現(xiàn)代建筑衛(wèi)生陶瓷涵蓋了衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷、工藝美術陶瓷、琉璃制品和建筑衛(wèi)生陶瓷的附屬材料如色釉料、熔塊等材料的生產。在討論建筑衛(wèi)生陶瓷節(jié)能的時候，我們通常指的是建筑衛(wèi)生陶瓷及其相關產業(yè)，當然，在這些產業(yè)體系中，建筑衛(wèi)生陶瓷尤其是建筑陶瓷是主要產品，因此，節(jié)能的討論應該抓住主要矛盾來進行。目前，建筑衛(wèi)生陶瓷及其相關行業(yè)用窯爐大致有：隧道窯、軌道窯、梭式窯、推板窯、熔塊窯等。個別產業(yè)還涉及到轉窯、鐘罩窯、電窯等其他窯爐等，但對于建筑衛(wèi)生陶瓷的整體而言，相對數(shù)量占比有限，討論時可以附帶而不是作為專門的對象處理。但無論哪種窯爐都存在節(jié)能降耗的問題，尤其是我國現(xiàn)在面臨的空氣污染和建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)強制性污染排放標準等。
1、陶瓷窯爐節(jié)能的利益攸關方
對于陶瓷窯爐的節(jié)能降耗行業(yè)內的呼聲是一致的，沒有像其他新技術、新工藝和煤改氣那樣反應的激烈和無休止的討論。但從有陶瓷窯爐開始，行業(yè)內就不斷地改造、討論、設計、完善陶瓷窯爐，目前來看，陶瓷窯爐的節(jié)能空間仍然很大。為什么一直在改進經(jīng)過了幾十年還沒有很大進步呢?是不是技術問題，是不是材料問題，是不是投入產出比問題等等，都有。真正要解決好和自愿解決好窯爐的節(jié)能問題，實事求是地擺出節(jié)能降耗和企業(yè)發(fā)展、和地方經(jīng)濟、和環(huán)保要求、和材料資源、和產品性價比等的關系，分析其中的阻礙因素并有效的解決這些困難或者因素才能掃清障礙，使節(jié)能減排達到自愿的良性循環(huán)，一味的靠高壓政策是不長久也是不可靠的。
陶瓷窯爐節(jié)能處理與地方環(huán)保政策和企業(yè)經(jīng)濟效益密切相關，要做好陶瓷窯爐節(jié)能，首先是企業(yè)愿意投入相應的資金進行改造，新建窯爐如果節(jié)能優(yōu)異的話，其使用的材料、窯爐的設計、余熱的利用以及新技術、新工藝都應該跟上，相對來說投資比較大，因此，地方政府應該給與一定的支持或補償，根據(jù)排放量或者熱利用率或者單位產品耗能都是很好的考核和補償辦法。慶幸的是建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)已經(jīng)制定了節(jié)能的相關標準，單位產品能耗標準也已經(jīng)完成，希望各方努力能夠使陶瓷窯爐的節(jié)能效果提高到新的高度。
2、陶瓷窯爐節(jié)能的途徑
建筑衛(wèi)生陶瓷的窯爐節(jié)能技術已經(jīng)有相當多的討論，總結起來主要有以下幾種方案：
①窯爐根據(jù)燒成產品的特性應合理設計。
②窯爐用耐火材料的合理選擇。
③窯爐余熱的有效利用
④新型燃燒技術的采用
⑤采用清潔能源
2.1、窯爐的合理設計
窯爐是陶瓷企業(yè)最關鍵的熱工設備，也是耗能最大的設備，但是窯爐能耗的水平，主要取決于窯爐的結構與燒成技術。其中窯爐的結構是根本，如果沒有一個很好的設計，要想提高燒制技術在某種程度上是非常困難的，甚至于無能為力;相反，有了好的窯爐結構，也需要有更先進的燒成技術作保證，這是相互依存，缺一不可的;只有使以上兩者合理的配合才能保證新型窯爐燒成質量的提高，又減少能源消耗。
我國現(xiàn)在的建筑衛(wèi)生陶瓷窯爐以隧道窯和輥道窯為主，兩者具有相同的設計原理。在空間許可的情況下，陶瓷窯爐應在長、寬、高上盡量做到合理。什么是合理呢?在不同的場合不同的窯爐專家提出了不同的論點，有人說窯爐盡量長，有人說長了不好。窯寬也是一樣，原來窯爐的寬度在1米多，現(xiàn)在已經(jīng)達到了3米多。高度上討論的不多，內部凈高度以通過最大瓷件的高度(含窯車窯具)為依據(jù)進行設計。先說窯爐長短的問題，個人認為還是在相對情況下窯爐盡量長一些比較好，但無限制長會增加運營成本，如冷卻段余熱向預熱段輸送時會比較困難，采用多管輸送造價相對提高，越長窯爐維修時壓力越大，特別是隧道窯出現(xiàn)倒窯時處理更加麻煩等等。窯爐的寬度上也是一樣，在燃燒器合理的燃燒范圍內，窯寬以較寬為好，溫差是設計窯寬的一個主要考慮因素，目前的窯爐都是兩邊燃燒，所以寬度上要和燃燒技術相結合進行考慮。至于陶瓷窯爐到底多寬最好，應該沒有定論，完全看產品特性和產能狀況來定。寬度上只要保證內部的溫差不要太大就應該沒有問題。另外，預熱帶和冷卻帶足夠長對產品是有利的，特別是燒成產品頻繁變換時，這一點尤其重要，相對來說窯爐的適應性更強一些，好比是買了一件大衣服，大個子小個子都好穿，而小衣服的適應性就差一些了。
2.2、窯爐用耐火材料的合理選擇
窯爐的主體性能主要由耐火保溫材料的技術經(jīng)濟性能決定，直接影響著窯爐的投資成本、工作性能、熱效率、運行的能源消耗費用等。選擇耐火保溫材料的一般原則：
①窯爐的性能與熱工特點。
②材料的安全使用溫度、導熱系統(tǒng)、高溫強度、化學穩(wěn)定性。
③使用的壽命。
④投資費用與運行的維護費用。
一般而言，重質的耐火材料比較側重某一技術性能指標，如高溫穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性等;耐輕質保溫材料更加注重投入與運行的綜合技術經(jīng)濟指標。
選用輕質保溫材料時，一般是用保溫材料的導熱系數(shù)(λ)與每單位體積保溫材料的費用(Ρ)來確定，"λΡ"的乘積值愈小愈好。導熱系數(shù)值小，說明保溫材料的隔熱效果好，運行時的能源費用低。每單位體積保溫材料的費用低說明投資費用低，具有好的投資經(jīng)濟效果。
建筑衛(wèi)生陶瓷窯爐用耐材包括窯爐的墻體和萱頂，一般分內外三層，內層為輕質保溫棉、氈、板等，中層為重質或輕質保溫磚，外層以紅磚或低溫保溫磚為主。內層的輕質保溫層近幾年發(fā)展比較迅速，以低溫莫來石纖維為主，兼顧了高溫莫來石纖維、高鋁莫來石纖維、含鋯莫來石纖維等，溫度從12000C~16000C的各個體系。在纖維制成工藝上采用了拉絲、甩絲、噴吹等工藝。內層也有用輕質莫來石、高鋁等輕質磚或者板，以輕質氧化鋁、莫來石等空心球磚為主體。中層的重質材料仍然采用低鋁高硅、高鋁低硅、莫來石與堇青石、焦寶石與莫來石等材料制成的重質材料為主。外層的低溫耐火材料主要以鋁礬土、焦寶石、粘土等制作而成，相對鋁含量偏低，耐溫性能較差但價格較低。
窯車用耐火材料有窯車面、窯車支架、承燒板、匣缽等，除過組成窯車的基本架構面材料外，其余的材料統(tǒng)稱為窯具材料。窯車用耐火材料和窯爐的墻體材料基本相同。窯具材料根據(jù)不同的情況有莫來石、高鋁莫來石、堇青石、莫來石-堇青石、SiC、氧化物結合碳化硅、氮化硅結合碳化硅等
2.3、窯爐余熱的有效利用
生產陶瓷的一個重要過程是燒成，燒成是在窯爐中進行的。陶瓷生產的窯爐有連續(xù)式的隧道窯、輥道窯，也有間隙式的倒焰窯，目前絕大多數(shù)陶瓷企業(yè)使用這兩種窯型，以前使用比較多的還有倒焰窯。熱效率是考察一個窯爐好壞的關鍵指標之一，也是節(jié)能減排的重要考核指標。陶瓷窯爐的熱效率好壞與窯爐的燃燒損失、散熱損失、排煙損失密切相關。據(jù)資料介紹：燒成隧道窯廢氣帶走的熱量損失約占總熱量的20%～40%，而倒焰窯廢氣帶走的熱量約占燃料消耗量的30%～50%。因之回收窯尾廢氣的熱量加以利用是提高窯爐效率的關鍵。國內隧道窯排煙溫度一般在200～3000C，也有高達4000C，個別倒焰窯的排煙溫度可高達5600C。因此，余熱的有效利用是企業(yè)增加效益的有效途徑之一，也為節(jié)能減排做出了貢獻。
目前余熱利用方式主要以加熱空氣用于干燥坯體，隧道窯、輥道窯余熱回收主要用以加熱空氣作為烘干坯件的熱源，也可作為助燃空氣以提高窯爐本身的熱效率，兩者的選擇可依據(jù)各工廠具體情況而定。
不可否認，現(xiàn)在建筑衛(wèi)生用陶瓷窯爐雖然余熱得到了很大利用，但仍然存在著許多問題，比較嚴重的是余熱利用率不高，表現(xiàn)在余熱輸送環(huán)節(jié)的熱損失和余熱利用后的二次余熱利用等。同時，有些工廠在輥道窯后面加裝蓄熱室來進行余熱利用也是不錯的方法。總體來講，余熱利用無論對哪一個陶瓷企業(yè)都是一個綜合工程，做得好、余熱利用率高則該企業(yè)產品單耗會很好地降低，相應的綜合成本也會降低。
2.4、新型燃燒技術的采用
陶瓷窯爐的燃燒效率是考核窯爐質量好壞的關鍵因素之一，有效地利用燃料自身的能量是陶瓷窯爐節(jié)能的主要方向。提高窯爐燃燒效率的措施主要包括：采用低空氣系數(shù)的燃燒方式、富氧燃燒和提高助燃空氣的溫度等。同時，這幾年微波燒成技術也不斷發(fā)展，取得了可喜的成果。
在實際生產條件下，為了保證燃料的完全燃燒，一般都要供給比計算出的理論空氣需要量多一些的空氣。實際供給的空氣量與理論需要空氣量的比值，稱為過剩空氣系數(shù)或叫空氣系數(shù)，一般用n表示。低過剩空氣系數(shù)法燃燒是在保證完全燃燒的基礎上供給最低的空氣量， 通過調整燃燒配風，使燃燒過程在盡可能接近理論空氣量的條件下進行，隨著煙氣中過量氧的減少，可抑制NOx的生成。一般可降低NOx排放 15%~20%。實現(xiàn)低空氣過剩系數(shù)的有效方法主要有采用富氧燃燒、純氧燃燒等增加氧氣濃度的方法和降低氮氣含量的方法，如脫硫脫氮等技術，集中到一點就是盡量使燃燒過程中讓空氣中的氮氣帶走多余氧氣和熱量。
微波燒成技術是一項新技術，在我國建筑衛(wèi)生陶瓷窯爐中目前還沒有成功的完全應用的報道。據(jù)陶城報報道：國外研究微波燒成陶瓷新技術，正在取得進展。采用微波燒成陶瓷，可以大大縮短燒成時間與產品生產周期，還可以大幅度降低能耗。微波燒成陶瓷的工作原理為：讓陶瓷制品的坯體吸收2.45兆赫頻率的微波之后，然后由陶瓷坯體自身散發(fā)出熱量，將陶瓷半成品加熱到預定的燒結溫度，目前采用微波技術燒成的陶瓷窯爐已在美國、日本開發(fā)成功。這種窯爐的爐壁呈雙層結構，由吸收微波陶瓷及隔熱材料組成。它采用的微波燒成技術與現(xiàn)行通用的靠提升坯品表面溫度燒成陶瓷的工藝技術不同。而是采用了由微波以內部加熱的機理，可使陶瓷制品在燒制工程中溫度均勻提升，從而減少陶瓷變形與色彩不均勻等缺陷，并且能夠減少在陶瓷制品燒成中的二氧化碳、二氧化硫等廢氣的排放，減少對人類居住生活環(huán)境的污染。我國目前可見的是德化陶瓷窯爐微波輔助燒成節(jié)能系統(tǒng)已投入使用。據(jù)報道該技術攻克了大功率微波的適應性，解決了微波運用行業(yè)普遍存在的熱失控問題。據(jù)悉，該技術由順美公司開發(fā)，累計投入400多萬元。利用微波加熱方法對陶瓷燒成之前進行微波內加熱的方式進行坯體預熱應用，應用于陶瓷坯體小水分的快速排除、有機物的快速分解燒成，使坯體能夠快速脫水且開裂率明顯降低。經(jīng)現(xiàn)場測算，使用該系統(tǒng)陶瓷產品的成品率可提高至99%。
總體來看，在燃燒方面，陶瓷窯爐要立足降低空氣過剩系數(shù)的燃燒技術和微波低能耗技術來進行，以期形成更好的熱利用率。
2.5、采用清潔能源
清潔能源指的是對環(huán)境友好的能源，意思為環(huán)保，排放少，污染程度小。清潔能源的準確定義應是：對能源清潔、高效、系統(tǒng)化應用的技術體系。含義有三點：第一、清潔能源不是對能源的簡單分類，而是指能源利用的技術體系;第二、清潔能源不但強調清潔性同時也強調 經(jīng)濟性;第三、清潔能源的清潔性指的是符合一定的排放標準。從上述解釋中不難看出，以前我們簡單的認為天然氣是清潔能源，煤、重油、焦化煤氣等燃料不是清潔能源，這種理解有些偏差或者說片面。
長期以來，建筑衛(wèi)生陶瓷的窯爐燃燒物多采用煤轉氣，在煤轉氣的過程中產生了大量的硫化物、氮化物和碳化物等有害氣體，煤渣已經(jīng)能夠得到有效利用，但這些有害氣體對陶瓷集中區(qū)產生了大量的不良影響，當?shù)氐沫h(huán)境和大氣都因此受害，居民也時有投訴。建筑衛(wèi)生陶瓷要走得更遠，就一定要收緊環(huán)保節(jié)能的緊箍咒，倒逼企業(yè)進行能源的清潔利用。
從清潔能源的解釋和定義來看，無論采用何種燃料都可以使之變?yōu)榍鍧嵞茉矗皇菃螁问侵柑烊粴狻Ｌ烊粴庵皇亲罘奖愕那鍧嵞茉矗遣皇亲罱?jīng)濟對企業(yè)而言就不一定了。現(xiàn)在，新的技術在不斷出現(xiàn)，脫硫脫硝技術、污染物自動測試技術等基本上都已經(jīng)取得巨大進展，在技術不斷發(fā)展的同時，煤、重油等以前認為非清潔能源的燃料，最終會通過技術改造使其成為清潔能源。當然，這種過程在一定程度上是痛苦的和艱難的。
原則上采用清潔能源肯定增加燒成成本，這是不言的事實。但是，隨著各地環(huán)保政策的日益收緊，采用清潔能源已經(jīng)成為必然趨勢。
3、深化陶瓷窯爐節(jié)能的條件
深化陶瓷窯爐節(jié)能的條件從宏觀角度講只有三個方面：思想上重視、地方政府關心、銀行給予支持。
思想上重視是指建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)特別是企業(yè)一把手要充分認識到節(jié)能減排的重要性和緊迫性，這不但是經(jīng)濟效益的問題，是子孫后代能否繼續(xù)安康的大事。企業(yè)無論做多大，個人無論多有錢，但離開了人類歷史的延續(xù)和發(fā)展，企業(yè)和個人的那些東西就沒有任何價值了。現(xiàn)在建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)有生產部、技術部、品管部、采購部等，但目前應該沒有一家有能源資源部，這是不妥的，說明我們沒有真正從思想上認識到能源的利用和節(jié)能減排對企業(yè)的重要性，說明重視還只是停留在口頭上。
建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)目前的經(jīng)營現(xiàn)狀并不樂觀，雖然我們有將近100億平方的建筑陶瓷產量，雖然我們有將近2億件的衛(wèi)生陶瓷產量，這些都只能說明我們產量很大，但需求呢，只能達到我們目前產量的50%-60%，建筑衛(wèi)生陶瓷在拼什么?在拼價格、在拼成本。結果就是不重視環(huán)保和節(jié)能，這是造成目前建筑衛(wèi)生陶瓷各地都不喜歡的原因。但事實已經(jīng)存在，因而地方政府應該給與以關心和關懷，努力破解企業(yè)的困境和困難，因勢利導，尋找解決辦法，給與支持和幫助，不再擴大和新增，使現(xiàn)有的建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)能夠健康穩(wěn)定地發(fā)展。
在建筑衛(wèi)生陶瓷節(jié)能減排的過程中，我們呼吁銀行也應給予一定的支持，只有這些企業(yè)健康穩(wěn)定地發(fā)展，當?shù)氐呢斦⒍愂铡�y行的貸款和存款等才不至于出現(xiàn)大的波動，在企業(yè)轉型和環(huán)境友好的新常態(tài)下，銀行也應有新常態(tài)思維，有效地支持建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)的節(jié)能改造就是在挖一口深井，過程是很漫長而艱難的，但取出的水一定是沒有污染的健康水，是甜的。（來源：陶城報）
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