体或喷雾泥浆。陶瓷坯体在入烧成窑之前，由于施釉、印花等工序，会造成坯体温度较低，且含有O．5％～2％左右的水分，坯体无法快速升温。如用余热低温加热坯体，既可使坯体温度升高至100℃以上，又可除去坯体中的水分。便于坯体进入烧成窑后快速升温，提高了烧成窑的产量。
  利用余热对进喷雾塔泥浆进行预热也可取得较好的节能效果。随着进浆温度的提高，喷雾塔的热效率可提高3％～8％。同时由于进浆温度的提高，造成浆料的粘度降低，对泥浆的雾化状况会有较大的改善。但由于工艺布置的问题，窑炉一般与喷雾塔距离较远，影响了窑炉余热的利用。最好在新厂设计或旧线改造时就考虑余热利用问题，这样才能有效地利用窑炉余热。设置余热锅炉，用烟气热量生产蒸汽并用蒸汽发电。利用余热产生低压蒸汽和利用蒸汽发电在水泥和玻璃行业已得到极大的发展，国内已有近60条生产线在正常运行，取得了极大的成效。但水泥生产线余热量大，适合投入巨资安装低压锅炉产生蒸汽来发电。陶瓷行业由于规模较小，余热量也较小，一次投入较大的资金来安装发电设备困难较大。 但随着技术的发展，国外已开发出一些新型的非常规余热发电系统，具有发电机组可大可小，余热温度低达100℃以下也可利用，能量转化率高的优点。螺杆膨胀动力机组发电：螺杆膨胀动力机组基本构造由一对螺杆转子和机壳组成。流体在螺杆齿槽中降压膨胀做功，推动螺杆转动，带动发电机发电，实现能量转换。Kalina循环发电：卡力纳循环是由生活在美国的前苏联科学家发明的。在这种循环中，氨、水混合液取代了常规的水蒸汽作为汽轮机的工作介质。由于氨、水混合液的沸点远低于水的沸点，因此在较低的温度时就可以产生高压蒸汽对汽轮机做功，从而将热能转换为电能。这项技术已利用于地热发电电厂中。有机工质透平发电：以色列oRMAT公司生产一种利用有机烷类为工质的透平发电机组，以异戊烷最常用。异戊烷一般为无色液体，能与醚、烃类和油类任意混溶，难溶于醇，不溶于水，沸点为36℃。用异戊烷作工质的透平机组有如下优点：
     1．有机工质沸点低，易产生蒸汽，因此可以回收低温余热。
     2．有机工质蒸汽密度比水蒸汽密度大得多，因此透平机转速低，效率高，体积小。
     3．冷凝压力接近或稍大于大气压，工质泄漏小。
     4.有机工质耐低温，不受冰冻的影响。
     5．转速低，噪声小。
  利用烟气余热产生的蒸汽来制冷和供暖。
  以高沸点物质作溶剂(吸收剂)、低沸点物质作溶质(制冷剂)组成的一元溶液，其溶质的溶解度与温度有关。温度较低时，溶解度取代对蒸汽的压缩过程，这样的制冷系统叫做吸收式制冷系统。在吸收式制冷系统，液体制冷工质在蒸发器中吸热汽化，被吸收器中的吸收剂吸收，然后经溶液泵送入发生器，发生器中的溶液被加热并且蒸馏后分离成高温高压制冷工质和稀溶液。制冷工质经冷凝器、膨胀阀回流到蒸发器，周而复始实现连续制冷，稀溶液则经另一节流元件回到吸收器。吸收式制冷机中的制冷剂／吸收剂通常采用氨一水或者水一溴化锂溶液。若用水作制冷剂。则一般只能制取O℃以上的冷水，多用于空气调节。溴化锂一水作工质对时，水为制冷剂，澳化锂为吸收剂，其无臭、无味、无毒，对人体无危害。一般采用0．1～0．25MPa(表压)的蒸汽或者75～140℃的热水作为驱动热源，循环的制冷性能系数较低，一般在O．7左右，而制冷温度一般不低于5℃，用于室内制冷完全可以满足需要。按照目耗煤70吨的生产线所排出的余热用于该种机组制冷计算，可满足6000平方米建筑面积的制冷需求，年可节约电费近百万元。该系统用于广东等南方地区尤为合适。而将所得蒸汽或干净热空气直接用于厂区冬季取暖，可降低企业冬季取暖费用。
  总之，陶瓷热工设备的节能降耗，要有针对性地采取各种综合措施，在保证质量的同时，把单位产品的能耗尽可能降下来．从而达到节能和降低产品成本的目的。它不仅涉及热工原理和有关基础理论知识，同时也涉及工艺操作和具体技术问题。因此必须结合生产实际，相互配合、协调与计划安排，才能达到节能效益、产品质量和经济效益同步增长的目的。随着能源的匮乏和价格的上涨，我国从200O年以后大力开展节能工作，这比日本晚了20多年(日本于1979年就颁布了《关于能源使用合理化法律》，通常称为”节能法“)。通过对我国目前陶瓷行业存在的各种节能技术的简单介绍，希望陶瓷工作者积极参加陶瓷行业节能技术的研究。为我国陶瓷行业和节能事业的发展贡献力量。