浅谈陶瓷企业清洁生产方案
刘森
摘 要：清洁生产是实现社会可持续发展的根本途径，并已成为当今世界的一种潮流，因此在陶瓷企业推广势在必行。本文以清洁生产的节能、降耗、减污、增效为指导方针，对部分典型陶瓷企业的清洁生产方案展开讨论。
关键词：陶瓷；清洁生产；节能降耗
1 引言
我国是陶瓷生产第一大国，年产量占全世界总量的60%左右，居世界首位。近年来，我国陶瓷行业在迅速发展的同时，也遭遇到资源、环保等限制陶瓷行业发展的瓶颈问题，特别是入世后，与陶瓷先进国家产品同台竞争时面临严峻的挑战。陶瓷生产工艺具有高资源消耗、高能耗和高污染的特点，势必限制陶瓷业的进一步发展，而推行清洁生产技术、废物回收利用及污染治理是陶瓷工业可持续发展的根本所在。实现陶瓷工业的清洁生产一方面可保护资源、减少浪费；另一方面增强国际竞争力。此外，还能应对国际发达国家设立的绿色贸易壁垒，满足我国建筑陶瓷行业可持续发展的需要。
2 原料加工过程中的清洁生产方案
原料加工包括球磨和干燥两大部分，陶瓷原料加工阶段的能耗在整个陶瓷生产过程能耗中占很大的比例，要想实现陶瓷行业的可持续发展，必须高度重视原料加工过程中的节能问题。原料加工阶段节能清洁生产方案如下：
（1） 球磨机安装节电器
球磨机使用节电器后能够实现自动控制，能有效控制球磨机惯性大引起的回升电压，从而保证设备正常运行。利用变频器自动电压调节功能，可在与负载无关的条件下，保持电机效率最高。因消除了启动时的冲击，从而延长了机轴、齿轮、皮带等机械件的使用寿命，减少了维修费用。利用变频调速技术改造后的球磨机拖动系统，可满足球磨机低速运行、启动转矩大的需要，使球磨机的运行速度连续可调，电机启动时无冲击电流，起动力矩大，保证了工艺控制质量，节约了维护成本。球磨机使用变频调速后，启动电流可减少到原来的1/5，如132 kW电机原启动电流在1000 A以上，变频节能改造后可降为180~200 A之间，实现了真正的软启动，达到节能效果。由于显著减小了启动电流，因而不会导致电网的冲击和电网电压的下降，消除了因球磨机启动引起的其它用电设备跳闸或故障问题，故在同样的电网容量下，可增加装机台数。由此可见，球磨机安装节电器可降低单位产品能耗，节约维护成本，降低设备故障率，减少生产管理费用和生产成本，增强市场竞争力。
（2） 窑炉烟气余热抽至喷雾塔
陶瓷粉料生产中，喷雾塔采用热风炉供热干燥，需要消耗大量的热量。将窑炉烟气（约150 ℃左右）送入喷雾塔，与热风炉一起供热，可在满足粉料干燥技术要求的同时，节省热风炉整体燃料消耗，实现节能。该法适用于陶瓷坯体粉料干燥过程，但需要对辊道窑和喷雾塔进行整体改造。将窑炉烟气余热抽到喷雾塔，实现余热回收利用，每年可节约10%左右水煤浆使用量。
3 成型过程中的清洁生产方案
成型主要设备是压机，坯体在成型过程中会产生大量的粉尘，从而危害员工的身体健康，可通过粉料收集、治理，将其回收作为原料继续使用。所以，成型过程中粉尘的收集、治理是清洁生产的重点。
压机布料系统在运作中会产生大量的余料，并被压机扫刮到地面，一般情况一台压机需要两人把余料运到原料仓才不致影响生产。而采用压机安装余料回收系统，实施余料回收，可使每台压机减少一名人员配置，并显著减轻员工的工作负担，减轻车间的粉尘污染。
4 干燥和烧成过程中清洁生产方案
窑炉烟气不但含有大量的SO2、烟尘等废气，还包含大量的热量。辊道窑烟气和抽热风带走的显热分别占烧成带、冷却带的11.8%和79.31%[1]。由此可见，窑炉烟气是清洁生产的重点。部分窑炉烟气清洁生产方案如下。
4.1窑炉热风管保温
窑炉余热管道的保温采用石棉网等保温材料，保温前干燥窑热风进风温度普遍只有约250 ℃，保温后干燥窑热风进风温度可提升至350 ℃左右，有效降低砖坯出干燥窑的水分，进行保温前，砖坯出干燥窑含水率约为1%，而实施保温后，预计可降低至0.3%，通过减少加热窑蒸发这部分水分消耗的热能，达到节能的效果。
4.2湿式脱硫除尘处理窑炉废气
湿式脱硫除尘装置具有以下特点：（1） 脱硫除尘效率高、稳定性强。（2） 使用双碱法脱硫，运行成本低。（3） 体积小，重量轻，结构新颖，集脱硫、除尘、脱水于一体。（4） 喷淋液循环使用，不产生二次污染。
湿法脱硫除尘，理论除尘效率可达99%，脱硫效率可达85%。其中脱硫工艺使用的是双碱法，工作原理如下：在脱硫塔内布置若干层的旋流板，从塔顶喷下的钠基碱在旋流板上进行雾化，使得烟气中的SO2与喷淋的碱液充分接触、反应。经脱硫洗涤后的烟气经过除雾脱水后进入换热器，升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。脱硫产物进入再生池内利用氢氧化钙还原再生后，再进入脱硫塔内循环使用。
5 印花和打包过程清洁生产方案
印花和打包过程能耗相对较低，但其决定了产品的最终价值。优秀的设计离不开先进的设备，随着印花技术的不断提高，赋予陶瓷设计者们更多的选择和更广的施展空间。
5.1喷墨印花技术的运用
喷墨印花机采用一种独特的数码压电按需喷墨打印头，在喷墨时能使印墨循环流经喷嘴后方,这种独特设计保证了喷印头即便在最恶劣的工况环境中，也能稳定运行，不堵塞。根据这一设计，喷头内的墨水能够直接流经喷嘴后端，通道中运动的两股声波会在中途相遇，引起压力变化，从而使墨滴从通道侧面射出，即喷嘴的下方射出。持续供墨技术可使流经喷嘴后部的墨水实现再循环，任何气泡或尘埃颗粒都能离开喷嘴，保持通道处于良好的工作状态。
喷墨印花机具备以下优点：（1） 转产方便快捷，提高工作效率。（2） 降低原材料耗用，平均每片砖所耗墨水小于1 g，大大减少原材料消耗。（3） 产品质量优等率高于传统印花机。（4） 装机功率小，在运行时间不变的前提下，可以有效节省能源。（5） 全自动电脑操作，节约人力成本。
5.2自动捡砖机的使用
瓷砖生产企业工序间半成品运输量大，靠人工搬运，较为耗费人力和时间。且工人在操作过程中，容易造成瓷砖破损、釉面磨花甚至釉线断砖，浪费能源，造成生产过程不稳定。自动捡砖机可以大大减少人为原因造成的损耗，提高生产效率和产品质量，其具有以下优点：（1） 采用镀铬导杆结构，气缸带动吸盘垂直运动，砖垛由刹车电机进行提升，结构轻巧，动作快，每分钟可上砖35片以上。（2） 不掉砖，耐高温，使用寿命长。（3） 采用PLC控制，运行速度变频调节，操作调整简便，定位精度高。（4） 具有系统故障自动报警和工位自动检测（下转第65页）功能。（5） 电气设计简单，操作、调节和维护极为方便。
6 结语
清洁生产适应社会发展需求，改变了传统末端治理的环保思想，提出了从生产全过程节约资源和能源，避免污染、循环利用的理念。目前，我国陶瓷工业仍然有较大的清洁生产空间，我国的陶瓷企业要以物耗最少化、废物减量化和效益最大化为主，末端控制为辅的综合污染防治办法来实施清洁生产。如此，我国的陶瓷工业才能由大变强，实现稳定的可持续发展。
参考文献
[1] 龚世代.陶瓷清洁生产应用探讨[J].佛山陶瓷,2010(6):14-16.
