中國粉體網訊 新型陶瓷作為新材料的重要分支，已經成為許多高技術領域發展的關鍵材料，陶瓷人的貢獻與智慧關乎著我國整個工業的發展與進步。2023年3月9日，由中國粉體網主辦，萍鄉市湘東區人民政府、江西萍鄉龍發實業股份有限公司、萍鄉市工業陶瓷行業商會協辦的“第五屆新型陶瓷技術與產業高峰論壇”在江西萍鄉湘東區會議中心隆重開幕！會議期間，我們邀請到眾多專家學者做客“對話”欄目，圍繞新型陶瓷技術與產業發展進行訪談交流。本期我們邀請到的是華南理工大學曾令可教授。
華南理工大學曾令可教授
中國粉體網：曾教授，陶瓷行業碳排放來源是哪些？
曾令可教授：主要有三個方面。第一個來源于原料，陶瓷原料大多是黏土類的，其成分含有碳酸鈣和碳酸鎂，在燒成時這兩種成分會分解出二氧化碳；第二個來源是燃料，包括天然氣、重油、柴油或者煤轉氣，這些燃料含有大量的碳，在陶瓷燒成時這些碳就會反應生成二氧化碳；第三個來源是電，我們目前所用的電主要是由化石燃料如煤等轉化來的，在發電過程中會產生大量的二氧化碳，目前行業碳來源主要有以上三個方面。
中國粉體網：如何核算陶瓷行業中的碳排放量？
曾令可教授：這可以根據上面我講的碳來源進行計算，首先只要我們知道原料里碳酸鈣、碳酸鎂的含量，通過計算可以得出來源于原料的碳排放量；燃料方面，不同燃料含碳量不同，排放出來的二氧化碳也不同，但只要知道具體使用了哪些燃料及其使用量，就可以計算出通過燃料燃燒排放的二氧化碳量；用電方面，只要知道陶瓷生產過程中用了多少電，根據電廠提供的煤電轉化率就可以計算出這方面的碳排放量。以上三方面的碳排放量加起來就是陶瓷生產過程中總碳排放量。
中國粉體網：窯爐作為陶瓷節能減碳的重要環節，它的節能關鍵技術有哪些？
曾令可教授：涉及到窯爐方面的節能技術是比較多的，目前比較顯著的方法有以下幾個：
第一個是窯爐結構的優化。我們知道以往的窯爐又窄又短，寬度為七八十厘米，長度為四五十米甚至更短，而現在的窯爐已經發展到內寬達四米、長五百多米的水平，目前大家對這種高產量、低能耗、高效率的窯爐非常重視。還有雙層輥道窯等，而且在最近十多年來，節能成效非常明顯。
第二個是窯爐的寬體化。窯爐的構造參數分為長、寬、高、壁厚等，但我們要突出它的寬度。這方面我們用計算機做過模擬，證明窯爐的寬度對產量及能耗影響最大，在窯的寬體化優化方面我也總結了很多有說服力的經驗。隧道窯也是一樣，也可以通過寬體化改造設計，十三五建材行業規定衛生陶瓷能耗在1100cal／kg瓷，通過優化窯爐結構等，現在能夠將能耗從1100cal／kg瓷降低到800多，甚至600多，減少了將近一半能耗，能耗減少了，碳排放自然就降低了。
第三個就是采用先進的保溫材料。有些窯爐內部溫度達到1300攝氏度，外表面溫度多達一二百攝氏度，甚至達到三四百攝氏度，這種情況下大概就有20%-30%的熱量散失了，所以現在我們推薦使用高效的保溫材料，例如二氧化硅氣凝膠（或者叫納米棉），這種新材料氣孔率能夠達到98%，所以它的導熱系數很小，1cm厚度的該材料可以等同于4cm厚度的普通耐火材料，如果使用這種新材料，窯壁減薄了，對于同等長度的輥棒的窯爐內寬就增加了，產量就會得以提高。所以說，現在好的保溫材料能夠有效地減少散熱，同時還能提高生產能力。
第四個就是余熱回收利用。以前排出的煙氣溫度就有三四百度，有30%-40%的熱量都浪費掉了，所以余熱的回收非常重要。現在可以用熱交換的方式，例如將不銹鋼管埋在煙囪里面，向不銹鋼管內部通入空氣，在煙氣熱量作用下，空氣就會被加熱，被加熱的空氣再吹到窯里面實現再利用，這種熱空氣送入窯內可使窯內上下溫度非常的均勻。再比方說，在產品燒結后需要冷卻，可以采取往窯里吹冷空氣的形式進行降溫冷卻，這些吹進去的冷空氣被加熱后溫度很高，于是可以將其回收到干燥窯進行干燥坯體。此外，還可以將回收的熱風用于噴槍中作為助燃風并可對燃氣進行加熱，我們知道，助燃風里的氮氣含量達到70%，冷氮氣蓄熱過程會消耗大量熱量，通過熱風加熱對降低能耗也有積極作用。
第五，先進的燃燒技術方面，首先噴槍是非常關鍵的，它的燃燒效率高低對能耗影響很高。另外，還可以采用微波輔助加熱、紅外加熱等先進燒成技術。
第六，自動控制方面，早期流行人工操控或采用儀表控制燒成溫度，現在大多數可以通過計算機進行工業自動化控制及工藝數據的管理與優化，還可以進行數字化、網絡化、智能化云控制。可實現能源管理、績效分析、生產調度、設備運行維護、故障分析、設備監控、系統優化運行等全面功能，節能10%～30%，車間員工減少80％，產能提高10％。中國建材出版社委托我們三人主編寫了一本書，叫《建筑衛生陶瓷智能控制研究及實踐》，我們列舉了一些先進陶瓷生產企業的智能控制車間。在我看來，智能云控制大大減少了人工操作，更多的避免了工藝調控誤差，這也是很多行業所提倡的，也是陶瓷行業必然發展方向。
中國粉體網：雙碳政策下，陶瓷行業除了在陶瓷燒成過程中工藝技術、設備改造外，還有其他的節能減碳的方法嗎？
曾令可教授：工藝過程中，目前大多數陶瓷生產中會使用噴霧塔，需要將水煤漿料中大量的水分烘干揮發掉，這個環節會消耗很多能量，對此現在提出微煤干燥技術，省去煤粉制漿加水環節，將煤粉磨細之后直接噴進去燃燒，減少這部分水的蒸發可以節省大量能量。還有一個干法制粉，就像制水泥一樣直接干磨、篩分等，這樣也可以避免濕法制粉漿料中大量的水分烘干時所消耗的能量。另外，以前的球磨都是間歇磨，現在采用連續磨，大大減少了停歇時間提高了效率、降低電耗。
中國粉體網：好的，我們的采訪就到這里，謝謝您。
（中國粉體網編輯整理/山川）
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除
