序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇陶瓷廢氣處理方法范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

【關鍵詞】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用

由于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐的結構都很龐大，價格昂貴，現在國內中小型企業大部分都采用直燃式焚燒爐，因此對直燃式焚燒爐的節能改造具有重大意義，特別是對于立式上膠機所采用的直燃式焚燒爐的節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，結構也都很龐大，不適合于直燃式焚燒爐的節能改造。而自由式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷都是平行布置，結構可大可小。因此自由式RTO特別適合于直燃式焚燒爐的節能改造。

直燃式焚燒爐的節能改造一個方面是設備改造，一個方面是工藝調整。

（一） 直燃式焚燒爐的設備改造

1. 上膠機廢氣量的準確計算是關鍵

通過對上膠機廢氣量的準確計算，確定焚燒爐爐膛的體積和各臺風機的風速與流量，是改造的第一要點。

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，根據對上膠機廢氣量的準確計算，確定爐膛的體積，并在爐膛中根據廢氣流量平行布置蜂窩陶瓷。調整各臺風機的風速與流量。經由采用自由式RTO改造了的直燃式焚燒爐，由于其廢氣經過廢氣管二次預熱，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。因此經過改造的一拖二（一臺焚燒爐拖二臺立式上膠機）的直燃式焚燒爐，可以做到一個月或更加長時間的連續生產，都只燃燒廢氣，不需要啟動燃燒機（燃燒機可以拉出到爐外），焚燒爐一直是零耗油，即使當前最昂貴的單塔式焚燒爐也達不到這樣的效果，實際這時這臺經過改造的直燃式焚燒爐已經變為自由式RTO焚燒爐。

3. 改造費用

根據筆者多年工作經驗，當前國內許多覆銅板企業的直燃式焚燒爐的爐體，風機等配置都是過量的，將一臺焚燒爐對一臺立式上膠機，改造為一臺焚燒爐對二臺立式上膠機，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，因此改造費用非常低。

4. 蜂窩陶瓷粘堵

經過改造的直燃式焚燒爐，由于它的廢氣經過二次預熱，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，生產過程安全性比單塔式、雙塔式焚燒爐都要高。當膠液中填料量比較大時，總有一些填料會殘留在蜂窩陶瓷上，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. 焚燒爐維修保養費用

由于經過改造的直燃式焚燒爐的蜂窩陶瓷是平行擺放，人可以自由進出其通道，維修過程非常簡單，維修保養費用比單塔式、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整

焚燒爐的節能，除了焚燒爐必須是蓄熱式，焚燒爐的結構與上膠機必須匹配之外，生產過程焚燒爐的工藝調整也起相當重要作用。只有工藝條件合適，才能達到明顯降低燃料消耗的目的，因此焚燒爐節能的工藝調整也非常重要。焚燒爐的工藝調整包括上膠機的生產速度的調整、爐膛溫度的調整、各臺風機工作狀態的調整，爐膛壓力的調整等等。

1. 上膠機的生產速度的調整

由于蓄熱式RTO的蜂窩陶瓷必須先蓄上一定熱量以后，才能發揮RTO焚燒爐節能效果。因此，上膠機必須有一定的生產速度，保證起碼的廢氣供應量，才能達到燃料很少消耗或零消耗目的。從多次試驗結果看，上膠機的生產速度的提高，對于燃燒機的燃料消耗減少，有一個突躍性效果。當上膠機的生產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。

在生產速度達到突躍點之前，蜂窩陶瓷可以被加入到炙熱狀態，能夠將廢氣點燃，這時焚燒爐燃燒機進入“熄火狀態”。但由于廢氣量不能夠維持穩定量供給，排風機連續帶走爐膛熱量，使蜂窩陶瓷溫度明顯降低，不能將廢氣點燃，這時燃燒機就必須重新點火燃燒。這時燃燒機可以是“小火燃燒”，如果廢氣量沒有達到可以維持只燃燒廢氣狀態，但其量還是會接近突躍點，這時燃燒機將是“熄火――小火”轉換，焚燒爐還處于油耗比較低狀態。生產速度越接近突躍點，燃燒機“熄火”時間就越長，油耗就越少。

如果上膠機生產速度比較低，產生的廢氣雖然可以達到使燃燒機進入“熄火狀態”，但由于其量比較少，爐膛溫度下降比較快，燃燒機很快由“熄火狀態”轉變到“小火燃燒”，并很快轉變到“大火燃燒”。生產速度越慢，產生的廢氣量越少，燃燒機大火燃燒時間就越長，焚燒爐油耗就越高。

2003-2004年，筆者在對一臺臥式上膠機進行FVO產品生產試驗，在提高生產速度試驗時，發現隨著生產速度的提高，雖然油耗會逐步減少，當生產速度達到22m/min時，焚燒爐的燃燒機突然停止噴油燃燒，但這時焚燒爐的爐膛仍是通紅，即廢氣產生“自燃”維持焚燒爐正常運轉，并且在該條件下，焚燒爐維持了連續一個星期的“自燃”狀態，這是我們第一次獲得連續生產零油耗，當時都很激動。我們發現，焚燒爐的燃燒機從噴油燃燒到不需要燃燒機點火燃燒，完全由廢氣連續“自燃”維持焚燒爐運轉，上膠機的生產速度有一個突變點。在這個突變點以前，焚燒爐需要燃燒機點火燃燒，到這個突變點以后，燃燒機就進入完全不燃燒狀態，當時我們完全沒有這方面經驗。

后來筆者在對用于立式上膠機的改造過程，也出現相同情況。當二臺立式上膠機的生產速度都達到12m/min以上時（采用一臺焚燒爐對二臺立式上膠機），焚燒爐的燃燒機就進入不燃燒狀態，完全靠廢氣“自燃”維持焚燒爐正常運轉。當上膠機的生產速度低于12m/min時，那怕只低零點幾米，焚燒爐的燃燒機就需要點火燃燒才能維持焚燒爐正常運轉，并且每小時需要燃燒10-15kg/h柴油。雖然上膠機降低生產速度減少了有機溶劑揮發量，但它與燃燒機柴油消耗突躍增加，是不成比例的。

因此，上膠機生產速度提高對于焚燒爐節能，或進入“自燃”是非常重要的，在接近臨界條件時，只適當提高上膠機的生產速度，就可以達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生產速度提高時都能夠達到“自燃”狀態。首先焚燒爐的爐膛結構必須比較合理，并接近最理想狀態；第二是爐膛中蜂窩陶瓷或其他相應的耐火磚的布局比較合理并接近最理想狀態。只有在這兩個條件都完備以后，上膠機生產速度提高時，焚燒爐的燃燒機才能夠達到“自燃”狀態。

2. 爐膛溫度的調整

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

3. 廢氣溫度的調整

對于改造后的直燃式焚燒爐，提高廢氣的溫度，可以使有機廢氣更加容易達到“自燃”狀態，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. 各臺風機工作狀態調整，爐膛壓力調整

風機工作狀態的調整，特別是廢氣風機的風速風量的調整，保證上膠機的有機廢氣完全送入焚燒爐，同時保證上膠機烘箱廢氣濃度在安全范圍，這對于上膠生產的安全性是很重要的。爐膛壓力的調整，使爐膛處于微負壓狀態，對焚燒爐安全生產和燃燒機的保護都有重要作用。當焚燒爐燃燒機處于熄火狀態時，爐膛處于微負壓狀態可以避免燃燒機因為“回火”（爐膛火焰壓向燃燒機）而使燃燒機線圈被燒毀。爐膛處于微負壓狀態與廢氣風機與引風機的風速很有關系，可以通過風機的頻率來調節。

5. 及時清理焚燒爐管路與上膠機與焚燒爐之間的管路

由于有機廢氣中包含許多的低分子物，焚燒爐廢氣通道很容易出現粘堵。筆者在清理一臺多年沒有清理的焚燒爐廢氣管路時，有機廢氣中的低分子物凝結成為塊狀，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，焚燒爐隨時都有爆炸的危險。焚燒爐的廢氣通道也出現如圖9的堵塞。焚燒爐的廢氣通路的及時清理，非常重要，它是焚燒爐節能的需要，也是焚燒爐安全生產的需要。

如果焚燒爐在生產過程長期沒有清理，或爐膛溫度偏低，都容易出現管路粘堵情況。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，陶瓷環的規格多種多樣，因使用者要求不同而不同。這些陶瓷環是無序堆放的，它們必須有一個支撐，通常用鋼網支撐，這些瓷環，蜂窩陶瓷很容易產生粘堵，必須經常進行清理（見圖10）。

四、蓄熱材料的選用

（一） 蜂窩陶瓷的結構

由于陶瓷類物質具有耐高溫及與放熱效果都好等優點，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。

當前，用的比較多的蜂窩陶瓷多孔磚的規格是： 150×150×150、150×150×300（mm），孔數：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構，這種結構大大降低了氣孔流經的阻力。 使用時把它堆放起來，讓前后每塊磚的孔對齊就可以，相當方便。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， 蜂窩陶瓷磚的結構示意圖見圖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，在這里的蜂窩陶瓷最容易出現粘堵。為了解決這個問題，人們一直在不停的探索，包括在蜂窩陶瓷的低溫區應用大孔徑蜂窩陶瓷，或將它們做成片式，在它上面壓有許多溝槽，當把它一塊一塊組合在一起時，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點，又比蜂窩式陶瓷多孔磚好清理。但“餅干式”陶瓷磚的孔數太少，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，并且沒有達到有機廢氣自燃點，有機廢氣也能夠著火燃燒，進一步提高焚燒爐節能效果，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生產中，溴及其他某些化學物質會使催化劑“中毒”，使其失去作用，因此，使用時要慎重。

（二） 蜂窩陶瓷的材質

熱膨脹系數是選用蜂窩陶瓷的一個重要參數，通常選用熱膨脹系數小的陶瓷材料，它是防止蜂窩陶瓷碎裂的一個重要參數。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用

含酚廢水處理一直是酚醛樹脂工業的老、大、難的問題。我們曾經試用過“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，或產生二次污染的問題。后來我們從日本引進了一臺廢水焚燒爐，將含酚廢水霧化噴入到該爐中焚燒，將有機物燒掉，但耗油量相當大，在能源短缺的時代，也不是一個好方法。后來國內許多酚醛樹脂廠，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，碰到的第一個問題仍是含酚廢水很容易堵塞噴嘴，采用過濾網也不能杜絕這個問題，因為隨著低分子樹脂進一步反應，還有沉淀產生，還是會產生黏堵，因此直接噴入法不合適，很難連續下去；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，并且也很難連續生產。

筆者在研究自由式RTO焚燒爐時，也一直在研究含酚廢水的處理問題。 因為RTO爐子溫度高達850-950℃， 足以將含酚廢水中的有機物徹底氧化分解。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：簡述建筑陶瓷工業窯爐煙氣特性，介紹目前該行業主要使用的工藝，并提出采用半干法脫硫除塵工藝。對該工藝進行分析，提出難點及解決辦法，降低陶瓷行業工業窯爐排放廢氣濃度，提高行業的清潔生產水平。

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 文獻標識碼： A 文章編號：

一、項目介紹

陶瓷工業窯爐主要采用輥道窯進行生產，排出的廢氣在目前的行業中大部分均采用濕式脫硫除塵塔系統，這樣的結果是SO2的排放濃度雖然達標，但粉塵排放濃度很難到新的陶瓷工業排放標準（《陶瓷工業污染物排放標準》（GB25464-2010)），而且采用濕法煙氣脫硫，將產生大量的脫硫廢水，而且污水處理系統所需的占地面積進一步擴大；廢水量的增加，占地面積的進一步需求，使得產品生產過程中需要的能耗也進一步提供，為了進一步提高企業競爭力，根據陶瓷工業行業新的排放要求及進一步提高清潔生產，節能降耗，我公司在原有半干法脫硫系統的基礎上開發了半干法窯爐脫硫除塵系統。

半干法煙氣脫硫除塵系統在中國自從八十年代引進后，主要用于鍋爐廢氣治理項目。在國內脫硫市場上，已有商業運行業績的半干法主要是噴霧半干法、爐內噴鈣后煙氣增濕活化法、灰外循環增濕半干法、煙道流化床脫硫法等4種(1)。結合陶瓷工業窯爐的煙氣特點，我們采用噴霧半干法處理工藝。

二、技術前期分析

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，主要工藝為：采用NaOH溶液噴霧干燥，NaOH溶液濃度通過計量泵及SO2濃度變化進行調整，達到最適合溶液濃度，煙氣離開脫硫塔進入除塵器煙溫控制在露點溫度以上，除塵器采用布袋除塵器，方便煙氣發生二次脫硫效應，進一步提高脫硫效率。

務莊玻璃燈飾廠，玻璃廠排放溫度較高，達到200多度，相對SO2濃度也較低，對進行噴霧干燥正常運行提供了良好的條件，于2008年1月份投入運行，目前正常使用。

2010年，在玻璃廠多套設備正常運行的情況下，將半干法脫硫除塵系統投入于鍋爐煙氣處理項目，鍋爐煙氣具有相對較低的溫度，正常煙氣排放經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，為進一步驗證用于陶瓷廠輥道窯煙氣處理系統提供條件。

有望灰沙磚廠半干法煙氣脫硫除塵系統于2010年中旬投入運行，處理煙氣為6噸鍋爐煙氣，設計風量30000m3/h，SO2排放濃度要求為500m3/m3，粉塵排放要求為100mg/m3，目前運行良好。

務莊燈飾廠有望灰砂磚廠

我公司在陶瓷行業廢氣治理具有十多年經驗，總結出窯爐煙氣具有以下特性，由于生產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生的濕氣也隨著廢氣排放，形成了陶瓷工業窯爐產生的廢氣具有低溫，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測數據（監測設備：嶗應3012H型）：

表格一：廣州錦盈建材有限公司花都廠：

表格二：廣東家美陶瓷清遠基地二分廠：

由表中相關數據，陶瓷工業窯爐的低溫特性導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導煙氣露點較低，而且在一定吸收效率下，需要更大分量的堿來進行吸收，這與之前的條件產生矛盾，而半干法運行則需要較高溫度，脫硫效率相對較低，需要較低的SO2濃度。

1、窯爐煙氣露點分析

這樣露點溫度成為了比較關鍵的一個問題，而酸性氣體的露點溫度與酸的濃度具有很大關系，煙氣中的SO2，HCl，H2O和SO3被認為是可能影響煙氣露點溫度的幾個因素。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濃度與露點溫度的關系進行試驗研究，在一個相當大的濃度范圍不超過1K，所以其對煙氣露點溫度的影響較小。同樣人們對HCl與露點溫度的關系也進行研究，結果表明其對煙氣露點溫度提高的作用也小于SO2的影響，也可忽略不計。所以事實上真正影響煙氣露點溫度的是煙氣中的H2O和SO3的含量。（2），關于煙氣露點的計算已有很多專家學者進行研究，形成一系列的計算方法，這里只列出一些具有代表性的估算公式（2）：

（1）前蘇聯1973年標準

1973年前蘇聯出版的《鍋爐機組熱力計算標準方法》中給出了煙氣酸露點計算公式：

（5）

式中：t煙氣酸露點溫度，℃；t1煙氣水露點溫度，℃；β與爐膛出口過量空氣系數有關的常數；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）馮俊凱計算公式

清華大學馮俊凱教授提出的煙氣露點計算公式為：

（3）日本電力研究所估算公式

根據煙氣中的SO3和燃料水分含量計算露點溫度。

t=20lgV+a （7）

式中：V煙氣中的SO3體積分數（%）；a水分常數。

2、煙氣噴霧蒸干計算

核算出煙氣的露點溫度后，以此為基點，計算煙氣在此溫度條件下所能蒸干的水量，以下是有關噴霧冷卻蒸干計算內容：（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，前者用于高溫煙氣的出爐煙道。

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，增加了煙氣結露的可能性。

噴霧冷卻的操作形式分為干式運行和濕式運行兩種：前者噴入水完全蒸發，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，維護嚴格；通常用于干式除塵之前，其出口溫度應高于150℃。后者噴入水不完全蒸發，產出部分泥漿。

噴霧冷卻噴水量計算：

a．干式運行

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，℃

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

由此，計算出所需的噴水量，根據廠方煙氣的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的關鍵部分主要是前期的噴霧干燥系統，噴霧干燥系統能否良好運行，關乎著整個系統的穩定運行，在此條件下，我們根據相關工況條件，選擇雙流體噴頭，提高堿液的霧化效果，同時與噴頭供應商積極合作開發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，保證系統的良好運行。

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。從經濟角度考慮，根據相關資料對濾料的分析，對一些常用濾料做出比較：

滌綸： 學名聚酯（Polyester PE），過濾性能：可在干燥條件下經受135℃的操作溫度；連續在135℃以上工作會變硬、褪色、發脆，短時高溫亦會使其強度變弱。抗水解性差，不適于高堿，高濕氣的工況條件下（5%以上水汽，100℃以上高溫）使用；

普抗：學名聚苯硫醚 Polyphenylene sulfide PPS，過濾性能：可在190℃的溫度下連續使用，瞬時200℃（每年累計400小時以下）；在160℃的熱壓釜中能保持90%以上的強度。耐化學性非常好，抗硫抗酸效果很好，缺點是抗氧化性較差，要求O2含量達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℃，化學反應成雙倍增加；

玻璃纖維：耐高溫，尺寸穩定性好拉伸斷裂強度高，玻璃纖維在耐化學侵蝕方面，除了氫氟酸、高溫強堿外，對其他介質度很穩定，缺點是耐折型較差，同時水汽對玻璃纖維濾料有一定的影響……。

以下是來自比達福環境技術（無錫）有限公司對于常規濾料的一些比較：

通過對幾種濾料的分析，結合煙氣的工況條件，幾乎每種常規濾料基本上很難達到使用要求，濾料的選擇困擾了我們很長一段時間，為了更好的適應這種工況，我們選擇了幾家較具實力的濾料生產廠方，經過一系列的討論，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，較低經濟成本的復合針刺氈濾料。

三、工藝總結

主要工藝圍繞煙氣的溫度及SO2濃度調整噴水量及調整NaOH溶液的濃度。煙氣首先進入脫硫塔底部，與塔內噴淋液混合，堿液通過雙流體噴頭霧化，被煙氣蒸干的同時吸收煙氣中的SO2，吸收液形成顆粒物，隨煙氣進入布袋除塵器，在濾料的表層形成過濾層的同時，進一步脫除SO2，經處理的煙氣達標排放，以下為工藝流程簡圖：

工藝流程圖

四、使用情況分析及總結

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

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

工藝缺點：由于目前很多陶瓷生產企業為了進一步利用余熱，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。

從整個陶瓷行業來說，該工藝具有一定的先進性，能夠很好的達到目前越來越嚴格的大氣污染排放標準，而且由于半干法的特性，使得陶瓷工業脫硫除塵行業節約了水量，減少了污水處理所需的占地面積，對整個行業的清潔生產具有重要意義。當然，整體的工藝還需在實際運行過程中進行進一步的改進。

參考文獻：

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理的探討 環境工程 2005 49-52

篇(3)

[關鍵詞]熱處理爐；燃燒系統；燒嘴；故障診斷

中圖分類號：TG155.1 文獻標識碼：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行熱處理工序的核心設備，掌握熱處理爐燒嘴燃燒系統的構成特征，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有重要意義。燒嘴的維護需要簡單易操作的方法，以便能夠及時發現問題并加以處理。通過多年來對熱處理爐的使用和維護經驗，我們總結出了輻射管式熱處理爐燒嘴常見的故障和維護方法。

一、熱處理爐及燒嘴燃燒系統簡介

熱處理爐是對金屬工件進行各種金屬熱處理的工業爐的統稱。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，但要求較嚴格地控制爐溫和爐內氣氛等。熱處理爐大多使用氣體燃料加熱，為了準確控制爐溫，有的熱處理爐用電加熱。現代的熱處理（特別是化學熱處理）工藝日趨復雜，熱處理爐的形式也很多。對于連續的熱處理流程，須配備合適的連續熱處理爐；對于周期工作的熱處理工藝，要采用強制循環的控制氣氛以及使爐子的操作機械化和自動化。

輻射管式熱處理爐采用自身預熱式燒嘴和輻射管加熱，利用廢氣將助燃空氣預熱，以提高熱效率。燒嘴和爐內輻射管分開，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控制方式，根據各區域設定的不同溫度所需要的熱量，控制燒嘴燃燒和關閉時間。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系統中的PD軟件控制器來控制溫度。溫度區熱電偶的實際數值通過線性化的傳感器傳給PLC。PD控制器的輸出傳給PLC的燒嘴脈沖式循環控制。燒嘴點燃后通過點火電極監測火焰，將燃燒情況通過燒嘴控制器界面反饋，以便維護人員及時處理出現的問題。燒嘴機構主要包括殼體、換熱器、耐熱層、燃氣管、點火電極、陶瓷燃燒室、燒嘴殼體內管、火焰觀測口，以及相應煤氣、空氣及廢氣管路。

二、熱處理爐燒嘴燃燒系統常見故障

在燒嘴機構中尤以換熱器、燃氣管、點火電極、燃燒室等部件在日常生產使用中容易損壞，需要定期進行檢查和更換 。按照能否點燃并燃燒，熱處理爐燒嘴有兩大類故障形式，主要表現為燒嘴能正常點燃并維持燃燒，但燃燒狀況較差；燒嘴不能正常點燃并維持燃燒，燒嘴處于熄滅狀態。

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

原因分析：燃燒系統空、煤氣比例不合適，具體由空氣閥、煤氣閥開啟度調節不合適，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，并調節到合適比例；檢查閥體是否泄漏，清理并更換泄漏閥體。

（2）燒嘴不能正常點燃并維持燃燒，燒嘴處于熄滅狀態，又分為兩種情況。

1）燒嘴能點火但不燃燒或燃燒不能持續：點火電極放電尖端變形造成短路，不能點燃燒嘴；空氣或煤氣電磁閥故障，不能正常開啟；陶瓷燃燒室、燃氣管、換熱器或陶瓷內管損壞，造成火焰氣流堵塞，無法持續燃燒；火焰檢測系統故障，檢測電路松動或檢測元件失效；燃燒系統空、煤氣比例不合適，有時復位出現爆鳴現象。

處理方法：檢查并校正點火電極位置；檢查空氣、煤氣電磁閥故障（一般為電磁線圈損壞），并更換相應部件；檢查并更換陶瓷燃燒室、燃氣管、換熱器或陶瓷內管中損壞部件；檢查火焰檢測系統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，并調節到合適比例。

2）燒嘴不點火：點火電極斷路或放電尖端結瘤；點火變壓器模塊失效；燒嘴控制器或繼電器出現故障；通訊故障。

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

三、熱處理爐燒嘴故障快速診斷與處理流程

現場燒嘴故障快速診斷與處理操作流程見圖1。

（1）調試一：1）檢查煤氣及空氣電磁閥是否動作；2）檢查點火電極點火是否正常；3）調節空氣、燃氣配比；4）檢查控制器、繼電器等電氣元件是否完好；5）打開燒嘴檢查內部配件是否完好。

（2）調試二：1）調節空氣、燃氣配比；2）檢查點火電極是否積炭、接地等；3）檢查空氣及煤氣閥是否泄漏、阻塞；4）打開燒嘴檢查內部配件是否完好口。

整個調試過程中各步依次累加進行，單步結束后作點火試驗，不成功則進行下一項操作，直至燒嘴調試正常為止。另外，在燒嘴現場維護過程別要注意避免燒嘴“爆燃”現象，以免對人身造成危害。“爆燃”現象基本都是發生在爐子回火作業中燒嘴復位時，主要是因為該溫度下燃氣溫度較低（相對正火作業而言），故障燒嘴幾次點火不成功，空氣、煤氣不斷在燒嘴內積累，當達到一定程度再點火時就會發生“爆燃”。因此在燒嘴檢修維護過程中，為了避免發生此現象，點火試驗不成功后，必須關閉煤氣閥，進行空氣吹掃后才能繼續進行點火試驗。

結束語

綜上所述，熱處理車間通過使用現場燒嘴故障快速診斷與處理方法，效果良好。通過對燃燒系統的檢修及維護，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能力，縮減了維護成本及人工費用支出，為企業創造了較大的經濟效益。

參考文獻

[1] 韓立新.寬厚板熱處理生產線[J].熱處理，2003（4）.

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關鍵詞：環保除塵方法；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，直接對大氣環境造成嚴重污染。粉塵大多數都在10μm以下，能夠懸浮在大氣中，嚴重影響空氣環境質量。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重危害。因此，需要有效治理燃煤鍋爐產生的粉塵，從而提高環境質量。我們目前常用的環保除塵設備有電除塵和陶瓷過濾除塵，這兩種除塵設備的應用不會產生二次污染，對我國的工業發展起到非常重要的作用。

1.環保除塵設備應用現狀

除塵器是在燃煤鍋爐、冶金、化工以及環境保護等行業中廣泛采用的一類氣-固分離機械的總稱。特別是在對高溫氣體中固態粒子的脫除、回收中起著關鍵的作用。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，隨著人們環保意識的逐漸提高和科學技術的不斷發展，對高效除塵的需求也不斷提高，開發新的高效除塵設備已成為當務之急。

目前應用在燃煤鍋爐除塵的主要方法有以下三種：

1.1.高性能機械除塵器

旋風除塵器是高性能機械除塵器的代表，分單級和多級旋風除塵器。它是利用離心力作用將塵粒從高溫氣流中分離捕集下來，及時去除。旋風除塵器運行成本相對較低，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。系統工況運行不穩定，不能處理粘性大的氣體。若粒子載荷在低于0.01%-0.02%時，切線速度必須達到21-27m/s時，才能有效清除塵粒，這遠遠不能滿足凈化后的高溫煙氣煙塵濃度的規定要求。因此，一般旋風除塵器只能作為預除塵設備，使從氣化爐出來的高溫煙氣含塵濃度降低到0.5%以下，再進行二次除塵。

1.2.聲波團聚除塵器

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

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生的靜電使煙氣發生電離，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以下的細微塵粒，適用于高溫高壓下的除塵。實踐證明，處理的高溫煙氣量越大，使用靜電除塵器的投資和運行費用越經濟，能夠滿足環境保護的達標要求。

2.環保除塵方法研究

環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行塵粒捕集分離。即當氣流攜帶的粉塵接近捕集物時，會產生短程慣性碰撞和攔截，擴散后對粉塵起到攔截作用，能夠將粉塵從氣流中分離出來，達到捕集分離的目的。假設粉塵顆粒直徑在1μm或以上，這些顆粒的慣性碰撞占有主導地位，對于小于1μm以下的顆粒，可以按照擴散的原理進行捕集的處理，能夠達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，配以結合劑等，經過處理以后，用1000℃以上高溫進行燒結而制成的陶瓷過濾材料。目前研究廣泛的陶瓷過濾器，內部結構中分布了很多的開口氣孔，孔徑均勻，孔隙率高，結構的過濾阻力小，滲透性好，耐高溫，耐腐蝕性強，使用壽命長，產生二次污染較少，對煙塵的過濾效果好，提高了高溫煤氣的凈化效果，是一種應用前景廣闊的環保除塵方法。

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，由于陰極發生電暈放電，氣體被電離。此時，帶負電的氣體離子，在電場作用下，向陽極運動，在運動中與粉塵顆粒相碰撞，使塵粒荷以負電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，也向陽極運動，到達陽極后，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，跟旋風除塵器、顆粒層除塵器等相比，它能夠將電的作用力施加在煙氣的塵粒上，把塵粒從煙氣中分離出來。同時具有很多特點：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，運行費用低等。由于靜電除塵技術在環保除塵方面具有明顯的優勢，是目前普遍采用的一種高效可靠的除塵技術。

3.結束語

隨著工業生產的發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重影響了人們的日常生活，制約著生態環境的建設。通過本文對環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，改善大氣環境，從而減輕污染對人們身心健康帶來的威脅，對環境保護起到了至關重要的作用，具有指導性意義。

參考文獻：

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

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關鍵詞：廢渣；廢水；高分子解膠劑；漿料流動性

1 前言

在強調綠色環保、清潔生產的今天，政府對陶瓷行業生產中的各種廢棄物的處理要求日益嚴格。各陶瓷企業積極響應政府的環保要求，減少廢物排放，減少環境污染。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%以上的陶瓷生產廢渣，并且全部使用循環廢水，對漿料的解膠提出了很高的要求。未使用廢渣及循環廢水時，坯體漿料水分33%～34%，漿料流動性35～55s。使用廢渣及循環廢水后，如果保持原來漿料水分，則流動性達80s以上，有時甚至沒有流動性。漿料加工很不穩定，生產無法正常進行。如果漿料要達到原來的流動性，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。并且噴霧塔造粒時能耗大，粉料顆粒度很不穩定，影響后續工序的正常生產。為了解決漿料流動性及穩定性的問題，本文通過對廢渣和循環廢水的特性以及使用廢渣和循環廢水后的坯體漿料流動性變化機理進行研究，找出坯體漿料流動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及篩網等生產設備的漿料、釉面磚產品磨邊的磨削物、拋光磚磨邊及拋光過程中的磨削物（簡稱拋光廢渣）等經過壓濾機處理后的壓濾泥餅，其中拋光廢渣對泥漿的流動性影響最大。拋光廢渣有兩部分組成，一部分是拋光磚的磨削物，對泥漿的流動性影響不大；另一部分是拋光磨頭損耗物，對泥漿的流動性影響很大。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。在生產過程中，部分氯鎂氧水泥溶于水會析出Cl—離子和Mg2+離子，嚴重影響泥漿的流動性。

2.2 廢水

廢水主要由以下幾部分組成：雨水、釉面磚產品的磨邊廢水、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）清洗球磨機水及煤氣站處理水等。

雨水對泥漿的流動性影響不大。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，其中的發色金屬離子都是二價和三價離子，對泥漿的流動性有很大影響。

煤氣站的廢水中含有少量有機物，如煤焦油，對泥漿的流動性有不利影響。

2.3 廢氣

筆者所在公司的窯爐使用的是水煤氣，噴霧干燥塔的熱風爐使用的是水煤漿。這兩種燃料燃燒后，都會產生硫化物，在排放前必須進行廢氣脫硫處理。脫硫工序采用燒堿溶液和石灰，窯爐和噴霧干燥塔的熱風爐尾氣經過燒堿溶液脫硫洗滌等處理后，各項指標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，生成Na2SO3和Na2SO4，達到脫硫的目的，但是留在水中的SO42—離子對泥漿的流動性會產生嚴重影響。

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，經過燒堿和石灰處理后，在球磨生產中所使用的水。3#水是全廠范圍內的生產所排放的水（除了脫硫水），經過聚丙烯酰胺、石灰等處理；然后經過壓濾機壓濾出泥餅后所濾出來的水，也用于球磨生產。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生量和坯體的理化性能要求，經試驗確定大生產用的坯體配方如下：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%。生產中使用2#水和3#水。

5 解膠劑試驗

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。泥漿流動性為40s左右，比重1.73左右，符合生產的要求。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。

根據孔海發的研究[3]，對于含有大量的Ca2+離子、Mg2+離子二價陽離子及Cl—離子、SO42—離子、NO3—離子等強酸性的陰離子的廢水，最佳的電解質為具有弱酸陰離子團，如水玻璃和有機電解質。筆者所在公司的廢水與常規的自來水相比，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，除了水玻璃和減水劑（九水偏硅酸鈉），還選用了一種有機聚合物電解質解膠劑。根據經驗總結，進行三組試驗。試驗一，固定減水劑的用量0.25%，解膠劑用量0.2%，試驗水玻璃的用量對解膠性能的影響。結果如圖1所示，水玻璃的最佳用量為1.3%。試驗二，根據試驗一的結果，固定水玻璃的用量1.3%，高效解膠劑用量0.2%，試驗減水劑用量對解膠性能的影響。結果如圖2所示，減水劑的最佳用量為0.25%。試驗三，固定水玻璃用量1.3%，減水劑用量0.25%，試驗解膠劑的用量對解膠性能的影響。試驗結果如圖3所示，解膠劑的最佳用量為0.4%。

但是在生產過程中，存在一個問題，一般天氣氣溫高時，泥漿的解膠比較容易；但是，隨著氣溫的下降，泥漿的流動性急劇惡化。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。

考慮到綜合經濟成本，解膠劑的量不宜多用。最后確定大生產的配方如下：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重。強酸陰離子團的大量引入，使得所加入的普通無機電解質中的弱酸陰離子團作用下降，不利于在粘土邊面上重建負電荷位置；邊—面結構和邊—邊結構轉變為面—面結構不夠完全，導致泥漿的稀釋性能變差。為了達到所要求的漿料流動性，必須增加電解質用量以便提高弱酸陰離子團濃度。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，泥漿的流動性還是不理想，不能滿足穩定生產的要求。尤其是當天氣氣溫較低時，球磨機根本無法出漿完全。

無機電解質不能解決漿料稀釋的問題，但是高分子聚合物電解質卻可以解決。關鍵在于二者的解膠機理不同。水玻璃、三聚磷酸鈉、偏硅酸鈉等無機解膠劑，是依據靜電穩定理論（DLVO理論）。但是當泥漿中存在大量的強電性的SO42—離子和Ca2+離子時，粘土膠體粒子表面的負電荷被破壞，膠體粒子之間不能產生大的斥力，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生的機械分散作用力，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水化膜，避免了強電性負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（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；導致泥漿顆粒間產生的靜電斥力而使絮凝結構解體，顆粒相互分散；釋放出包裹于絮團中的自由水，從而有效增大泥漿的流動性。

7 結論

使用“三廢”的陶瓷泥漿，由于含有大量SO42—離子和Ca2+離子使得泥漿流動性變差。通過綜合使用無機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，確保其流動性。特別是在低溫環境下，高分子解膠劑能有效地解決泥漿的流動性和觸變性問題。

參考文獻

[1] 蔡飛虎，馮國娟.陶瓷墻地磚生產技術[M].武漢：武漢理工大學出版社，2011，7.

[2] 張艷麗等.聚羧酸減水劑的結構與陶瓷原料的適應性研究[J].中國陶瓷工業，2010，5.

[3] 孔海發.生產用水質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性[J].中國陶瓷工業，2007，3.

篇(6)

人類歷史的發展，是以新材料的突破為時代標志，從石器的打制、鐵器的制造，到機械的應用、晶體的出現，使人類不但脫離野蠻時代，進入工業時代，而且迎來信息時代。當今，新材料研發與信息技術、生物技術構成了21世紀最重要、最具發展潛力的三大領域。新材料作為高新技術的基礎和先導，應用范圍極其廣泛，幾乎涉及國民經濟的每個部門，滲入大眾生活的各個方面，備受科技界的推崇和世界各國的高度重視。

目前，新材料的研發與產業化發展水平，已成為衡量一個國家綜合實力的重要標志。“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新材料作為21世紀的重大戰略決策。專家預測，信息功能陶瓷材料及其制品的全球銷售收入，到2010年將達800億美元；全球釹鐵硼稀土永磁材料產值，到2010年將達83億美元；世界超導材料銷售額，到2010年將達600-900億美元。美國科學基金會預測，未來10年，全球納米技術市場規模將達到1萬億美元左右。

發達國家清楚地看到了新材料產業所蘊藏的巨大商機和具有的重要戰略地位，紛紛制定出相關戰略計劃并投入巨資進行開發。

我國政府對新材料的研究開發也給予了高度重視，近年出臺了一系列相關鼓勵政策，指定了一批新材料研發中心和重點實驗室，規劃了一批新材料成果轉化與產業建設基地，特別是在國家先后出臺的一些重大科技開發和產業化計劃中，均把新材料列為重點支持的領域之一。國家的重大科技計劃中，“863”計劃、“973”計劃、火炬計劃、科技攻關計劃、中小企業創新基金等項目，全部都對新材料的長期開發與研究投入了大量的人力物力，對其的關注已經占到了整體科學研究中非常大的一個比例。

國家自然科學基金，是國家為支持自然科學基礎性研究而設立的專項基金，它大力支持具有重要應用前景，特別是具有新思想、新方法以及可能產生新成果的材料方面的基礎性研究。國家自然科學基金委員會資助的研究課題，與材料有關的約占四分之一。目前，已建和在建的150個重點實驗室中，有關材料工藝、組織、結構、表征與測試的達35個，超過總數的1／5。

在國家大力推動下，新材料產業正成為我國一個新的經濟增長熱點和投資熱土。在我國新材料領域，一些重大共性技術近年來取得突破，一大批新材料孵化器與企業迅速崛起，推動了整個行業的技術進步和效益的提高。專家預測到2008年，我國新材料產業有可能形成一個3000億元人民幣左右的大市場，到2010年，我國光電子產品年產值可達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量可達5.4萬噸，產值31億美元，年均增長60%，遠超過世界23%的年均增長速度。

新材料托出光電子器件

項目簡介：從產業化角度考慮，IT信息網特別是WDM干線、接入、局域網互聯等的光電子器件（包括高速調制的激光器、高靈敏度的接收器等），必須具有用戶能夠承受的性能價格比、高可靠性和極低功耗。長波長發光材料生長制備研究是實現高性能光電子器件的根本基礎。這種長波長器件也必須具有低成本、低功耗、溫度穩定性好、高速調制、高可靠性和易于集成等優越性。而GaAs基垂直腔面發射激光器恰好是可以滿足這些要求的理想器件，這是由它具有的獨特優越性決定的。其優越性在于，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；圓形對稱的輸出光束易于耦合，單模工作易于高頻調制，極小的有源區體積使得極低功耗成為現實。

項目負責：中科院半導體研究所以牛智川研究員為首的“863”課題組。

意義：在開發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用價值，在Gigabit以太網，10G比特以太網和光纖到戶（FTTH）之類的市場中有著巨大的市場前景。

激光表面強化處理技術

技術簡介：萬能軋機BD軋輥是攀鋼三期工程從國外引進的萬能生產線重要部件，其作用是將剛出爐的方坯初軋成型。由于與紅鋼直接接觸，其表面瞬時溫度達600～700℃，軋制時輥面易出現粘鋼、熱疲勞裂紋、氧化腐蝕等現象，軋輥磨損嚴重，使用壽命短，輥耗大，生產成本高。該公司科技人員經過分析研究，采用激光相變硬化及合金化，并根據軋輥各孔型具體情況采用相應處理工藝的方法進行了表面強化，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、氧化腐蝕等現象的效果。經實際上機使用統計，成熟工藝強化處理的BD軋輥單周期過鋼量比未強化處理輥提高2倍以上，軋輥使用壽命提高2倍以上。

技術負責：攀鋼鋼企總公司協力公司。

意義：在國內處于領先水平。

高溫超導限流技術應用電力系統

項目簡介：該項目采用鉍鍶鈣銅氧化物作為高溫超導材料線材，采用平衡橋的方式設計超導限流電抗器。系統正常運行時，電流從超導限流裝置上流過，壓降很小，只有約20V左右，約占系統電壓的0.33%（常規電抗器壓降有10%以上），系統發生短路時，這時系統電壓大都會加在限流器兩側，由于限流器上串有超導磁體L，它將抑制電流的迅速上升，從而達到限流目的。當磁體上電流達到設定值時，控制信號將迅速關斷IGCT（約10微妙），保護電阻被投切進來，從而抑制系統電流的上升。如果負荷側短路故障得到迅速解決（如半個周波），可立即導通IGCT，使系統進入正常工作狀態；如果負荷側短路故障無法在短期內得到解決（如數個周波），則切斷斷路器。

項目負責：湖南省電力試驗院和中科院電工研究所聯合研究。

氟氧化物玻璃陶瓷激光材料研制

項目簡介：該項目基本實現了對玻璃陶瓷納米復合結構的控制，獲得了一系列具有良好光致發光和上轉換發光性能的新材料，其主要有：含Er：LaF3納米晶的透明玻璃陶瓷，具有寬的紅外發射譜，其1.53微米發射峰半高寬達100納米，可開發為光纖放大器材料；含Er：CaF2納米晶的透明玻璃陶瓷，具有強的紅光上轉換效應，且1.53微米發光量子效率高達98%；含Er：BaF2納米晶的透明玻璃陶瓷，其1.53微米發光壽命高達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換發光效率，而且通過改變稀土摻雜濃度，可基本實現材料紅、綠發光強度比的全程調控，在光顯示器件方面具有重要的應用前景。

意義：通過對氟氧化物玻璃陶瓷熱力學行為和結構轉變特性的研究，揭示了納米晶相的晶化機理與主要控制因素，掌握了熱處理條件下玻璃陶瓷結構 演變規律，總結了材料光學性能與顯微結構的關系。

超輕多孔金屬材料研究

項目簡介：通過對滲流工藝的改進及后處理方法的探索，基本掌握了國際上最先進的石膏型滲流技術，能穩定地制備出密度小于0.2g/cm3以下(設計要求為≤0.3g/cm3)開孔型泡沫鋁，其結構均勻性達到美國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獲得了常溫下延伸率達160%左右的合金，超出設計指標一倍多。

項目負責：中國科學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鍵一步。

高效無鹵阻燃高分子材料

項目簡介：該項目在黑龍江省重點實驗室、東北林業大學阻燃材料分子設計與制備重點實驗室科研人員,經過3年的艱苦努力和不懈攻關，創新性地提出了適用于玻纖增強尼龍66的無鹵阻燃劑的分子設計，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構，能明顯提高阻燃材料的力學性能,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”科技攻關重點項目,課題所取得的創新性成果于2006年11月7日通過了由黑龍江省科技廳組織的專家鑒定。

項目負責：黑龍江省高分子化學與物理學科李斌教授。

鉻鐵合金生產陶瓷璃色料研發

技術簡介：該技術所采用的方案是將鉻鐵合金粗、細碎至1-100/μm，按需要單獨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，人工合成不同顏色的色料。

意義：該項技術打破了沿用氧化鉻和氧化鐵生產色料的慣用工藝，在生產技術上有新的突破。由于該技術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色料，不僅色料生產成本大幅度降低，而且不會造成六價鉻的污染，益于環保，其應用前景十分看好。

PVC材料熱轉印技術研究與設備研制

技術簡介：該項目采用熱轉印機理，以PVC材料為基體，在自行研制的熱轉印設備上，通過對溫度、壓力、轉印速度的自動控制，在加熱、加壓條件下，將覆膜圖案轉印至PVC基體上。其技術原理是采用高溫加壓覆膜技術，將帶有各種圖案，可以是各類木紋、大理石紋等的熱轉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。因此通過該項技術，可以增加替代材料表面美感，提高對木材的替代率。

技術負責：中國新材料研究所。

意義：項目的研究成果應用于裝飾、家具等建材領域。既滿足了人們追求自然美的需求，又緩解了天然材質的短缺問題。

紫光轉換純綠光LED新型稀土發光材料

項目簡介：紫外激發的稀土銪激活硼鋁酸鹽綠色熒光粉，在國內首次制備出紫外光激發的綠光LED；此外，還研制出紫外激發的三基色熒光粉；相關材料與器件擁有自主知識產權，已獲國家發明專利；課題組完成的“紫光轉換純綠光LED新型稀土發光材料”技術指標達到了國內領先水平。

項目負責：中科院與長春光機物理研究所。

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

聚變堆用產氚陶瓷微球制備與性能研究

項目簡介：從2004年至2006年年底，在繼承“863”高技術科研成果的基礎上，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中第一壁材料的調研、第一原理計算氦在材料中的擴散行為、分子動力學模擬材料中氦泡的演化行為研究，取得了創新性的研究成果。對ITER產氚回路中的氚提取技術開展了研究，研究了采用金屬氫化物純化、分離和貯存氚的技術。在激光聚變氘氚靶的研制中，高壓充氘氚工藝研究中的實驗系統小型化技術、增壓技術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，滿足了激光聚變研究的需要。

項目負責：中國工程物理研究院核物理與化學研究所副所長彭述明為代表的研究組。

意義：在國內處于領先水平

新型多孔陶瓷材料制備技術

項目簡介：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、工業廢氣凈化除污、精細過濾等。 其氣孔率可達90％以上，比重0.13～0.4g/cm3,熱膨脹系數系數0.6～1.2×10-6/℃，抗熱震性700～1000℃，最高使用溫度1400℃

該技術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、工業廢水處理、廢氣處理、除臭處理裝置等。

項目負責：華南理工大學材料科學與工程學院無機系。

意義：在國內處于領先水平。

高溫超導技術研究

項目簡介：中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所科研人員經過多年攻關，不斷優化電子線路設計，研制出了具有國際先進水平的實用化單分量高溫超導磁強計。它和現在采用的感應線圈探頭相比，高溫超導磁強計的性能指標在靈敏度、帶寬、測量精度與效率等方面具有明顯的優越性。

據介紹，該成果可提高勘探深度達50％以上，使瞬變電磁法的勘探深度達1200米，有利于推動瞬變電磁法的應用與發展，從而為危機礦山、深部隱伏大礦的尋找、礦體的準確定位提供高技術手段。

項目負責：中國地質調查局地質調查研究所。

環保型塑料專用料研制

項目簡介：聚丙烯屬于一種產量大、力學性能、電絕緣性較為優異的通用塑料，經過改性的聚丙烯目前被廣泛用于汽車制造、建筑材料、電子電器部件等領域。但由于聚丙烯本身分子結構和組成的原因，導致其具有易燃的特性，使其應用受到極大限制。目前，完全能夠符合產業化生產要求的聚丙烯材料還沒有，其主要原因是大多數研究機構或企業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，嚴重影響阻燃聚丙烯材料的力學性能，而使其失去了實際的工業應用價值；而后者由于目前國內生產的聚磷酸銨的熱穩定性較差，影響到阻燃聚丙烯材料的生產和成型加工性。

日前，江蘇技術師范學院化學化工學院副教授周健率領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行阻燃改性的開發研究，該研究課題被常州市立為2004年科技攻關項目。經過兩年多的實驗，課題組終于研制出了環保型電器元件塑料專用料。該材料具有阻燃效果好、燃燒時發煙量少，沒有有害的刺激性氣體產生、燃燒時沒有熔滴現象、生產成本低等特點。經過檢測，產品質量符合國際安全標準，該成果已申請了國家發明專利。

篇(7)

關鍵詞：生態環境；可持續發展；陶瓷藝術設計

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

1 陶瓷藝術設計中的生態問題

陶瓷藝術設計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，幾乎每個環節都對生態環境有著或大或小的影響，但這些環節又是制陶過程中及其重要不可跳過的環節，陶瓷產業的發展過程中的多種多樣的生產工序中，面臨著諸多的生態問題。首當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生態平衡的保持，加上原料在運輸過程中及加工過程中都對陶瓷產業的可持續發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污染大氣。說到粉塵，在制陶過程中的打磨拋光液會造成粉塵的污染，陶瓷的原料的不合理的應用及制陶人的水平差異會造成對資源的浪費，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境，在施釉及洗球過程中還會對水資源造成污染，更重要的是污水直接排除將會污染更多地水源。在最后的處理過程中還會產生大量的固體廢料，這些廢料的堆積如：生坯廢料、施釉廢品、素燒廢品、燒成廢品及彩烤廢品等，這些廢料的堆積不僅會對土地進行二次污染而且也造成了資源的浪費。

2 解決陶瓷藝術設計中生態問題的途徑

在陶瓷藝術設計中徹底的兼顧生態效益的理念可以更進一步的減少陶瓷產業在生產過程中對生態環境的破壞及污染，把生態設計法則貫穿于陶瓷藝術設計的始終，不斷提高生態效益，最終促進陶瓷產業的可持續發展。具體來說，就是從制陶的各個工序下手，從選材到回收產品的整個過程來規劃陶瓷藝術設計與環境的關系，降低資源的使用頻率和浪費，同時在生產過程中降低污染物的排出。陶瓷藝術設計的生態設計法則包括避免浪費精簡節約、節能減排的工藝設計、延長已有陶瓷的壽命、陶瓷回收并再利用的工藝設計。這些方法可以在最大程度上調解陶瓷藝術的可持續發展和生態環境效益的沖突。

2.1 避免浪費，精簡節約

這一生態設計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揮其最大的功用。在陶瓷藝術設計中分為不同種類的陶瓷，主要有日用陶瓷、藝術陶瓷、建筑衛生陶瓷等，陶瓷的分類不同選用的原材料的特性也就不同。陶瓷藝術設計的原材料主要有泥料、釉料、彩料等，根據原材料的不同的特性來做不同類型的陶瓷，做到選擇準確，避免浪費。讓各種材料各盡其能，各自發揮發自的特性與本質。比如日用陶瓷和建筑衛生陶瓷是人們日常生活中必不可少的生活用瓷，其功能實用性重于藝術審美性，所以日用陶瓷應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，藝術陶瓷注重的是欣賞的藝術性，因此在燒制及選材的過程中不用想日用陶瓷那樣的細致化，這樣不僅減少了原料的節省，同時也降低了在燒制過程中產生的污染。這樣一來既避免了原材料的浪費，又減少了生態環境的污染，更讓原材料的作用發揮到極致。生態設計法則就從源頭開始貫穿，從而保證了之后工序的生態保障。

2.2 節能減排的工藝設計

節能減排的工藝設計從字面上就可看出主要體現在燒制、施釉等工序中。首先通過技術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現節能減排的效果：選擇節能型陶瓷窯爐，輕質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、微波燒結技術、自控燒成技術等對節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，節能減排不單單體現在燒制過程中，還體現在對原材料的選擇上，對制陶的原料進行革新，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，當然，別的“地方”并不是具體的那個地方，而應該是通過提高技術，加快對陶瓷原材料的研發，可以使危及化危為安。比如利用鋼鐵工業廢渣、磷礦渣、鉻鹽廢渣、粉煤灰、硅灰、稀土廢渣、螢石礦渣等工業廢棄物，技能減少工業廢棄物對環境的污染也能提高制陶過程中的生態效益。

2.3 延長已有陶瓷的壽命

根據生態設計法則的貫穿原則，陶瓷產品的循環使用也是一種環保的舉措。陶瓷壽命的長短關乎陶瓷更新換代的周期，通過延長產品更新換代的周期來減少陶瓷產品加工的數量，從而減少了對生態環境的破壞。陶瓷無論從其物理特征還是化學特征來看，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品的質量問題，選擇較好的原材料是提高陶瓷產品物理特征的本質要求，因此研發高性能的，較穩定的原材料也是迫不及待的。另一方面，在陶瓷的藝術欣賞水平上。陶瓷設計專家也要有較高的設計能力和藝術修養，好的陶瓷設計品不僅僅是具備功能，還要造型優美、色彩宜人、具有藝術價值和文化內涵使生產出來的陶瓷產品能較長的存在時尚潮流中而不被潮流所淹沒。除此之外，加強陶瓷的歷史文化價值和內涵，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者更換陶瓷產品的頻率，避免造成資源的浪費，減少生態環境的重負，促進陶瓷設計藝術的可持續發展。

2.4 陶瓷及廢棄品回收并再利用的工藝設計

回收再利用的環節包括兩個方面，一是對陶瓷成品的回收，由于陶瓷成品已經不能滿足現在人的需求，可以經過回收在改造，使之變成有用的產品；二是對陶瓷產品生產過程中的廢棄物進行回收在利用，減少浪費。通過促進已有的陶瓷的回收和陶瓷生產過程中的廢棄物的回收再利用，減少環境的負荷。在陶瓷生產過程中的廢棄物主要有生坯廢料、施釉廢品、素燒廢品、燒成廢品及彩烤廢品等，利用這些廢料可以生產陶瓷磚、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更大程度的減緩環境問題和資源浪費問題，由于這些被淘汰的藝術品并沒有套大的外貌問題，只是在欣賞水平上與現代的人們的欣賞水平不相符，因此，可以通過產品的再設計來實現物品的價值。

陶瓷藝術設計過程的明細化也會在很大程度上降低對能源資源的浪費。堅持把生態設計法則貫穿到陶瓷藝術設計始終，從陶瓷產品的原材料的開發到陶瓷產品的退役，始終采用最環保的方式，來達到最高的生態效果。這樣的生態設計法則會在很大程度上促進陶瓷產業的有效性發展和可持續性發展。

參考文獻：

[1] 冼志勇，劉樹，曾令可.陶瓷行業應對節能減排的措施[J].佛山陶瓷，2009，（10）.

[2] 何人可.工業設計史[M]北京：北京理工大學出版社，2010.