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篇(1)

【關(guān)鍵詞】直燃式廢氣焚燒爐；自由式RTO焚燒爐

（接上期）

三、自由式RTO焚燒爐在直燃式焚燒爐改造中的應(yīng)用

由于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐的結(jié)構(gòu)都很龐大，價(jià)格昂貴，現(xiàn)在國內(nèi)中小型企業(yè)大部分都采用直燃式焚燒爐，因此對直燃式焚燒爐的節(jié)能改造具有重大意義，特別是對于立式上膠機(jī)所采用的直燃式焚燒爐的節(jié)能改造意義更加重大。

由于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷都是直立布置，結(jié)構(gòu)也都很龐大，不適合于直燃式焚燒爐的節(jié)能改造。而自由式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷都是平行布置，結(jié)構(gòu)可大可小。因此自由式RTO特別適合于直燃式焚燒爐的節(jié)能改造。

直燃式焚燒爐的節(jié)能改造一個(gè)方面是設(shè)備改造，一個(gè)方面是工藝調(diào)整。

（一） 直燃式焚燒爐的設(shè)備改造

1. 上膠機(jī)廢氣量的準(zhǔn)確計(jì)算是關(guān)鍵

通過對上膠機(jī)廢氣量的準(zhǔn)確計(jì)算，確定焚燒爐爐膛的體積和各臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速與流量，是改造的第一要點(diǎn)。

2. 直燃式焚燒爐的爐膛改造

直燃式焚燒爐的爐膛是改造的重點(diǎn)，根據(jù)對上膠機(jī)廢氣量的準(zhǔn)確計(jì)算，確定爐膛的體積，并在爐膛中根據(jù)廢氣流量平行布置蜂窩陶瓷。調(diào)整各臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速與流量。經(jīng)由采用自由式RTO改造了的直燃式焚燒爐，由于其廢氣經(jīng)過廢氣管二次預(yù)熱，蜂窩陶瓷的溫度比單塔式RTO焚燒爐還高，廢氣更加容易自燃。因此經(jīng)過改造的一拖二（一臺(tái)焚燒爐拖二臺(tái)立式上膠機(jī)）的直燃式焚燒爐，可以做到一個(gè)月或更加長時(shí)間的連續(xù)生產(chǎn)，都只燃燒廢氣，不需要啟動(dòng)燃燒機(jī)（燃燒機(jī)可以拉出到爐外），焚燒爐一直是零耗油，即使當(dāng)前最昂貴的單塔式焚燒爐也達(dá)不到這樣的效果，實(shí)際這時(shí)這臺(tái)經(jīng)過改造的直燃式焚燒爐已經(jīng)變?yōu)樽杂墒絉TO焚燒爐。

3. 改造費(fèi)用

根據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前國內(nèi)許多覆銅板企業(yè)的直燃式焚燒爐的爐體，風(fēng)機(jī)等配置都是過量的，將一臺(tái)焚燒爐對一臺(tái)立式上膠機(jī)，改造為一臺(tái)焚燒爐對二臺(tái)立式上膠機(jī)，這些配置都還夠用，所以用自由式RTO焚燒爐來改造直燃式焚燒爐，只是改造直燃式焚燒爐原來的爐膛，安裝蜂窩陶瓷成為蓄熱式爐膛，其他方面不需要做太大改動(dòng)，因此改造費(fèi)用非常低。

4. 蜂窩陶瓷粘堵

經(jīng)過改造的直燃式焚燒爐，由于它的廢氣經(jīng)過二次預(yù)熱，使廢氣的溫度更加高，低分子物不容易沉積。因此蜂窩陶瓷沒有單塔式、雙塔式等其他焚燒爐的蜂窩陶瓷那么容易粘堵，生產(chǎn)過程安全性比單塔式、雙塔式焚燒爐都要高。當(dāng)膠液中填料量比較大時(shí)，總有一些填料會(huì)殘留在蜂窩陶瓷上，形成白色粉末，只要用壓縮空氣吹吹就可以了，但這種情況在單塔式、雙塔式RTO焚燒爐上，清理就很困難。

5. 焚燒爐維修保養(yǎng)費(fèi)用

由于經(jīng)過改造的直燃式焚燒爐的蜂窩陶瓷是平行擺放，人可以自由進(jìn)出其通道，維修過程非常簡單，維修保養(yǎng)費(fèi)用比單塔式、雙塔式等其他焚燒爐低很多，蜂窩陶瓷也非常容易清理。

（二） 焚燒爐改造中的工藝調(diào)整

焚燒爐的節(jié)能，除了焚燒爐必須是蓄熱式，焚燒爐的結(jié)構(gòu)與上膠機(jī)必須匹配之外，生產(chǎn)過程焚燒爐的工藝調(diào)整也起相當(dāng)重要作用。只有工藝條件合適，才能達(dá)到明顯降低燃料消耗的目的，因此焚燒爐節(jié)能的工藝調(diào)整也非常重要。焚燒爐的工藝調(diào)整包括上膠機(jī)的生產(chǎn)速度的調(diào)整、爐膛溫度的調(diào)整、各臺(tái)風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)整，爐膛壓力的調(diào)整等等。

1. 上膠機(jī)的生產(chǎn)速度的調(diào)整

由于蓄熱式RTO的蜂窩陶瓷必須先蓄上一定熱量以后，才能發(fā)揮RTO焚燒爐節(jié)能效果。因此，上膠機(jī)必須有一定的生產(chǎn)速度，保證起碼的廢氣供應(yīng)量，才能達(dá)到燃料很少消耗或零消耗目的。從多次試驗(yàn)結(jié)果看，上膠機(jī)的生產(chǎn)速度的提高，對于燃燒機(jī)的燃料消耗減少，有一個(gè)突躍性效果。當(dāng)上膠機(jī)的生產(chǎn)速度提高到一定值以后，焚燒爐油耗就迅速下降并趨于零油耗。

在生產(chǎn)速度達(dá)到突躍點(diǎn)之前，蜂窩陶瓷可以被加入到炙熱狀態(tài)，能夠?qū)U氣點(diǎn)燃，這時(shí)焚燒爐燃燒機(jī)進(jìn)入“熄火狀態(tài)”。但由于廢氣量不能夠維持穩(wěn)定量供給，排風(fēng)機(jī)連續(xù)帶走爐膛熱量，使蜂窩陶瓷溫度明顯降低，不能將廢氣點(diǎn)燃，這時(shí)燃燒機(jī)就必須重新點(diǎn)火燃燒。這時(shí)燃燒機(jī)可以是“小火燃燒”，如果廢氣量沒有達(dá)到可以維持只燃燒廢氣狀態(tài)，但其量還是會(huì)接近突躍點(diǎn)，這時(shí)燃燒機(jī)將是“熄火――小火”轉(zhuǎn)換，焚燒爐還處于油耗比較低狀態(tài)。生產(chǎn)速度越接近突躍點(diǎn)，燃燒機(jī)“熄火”時(shí)間就越長，油耗就越少。

如果上膠機(jī)生產(chǎn)速度比較低，產(chǎn)生的廢氣雖然可以達(dá)到使燃燒機(jī)進(jìn)入“熄火狀態(tài)”，但由于其量比較少，爐膛溫度下降比較快，燃燒機(jī)很快由“熄火狀態(tài)”轉(zhuǎn)變到“小火燃燒”，并很快轉(zhuǎn)變到“大火燃燒”。生產(chǎn)速度越慢，產(chǎn)生的廢氣量越少，燃燒機(jī)大火燃燒時(shí)間就越長，焚燒爐油耗就越高。

2003-2004年，筆者在對一臺(tái)臥式上膠機(jī)進(jìn)行FVO產(chǎn)品生產(chǎn)試驗(yàn)，在提高生產(chǎn)速度試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著生產(chǎn)速度的提高，雖然油耗會(huì)逐步減少，當(dāng)生產(chǎn)速度達(dá)到22m/min時(shí)，焚燒爐的燃燒機(jī)突然停止噴油燃燒，但這時(shí)焚燒爐的爐膛仍是通紅，即廢氣產(chǎn)生“自燃”維持焚燒爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在該條件下，焚燒爐維持了連續(xù)一個(gè)星期的“自燃”狀態(tài)，這是我們第一次獲得連續(xù)生產(chǎn)零油耗，當(dāng)時(shí)都很激動(dòng)。我們發(fā)現(xiàn)，焚燒爐的燃燒機(jī)從噴油燃燒到不需要燃燒機(jī)點(diǎn)火燃燒，完全由廢氣連續(xù)“自燃”維持焚燒爐運(yùn)轉(zhuǎn)，上膠機(jī)的生產(chǎn)速度有一個(gè)突變點(diǎn)。在這個(gè)突變點(diǎn)以前，焚燒爐需要燃燒機(jī)點(diǎn)火燃燒，到這個(gè)突變點(diǎn)以后，燃燒機(jī)就進(jìn)入完全不燃燒狀態(tài)，當(dāng)時(shí)我們完全沒有這方面經(jīng)驗(yàn)。

后來筆者在對用于立式上膠機(jī)的改造過程，也出現(xiàn)相同情況。當(dāng)二臺(tái)立式上膠機(jī)的生產(chǎn)速度都達(dá)到12m/min以上時(shí)（采用一臺(tái)焚燒爐對二臺(tái)立式上膠機(jī)），焚燒爐的燃燒機(jī)就進(jìn)入不燃燒狀態(tài)，完全靠廢氣“自燃”維持焚燒爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)上膠機(jī)的生產(chǎn)速度低于12m/min時(shí)，那怕只低零點(diǎn)幾米，焚燒爐的燃燒機(jī)就需要點(diǎn)火燃燒才能維持焚燒爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且每小時(shí)需要燃燒10-15kg/h柴油。雖然上膠機(jī)降低生產(chǎn)速度減少了有機(jī)溶劑揮發(fā)量，但它與燃燒機(jī)柴油消耗突躍增加，是不成比例的。

因此，上膠機(jī)生產(chǎn)速度提高對于焚燒爐節(jié)能，或進(jìn)入“自燃”是非常重要的，在接近臨界條件時(shí)，只適當(dāng)提高上膠機(jī)的生產(chǎn)速度，就可以達(dá)到明顯降低焚燒爐油耗的效果。并不是所有焚燒爐在上膠機(jī)生產(chǎn)速度提高時(shí)都能夠達(dá)到“自燃”狀態(tài)。首先焚燒爐的爐膛結(jié)構(gòu)必須比較合理，并接近最理想狀態(tài)；第二是爐膛中蜂窩陶瓷或其他相應(yīng)的耐火磚的布局比較合理并接近最理想狀態(tài)。只有在這兩個(gè)條件都完備以后，上膠機(jī)生產(chǎn)速度提高時(shí)，焚燒爐的燃燒機(jī)才能夠達(dá)到“自燃”狀態(tài)。

2. 爐膛溫度的調(diào)整

通常，比較高的爐膛溫度，可以使蜂窩陶瓷得到更高的預(yù)熱溫度，炙熱的蜂窩陶瓷使有機(jī)廢氣更加容易“自燃”。對于單塔式，雙塔式RTO和自由式RTO焚燒爐，爐膛的溫度通常達(dá)到850-950℃甚至更高。當(dāng)生產(chǎn)過程，在各方面條件都比較合適，焚燒爐油耗仍達(dá)不到理想效果時(shí)，可考慮是否是爐膛溫度的問題。

3. 廢氣溫度的調(diào)整

對于改造后的直燃式焚燒爐，提高廢氣的溫度，可以使有機(jī)廢氣更加容易達(dá)到“自燃”狀態(tài)，特別是對于爐膛中擺放有蜂窩陶瓷，或有耐火磚的焚燒爐，其影響更加明顯。

4. 各臺(tái)風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)調(diào)整，爐膛壓力調(diào)整

風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)整，特別是廢氣風(fēng)機(jī)的風(fēng)速風(fēng)量的調(diào)整，保證上膠機(jī)的有機(jī)廢氣完全送入焚燒爐，同時(shí)保證上膠機(jī)烘箱廢氣濃度在安全范圍，這對于上膠生產(chǎn)的安全性是很重要的。爐膛壓力的調(diào)整，使?fàn)t膛處于微負(fù)壓狀態(tài)，對焚燒爐安全生產(chǎn)和燃燒機(jī)的保護(hù)都有重要作用。當(dāng)焚燒爐燃燒機(jī)處于熄火狀態(tài)時(shí)，爐膛處于微負(fù)壓狀態(tài)可以避免燃燒機(jī)因?yàn)椤盎鼗稹保t膛火焰壓向燃燒機(jī)）而使燃燒機(jī)線圈被燒毀。爐膛處于微負(fù)壓狀態(tài)與廢氣風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)的風(fēng)速很有關(guān)系，可以通過風(fēng)機(jī)的頻率來調(diào)節(jié)。

5. 及時(shí)清理焚燒爐管路與上膠機(jī)與焚燒爐之間的管路

由于有機(jī)廢氣中包含許多的低分子物，焚燒爐廢氣通道很容易出現(xiàn)粘堵。筆者在清理一臺(tái)多年沒有清理的焚燒爐廢氣管路時(shí)，有機(jī)廢氣中的低分子物凝結(jié)成為塊狀，大塊的接近300-400mm，形狀就像用樹脂做的假山工藝品一樣，半透明的廢氣通道幾乎全被這些東西所被堵塞，焚燒爐隨時(shí)都有爆炸的危險(xiǎn)。焚燒爐的廢氣通道也出現(xiàn)如圖9的堵塞。焚燒爐的廢氣通路的及時(shí)清理，非常重要，它是焚燒爐節(jié)能的需要，也是焚燒爐安全生產(chǎn)的需要。

如果焚燒爐在生產(chǎn)過程長期沒有清理，或爐膛溫度偏低，都容易出現(xiàn)管路粘堵情況。如雙塔式焚燒爐通常在蜂窩陶瓷多孔磚的下方放入部分陶瓷環(huán)，陶瓷環(huán)的規(guī)格多種多樣，因使用者要求不同而不同。這些陶瓷環(huán)是無序堆放的，它們必須有一個(gè)支撐，通常用鋼網(wǎng)支撐，這些瓷環(huán)，蜂窩陶瓷很容易產(chǎn)生粘堵，必須經(jīng)常進(jìn)行清理（見圖10）。

四、蓄熱材料的選用

（一） 蜂窩陶瓷的結(jié)構(gòu)

由于陶瓷類物質(zhì)具有耐高溫及與放熱效果都好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用來作為RTO焚燒爐的蓄熱材料，比較常用的是方形蜂窩陶瓷多孔磚。

當(dāng)前，用的比較多的蜂窩陶瓷多孔磚的規(guī)格是： 150×150×150、150×150×300（mm），孔數(shù)：25×25、40×40、50×50、60×60等。蜂窩陶瓷磚的截面孔主要為正方形，且孔道是相互平行的直線道結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)大大降低了氣孔流經(jīng)的阻力。 使用時(shí)把它堆放起來，讓前后每塊磚的孔對齊就可以，相當(dāng)方便。對于直燃式焚燒爐改造，通常采用孔徑為2.5 mm的方形蜂窩陶瓷磚，疊放起來比較方便， 蜂窩陶瓷磚的結(jié)構(gòu)示意圖見圖11。

對于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐，由于蜂窩陶瓷是直立疊放，爐膛下部是蜂窩陶瓷的低溫區(qū)，在這里的蜂窩陶瓷最容易出現(xiàn)粘堵。為了解決這個(gè)問題，人們一直在不停的探索，包括在蜂窩陶瓷的低溫區(qū)應(yīng)用大孔徑蜂窩陶瓷，或?qū)⑺鼈冏龀善剑谒厦鎵河性S多溝槽，當(dāng)把它一塊一塊組合在一起時(shí)，就形成許多的孔，有人把它稱為“餅干式” 蜂窩陶瓷磚。采用“餅干式” 蜂窩陶瓷磚目的是它具有蜂窩式陶瓷多孔磚堆放方便的優(yōu)點(diǎn)，又比蜂窩式陶瓷多孔磚好清理。但“餅干式”陶瓷磚的孔數(shù)太少，蓄熱效果低，所以只能作為爐的下層磚。為了提高焚燒爐的熱效果，有人在蜂窩陶瓷中加入催化劑，它是一種貴金屬，能夠降低有機(jī)廢氣在蜂窩陶瓷上“自燃”溫度。即使在較低的爐膛溫度下，并且沒有達(dá)到有機(jī)廢氣自燃點(diǎn)，有機(jī)廢氣也能夠著火燃燒，進(jìn)一步提高焚燒爐節(jié)能效果，對于這種蜂窩陶瓷，通常它的通孔比較小，如用在汽車尾氣處理的一些蜂窩陶瓷。但在FR-4生產(chǎn)中，溴及其他某些化學(xué)物質(zhì)會(huì)使催化劑“中毒”，使其失去作用，因此，使用時(shí)要慎重。

（二） 蜂窩陶瓷的材質(zhì)

熱膨脹系數(shù)是選用蜂窩陶瓷的一個(gè)重要參數(shù)，通常選用熱膨脹系數(shù)小的陶瓷材料，它是防止蜂窩陶瓷碎裂的一個(gè)重要參數(shù)。通常是采用高鋁土，堇青石，莫來石的混合材料來制造。

五、自由式RTO廢氣焚燒爐在含酚廢水處理方面的應(yīng)用

含酚廢水處理一直是酚醛樹脂工業(yè)的老、大、難的問題。我們曾經(jīng)試用過“生化法”，“活性污泥法”，“離子交換樹脂吸附法”等等，都存在處理不徹底，或產(chǎn)生二次污染的問題。后來我們從日本引進(jìn)了一臺(tái)廢水焚燒爐，將含酚廢水霧化噴入到該爐中焚燒，將有機(jī)物燒掉，但耗油量相當(dāng)大，在能源短缺的時(shí)代，也不是一個(gè)好方法。后來國內(nèi)許多酚醛樹脂廠，紙基覆銅板廠，三合板廠將含酚廢水混在煤中，放入鍋爐中燒掉，也有一些廠將含酚廢水噴到鍋爐中燒掉等方法。將含酚廢水混在煤中，甲醛的氣味相當(dāng)大和刺眼，危及操作者健康。我們也試用過將含酚廢水用噴槍噴入鍋爐的方法，但是含酚廢水中存在不少低分子物，很容易堵塞噴嘴，而且，這些含酚廢水在鍋爐中是否能夠徹底燃燒，都沒有經(jīng)過檢測。只能說它是一種沒有辦法的處理方法。

后來，我們也嘗試將含酚廢水霧化噴入直燃式廢氣焚燒爐中焚燒，碰到的第一個(gè)問題仍是含酚廢水很容易堵塞噴嘴，采用過濾網(wǎng)也不能杜絕這個(gè)問題，因?yàn)殡S著低分子樹脂進(jìn)一步反應(yīng)，還有沉淀產(chǎn)生，還是會(huì)產(chǎn)生黏堵，因此直接噴入法不合適，很難連續(xù)下去；第二是冷的含酚廢水噴入焚燒爐中，爐溫下降很快，油耗增加太多，并且也很難連續(xù)生產(chǎn)。

筆者在研究自由式RTO焚燒爐時(shí)，也一直在研究含酚廢水的處理問題。 因?yàn)镽TO爐子溫度高達(dá)850-950℃， 足以將含酚廢水中的有機(jī)物徹底氧化分解。為了避免含酚廢水噴入，冷水噴到炙熱的蜂窩陶瓷上面，會(huì)造成蜂窩陶瓷碎裂問題，另為了避免含酚廢水很容易堵塞噴嘴問題。我們采用將廢水先在煙囪預(yù)熱，由于自由式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷是水平安放，蜂窩陶瓷之間留有通道。因此，可以在自由式RTO焚燒爐的廢氣室或爐膛中，安裝一個(gè)廢水槽。將廢水定量放入到廢水槽中，它完全避免了廢水碰到炙熱的蜂窩陶瓷造成蜂窩陶瓷碎裂問題。

篇(2)

摘要：簡述建筑陶瓷工業(yè)窯爐煙氣特性，介紹目前該行業(yè)主要使用的工藝，并提出采用半干法脫硫除塵工藝。對該工藝進(jìn)行分析，提出難點(diǎn)及解決辦法，降低陶瓷行業(yè)工業(yè)窯爐排放廢氣濃度，提高行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平。

Abstract: sketch about building ceramic industry’s furnace exhaust gas’s characteristic , and introduce some major technics deal with the exaust gas , suggest use in wet and dry FGD . In the words , talking about the technology using in this industry will bring some difficults , and try to solve the difficults , to reduce the ceramic industry’s furnace exhaust gas’s effluent concentration，and raise the industry’s cleaner production.

中圖分類號： TU834.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、項(xiàng)目介紹

陶瓷工業(yè)窯爐主要采用輥道窯進(jìn)行生產(chǎn)，排出的廢氣在目前的行業(yè)中大部分均采用濕式脫硫除塵塔系統(tǒng)，這樣的結(jié)果是SO2的排放濃度雖然達(dá)標(biāo)，但粉塵排放濃度很難到新的陶瓷工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)（《陶瓷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25464-2010)），而且采用濕法煙氣脫硫，將產(chǎn)生大量的脫硫廢水，而且污水處理系統(tǒng)所需的占地面積進(jìn)一步擴(kuò)大；廢水量的增加，占地面積的進(jìn)一步需求，使得產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要的能耗也進(jìn)一步提供，為了進(jìn)一步提高企業(yè)競爭力，根據(jù)陶瓷工業(yè)行業(yè)新的排放要求及進(jìn)一步提高清潔生產(chǎn)，節(jié)能降耗，我公司在原有半干法脫硫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了半干法窯爐脫硫除塵系統(tǒng)。

半干法煙氣脫硫除塵系統(tǒng)在中國自從八十年代引進(jìn)后，主要用于鍋爐廢氣治理項(xiàng)目。在國內(nèi)脫硫市場上，已有商業(yè)運(yùn)行業(yè)績的半干法主要是噴霧半干法、爐內(nèi)噴鈣后煙氣增濕活化法、灰外循環(huán)增濕半干法、煙道流化床脫硫法等4種(1)。結(jié)合陶瓷工業(yè)窯爐的煙氣特點(diǎn)，我們采用噴霧半干法處理工藝。

二、技術(shù)前期分析

我公司在2008年開始采用噴霧干燥的半干法煙氣脫硫除塵系統(tǒng)，主要工藝為：采用NaOH溶液噴霧干燥，NaOH溶液濃度通過計(jì)量泵及SO2濃度變化進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到最適合溶液濃度，煙氣離開脫硫塔進(jìn)入除塵器煙溫控制在露點(diǎn)溫度以上，除塵器采用布袋除塵器，方便煙氣發(fā)生二次脫硫效應(yīng)，進(jìn)一步提高脫硫效率。

務(wù)莊玻璃燈飾廠，玻璃廠排放溫度較高，達(dá)到200多度，相對SO2濃度也較低，對進(jìn)行噴霧干燥正常運(yùn)行提供了良好的條件，于2008年1月份投入運(yùn)行，目前正常使用。

2010年，在玻璃廠多套設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，將半干法脫硫除塵系統(tǒng)投入于鍋爐煙氣處理項(xiàng)目，鍋爐煙氣具有相對較低的溫度，正常煙氣排放經(jīng)過省煤器后排煙溫度為150℃左右，含氧量約為8%，含濕量也相對較低，為進(jìn)一步驗(yàn)證用于陶瓷廠輥道窯煙氣處理系統(tǒng)提供條件。

有望灰沙磚廠半干法煙氣脫硫除塵系統(tǒng)于2010年中旬投入運(yùn)行，處理煙氣為6噸鍋爐煙氣，設(shè)計(jì)風(fēng)量30000m3/h，SO2排放濃度要求為500m3/m3，粉塵排放要求為100mg/m3，目前運(yùn)行良好。

務(wù)莊燈飾廠有望灰砂磚廠

我公司在陶瓷行業(yè)廢氣治理具有十多年經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出窯爐煙氣具有以下特性，由于生產(chǎn)中燒成窯的尾氣含有較高溫度，為了利用余熱，一般將燒成窯廢氣轉(zhuǎn)入前段工藝--干燥窯中，由此造成廢氣排煙溫度相對較低，而由于陶瓷制噴干粉過程中粉塵從液滴吸收熱量的過程中吸塵了煙氣中的SO2，在窯爐烘干燒成過程中有一部分釋放出來，再在燒成過程中燃料燃燒產(chǎn)生的SO2，窯爐廢氣中含有較高的SO2濃度，而干燥窯干燥過程中產(chǎn)生的濕氣也隨著廢氣排放，形成了陶瓷工業(yè)窯爐產(chǎn)生的廢氣具有低溫，高濕，高SO2濃度的特性。下表為部分陶瓷廠干燥窯排放煙囪監(jiān)測數(shù)據(jù)（監(jiān)測設(shè)備：嶗應(yīng)3012H型）：

表格一：廣州錦盈建材有限公司花都廠：

表格二：廣東家美陶瓷清遠(yuǎn)基地二分廠：

由表中相關(guān)數(shù)據(jù)，陶瓷工業(yè)窯爐的低溫特性導(dǎo)致了半干法處理過程中只能吸收較少的水分，而高濃度的SO2導(dǎo)煙氣露點(diǎn)較低，而且在一定吸收效率下，需要更大分量的堿來進(jìn)行吸收，這與之前的條件產(chǎn)生矛盾，而半干法運(yùn)行則需要較高溫度，脫硫效率相對較低，需要較低的SO2濃度。

1、窯爐煙氣露點(diǎn)分析

這樣露點(diǎn)溫度成為了比較關(guān)鍵的一個(gè)問題，而酸性氣體的露點(diǎn)溫度與酸的濃度具有很大關(guān)系，煙氣中的SO2，HCl，H2O和SO3被認(rèn)為是可能影響煙氣露點(diǎn)溫度的幾個(gè)因素。SO2的影響問題已有研究人員對在不同水蒸氣分壓力下的SO2濃度與露點(diǎn)溫度的關(guān)系進(jìn)行試驗(yàn)研究，在一個(gè)相當(dāng)大的濃度范圍不超過1K，所以其對煙氣露點(diǎn)溫度的影響較小。同樣人們對HCl與露點(diǎn)溫度的關(guān)系也進(jìn)行研究，結(jié)果表明其對煙氣露點(diǎn)溫度提高的作用也小于SO2的影響，也可忽略不計(jì)。所以事實(shí)上真正影響煙氣露點(diǎn)溫度的是煙氣中的H2O和SO3的含量。（2），關(guān)于煙氣露點(diǎn)的計(jì)算已有很多專家學(xué)者進(jìn)行研究，形成一系列的計(jì)算方法，這里只列出一些具有代表性的估算公式（2）：

（1）前蘇聯(lián)1973年標(biāo)準(zhǔn)

1973年前蘇聯(lián)出版的《鍋爐機(jī)組熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》中給出了煙氣酸露點(diǎn)計(jì)算公式：

（5）

式中：t煙氣酸露點(diǎn)溫度，℃；t1煙氣水露點(diǎn)溫度，℃；β與爐膛出口過量空氣系數(shù)有關(guān)的常數(shù)；S收到基折算含硫量（%）；α飛灰占燃料灰分的份額；A收到基折算含灰量（%）；

（2）馮俊凱計(jì)算公式

清華大學(xué)馮俊凱教授提出的煙氣露點(diǎn)計(jì)算公式為：

（3）日本電力研究所估算公式

根據(jù)煙氣中的SO3和燃料水分含量計(jì)算露點(diǎn)溫度。

t=20lgV+a （7）

式中：V煙氣中的SO3體積分?jǐn)?shù)（%）；a水分常數(shù)。

2、煙氣噴霧蒸干計(jì)算

核算出煙氣的露點(diǎn)溫度后，以此為基點(diǎn)，計(jì)算煙氣在此溫度條件下所能蒸干的水量，以下是有關(guān)噴霧冷卻蒸干計(jì)算內(nèi)容：（3）

噴霧冷卻是降水噴成霧狀與熱煙氣直接接觸，利用煙氣的熱量蒸發(fā)水分二降低煙氣溫度。其常用形式有噴霧煙道及噴霧塔，前者用于高溫?zé)煔獾某鰻t煙道。

這種方法熱交換效率高，用水量少，煙氣量增加不多。值得注意的是，由于煙氣中水分增加，增加了煙氣結(jié)露的可能性。

噴霧冷卻的操作形式分為干式運(yùn)行和濕式運(yùn)行兩種：前者噴入水完全蒸發(fā)，沒有泥漿及其引起的腐蝕；要求霧化效果好，水壓一般為0.35-0.5MPa，維護(hù)嚴(yán)格；通常用于干式除塵之前，其出口溫度應(yīng)高于150℃。后者噴入水不完全蒸發(fā)，產(chǎn)出部分泥漿。

噴霧冷卻噴水量計(jì)算：

a．干式運(yùn)行

式中：W噴水量，kg/h；

Q 煙氣的散熱量，kJ/h；

r 在100℃下水的汽化潛熱，r=2257Kj/kg；

CW水的比熱，CW =4.19kJ/（kg℃）

Cv水蒸汽的比熱，Cv =2.14kJ/（kg℃）

t1煙氣冷卻后的溫度，℃

根據(jù)需要，我們選取噴霧冷卻的干式運(yùn)行，噴霧冷卻干式運(yùn)行方便為后期使用布袋除塵器提供良好的運(yùn)行條件。

由此，計(jì)算出所需的噴水量，根據(jù)廠方煙氣的SO2的濃度，核算出所需要的堿液用量，從而獲得噴淋堿液的使用濃度范圍。

由此可見，半干法煙氣脫硫除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵部分主要是前期的噴霧干燥系統(tǒng)，噴霧干燥系統(tǒng)能否良好運(yùn)行，關(guān)乎著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在此條件下，我們根據(jù)相關(guān)工況條件，選擇雙流體噴頭，提高堿液的霧化效果，同時(shí)與噴頭供應(yīng)商積極合作開發(fā)出更高效率的霧化噴頭。

其次，為防止噴頭堵塞，放棄使用一般半干法的使用工藝中的石灰水，而選擇NaOH溶液，保證系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

3、除塵濾料分析

相比鍋爐，輥道窯爐具有很高的含氧量，這對于采用半干法煙氣中布袋除塵器的濾料選擇具有很大的局限性。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，根據(jù)相關(guān)資料對濾料的分析，對一些常用濾料做出比較：

滌綸： 學(xué)名聚酯（Polyester PE），過濾性能：可在干燥條件下經(jīng)受135℃的操作溫度；連續(xù)在135℃以上工作會(huì)變硬、褪色、發(fā)脆，短時(shí)高溫亦會(huì)使其強(qiáng)度變?nèi)酢？顾庑圆睿贿m于高堿，高濕氣的工況條件下（5%以上水汽，100℃以上高溫）使用；

普抗：學(xué)名聚苯硫醚 Polyphenylene sulfide PPS，過濾性能：可在190℃的溫度下連續(xù)使用，瞬時(shí)200℃（每年累計(jì)400小時(shí)以下）；在160℃的熱壓釜中能保持90%以上的強(qiáng)度。耐化學(xué)性非常好，抗硫抗酸效果很好，缺點(diǎn)是抗氧化性較差，要求O2含量達(dá)12%建議溫度降低到140℃，總之氧含量越高，所使用的溫度就越低，因每增加10℃，化學(xué)反應(yīng)成雙倍增加；

玻璃纖維：耐高溫，尺寸穩(wěn)定性好拉伸斷裂強(qiáng)度高，玻璃纖維在耐化學(xué)侵蝕方面，除了氫氟酸、高溫強(qiáng)堿外，對其他介質(zhì)度很穩(wěn)定，缺點(diǎn)是耐折型較差，同時(shí)水汽對玻璃纖維濾料有一定的影響……。

以下是來自比達(dá)福環(huán)境技術(shù)（無錫）有限公司對于常規(guī)濾料的一些比較：

通過對幾種濾料的分析，結(jié)合煙氣的工況條件，幾乎每種常規(guī)濾料基本上很難達(dá)到使用要求，濾料的選擇困擾了我們很長一段時(shí)間，為了更好的適應(yīng)這種工況，我們選擇了幾家較具實(shí)力的濾料生產(chǎn)廠方，經(jīng)過一系列的討論，論證后，在濾料的制作過程中，采用混紡工藝，采用不同的基布與織布，制作出具有較高使用壽命及效率，較低經(jīng)濟(jì)成本的復(fù)合針刺氈濾料。

三、工藝總結(jié)

主要工藝圍繞煙氣的溫度及SO2濃度調(diào)整噴水量及調(diào)整NaOH溶液的濃度。煙氣首先進(jìn)入脫硫塔底部，與塔內(nèi)噴淋液混合，堿液通過雙流體噴頭霧化，被煙氣蒸干的同時(shí)吸收煙氣中的SO2，吸收液形成顆粒物，隨煙氣進(jìn)入布袋除塵器，在濾料的表層形成過濾層的同時(shí)，進(jìn)一步脫除SO2，經(jīng)處理的煙氣達(dá)標(biāo)排放，以下為工藝流程簡圖：

工藝流程圖

四、使用情況分析及總結(jié)

陶瓷工業(yè)窯爐出口溫度范圍為180-120℃，而煙氣的露點(diǎn)溫度經(jīng)過核算約為90-100℃左右，為半干法的使用帶來一定的難度，而陶瓷工業(yè)作為高能耗產(chǎn)業(yè)，對幾萬甚至幾十萬的煙氣進(jìn)行加熱升溫更是不可能完成的任務(wù)。吸收溫度波動(dòng)只有20-50℃左右，這為半干法煙氣處理工藝提出了一定的挑戰(zhàn)性。

工藝優(yōu)勢：該工藝由于都是處于半干法運(yùn)行狀況，避免了濕法脫硫塔的防腐，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了防腐所需的高額支出。半干法脫硫除塵不產(chǎn)生脫硫廢水，避免了一系列的污水處理系統(tǒng)，節(jié)約了占地面積和資金投入。脫硫塔及布袋除塵器產(chǎn)生的廢渣可回收利用于生產(chǎn)。

工藝缺點(diǎn)：由于目前很多陶瓷生產(chǎn)企業(yè)為了進(jìn)一步利用余熱，排煙溫度有所降低，由于該工藝需要一定的高溫，這使其在使用范圍有一定的局限性。

從整個(gè)陶瓷行業(yè)來說，該工藝具有一定的先進(jìn)性，能夠很好的達(dá)到目前越來越嚴(yán)格的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)，而且由于半干法的特性，使得陶瓷工業(yè)脫硫除塵行業(yè)節(jié)約了水量，減少了污水處理所需的占地面積，對整個(gè)行業(yè)的清潔生產(chǎn)具有重要意義。當(dāng)然，整體的工藝還需在實(shí)際運(yùn)行過程中進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

1.葛介龍 張佩芳 周釣忠李文勇 張永 幾種半干法脫硫工藝機(jī)理的探討 環(huán)境工程 2005 49-52

篇(3)

[關(guān)鍵詞]熱處理爐；燃燒系統(tǒng)；燒嘴；故障診斷

中圖分類號：TG155.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0281-01

前言

熱處理爐是對各種金屬工件進(jìn)行熱處理工序的核心設(shè)備，掌握熱處理爐燒嘴燃燒系統(tǒng)的構(gòu)成特征，研究燒嘴常見故障原因及其一般的處理方法，對熱處理爐的使用和保養(yǎng)有重要意義。燒嘴的維護(hù)需要簡單易操作的方法，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以處理。通過多年來對熱處理爐的使用和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出了輻射管式熱處理爐燒嘴常見的故障和維護(hù)方法。

一、熱處理爐及燒嘴燃燒系統(tǒng)簡介

熱處理爐是對金屬工件進(jìn)行各種金屬熱處理的工業(yè)爐的統(tǒng)稱。溫度一般較加熱爐為低。熱處理爐可以采用各種加熱爐的爐型，但要求較嚴(yán)格地控制爐溫和爐內(nèi)氣氛等。熱處理爐大多使用氣體燃料加熱，為了準(zhǔn)確控制爐溫，有的熱處理爐用電加熱。現(xiàn)代的熱處理（特別是化學(xué)熱處理）工藝日趨復(fù)雜，熱處理爐的形式也很多。對于連續(xù)的熱處理流程，須配備合適的連續(xù)熱處理爐；對于周期工作的熱處理工藝，要采用強(qiáng)制循環(huán)的控制氣氛以及使?fàn)t子的操作機(jī)械化和自動(dòng)化。

輻射管式熱處理爐采用自身預(yù)熱式燒嘴和輻射管加熱，利用廢氣將助燃空氣預(yù)熱，以提高熱效率。燒嘴和爐內(nèi)輻射管分開，單件輻射管由耐高溫材料制作成。燒嘴的操作采用脈沖循環(huán)控制方式，根據(jù)各區(qū)域設(shè)定的不同溫度所需要的熱量，控制燒嘴燃燒和關(guān)閉時(shí)間。這種燒嘴控制方式不僅可以增加燃燒效率，而且能保證鋼板溫度均勻。

輻射管式熱處理爐燒嘴燃燒控制過程：采用安裝在PLC系統(tǒng)中的PD軟件控制器來控制溫度。溫度區(qū)熱電偶的實(shí)際數(shù)值通過線性化的傳感器傳給PLC。PD控制器的輸出傳給PLC的燒嘴脈沖式循環(huán)控制。燒嘴點(diǎn)燃后通過點(diǎn)火電極監(jiān)測火焰，將燃燒情況通過燒嘴控制器界面反饋，以便維護(hù)人員及時(shí)處理出現(xiàn)的問題。燒嘴機(jī)構(gòu)主要包括殼體、換熱器、耐熱層、燃?xì)夤堋Ⅻc(diǎn)火電極、陶瓷燃燒室、燒嘴殼體內(nèi)管、火焰觀測口，以及相應(yīng)煤氣、空氣及廢氣管路。

二、熱處理爐燒嘴燃燒系統(tǒng)常見故障

在燒嘴機(jī)構(gòu)中尤以換熱器、燃?xì)夤堋Ⅻc(diǎn)火電極、燃燒室等部件在日常生產(chǎn)使用中容易損壞，需要定期進(jìn)行檢查和更換 。按照能否點(diǎn)燃并燃燒，熱處理爐燒嘴有兩大類故障形式，主要表現(xiàn)為燒嘴能正常點(diǎn)燃并維持燃燒，但燃燒狀況較差；燒嘴不能正常點(diǎn)燃并維持燃燒，燒嘴處于熄滅狀態(tài)。

（1）燒嘴能正常點(diǎn)燃并維持燃燒，但燃燒狀況較差（通過離子火焰監(jiān)測返回的電流信號可以看出）。

原因分析：燃燒系統(tǒng)空、煤氣比例不合適，具體由空氣閥、煤氣閥開啟度調(diào)節(jié)不合適，或閥體泄漏等原因引起。處理方法：測量排煙口廢氣濃度，確認(rèn)廢氣含氧濃度是否過高；利用便攜式氣壓表測量燒嘴空氣、煤氣壓力值，并調(diào)節(jié)到合適比例；檢查閥體是否泄漏，清理并更換泄漏閥體。

（2）燒嘴不能正常點(diǎn)燃并維持燃燒，燒嘴處于熄滅狀態(tài)，又分為兩種情況。

1）燒嘴能點(diǎn)火但不燃燒或燃燒不能持續(xù)：點(diǎn)火電極放電尖端變形造成短路，不能點(diǎn)燃燒嘴；空氣或煤氣電磁閥故障，不能正常開啟；陶瓷燃燒室、燃?xì)夤堋Q熱器或陶瓷內(nèi)管損壞，造成火焰氣流堵塞，無法持續(xù)燃燒；火焰檢測系統(tǒng)故障，檢測電路松動(dòng)或檢測元件失效；燃燒系統(tǒng)空、煤氣比例不合適，有時(shí)復(fù)位出現(xiàn)爆鳴現(xiàn)象。

處理方法：檢查并校正點(diǎn)火電極位置；檢查空氣、煤氣電磁閥故障（一般為電磁線圈損壞），并更換相應(yīng)部件；檢查并更換陶瓷燃燒室、燃?xì)夤堋Q熱器或陶瓷內(nèi)管中損壞部件；檢查火焰檢測系統(tǒng)電路并清理檢測元件；利用便攜式氣壓表測量燒嘴空氣、煤氣壓力值，并調(diào)節(jié)到合適比例。

2）燒嘴不點(diǎn)火：點(diǎn)火電極斷路或放電尖端結(jié)瘤；點(diǎn)火變壓器模塊失效；燒嘴控制器或繼電器出現(xiàn)故障；通訊故障。

處理方法：檢查是否斷路并清理點(diǎn)火電極結(jié)瘤；更換失效點(diǎn)火變壓器模塊；更換故障燒嘴控制器及繼電器；檢查通訊線路并恢復(fù)。

三、熱處理爐燒嘴故障快速診斷與處理流程

現(xiàn)場燒嘴故障快速診斷與處理操作流程見圖1。

（1）調(diào)試一：1）檢查煤氣及空氣電磁閥是否動(dòng)作；2）檢查點(diǎn)火電極點(diǎn)火是否正常；3）調(diào)節(jié)空氣、燃?xì)馀浔龋?）檢查控制器、繼電器等電氣元件是否完好；5）打開燒嘴檢查內(nèi)部配件是否完好。

（2）調(diào)試二：1）調(diào)節(jié)空氣、燃?xì)馀浔龋?）檢查點(diǎn)火電極是否積炭、接地等；3）檢查空氣及煤氣閥是否泄漏、阻塞；4）打開燒嘴檢查內(nèi)部配件是否完好口。

整個(gè)調(diào)試過程中各步依次累加進(jìn)行，單步結(jié)束后作點(diǎn)火試驗(yàn)，不成功則進(jìn)行下一項(xiàng)操作，直至燒嘴調(diào)試正常為止。另外，在燒嘴現(xiàn)場維護(hù)過程別要注意避免燒嘴“爆燃”現(xiàn)象，以免對人身造成危害。“爆燃”現(xiàn)象基本都是發(fā)生在爐子回火作業(yè)中燒嘴復(fù)位時(shí)，主要是因?yàn)樵摐囟认氯細(xì)鉁囟容^低（相對正火作業(yè)而言），故障燒嘴幾次點(diǎn)火不成功，空氣、煤氣不斷在燒嘴內(nèi)積累，當(dāng)達(dá)到一定程度再點(diǎn)火時(shí)就會(huì)發(fā)生“爆燃”。因此在燒嘴檢修維護(hù)過程中，為了避免發(fā)生此現(xiàn)象，點(diǎn)火試驗(yàn)不成功后，必須關(guān)閉煤氣閥，進(jìn)行空氣吹掃后才能繼續(xù)進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)。

結(jié)束語

綜上所述，熱處理車間通過使用現(xiàn)場燒嘴故障快速診斷與處理方法，效果良好。通過對燃燒系統(tǒng)的檢修及維護(hù)，大幅度降低了幾座熱處理爐平均燒嘴故障率，提高了熱處理爐的生產(chǎn)能力，縮減了維護(hù)成本及人工費(fèi)用支出，為企業(yè)創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓立新.寬厚板熱處理生產(chǎn)線[J].熱處理，2003（4）.

篇(4)

關(guān)鍵詞：環(huán)保除塵方法；鍋爐除塵；降低大氣污染

引言

目前，燃煤鍋爐對大氣環(huán)境的污染危害很大。鍋爐排放的煙氣中含有大量的SO2、NOX和粉塵顆粒等多種有害成份，直接對大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。粉塵大多數(shù)都在10μm以下，能夠懸浮在大氣中，嚴(yán)重影響空氣環(huán)境質(zhì)量。PM2.5以下的粉塵，是可吸入粉塵，對人們的身體健康可造成嚴(yán)重危害。因此，需要有效治理燃煤鍋爐產(chǎn)生的粉塵，從而提高環(huán)境質(zhì)量。我們目前常用的環(huán)保除塵設(shè)備有電除塵和陶瓷過濾除塵，這兩種除塵設(shè)備的應(yīng)用不會(huì)產(chǎn)生二次污染，對我國的工業(yè)發(fā)展起到非常重要的作用。

1.環(huán)保除塵設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

除塵器是在燃煤鍋爐、冶金、化工以及環(huán)境保護(hù)等行業(yè)中廣泛采用的一類氣-固分離機(jī)械的總稱。特別是在對高溫氣體中固態(tài)粒子的脫除、回收中起著關(guān)鍵的作用。通常，氣體中大于10μm的固體顆粒比較容易分離和收集，但是在10-0.1μm的固體顆粒，特別是1μm以下的微塵粒比較難以去除，也對人體健康有害。目前，隨著人們環(huán)保意識的逐漸提高和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對高效除塵的需求也不斷提高，開發(fā)新的高效除塵設(shè)備已成為當(dāng)務(wù)之急。

目前應(yīng)用在燃煤鍋爐除塵的主要方法有以下三種：

1.1.高性能機(jī)械除塵器

旋風(fēng)除塵器是高性能機(jī)械除塵器的代表，分單級和多級旋風(fēng)除塵器。它是利用離心力作用將塵粒從高溫氣流中分離捕集下來，及時(shí)去除。旋風(fēng)除塵器運(yùn)行成本相對較低，但對粒度低于5-10μm的煙塵顆粒無效，原因是對于塵粒上施加的慣性力很小。系統(tǒng)工況運(yùn)行不穩(wěn)定，不能處理粘性大的氣體。若粒子載荷在低于0.01%-0.02%時(shí)，切線速度必須達(dá)到21-27m/s時(shí)，才能有效清除塵粒，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足凈化后的高溫?zé)煔鉄焿m濃度的規(guī)定要求。因此，一般旋風(fēng)除塵器只能作為預(yù)除塵設(shè)備，使從氣化爐出來的高溫?zé)煔夂瑝m濃度降低到0.5%以下，再進(jìn)行二次除塵。

1.2.聲波團(tuán)聚除塵器

聲波團(tuán)聚除塵器可布置于旋風(fēng)除塵器前。這種除塵器的工作原理是采用聲波團(tuán)聚的形式，在空氣發(fā)生器中產(chǎn)生800-900Hz的高頻聲波，聲波的振幅可達(dá)到157dB。當(dāng)塵粒通過聲場時(shí)，引起塵粒共振，0.1-10μm的顆粒相互碰撞而凝聚在一起，從而增加旋風(fēng)除塵器的除塵功效。該除塵器一般適用于去除高濃度微細(xì)粉塵。

1.3.高性能電除塵器

電除塵器的工作原理是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電使煙氣發(fā)生電離，氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離，因此也叫靜電除塵器。靜電除塵器與其他除塵設(shè)備相比，耗能少，除塵效率高，除塵效率在95%-99.6%之間，可捕集分離0.1μm以下的細(xì)微塵粒，適用于高溫高壓下的除塵。實(shí)踐證明，處理的高溫?zé)煔饬吭酱螅褂渺o電除塵器的投資和運(yùn)行費(fèi)用越經(jīng)濟(jì)，能夠滿足環(huán)境保護(hù)的達(dá)標(biāo)要求。

2.環(huán)保除塵方法研究

環(huán)保除塵的方法有很多，本文主要研究采用陶瓷過濾除塵和靜電除塵兩種。通過分析查閱資料，對兩種除塵方法進(jìn)行以下分析比較：

2.1.陶瓷過濾除塵

陶瓷過濾除塵器的除塵原理是通過陶瓷顆粒捕集物進(jìn)行塵粒捕集分離。即當(dāng)氣流攜帶的粉塵接近捕集物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生短程慣性碰撞和攔截，擴(kuò)散后對粉塵起到攔截作用，能夠?qū)⒎蹓m從氣流中分離出來，達(dá)到捕集分離的目的。假設(shè)粉塵顆粒直徑在1μm或以上，這些顆粒的慣性碰撞占有主導(dǎo)地位，對于小于1μm以下的顆粒，可以按照擴(kuò)散的原理進(jìn)行捕集的處理，能夠達(dá)到較高水平的處理效果。

陶瓷過濾除塵的重要組成部分是多孔陶瓷制成陶瓷過濾元件。多孔陶瓷是一種以剛玉砂、石英砂、礬土等耐火原料為骨料，配以結(jié)合劑等，經(jīng)過處理以后，用1000℃以上高溫進(jìn)行燒結(jié)而制成的陶瓷過濾材料。目前研究廣泛的陶瓷過濾器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中分布了很多的開口氣孔，孔徑均勻，孔隙率高，結(jié)構(gòu)的過濾阻力小，滲透性好，耐高溫，耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長，產(chǎn)生二次污染較少，對煙塵的過濾效果好，提高了高溫煤氣的凈化效果，是一種應(yīng)用前景廣闊的環(huán)保除塵方法。

2.2.電除塵

電除塵是將含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線（又稱電暈極）和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時(shí)，由于陰極發(fā)生電暈放電，氣體被電離。此時(shí)，帶負(fù)電的氣體離子，在電場作用下，向陽極運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中與粉塵顆粒相碰撞，使塵粒荷以負(fù)電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，也向陽極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)陽極后，放出所帶的電子，塵粒沉積于陽極板上，而得到凈化后的氣體排出防塵器外。

電除塵器的除塵過程依次為氣體電離――塵粒荷電――塵粒沉積――振打清灰。

電除塵是一種高效的除塵方式，跟旋風(fēng)除塵器、顆粒層除塵器等相比，它能夠?qū)㈦姷淖饔昧κ┘釉跓煔獾膲m粒上，把塵粒從煙氣中分離出來。同時(shí)具有很多特點(diǎn)：如除塵效率高，阻力損失小，耗能小，可操作溫度高，處理氣體范圍大，運(yùn)行費(fèi)用低等。由于靜電除塵技術(shù)在環(huán)保除塵方面具有明顯的優(yōu)勢，是目前普遍采用的一種高效可靠的除塵技術(shù)。

3.結(jié)束語

隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人類生活水平的提高，煤、石油、天然氣等燃料的需求量不斷增大，排放的大量有害氣體嚴(yán)重影響了人們的日常生活，制約著生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。通過本文對環(huán)保除塵方法的研究分析，選擇正確的除塵方法可以有效地減少廢氣污染，改善大氣環(huán)境，從而減輕污染對人們身心健康帶來的威脅，對環(huán)境保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用，具有指導(dǎo)性意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]白艷明.環(huán)保除塵方法應(yīng)用研究. 城市建設(shè)，2010（21）：276-277.

篇(5)

關(guān)鍵詞：廢渣；廢水；高分子解膠劑；漿料流動(dòng)性

1 前言

在強(qiáng)調(diào)綠色環(huán)保、清潔生產(chǎn)的今天，政府對陶瓷行業(yè)生產(chǎn)中的各種廢棄物的處理要求日益嚴(yán)格。各陶瓷企業(yè)積極響應(yīng)政府的環(huán)保要求，減少廢物排放，減少環(huán)境污染。對筆者所在公司而言，要求廢料和廢水不出廠門，全部內(nèi)部消化。

由于在釉面磚坯體配方中使用了50%以上的陶瓷生產(chǎn)廢渣，并且全部使用循環(huán)廢水，對漿料的解膠提出了很高的要求。未使用廢渣及循環(huán)廢水時(shí)，坯體漿料水分33%～34%，漿料流動(dòng)性35～55s。使用廢渣及循環(huán)廢水后，如果保持原來漿料水分，則流動(dòng)性達(dá)80s以上，有時(shí)甚至沒有流動(dòng)性。漿料加工很不穩(wěn)定，生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。如果漿料要達(dá)到原來的流動(dòng)性，漿料的水分需要提高到36%以上，但是漿料的觸變性又很大，難以生產(chǎn)。并且噴霧塔造粒時(shí)能耗大，粉料顆粒度很不穩(wěn)定，影響后續(xù)工序的正常生產(chǎn)。為了解決漿料流動(dòng)性及穩(wěn)定性的問題，本文通過對廢渣和循環(huán)廢水的特性以及使用廢渣和循環(huán)廢水后的坯體漿料流動(dòng)性變化機(jī)理進(jìn)行研究，找出坯體漿料流動(dòng)性的影響因素并加以解決。

2 “三廢”的情況

2.1 固體廢棄物

固體廢棄物主要是指爛磚坯、灑落地面的粉料、壓榨泥等，壓榨泥即原料車間清洗球磨機(jī)及篩網(wǎng)等生產(chǎn)設(shè)備的漿料、釉面磚產(chǎn)品磨邊的磨削物、拋光磚磨邊及拋光過程中的磨削物（簡稱拋光廢渣）等經(jīng)過壓濾機(jī)處理后的壓濾泥餅，其中拋光廢渣對泥漿的流動(dòng)性影響最大。拋光廢渣有兩部分組成，一部分是拋光磚的磨削物，對泥漿的流動(dòng)性影響不大；另一部分是拋光磨頭損耗物，對泥漿的流動(dòng)性影響很大。拋光磨頭由磨料（一般是碳化硅）和氯鎂氧水泥組成，其主要成分是3MgO·MgCl2·8H2O、5MgO·MgCl2·8H2O。在生產(chǎn)過程中，部分氯鎂氧水泥溶于水會(huì)析出Cl—離子和Mg2+離子，嚴(yán)重影響泥漿的流動(dòng)性。

2.2 廢水

廢水主要由以下幾部分組成：雨水、釉面磚產(chǎn)品的磨邊廢水、拋光車間的磨邊及拋光廢水、廢氣處理水、原料釉料車間（包括釉面磚坯體漿料、底面釉、印刷釉以及拋光磚滲花釉）清洗球磨機(jī)水及煤氣站處理水等。

雨水對泥漿的流動(dòng)性影響不大。拋光車間的廢水影響與拋光磨頭廢料的影響一樣，主要是Cl—離子和Mg2+離子的影響。

滲花釉中含有醋酸鈷、醋酸鎳、醋酸銅、鉻酸鈉（鉀）、氟鋯酸銨等物質(zhì)，其中的發(fā)色金屬離子都是二價(jià)和三價(jià)離子，對泥漿的流動(dòng)性有很大影響。

煤氣站的廢水中含有少量有機(jī)物，如煤焦油，對泥漿的流動(dòng)性有不利影響。

2.3 廢氣

筆者所在公司的窯爐使用的是水煤氣，噴霧干燥塔的熱風(fēng)爐使用的是水煤漿。這兩種燃料燃燒后，都會(huì)產(chǎn)生硫化物，在排放前必須進(jìn)行廢氣脫硫處理。脫硫工序采用燒堿溶液和石灰，窯爐和噴霧干燥塔的熱風(fēng)爐尾氣經(jīng)過燒堿溶液脫硫洗滌等處理后，各項(xiàng)指標(biāo)合格后再向大氣排放。尾氣中的硫化物SOx與溶液中的NaOH反應(yīng)，生成Na2SO3和Na2SO4，達(dá)到脫硫的目的，但是留在水中的SO42—離子對泥漿的流動(dòng)性會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

3 廢料的成分分析

3.1 固體廢棄物

固體廢棄物有兩種代表性的廢棄物，一種是單純的拋光廢渣；另一種是全部廢棄物的混合物。二者的化學(xué)成分如表1所示。由表可知，廢料混合物中F—離子、SO42—離子的含量比單純的拋光廢渣高很多，但是Cl—離子的含量降低。由此可知，Cl—離子主要來源于拋光磨頭結(jié)合劑，與其他廢料混合后濃度降低。混合物中SO42—離子的大幅提高，說明SO42—離子更多來源于脫硫方面。

3.2 廢水

各階段的廢水成分如表2所示。表2中，1#水是從脫硫塔出來，還沒處理過的水。2#水是脫硫水，經(jīng)過燒堿和石灰處理后，在球磨生產(chǎn)中所使用的水。3#水是全廠范圍內(nèi)的生產(chǎn)所排放的水（除了脫硫水），經(jīng)過聚丙烯酰胺、石灰等處理；然后經(jīng)過壓濾機(jī)壓濾出泥餅后所濾出來的水，也用于球磨生產(chǎn)。2#水溫度較高，約45～50℃，3#水溫度較低，約40℃左右。

4 坯體配方

綜合考慮各種廢料的產(chǎn)生量和坯體的理化性能要求，經(jīng)試驗(yàn)確定大生產(chǎn)用的坯體配方如下：瓷砂15%、拋光廢渣29%、拋光污泥10%、瓷片污泥12%、粘土24%、硅灰石5%、廢瓦粉5%。生產(chǎn)中使用2#水和3#水。

5 解膠劑試驗(yàn)

使用廢料和廢水之前，普通坯體的泥漿易解膠，使用0.5%的水玻璃和0.15%的減水劑（九水偏硅酸鈉）即可。泥漿流動(dòng)性為40s左右，比重1.73左右，符合生產(chǎn)的要求。但是，使用廢料和廢水后，再使用原來的解膠劑，不能解膠，因此必須尋找新的解膠劑。

根據(jù)孔海發(fā)的研究[3]，對于含有大量的Ca2+離子、Mg2+離子二價(jià)陽離子及Cl—離子、SO42—離子、NO3—離子等強(qiáng)酸性的陰離子的廢水，最佳的電解質(zhì)為具有弱酸陰離子團(tuán)，如水玻璃和有機(jī)電解質(zhì)。筆者所在公司的廢水與常規(guī)的自來水相比，水中的Ca2+離子濃度高了約20倍，而SO42—離子濃度高近100倍。因此，在選用減水劑時(shí)，除了水玻璃和減水劑（九水偏硅酸鈉），還選用了一種有機(jī)聚合物電解質(zhì)解膠劑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)行三組試驗(yàn)。試驗(yàn)一，固定減水劑的用量0.25%，解膠劑用量0.2%，試驗(yàn)水玻璃的用量對解膠性能的影響。結(jié)果如圖1所示，水玻璃的最佳用量為1.3%。試驗(yàn)二，根據(jù)試驗(yàn)一的結(jié)果，固定水玻璃的用量1.3%，高效解膠劑用量0.2%，試驗(yàn)減水劑用量對解膠性能的影響。結(jié)果如圖2所示，減水劑的最佳用量為0.25%。試驗(yàn)三，固定水玻璃用量1.3%，減水劑用量0.25%，試驗(yàn)解膠劑的用量對解膠性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，解膠劑的最佳用量為0.4%。

但是在生產(chǎn)過程中，存在一個(gè)問題，一般天氣氣溫高時(shí)，泥漿的解膠比較容易；但是，隨著氣溫的下降，泥漿的流動(dòng)性急劇惡化。在使用高效解膠劑之前，使用三聚磷酸鈉，二者的使用效果如表3所示。由表可知，高效解膠劑在低溫下也有效，但是三聚磷酸鈉則無效。

考慮到綜合經(jīng)濟(jì)成本，解膠劑的量不宜多用。最后確定大生產(chǎn)的配方如下：水玻璃1.3%、減水劑0.25%、高效解膠劑為0.2%。

6 解膠機(jī)理

與正常的自來水相比，“三廢”處理后的水含SO42—離子濃度高出近100倍，Ca2+離子濃度高了約20倍，對泥漿解凝的影響非常嚴(yán)重。強(qiáng)酸陰離子團(tuán)的大量引入，使得所加入的普通無機(jī)電解質(zhì)中的弱酸陰離子團(tuán)作用下降，不利于在粘土邊面上重建負(fù)電荷位置；邊—面結(jié)構(gòu)和邊—邊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊妗娼Y(jié)構(gòu)不夠完全，導(dǎo)致泥漿的稀釋性能變差。為了達(dá)到所要求的漿料流動(dòng)性，必須增加電解質(zhì)用量以便提高弱酸陰離子團(tuán)濃度。使用廢水和廢料之前，常用的減水劑為水玻璃0.5%和減水劑0.15%。使用廢水和廢料后，減水劑用量調(diào)整為：水玻璃1.3%，減水劑0.25%，三聚磷酸鈉0.15%。盡管如此，泥漿的流動(dòng)性還是不理想，不能滿足穩(wěn)定生產(chǎn)的要求。尤其是當(dāng)天氣氣溫較低時(shí)，球磨機(jī)根本無法出漿完全。

無機(jī)電解質(zhì)不能解決漿料稀釋的問題，但是高分子聚合物電解質(zhì)卻可以解決。關(guān)鍵在于二者的解膠機(jī)理不同。水玻璃、三聚磷酸鈉、偏硅酸鈉等無機(jī)解膠劑，是依據(jù)靜電穩(wěn)定理論（DLVO理論）。但是當(dāng)泥漿中存在大量的強(qiáng)電性的SO42—離子和Ca2+離子時(shí)，粘土膠體粒子表面的負(fù)電荷被破壞，膠體粒子之間不能產(chǎn)生大的斥力，即使大幅度增加解膠劑的用量，也不能起到分散作用。

高分子解膠劑，除了靜電穩(wěn)定作用，還有空間位阻作用。空間位阻斥力是由于聚合物吸附層靠近重疊而產(chǎn)生的機(jī)械分散作用力，它阻止了陶瓷泥漿顆粒間的聚集。高分子解膠劑吸附在陶瓷顆粒表面形成一層具有一定厚度的聚合物加強(qiáng)水化膜，避免了強(qiáng)電性負(fù)離子對粘土膠體表面電荷的影響。

高分子解膠劑加入泥漿后，其分子定向吸附在泥漿顆粒表面，部分極性基團(tuán)（HCOO—）指向液相。由于親水極性基的電離作用，使得泥漿顆粒表面帶上電性相同的電荷，并且電荷量隨減水劑濃度增大而增大直至飽和；導(dǎo)致泥漿顆粒間產(chǎn)生的靜電斥力而使絮凝結(jié)構(gòu)解體，顆粒相互分散；釋放出包裹于絮團(tuán)中的自由水，從而有效增大泥漿的流動(dòng)性。

7 結(jié)論

使用“三廢”的陶瓷泥漿，由于含有大量SO42—離子和Ca2+離子使得泥漿流動(dòng)性變差。通過綜合使用無機(jī)減水劑和高分子解膠劑能夠解決此問題，并在不增加泥漿水分的情況下，確保其流動(dòng)性。特別是在低溫環(huán)境下，高分子解膠劑能有效地解決泥漿的流動(dòng)性和觸變性問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡飛虎，馮國娟.陶瓷墻地磚生產(chǎn)技術(shù)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011，7.

[2] 張艷麗等.聚羧酸減水劑的結(jié)構(gòu)與陶瓷原料的適應(yīng)性研究[J].中國陶瓷工業(yè)，2010，5.

[3] 孔海發(fā).生產(chǎn)用水質(zhì)量對泥漿稀釋的影響[J].佛山陶瓷，1996，4.

[4] 劉星宇等.不同減水劑對陶瓷原料的適應(yīng)性[J].中國陶瓷工業(yè)，2007，3.

篇(6)

人類歷史的發(fā)展，是以新材料的突破為時(shí)代標(biāo)志，從石器的打制、鐵器的制造，到機(jī)械的應(yīng)用、晶體的出現(xiàn)，使人類不但脫離野蠻時(shí)代，進(jìn)入工業(yè)時(shí)代，而且迎來信息時(shí)代。當(dāng)今，新材料研發(fā)與信息技術(shù)、生物技術(shù)構(gòu)成了21世紀(jì)最重要、最具發(fā)展?jié)摿Φ娜箢I(lǐng)域。新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，應(yīng)用范圍極其廣泛，幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)的每個(gè)部門，滲入大眾生活的各個(gè)方面，備受科技界的推崇和世界各國的高度重視。

目前，新材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平，已成為衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。“誰掌握了新材料，誰就掌握了未來”，世界各國均把大力研究和開發(fā)新材料作為21世紀(jì)的重大戰(zhàn)略決策。專家預(yù)測，信息功能陶瓷材料及其制品的全球銷售收入，到2010年將達(dá)800億美元；全球釹鐵硼稀土永磁材料產(chǎn)值，到2010年將達(dá)83億美元；世界超導(dǎo)材料銷售額，到2010年將達(dá)600-900億美元。美國科學(xué)基金會(huì)預(yù)測，未來10年，全球納米技術(shù)市場規(guī)模將達(dá)到1萬億美元左右。

發(fā)達(dá)國家清楚地看到了新材料產(chǎn)業(yè)所蘊(yùn)藏的巨大商機(jī)和具有的重要戰(zhàn)略地位，紛紛制定出相關(guān)戰(zhàn)略計(jì)劃并投入巨資進(jìn)行開發(fā)。

我國政府對新材料的研究開發(fā)也給予了高度重視，近年出臺(tái)了一系列相關(guān)鼓勵(lì)政策，指定了一批新材料研發(fā)中心和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，規(guī)劃了一批新材料成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)建設(shè)基地，特別是在國家先后出臺(tái)的一些重大科技開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃中，均把新材料列為重點(diǎn)支持的領(lǐng)域之一。國家的重大科技計(jì)劃中，“863”計(jì)劃、“973”計(jì)劃、火炬計(jì)劃、科技攻關(guān)計(jì)劃、中小企業(yè)創(chuàng)新基金等項(xiàng)目，全部都對新材料的長期開發(fā)與研究投入了大量的人力物力，對其的關(guān)注已經(jīng)占到了整體科學(xué)研究中非常大的一個(gè)比例。

國家自然科學(xué)基金，是國家為支持自然科學(xué)基礎(chǔ)性研究而設(shè)立的專項(xiàng)基金，它大力支持具有重要應(yīng)用前景，特別是具有新思想、新方法以及可能產(chǎn)生新成果的材料方面的基礎(chǔ)性研究。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助的研究課題，與材料有關(guān)的約占四分之一。目前，已建和在建的150個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中，有關(guān)材料工藝、組織、結(jié)構(gòu)、表征與測試的達(dá)35個(gè)，超過總數(shù)的1／5。

在國家大力推動(dòng)下，新材料產(chǎn)業(yè)正成為我國一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長熱點(diǎn)和投資熱土。在我國新材料領(lǐng)域，一些重大共性技術(shù)近年來取得突破，一大批新材料孵化器與企業(yè)迅速崛起，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和效益的提高。專家預(yù)測到2008年，我國新材料產(chǎn)業(yè)有可能形成一個(gè)3000億元人民幣左右的大市場，到2010年，我國光電子產(chǎn)品年產(chǎn)值可達(dá)2000元人民幣，占世界市場份額的10%；到2010年，我國稀土永磁材料產(chǎn)量可達(dá)5.4萬噸，產(chǎn)值31億美元，年均增長60%，遠(yuǎn)超過世界23%的年均增長速度。

新材料托出光電子器件

項(xiàng)目簡介：從產(chǎn)業(yè)化角度考慮，IT信息網(wǎng)特別是WDM干線、接入、局域網(wǎng)互聯(lián)等的光電子器件（包括高速調(diào)制的激光器、高靈敏度的接收器等），必須具有用戶能夠承受的性能價(jià)格比、高可靠性和極低功耗。長波長發(fā)光材料生長制備研究是實(shí)現(xiàn)高性能光電子器件的根本基礎(chǔ)。這種長波長器件也必須具有低成本、低功耗、溫度穩(wěn)定性好、高速調(diào)制、高可靠性和易于集成等優(yōu)越性。而GaAs基垂直腔面發(fā)射激光器恰好是可以滿足這些要求的理想器件，這是由它具有的獨(dú)特優(yōu)越性決定的。其優(yōu)越性在于，無需解理的平面制備工藝使得激光器單管、列陣的成本極大下降，適宜于大批量生產(chǎn)；圓形對稱的輸出光束易于耦合，單模工作易于高頻調(diào)制，極小的有源區(qū)體積使得極低功耗成為現(xiàn)實(shí)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中科院半導(dǎo)體研究所以牛智川研究員為首的“863”課題組。

意義：在開發(fā)新一代無制冷激光器、高速高靈敏度探測器以及光電集成等方面具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值，在Gigabit以太網(wǎng)，10G比特以太網(wǎng)和光纖到戶（FTTH）之類的市場中有著巨大的市場前景。

激光表面強(qiáng)化處理技術(shù)

技術(shù)簡介：萬能軋機(jī)BD軋輥是攀鋼三期工程從國外引進(jìn)的萬能生產(chǎn)線重要部件，其作用是將剛出爐的方坯初軋成型。由于與紅鋼直接接觸，其表面瞬時(shí)溫度達(dá)600～700℃，軋制時(shí)輥面易出現(xiàn)粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等現(xiàn)象，軋輥磨損嚴(yán)重，使用壽命短，輥耗大，生產(chǎn)成本高。該公司科技人員經(jīng)過分析研究，采用激光相變硬化及合金化，并根據(jù)軋輥各孔型具體情況采用相應(yīng)處理工藝的方法進(jìn)行了表面強(qiáng)化，解決了軋輥使用中各孔型磨損差異大、粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等問題，最終達(dá)到軋輥使用后各孔型磨損一致，使用過程中無粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等現(xiàn)象的效果。經(jīng)實(shí)際上機(jī)使用統(tǒng)計(jì)，成熟工藝強(qiáng)化處理的BD軋輥單周期過鋼量比未強(qiáng)化處理輥提高2倍以上，軋輥使用壽命提高2倍以上。

技術(shù)負(fù)責(zé)：攀鋼鋼企總公司協(xié)力公司。

意義：在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

高溫超導(dǎo)限流技術(shù)應(yīng)用電力系統(tǒng)

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目采用鉍鍶鈣銅氧化物作為高溫超導(dǎo)材料線材，采用平衡橋的方式設(shè)計(jì)超導(dǎo)限流電抗器。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電流從超導(dǎo)限流裝置上流過，壓降很小，只有約20V左右，約占系統(tǒng)電壓的0.33%（常規(guī)電抗器壓降有10%以上），系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，這時(shí)系統(tǒng)電壓大都會(huì)加在限流器兩側(cè)，由于限流器上串有超導(dǎo)磁體L，它將抑制電流的迅速上升，從而達(dá)到限流目的。當(dāng)磁體上電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制信號將迅速關(guān)斷IGCT（約10微妙），保護(hù)電阻被投切進(jìn)來，從而抑制系統(tǒng)電流的上升。如果負(fù)荷側(cè)短路故障得到迅速解決（如半個(gè)周波），可立即導(dǎo)通IGCT，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)；如果負(fù)荷側(cè)短路故障無法在短期內(nèi)得到解決（如數(shù)個(gè)周波），則切斷斷路器。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：湖南省電力試驗(yàn)院和中科院電工研究所聯(lián)合研究。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料研制

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目基本實(shí)現(xiàn)了對玻璃陶瓷納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的控制，獲得了一系列具有良好光致發(fā)光和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的新材料，其主要有：含Er：LaF3納米晶的透明玻璃陶瓷，具有寬的紅外發(fā)射譜，其1.53微米發(fā)射峰半高寬達(dá)100納米，可開發(fā)為光纖放大器材料；含Er：CaF2納米晶的透明玻璃陶瓷，具有強(qiáng)的紅光上轉(zhuǎn)換效應(yīng)，且1.53微米發(fā)光量子效率高達(dá)98%；含Er：BaF2納米晶的透明玻璃陶瓷，其1.53微米發(fā)光壽命高達(dá)13.39毫秒；首次獲得含大量Er：NaYF4納米晶的透明玻璃陶瓷，該材料不僅具有很高的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率，而且通過改變稀土摻雜濃度，可基本實(shí)現(xiàn)材料紅、綠發(fā)光強(qiáng)度比的全程調(diào)控，在光顯示器件方面具有重要的應(yīng)用前景。

意義：通過對氟氧化物玻璃陶瓷熱力學(xué)行為和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變特性的研究，揭示了納米晶相的晶化機(jī)理與主要控制因素，掌握了熱處理?xiàng)l件下玻璃陶瓷結(jié)構(gòu) 演變規(guī)律，總結(jié)了材料光學(xué)性能與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

超輕多孔金屬材料研究

項(xiàng)目簡介：通過對滲流工藝的改進(jìn)及后處理方法的探索，基本掌握了國際上最先進(jìn)的石膏型滲流技術(shù)，能穩(wěn)定地制備出密度小于0.2g/cm3以下(設(shè)計(jì)要求為≤0.3g/cm3)開孔型泡沫鋁，其結(jié)構(gòu)均勻性達(dá)到美國DUOCEL泡沫鋁的同等水平。另外，在超塑性金屬材料的研究方面也已經(jīng)獲得了常溫下延伸率達(dá)160%左右的合金，超出設(shè)計(jì)指標(biāo)一倍多。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國科學(xué)院固體物理所韓福生研究小組。

意義：該成果為盡早提供滿足我國航天需求的功能材料邁出了關(guān)鍵一步。

高效無鹵阻燃高分子材料

項(xiàng)目簡介：該項(xiàng)目在黑龍江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、東北林業(yè)大學(xué)阻燃材料分子設(shè)計(jì)與制備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員,經(jīng)過3年的艱苦努力和不懈攻關(guān)，創(chuàng)新性地提出了適用于玻纖增強(qiáng)尼龍66的無鹵阻燃劑的分子設(shè)計(jì)，合成了金屬離子改性聚磷酸蜜胺鹽(M-MPP)新型高效無鹵阻燃劑。該阻燃劑具有針狀的晶型結(jié)構(gòu)，能明顯提高阻燃材料的力學(xué)性能,不僅阻燃效果好,而且利于切割。這一課題被列為黑龍江省“十五”科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目,課題所取得的創(chuàng)新性成果于2006年11月7日通過了由黑龍江省科技廳組織的專家鑒定。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：黑龍江省高分子化學(xué)與物理學(xué)科李斌教授。

鉻鐵合金生產(chǎn)陶瓷璃色料研發(fā)

技術(shù)簡介：該技術(shù)所采用的方案是將鉻鐵合金粗、細(xì)碎至1-100/μm，按需要單獨(dú)或與其它化合物如氧化鋅、氧化錳、氧化鈷、氧化銅等配料，入窯在900℃-1400℃下燒成，除去合金中碳分及其它非金屬雜質(zhì)，人工合成不同顏色的色料。

意義：該項(xiàng)技術(shù)打破了沿用氧化鉻和氧化鐵生產(chǎn)色料的慣用工藝，在生產(chǎn)技術(shù)上有新的突破。由于該技術(shù)是利用鉻鐵合金替代昂貴的氧化鈷和氧化鐵化工原料生產(chǎn)色料，不僅色料生產(chǎn)成本大幅度降低，而且不會(huì)造成六價(jià)鉻的污染，益于環(huán)保，其應(yīng)用前景十分看好。

PVC材料熱轉(zhuǎn)印技術(shù)研究與設(shè)備研制

技術(shù)簡介：該項(xiàng)目采用熱轉(zhuǎn)印機(jī)理，以PVC材料為基體，在自行研制的熱轉(zhuǎn)印設(shè)備上，通過對溫度、壓力、轉(zhuǎn)印速度的自動(dòng)控制，在加熱、加壓條件下，將覆膜圖案轉(zhuǎn)印至PVC基體上。其技術(shù)原理是采用高溫加壓覆膜技術(shù)，將帶有各種圖案，可以是各類木紋、大理石紋等的熱轉(zhuǎn)印膜通過加溫加壓粘覆在PVC材料表面，具有圖案逼真、壽命長等特點(diǎn)。因此通過該項(xiàng)技術(shù)，可以增加替代材料表面美感，提高對木材的替代率。

技術(shù)負(fù)責(zé)：中國新材料研究所。

意義：項(xiàng)目的研究成果應(yīng)用于裝飾、家具等建材領(lǐng)域。既滿足了人們追求自然美的需求，又緩解了天然材質(zhì)的短缺問題。

紫光轉(zhuǎn)換純綠光LED新型稀土發(fā)光材料

項(xiàng)目簡介：紫外激發(fā)的稀土銪激活硼鋁酸鹽綠色熒光粉，在國內(nèi)首次制備出紫外光激發(fā)的綠光LED；此外，還研制出紫外激發(fā)的三基色熒光粉；相關(guān)材料與器件擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲國家發(fā)明專利；課題組完成的“紫光轉(zhuǎn)換純綠光LED新型稀土發(fā)光材料”技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中科院與長春光機(jī)物理研究所。

意義：隨著發(fā)光二極管效率的迅速提高、成本的不斷下降以及藍(lán)色和綠色LED的突破，使LED成為當(dāng)今世界上三基色完備的發(fā)光體系，LED正在由顯示、指示器件向照明光源擴(kuò)展；專家預(yù)計(jì)LED將成為繼白熾燈、熒光燈之后的第三代照明光源，它將引發(fā)照明領(lǐng)域的一場革命。

聚變堆用產(chǎn)氚陶瓷微球制備與性能研究

項(xiàng)目簡介：從2004年至2006年年底，在繼承“863”高技術(shù)科研成果的基礎(chǔ)上，研究組開展ITER中的氚工藝前期研究工作。開展了氚增殖劑材料的制備探索研究、ITER中第一壁材料的調(diào)研、第一原理計(jì)算氦在材料中的擴(kuò)散行為、分子動(dòng)力學(xué)模擬材料中氦泡的演化行為研究，取得了創(chuàng)新性的研究成果。對ITER產(chǎn)氚回路中的氚提取技術(shù)開展了研究，研究了采用金屬氫化物純化、分離和貯存氚的技術(shù)。在激光聚變氘氚靶的研制中，高壓充氘氚工藝研究中的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)小型化技術(shù)、增壓技術(shù)和安全性等方面做出了成績，并圓滿地完成了多次高壓充氚任務(wù)，滿足了激光聚變研究的需要。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所副所長彭述明為代表的研究組。

意義：在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平

新型多孔陶瓷材料制備技術(shù)

項(xiàng)目簡介：利用加壓排水成型法制備一種新型多孔陶瓷，該多孔陶瓷可廣泛使用在汽車廢氣除污、污水凈化、工業(yè)廢氣凈化除污、精細(xì)過濾等。 其氣孔率可達(dá)90％以上，比重0.13～0.4g/cm3,熱膨脹系數(shù)系數(shù)0.6～1.2×10-6/℃，抗熱震性700～1000℃，最高使用溫度1400℃

該技術(shù)除了可用于汽車尾氣凈化處理外，還可用于煙道氣及催化燃燒除NOx的載體、柴油機(jī)煙塵粒子凈化器載體、臭氧抑制催化劑載體、有毒氣體和液體的凈化處理、工業(yè)廢水處理、廢氣處理、除臭處理裝置等。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院無機(jī)系。

意義：在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。

高溫超導(dǎo)技術(shù)研究

項(xiàng)目簡介：中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所科研人員經(jīng)過多年攻關(guān)，不斷優(yōu)化電子線路設(shè)計(jì)，研制出了具有國際先進(jìn)水平的實(shí)用化單分量高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)。它和現(xiàn)在采用的感應(yīng)線圈探頭相比，高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)的性能指標(biāo)在靈敏度、帶寬、測量精度與效率等方面具有明顯的優(yōu)越性。

據(jù)介紹，該成果可提高勘探深度達(dá)50％以上，使瞬變電磁法的勘探深度達(dá)1200米，有利于推動(dòng)瞬變電磁法的應(yīng)用與發(fā)展，從而為危機(jī)礦山、深部隱伏大礦的尋找、礦體的準(zhǔn)確定位提供高技術(shù)手段。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)：中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查研究所。

環(huán)保型塑料專用料研制

項(xiàng)目簡介：聚丙烯屬于一種產(chǎn)量大、力學(xué)性能、電絕緣性較為優(yōu)異的通用塑料，經(jīng)過改性的聚丙烯目前被廣泛用于汽車制造、建筑材料、電子電器部件等領(lǐng)域。但由于聚丙烯本身分子結(jié)構(gòu)和組成的原因，導(dǎo)致其具有易燃的特性，使其應(yīng)用受到極大限制。目前，完全能夠符合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)要求的聚丙烯材料還沒有，其主要原因是大多數(shù)研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)采用的是用以金屬氫氧化物系列阻燃劑或以聚磷酸銨為阻燃劑研制無鹵阻燃聚丙烯材料，前者金屬氫氧化物用量阻燃劑用量過大，嚴(yán)重影響阻燃聚丙烯材料的力學(xué)性能，而使其失去了實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值；而后者由于目前國內(nèi)生產(chǎn)的聚磷酸銨的熱穩(wěn)定性較差，影響到阻燃聚丙烯材料的生產(chǎn)和成型加工性。

日前，江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院副教授周健率領(lǐng)課題組成員和常州市改性塑料廠有限公司共同對聚丙烯材料進(jìn)行阻燃改性的開發(fā)研究，該研究課題被常州市立為2004年科技攻關(guān)項(xiàng)目。經(jīng)過兩年多的實(shí)驗(yàn)，課題組終于研制出了環(huán)保型電器元件塑料專用料。該材料具有阻燃效果好、燃燒時(shí)發(fā)煙量少，沒有有害的刺激性氣體產(chǎn)生、燃燒時(shí)沒有熔滴現(xiàn)象、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。經(jīng)過檢測，產(chǎn)品質(zhì)量符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)，該成果已申請了國家發(fā)明專利。

篇(7)

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；可持續(xù)發(fā)展；陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)

中圖分類號：J527 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）15-0173-02

1 陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)中的生態(tài)問題

陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)的過程從原料到成型再到施釉、彩繪、干燥、乃至燒成等多道工藝流程中，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)都對生態(tài)環(huán)境有著或大或小的影響，但這些環(huán)節(jié)又是制陶過程中及其重要不可跳過的環(huán)節(jié)，陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中的多種多樣的生產(chǎn)工序中，面臨著諸多的生態(tài)問題。首當(dāng)其沖的就是土地和植被的破壞，陶瓷原料的挖掘和開采甚至危及整個(gè)生態(tài)平衡的保持，加上原料在運(yùn)輸過程中及加工過程中都對陶瓷產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成了一定的威脅，另一方面，在原料的開采過程中形成的粉塵也會(huì)污染大氣。說到粉塵，在制陶過程中的打磨拋光液會(huì)造成粉塵的污染，陶瓷的原料的不合理的應(yīng)用及制陶人的水平差異會(huì)造成對資源的浪費(fèi)，至此過程中還需燃料和水源。燃料燒過之后變成污染大氣灰污染人們的居住環(huán)境，在施釉及洗球過程中還會(huì)對水資源造成污染，更重要的是污水直接排除將會(huì)污染更多地水源。在最后的處理過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢料，這些廢料的堆積如：生坯廢料、施釉廢品、素?zé)龔U品、燒成廢品及彩烤廢品等，這些廢料的堆積不僅會(huì)對土地進(jìn)行二次污染而且也造成了資源的浪費(fèi)。

2 解決陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)中生態(tài)問題的途徑

在陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)中徹底的兼顧生態(tài)效益的理念可以更進(jìn)一步的減少陶瓷產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中對生態(tài)環(huán)境的破壞及污染，把生態(tài)設(shè)計(jì)法則貫穿于陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)的始終，不斷提高生態(tài)效益，最終促進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。具體來說，就是從制陶的各個(gè)工序下手，從選材到回收產(chǎn)品的整個(gè)過程來規(guī)劃陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)與環(huán)境的關(guān)系，降低資源的使用頻率和浪費(fèi)，同時(shí)在生產(chǎn)過程中降低污染物的排出。陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)的生態(tài)設(shè)計(jì)法則包括避免浪費(fèi)精簡節(jié)約、節(jié)能減排的工藝設(shè)計(jì)、延長已有陶瓷的壽命、陶瓷回收并再利用的工藝設(shè)計(jì)。這些方法可以在最大程度上調(diào)解陶瓷藝術(shù)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境效益的沖突。

2.1 避免浪費(fèi)，精簡節(jié)約

這一生態(tài)設(shè)計(jì)法則主要針對制陶在選材上這一工序。選材盡量選擇最少的原材料發(fā)揮其最大的功用。在陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)中分為不同種類的陶瓷，主要有日用陶瓷、藝術(shù)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷等，陶瓷的分類不同選用的原材料的特性也就不同。陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)的原材料主要有泥料、釉料、彩料等，根據(jù)原材料的不同的特性來做不同類型的陶瓷，做到選擇準(zhǔn)確，避免浪費(fèi)。讓各種材料各盡其能，各自發(fā)揮發(fā)自的特性與本質(zhì)。比如日用陶瓷和建筑衛(wèi)生陶瓷是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钣么桑涔δ軐?shí)用性重于藝術(shù)審美性，所以日用陶瓷應(yīng)該選擇耐高溫的泥料和釉彩，用這種材料燒成的成品具有一定的耐酸、堿、鹽及大氣中碳酸氣侵蝕的能力和無鉛中毒的危害，具有良好的安全性。同時(shí)，藝術(shù)陶瓷注重的是欣賞的藝術(shù)性，因此在燒制及選材的過程中不用想日用陶瓷那樣的細(xì)致化，這樣不僅減少了原料的節(jié)省，同時(shí)也降低了在燒制過程中產(chǎn)生的污染。這樣一來既避免了原材料的浪費(fèi)，又減少了生態(tài)環(huán)境的污染，更讓原材料的作用發(fā)揮到極致。生態(tài)設(shè)計(jì)法則就從源頭開始貫穿，從而保證了之后工序的生態(tài)保障。

2.2 節(jié)能減排的工藝設(shè)計(jì)

節(jié)能減排的工藝設(shè)計(jì)從字面上就可看出主要體現(xiàn)在燒制、施釉等工序中。首先通過技術(shù)的提高來減少能源的消耗和廢氣的排出，提高資源的有效利用率。在此過程中主要可采取以下手段來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果：選擇節(jié)能型陶瓷窯爐，輕質(zhì)的窯爐保溫耐火材料及新型涂料可以降低能耗；采用高速燒嘴，用富氧燃燒技術(shù)、微波燒結(jié)技術(shù)、自控?zé)杉夹g(shù)等對節(jié)能降耗也有很大影響；采用清潔的氣體、液體燃料等方式。其次，節(jié)能減排不單單體現(xiàn)在燒制過程中，還體現(xiàn)在對原材料的選擇上，對制陶的原料進(jìn)行革新，也可以減少對土地和植被的危害。從別的“地方”索取原材料而不是抗挖掘地下資源，當(dāng)然，別的“地方”并不是具體的那個(gè)地方，而應(yīng)該是通過提高技術(shù)，加快對陶瓷原材料的研發(fā)，可以使危及化危為安。比如利用鋼鐵工業(yè)廢渣、磷礦渣、鉻鹽廢渣、粉煤灰、硅灰、稀土廢渣、螢石礦渣等工業(yè)廢棄物，技能減少工業(yè)廢棄物對環(huán)境的污染也能提高制陶過程中的生態(tài)效益。

2.3 延長已有陶瓷的壽命

根據(jù)生態(tài)設(shè)計(jì)法則的貫穿原則，陶瓷產(chǎn)品的循環(huán)使用也是一種環(huán)保的舉措。陶瓷壽命的長短關(guān)乎陶瓷更新?lián)Q代的周期，通過延長產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期來減少陶瓷產(chǎn)品加工的數(shù)量，從而減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞。陶瓷無論從其物理特征還是化學(xué)特征來看，都是一種比較不易保存的物件，如何延長陶瓷的壽命，必須從陶瓷的制作工序入手。在制作工序中不能忽略產(chǎn)品的質(zhì)量問題，選擇較好的原材料是提高陶瓷產(chǎn)品物理特征的本質(zhì)要求，因此研發(fā)高性能的，較穩(wěn)定的原材料也是迫不及待的。另一方面，在陶瓷的藝術(shù)欣賞水平上。陶瓷設(shè)計(jì)專家也要有較高的設(shè)計(jì)能力和藝術(shù)修養(yǎng)，好的陶瓷設(shè)計(jì)品不僅僅是具備功能，還要造型優(yōu)美、色彩宜人、具有藝術(shù)價(jià)值和文化內(nèi)涵使生產(chǎn)出來的陶瓷產(chǎn)品能較長的存在時(shí)尚潮流中而不被潮流所淹沒。除此之外，加強(qiáng)陶瓷的歷史文化價(jià)值和內(nèi)涵，大大滿足人們對陶瓷的心里需求，這樣才能更好地減少消費(fèi)者更換陶瓷產(chǎn)品的頻率，避免造成資源的浪費(fèi)，減少生態(tài)環(huán)境的重負(fù)，促進(jìn)陶瓷設(shè)計(jì)藝術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

2.4 陶瓷及廢棄品回收并再利用的工藝設(shè)計(jì)

回收再利用的環(huán)節(jié)包括兩個(gè)方面，一是對陶瓷成品的回收，由于陶瓷成品已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在人的需求，可以經(jīng)過回收在改造，使之變成有用的產(chǎn)品；二是對陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的廢棄物進(jìn)行回收在利用，減少浪費(fèi)。通過促進(jìn)已有的陶瓷的回收和陶瓷生產(chǎn)過程中的廢棄物的回收再利用，減少環(huán)境的負(fù)荷。在陶瓷生產(chǎn)過程中的廢棄物主要有生坯廢料、施釉廢品、素?zé)龔U品、燒成廢品及彩烤廢品等，利用這些廢料可以生產(chǎn)陶瓷磚、多孔磚、陶粒、水泥、固體混凝土材料等，對這次廢棄物的回收再利用可大大減少對能源資源的消耗。另一方面還可以通過對已有廢棄陶瓷的回收再生產(chǎn)更大程度的減緩環(huán)境問題和資源浪費(fèi)問題，由于這些被淘汰的藝術(shù)品并沒有套大的外貌問題，只是在欣賞水平上與現(xiàn)代的人們的欣賞水平不相符，因此，可以通過產(chǎn)品的再設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)物品的價(jià)值。

陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)過程的明細(xì)化也會(huì)在很大程度上降低對能源資源的浪費(fèi)。堅(jiān)持把生態(tài)設(shè)計(jì)法則貫穿到陶瓷藝術(shù)設(shè)計(jì)始終，從陶瓷產(chǎn)品的原材料的開發(fā)到陶瓷產(chǎn)品的退役，始終采用最環(huán)保的方式，來達(dá)到最高的生態(tài)效果。這樣的生態(tài)設(shè)計(jì)法則會(huì)在很大程度上促進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)的有效性發(fā)展和可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 冼志勇，劉樹，曾令可.陶瓷行業(yè)應(yīng)對節(jié)能減排的措施[J].佛山陶瓷，2009，（10）.

[2] 何人可.工業(yè)設(shè)計(jì)史[M]北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.