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技术创新和新能源利用为清洁生产带来革新

2020-03-30 23:14:33 节能 干燥 陶瓷 太阳能 能源 我要评论
技术创新和新能源利用为清洁生产带来革新

  绿色、低碳经济、节能减排是目前工业企业的发展方向及国家产业政策的鼓励发展方向。一直以来陶瓷行业运营是高占用土地资源、高能耗、高污染、低效率的“三高一低”。“三高一低”运营模式意味着将继续高消耗地球不可再生的有限资源,高污染我们赖以生存的有限生活生态空间,低效率意味投资风险在增大。而如此高耗能是否会影响陶瓷行业的发展?近两年来,由于用于陶瓷生产的原材料及能源价格不断飙升,陶瓷生产成本居高不下,给陶业竞争带来巨大的成本压力。随着国际原油及天然气价格不断飙升及国内高成本使用能源约束政策的出台,意味着企业在同等技术条件下,能源的使用成本只增不降,那么,对于竞争愈演愈烈的陶瓷行业,我们陶瓷企业高耗能的运营模式究竟还能走多远?无庸置疑,未来陶瓷发展之路将向低能耗、低污染、高产出、高附加值、高效率的运营目标迈进。也就是说,陶业节能降耗不得不重新慎重考虑我们陶瓷企业现有的工艺、技术、装备及节能新材料的选用,配合国家产业政策进行新一轮节能降耗的技术创新,这是企业在国家宏观经济政策下陶瓷行业的生存和发展之路,也是陶瓷研究工作者研究的主要课题。

  优化生产工艺,加快技术创新,清洁生产成为陶瓷新面貌

  在陶瓷企业实际生产过程中,能耗比较大的环节是隧道窑、干燥环节(成型干燥、半成品干燥和模具干燥)和球磨机,通过研究发现,使用天然气能降低碳的排放,节能减排不仅要节能降耗,而且要减少碳的排放。节能降耗主要从下面几个环节入手进行节能降耗。

  原料方面,原料球磨机主要消耗电能,如能减少磨制时间或提高研磨效率,才能达到节能降耗的目的。节能降耗的方式和方法有硬质料入磨粒度控制和使用高铝球和高铝内衬砖等方法,在成型方面也可通过技术改造降低能耗。

  节能降耗的方式与方法主要包括低压快排水、中压注浆、高压注浆。其中低压快排水注浆与传统注浆方法的主要区别是,它采用了一种特殊的高强石膏模型,模型内预埋硅胶管,石膏凝固后抽出硅胶管,从而模具中形成微孔管网系统。模具外的管与压缩空气相连,脱模结束后,向微孔管网吹入压缩空气使模具脱水。中压注浆也是采用组合台式浇注机械。与前述低压快排水注浆不同的是,它的模型采用石膏与树脂的复合材料,使其机械强度有较大提高,因而可以在更高的压力下供浆,整个注浆周期可进一步缩短。

  卫生瓷坯体的干燥方法通常采用热风干燥和暖气干燥,热风干燥就是利用热气体作干燥介质对坯体进行干燥的方法。它包括水分蒸发和扩散两方面,其干燥速度的大小主要取决于坯体表面所处的蒸发条件和内部水分的扩散、迁移状况等。湿坯表面的水分靠干燥介质连续提供的热能,持续不断地扩散到周围气体介质中,气体介质吸收水蒸气的数量随其温度的升高而增大,但同时也取决于气体介质的相对湿度。随着坯体表面的水分不断蒸发,其含量小于坯体内部水分含量,必然导致水分由内部源源不断的向表面扩散。在这个方面,可以采取微波干燥方法。微波加热干燥的原理是利用微波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用,被吸收而产生热效应,把微波能量直接转换为介质能量,从而达到干燥的目的。由于微波加热干燥所产生的热量与介质性质有关,因而微波加热干燥具有选择性。对于一定的介质或物料,介质吸收的功率与电源频率和电场强度成正比,为了提高干燥的效率,就需要提高吸收功率的能力,由此可知,提高电场强度或提高工作频率都能达到这一目的。不过如果电场强度过高,电极间将会出现击穿现象,而提高工作频率到微波波段,则可以很好地解决这一放电击穿问题。#p#分页标题#e#

  烧成是卫生陶瓷生产环节中非常重要的环节,而窑炉是烧成环节最重要的设备,窑炉分为梭式窑和隧道窑,隧道窑各工厂应用广泛,改革开放以来,陶瓷行业大量引进国外先进技术,单位能耗不断下降,但是绝对能耗还是很大的。所以节能降耗还需要不断探索。在这个生产环节,可以通过窑炉加宽加长来达到节能降耗目的。

  太阳能和生物能未来将成为新能源

  综上所述,都是在原有的生产工艺和技术上加以改进,如果要想进一步彻底减排,减少碳排放,势必使用清洁的新能源,应用新的技术,其中最具有代表性的是太阳能和生物能。

  太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的青睐,照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说,太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净,不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。

  目前应用太阳能的投资还比较大,还只是应用于试验性的示范项目,国家为了推行节能降耗,出台了相应性的政策补贴,如财政部和住建部联合发布的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》称,将贯彻实施《可再生能源法》,落实国务院节能减排战略部署,加强政策扶持,加快推进太阳能光电技术在城乡建筑领域的应用。

  生物能是以生物为载体将太阳能以化学能形式贮存的一种能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,其蕴藏量极大,仅地球上的植物,每年生产量就相当于目前人类消耗矿物能的20倍。在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物能的开发和利用具有巨大的潜力,其中应用最为广泛的是沼气,沼气是各种有机物质,在隔绝空气(还原条件),并且必要适宜的温度、湿度下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气不仅可以燃烧产生热量,还可以用来发电,如能与形成产业化的处理城市垃圾生产沼气的工厂,探索合作的方式,寻求合作的机会,不仅节能,降低碳的排放,还能降低成本。

  虽然卫生陶瓷行业是高投入、高能耗、高污染、低效率,但是我们能够通过使用新技术和新方法使生产过程中的能效提高,研发更节能的生产工艺技术,推行细化的节能管理制度。才能实现卫生陶瓷行业的节能减排和可持续性发展的目标。

  本版内容根据作者在“2010年国家建筑陶瓷行业十二五发展高层论坛” 发言整理,内容有所删减。

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