第六章 陶瓷工业窑炉
陶瓷工业窑炉煤改气节能技术改造可行性研究报告
目录第一章总论。
（2）第二章项目提出的背景和必要性（6）第三章生产工艺流程和节能减排改造方案（12）第四章建设规模与建设方案（20）第五章节能分析评价（26）第六章环境保护与减排效益（28）第七章劳动安全卫生与消防（32）第八章组织机构与劳动定员（35）第九章工程实施进度（38）第十章投资估算与资金筹措（39）第十一章财务评价（42）第十二章社会评价（49）第十三章结论与意见（51）附表及附件第一章总论1.1项目概况1.1.1项目名称：陶瓷窑炉煤改气节能项目1.1.2 建设单位：景德镇xxxx陶瓷集团有限公司1.1.4 建设规模和主要建设内容本项目不改变原有生产能力，主要是将原有8条陶瓷煤窑进行改造，实现“三个改变”：a.改变燃料结构，改燃煤为烧气；b.改变窑炉结构，由窑车式高耗能煤烧窑炉改造为现代节能型辊道式窑炉；c.改变烧成方式，将匣装隔焰烧炼改为无匣裸烧新工艺。
根据产品品种的不同对原有8条窑炉进行合理调配改建。
其中5条改为燃气辊道窑；3条改成12座燃气6米3梭式窑。
窑炉年工作日为330天，年总产量为5600万件。
1.1.5 总投资和资金筹措估算总投资5246万元。
其中：固定资产投资5121.7 万元，建设期利息124.3万元。
资金来源为：申请银行贷款2000万元，自筹3246万元。
1.1.6 建设期限：18个月。
1.1.7 项目主要效益预测项目建成后，节能减排效果好。
节约能源折合标准煤19140吨。
减少排放烟尘2975吨/年；二氧化硫432吨/年；煤渣11572吨/年。
经济效益好。
项目建成后可以显著提高成品率和产品质量。
年利税达 1196.45 万元，税后利润827.7万元。
1.2项目建设单位简介景德镇xxxx陶瓷集团有限公司，地处环境优美、交通便捷、配套完善的景德镇市高新开发区古城路8号。
民营制企业。
占地面积120亩，建筑面积4万多平方米，固定资产净值5800万元。
年生产各类中高档茶具、茶杯、咖啡具、文具、礼品瓷和青花玲珑各类陶瓷，折标准件5600万件。
工业窑炉简介
目录目录 (1)工业炉窑简介 (2)一、工业窑炉简述： (2)二、工业炉窑历史、现状 (3)三、行业发展趋势 (4)四、窑炉的工作原理、参数、工艺条件 (4)4.1原理 (4)4.2工业窑炉的参数 (5)4.3工业窑炉的工艺条件 (6)五、工业窑炉节能现状 (6)5.1 热源改造，燃烧系统改造 (6)5.2 窑炉结构改造 (7)5.3 余热回收与利用 (10)5.4 控制系统节能改造 (12)工业炉窑简介一、工业窑炉简述：窑炉是用耐火材料砌成的用以煅烧物料或烧成制品的设备。
按煅烧物料品种可分为陶瓷窑、水泥窑、玻璃窑、搪瓷窑、石灰窑等。
前者按操作方法可分为连续窑(隧道窑)、半连续窑和间歇窑。
按热原可分为火焰窑和电热窑。
按热源面向坯体状况可分为明焰窑、隔焰窑和半隔焰窑。
按坯体运载工具可分为有窑车窑、推板窑、辊底窑(辊道窑)、输送带窑，步进梁式窑和气垫窑等。
按通道数目可分为单通道窑、双通道窑和多通道窑。
一般大型窑炉燃料多为重油，轻柴油或煤气、天然气。
窑炉通常由窑室、燃烧设备、通风设备，输送设备等四部分组成。
电窑多半以电炉丝、硅碳棒或二硅化钼作为发热元件。
其结构较为简单，操作方便。
此外，还有多种气氛窑等。
在具体行业，窑炉还有更多细分类型，如水泥回转窑、玻璃池窑、钢铁的高炉和转炉，化工行业的一些设备也可归为窑炉。
但通常意义上的工业窑炉，范围主要指金属和无机材料的煅烧设备。
窑炉大致分为箱式、井式、梭式、网带式、回转式、窑车式、推板式隧道电阻炉、真空炉、气体保护炉、超高温管式推板炉（碳管炉）、钨钼粉焙烧炉、还原炉等各种高、中、低温工业窑炉，工作温度200～2500℃。
可用于ZnO压敏电阻器、避雷器阀片、结构陶瓷、纺织陶瓷、PTC&NTC热敏电阻器、电子陶瓷滤波器、片式电容、瓷介电容、厚膜电路、片式电阻、磁性材料、粉末冶金、电子粉体、稀土化工、聚焦电位器、陶瓷基板、高铝陶瓷及其金属化，触头材料、硬质合金材料、钨钼材料等的烧成。
《陶瓷工业窑炉》教学课件—00 绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
（3）按产品烧成过程是否连续 间歇窑、连续窑
（4）按形状分 隧道窑、梭式窑、钟罩窑、方窑、圆窑、阶梯窑
（5）按窑内火焰是否直接接触制品 明焰窑、隔焰窑
（6）按产品在窑内的运载方式 窑车式、辊道式、推板式
同一窑炉按不同的标准可属不同的种类。 如：既是明焰又是连续的又是隧道又是油烧的。
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
3.陶瓷窑炉的分类：
陶瓷工业较大，历史悠久， 制品种类繁多，原料不同， 要求和性质不同，燃料不同， 技术先进性不同，
种类繁多，历史与现实、 传统与现代并存，且发展 很快，分类标准也不相同
（1）按所用燃料分
柴窑、煤窑、油（轻、重）窑、燃气（天然气、煤气）窑、 电窑 （2）按用途分
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论
釉面玻化前完成便于气体排除,否则起泡,硫化铁没有氧化完全,坯 体起黑点和青边,保证足够的氧化气氛 5）1050~1200℃，还原阶段；
燃烧产物中含有2～4％的一氧化碳，制品中的氧化铁Fe2O3(褐 黄色)还原成氧化亚铁FeO(青色)， 使坯体白里泛青。
有的原料含铁量较少，含钛量较高，不宜在还原气氛，在氧化 气氛中烧成。
陶瓷窑炉及设计
陶瓷窑炉与设计－－－－绪论 陶瓷是水、土和火的艺术 陶瓷的生产工艺过程 原料粉碎 配料 球磨 成型 干燥 上釉
工业窑炉概述简介
在烧制陶瓷制品时，在温度为200～ 500℃这 一阶段，排除的即为此类结构水(粘土矿物中的结 晶水和层间水)，此时分解速度快，制品也不致开 裂。
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在快速烧成窑中，若坯体干燥(入窑水分<0.5%)，脱水温度提
高到700℃，只需几分钟就可以达到完全脱水的程度。
将高岭石的温度再升高，至980℃左右，遂发生放热反应而开 始生成莫来石(3A1203·2SiO2)并发生明显体积收缩。所以应将70% 左右的粘土先行煅烧成熟料，促使其体积稳定后再加工制砖。
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固相反应是传统硅酸盐材料以及新型无机功能材料生 产过程中的基本反应，它直接影响到这些材料的生产过 程和产品质量。
固体和固体之间反应的特点是反应只在相界面上进行。 首先在相界生成一产物层，接着在相界上继续进行反应。 因此反应物在产物层中的扩散往往成为控制反应速度的 主要因素。
(四) 烧结
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9
碳酸盐、硫酸盐类矿物在500~1000℃进行分解反应，成为多孔质的
氧化物：
CaCO3 ⎯6⎯00~⎯105⎯0C→ CaO + CO2 MgCO3 ⎯4⎯00~⎯900⎯C→ MgO + CO2 4FeCO3 + O2 ⎯⎯800⎯C→ 2Fe2O3 + 4CO2 Fe2 (SO4 )3 ⎯560~⎯750⎯C→ Fe2O3 + 3SO3 MgSO4 ⎯氧⎯化⎯焰⎯900⎯C,还⎯原焰⎯9⎯00⎯C→ MgO + SO3
如果这种氧化物不需要进一步反应，则这种反应活性是不利的，因为 它们易于水化、碳化，这就需要在更高的温度下烧成更稳定的形态， 如用做耐火材料原料时的情况。
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陶瓷制品: 碳酸盐、硫酸盐的分解应在釉面玻化以前完成，
陶瓷工业窑炉
流速分布
预热带：上部—主流和循环气流方向相同。 下部—主流和循环气流方向相反。 预热带垂直断面：总的流速是上部大而下部小。 冷却带：上部—主流和循环气流方向相反。 下部—主流和循环气流方向相同。 冷却带垂直断面：总的流速是上部小下部大。
如何使窑内上下气流均匀
排烟系统及抽热风系统工作时： 预热带烟气应从下部抽出，以提高下部气 流速度，使下部温度升高，均匀上下温度。 冷却带应从上部鼓冷风，使上部气流速度 大，冷空气从上部流动，使冷却均匀。
隧道窑工作流程
明焰隧道窑工作系统
气幕
概念：气幕是指在隧道窑横截面上，自窑顶及两 侧窑墙上喷射多股气流进入窑内，形成一片气 体帘幕。 气幕分类：（按照其在窑上作用和要求的不同分） ①窑头-------封闭气幕 ②预热带-----循环搅动气幕 ③烧成带------氧化气氛幕 ④冷却带-----急冷阻挡气幕
常 见 硅 钼 棒 形 状
2014-10-25
热电偶
主要作用除了测试窑内温度之外，还能在烧 制时记录连续升温以及恒温的情况。 热电偶温度计可随时掌握窑内温度的变化情 况而避免人为的误差。 铂铑热电偶采用贵金属高纯铂金为负极，铂 铑合金为正极。
A 位压头
隧道窑是和外界相通的，窑内热气体的密 度小于外界冷空气的密度，窑内有一个高 度，所以窑内一定有位压头存在。 h位=（ρ空-ρ热）gH 对气体流动的影响： 使气体由下向上流动，温度升高，位压头 增大，上流趋势增大。
因为： 烧成带温度高于预热带和冷却带， 所以：有热气体从烧成带上部流向预热 带和冷却带， 同时有较低温度的气体自该两带下部回流至 烧成带，形成两个循环。
6.8 电热窑炉
电炉是电热窑炉的总称。一般是通过电热元 件把电能转变为热能，电热窑炉特点 ： 热效率高； 产品质量高，能够选择气氛焙烧； 设备简单，占地面积小； 无局部高温，温度场均匀； 操作简单，环境清洁； 附属电器设备比较复杂，购置费用和维护费 用较高； 有些电热元件要在一定的保护气氛下使用。
窑炉设计——精选推荐
目录1 前言·············································1设计任务书及原始资料·····························2烧成制度的确定···································3窑体主要尺寸的确定······························4工作系统的确定··································5窑体材料及厚度的选择····························6燃料燃烧计算······································7燃料消耗量计算··································8冷却风量的计算······································9排烟道与通风管道计算和阻力计算·······················1 前言陶瓷工业窑炉是陶瓷工业生产中最重要的工艺设备之一，对陶瓷产品的产量、质量以及成本起着关键性的作用。
热工设备--陶瓷工业窑炉
第六章 陶瓷工业窑炉
6.4 窑炉热工量和自动调节 二、炉温控制技术
1、炉温自动控制方式和控制系统
2) 炉温控制系统 利用测温仪表与自动化装置组成一个自动控制系统实现。
定值调节系统：要求炉温控制在预先给定的数值上的控制 系统。
系统主要由调节对象(炉温)、检测元件(测温仪表)、调节 器和执行器等四大环节组成，
实现了仪表化，具有简单、适用、精度高、 操作方便、通用性强等特点。其用途已不限于 控制温度，还可以控制反应气氛及生产过程等。
6.3 电热窑炉 3、电阻炉用电电热体
(2) 常用电热体的材料类型
① 镍铬合金 ② 铁铬铝合金 ③ 硅碳棒 ④ 硅钼棒 ⑤钼 ⑥钨
第六章 陶瓷工业窑炉
6.3 电热窑炉 4、电阻炉的安装与使用
(1) 电热体的安装
第六章 陶瓷工业窑炉
6.3 电热窑炉 4、电阻炉的安装与使用
(2) 电阻炉的使用
第六章 陶瓷工业窑炉
国外已有117种(38～1816℃)精度较高的示温涂料出售， 用于监测温度的示温涂料有蜡笔式、涂料式、锭剂式和粘 接标签式等。
第六章 陶瓷工业窑炉
6.4 窑炉热工量和自动调节 一、炉温测控技术
3、测温线路
测温线路 的连接方式
第六章 陶瓷工业窑炉
6.4 窑炉热工量和自动调节 一、炉温测控技术 4、测温仪表 ：
6.3 电热窑炉 3、电阻炉用电热体 (1) 电热体的基本性质 ① 电热体的发热温度要满足工艺要求。 ② 电热体要具有较高的比电阻和较小的电阻温度系数。 ③ 电热体的化学稳定性要好。 ④ 电热体要具有良好的机械性能。 ⑤ 电热体的热膨胀系数不能太大。 ⑥ 电热体材料要取材容易，价格合理。
第六章 陶瓷工业窑炉
陶瓷工业窑炉能耗现状及节能技术
陶瓷工业窑炉能耗现状及节能技术一．陶瓷工业窑炉概况陶瓷工业窑炉按样式分：辊道窑、隧道窑、梭式窑。
按热源分：燃油窑、燃气窑、电窑、微波窑。
陶瓷产品主要分为：建筑陶瓷、日用陶瓷、卫生陶瓷、特种陶瓷。
建筑陶瓷具有薄、平、规则的特点，全部采用辊道窑快速烧成。
日用陶瓷根据产品的各自特点，小而薄的可采用辊道窑烧成；大而不规则的则采用隧道窑烧成。
卫生陶瓷大多体型大，不规则，厚度不一多采用隧道窑或梭式窑生产。
特种陶瓷根据产品的样式以及物理化学要求大多采用电辊道窑、燃气梭式窑或微波窑烧成。
二．能耗因素影响陶瓷窑炉能耗的因素有：1.窑炉样式。
隧道窑、梭式窑的窑车具带走的热量占窑炉总耗热的20%左右。
国内辊道窑能耗在450—1200Kcal/kg 瓷，隧道窑的能耗在1000Kcal/Kg瓷以上。
2.窑炉结构。
窑墙的保温蓄热性能、窑顶结构对于气体流动的影响、各种管道分布的合理性及对热量的利用率的影响。
3.窑炉尺寸。
窑炉宽度增加1m，单位制品的能耗大概减少2.5%。
窑炉越长，窑头排烟带走的热量就越少。
窑炉越高，散热面积越大，能耗越大。
4.窑炉燃料。
同样的温度要求下，洁净燃料所需的空气量和产生的烟气量少，排烟带走的热量就少。
微波、电热、燃气、燃油、燃煤窑炉的能耗依次增大。
5.窑炉材料。
窑体材料的热导率越低，窑体散热越少，材料越轻，窑体蓄热越少。
6.窑炉控制。
目前国内大多采用计算机自动监测控制系统，合理调节窑内温度、压力、气氛，从而减少燃料消耗；合理调节风机和传动电机频率，减少无用功。
7.窑炉烧嘴。
目前国内新建窑炉大多采用高速预混式节能烧嘴，该烧嘴可调节空气过量系数，高速，减少宽断面温差。
8.窑炉余热的回收利用。
目前国内陶瓷窑炉基本都采用直接热回收利用的方式，如：加热空气、干燥坯体等，动力回收的很少。
9.产品。
产品的原料、规格、性能的不同，烧成参数也不同，能耗自然也不同，产品烧成温度降低100℃,单位产品热耗可降低10%。
目前广东外墙砖的能耗大概为530—1000Kcal/Kg瓷，仿古砖480—700Kcal/Kg瓷，抛光砖530—800Kcal/Kg瓷，日用卫生陶瓷大概为1000—2000Kcal/Kg瓷。
陶瓷工业窑炉
零压带
任一垂直断面上，上部静压总是大于下部 静压，最多也只能出现一条零压线。
零压带为一倾斜平面，上部偏向预热带， 下部偏向烧成带。中部零压在两带交界面 附近。
最理想的压强控制操作是将窑内维持为零 压，但是办不到。只能将窑内的关键部 位——烧成带与预热带的交界面附近维持 在零压左右。
产生预热带气体分层及上下温差的 原因
气体分层最严重是的预热带，是因为：
1.预热带负压操作，从不严密处漏入冷风； 2.上部拱顶空隙大，阻力小，位压头作用大； 3.窑车吸热量大，降低了下部温度。
解决办法
1.从窑的结构上 2.从窑车结构上(减少窑车吸热) 3.从码坯方法上(适当稀码，上密下稀) 4.在预热带许多温度点装设高速调温烧嘴
窑内气体运动的规律
长度方向上（即窑内气流的主要流向）: 由冷却带到烧成带，再到预热带。它是由 于排烟机或烟囱的负压造成的。
高度方向上： 气体由下向上的流动。它是由热气体的位 压头造成的。
A 位压头
隧道窑是和外界相通的，窑内热气体的密 度小于外界冷空气的密度，窑内有一个高 度，所以窑内一定有位压头存在。
第六章 陶瓷工业窑炉
刘小英 龙岩学院
6.2 隧道窑的工作系统
工作系统又称工作流程，是指窑内气体输 送系统，即气体流向及其有关的设备。 排烟系统，气体搅动系统，冷却系统 目前用有最多的是单通道、明火焰、窑车隧 道窑。 任何隧道窑可以分三带： 预热带、烧成带、冷却带
隧道窑的分带
预热带——预热过程：车上坯体与来自烧成 带燃料燃烧产生的烟气接触，逐渐被加热， 完成坯体的预热过程。
ρ
2.ห้องสมุดไป่ตู้部阻力 3.料垛阻力
h局
Kρ v2 2
窑炉烧成原理
窑炉烧成原理窑炉烧成原理一、引言窑炉是一种用于加热和处理物料的设备，它广泛应用于陶瓷、水泥、玻璃等行业中。
窑炉的主要作用是将原材料进行高温处理，使其形成所需的化学和物理特性，从而得到所需的产品。
二、窑炉分类根据不同的加热方式和工艺要求，窑炉可以分为多种类型。
其中最常见的有：1. 间歇式窑：在一个完整的生产周期内，物料只进入和出离开一次。
例如陶器制造中使用的龙窑。
2. 连续式窑：物料在一个连续流动的过程中进行加工和处理。
例如水泥生产中使用的回转窑。
3. 电阻加热式窑：使用电阻线圈或电极将电能转化为热能进行加热。
4. 燃气加热式窑：使用天然气或液化气等作为能源进行加热。
5. 燃油加热式窑：使用柴油或重油等作为能源进行加热。
三、原理介绍1. 物料预处理在进入窑炉之前，物料需要进行预处理。
这包括研磨、混合和筛分等步骤，以确保物料能够均匀地进入窑炉并得到充分的加热。
2. 窑内加热窑炉内部的加热方式取决于窑炉的类型和工艺要求。
在间歇式窑中，通常使用木材或天然气等作为能源进行加热。
在连续式窑中，通常使用液化气或重油等作为能源进行加热。
3. 物料变化在高温下，物料会发生一系列的化学和物理变化。
例如，在水泥生产过程中，原材料经过高温反应后会形成新的化合物，并逐渐硬化成为水泥。
4. 窑外冷却在窑内完成加工后，物料需要进行冷却。
这可以通过将其从窑内取出并放置在冷却设备中进行实现。
此时，物料仍然处于高温状态，并且需要逐渐降温才能达到所需的硬度和强度。
四、影响因素1. 温度：不同类型的物料需要不同的加热温度才能达到所需的化学和物理特性。
2. 时间：物料需要在适当的时间内进行加热和处理，以确保其能够达到所需的硬度和强度。
3. 窑炉类型：不同类型的窑炉对物料的加工方式和工艺要求有不同的影响。
4. 物料特性：不同类型的原材料具有不同的化学和物理特性，因此需要针对其特点进行相应的处理。
五、结论窑炉是一种重要的加工设备，广泛应用于陶瓷、水泥、玻璃等行业中。
陶瓷窑炉具体分类
窑炉及干燥专业内部培训资料
佛山陈瑞玲
第一部分陶瓷烧成窑炉及干燥器分类
1.1 现代陶瓷工业热工设备主要包括：
（1）粉料制备用热工设备: 其主要作用是将陶瓷泥浆通过喷雾造粒过程，制成含有一定水份的成型粉料。
即原料车间喷雾干燥塔。
（2）成型制品干燥用热工设备: 其主要作用是将陶瓷湿坯，通过干燥过程，除去其所含的过多物理水满足下道工序的需要。
即所有的成型后干燥器。
（3）陶瓷烧成用热工设备: 其主要作用是将坯体在各种专用的烧成窑炉内，通过高温烧成过程转变为陶瓷制品。
即烧成窑。
（4）熔炼熔块热工设备:其主要作用是将部分配釉用原料在熔块窑（炉）内经过高温熔融过程，转变为配制釉浆用熔块。
即熔块窑。
（5）可燃气体的生产、调配输送系统:主要包括：煤气发生炉，加压与净化设备，输配管路以及LPG(或LNG)汽化站等。
（6）燃油储存及供应系统:主要包括重油、柴油库（站）、加热器、净化器、油泵、管路等。
（7）工业锅炉房，空压站等。
以上（1）---（4）项均属于陶瓷生产线专用热工设备，（5）---（7）项属于能源变换及输送热工设备。
今天主要介绍陶瓷烧成窑炉(3)及成型后干燥器(2)。
1.2陶瓷烧成窑炉的分类
陶瓷烧成窑炉（以下简称陶瓷窑炉）是用于烧成陶瓷制品的热工设备，可把陶瓷窑炉按不同原则进行分类，如下表所示
1.3成型后干燥器分类
成型后干燥器（以下简称干燥器）是用于成型后陶瓷坯体或烧后制品烘干的热工设备，可把干燥器按不同原则进行分类，如下表所示。
工业炉窑资料
工业炉窑的设计原则与流程
设计原则：
• 安全性：确保炉窑在使用过程中的安全稳定 • 节能性：提高炉窑的热效率，降低能源消耗 • 环保性：减少废气、废渣等污染物的排放 • 经济性：降低投资成本，提高使用寿命
设计流程：
• 需求分析：了解用户的生产需求和工艺条件 • 方案设计：根据需求分析，设计炉窑的结构和参数 • 详细设计：绘制详细的施工图纸和技术参数 • 施工与安装：按照设计图纸进行施工和安装 • 调试与验收：安装完成后进行调试和验收
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工业炉窑技术与发展趋势
01
工业炉窑的基本概念与分类
工业炉窑的定义与用途
工业炉窑的用途包括：
• 加热：将物料加热至所需温度，如钢铁加热、热处理等 • 熔化：将固体物料熔化为液体，如熔炼炉、玻璃熔炉等 • 烧结：将物料在高温下烧结成型，如陶瓷烧结炉、水泥烧结炉等 • 其他：如干燥、蒸煮、烘焙等工艺过程
排放控制：
• 采用严格的排放标准，限制废气中有害物质的排放 • 采用在线监测系统，实时监测废气排放情况 • 采用排放优化技术，降低废气排放量和有害物质含量
工业炉窑的废渣处理与资源利用
废渣处理：
• 工业炉窑在生产过程中会产生大量的废渣，需要进行处 理后才能排放 • 废渣处理技术包括固化、稳定化、资源化等
节能技术：
• 直接加热技术：提高燃料的燃烧效率，降低能源消耗 • 间接加热技术：利用热媒体进行间接加热，提高热能利用率 • 废热回收技术：回收炉窑排放的废热，用于辅助加热或其他用途 • 优化操作：通过调整运行参数和操作方式，降低能源消耗
工业炉窑的废气处理与排放控制
废气处理：
陶瓷工业窑炉废气使用半干法烟气脱硫除尘技术探讨
陶瓷工业窑炉废气使用半干法烟气脱硫除尘技术探讨关键词：半干法窑炉脱硫烟气陶瓷摘要：简述建筑陶瓷工业窑炉烟气特性，介绍目前该行业主要使用的工艺，并提出采用半干法脱硫除尘工艺。
对该工艺进行分析，提出难点及解决办法，降低陶瓷行业工业窑炉排放废气浓度，提高行业的清洁生产水平。
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.中图分类号： tu834.6 文献标识码： a 文章编号：一、项目介绍陶瓷工业窑炉主要采用辊道窑进行生产，排出的废气在目前的行业中大部分均采用湿式脱硫除尘塔系统，这样的结果是so2的排放浓度虽然达标，但粉尘排放浓度很难到新的陶瓷工业排放标准（《陶瓷工业污染物排放标准》（gb25464-2010)），而且采用湿法烟气脱硫，将产生大量的脱硫废水，而且污水处理系统所需的占地面积进一步扩大；废水量的增加，占地面积的进一步需求，使得产品生产过程中需要的能耗也进一步提供，为了进一步提高企业竞争力，根据陶瓷工业行业新的排放要求及进一步提高清洁生产，节能降耗，我公司在原有半干法脱硫系统的基础上开发了半干法窑炉脱硫除尘系统。
工业窑炉
C、提高空气预热温度。工业窑炉中有将近50%-70%热量 是以高温烟气的形式直接排入大气的，利用这部分热量来 加热助燃空气是提高窑炉热效率最简单又最有效的途径。
工业窑炉过量空气系数表
2、减少炉体的散热损失
• 设备和管道的保温 • 确定保温层的经济厚度 • 减少热泄露的措施
设备和管道的保温
在具有下列情况中任何一种的设备和管道都需要保温 A、外表面温度高于323K者。 B、工艺生产中需要减少介质的温度降或延迟介质凝结的 部位。 C、工艺生产中不需保温的设备、管道及其附件，但其外 表面温度超过333K，而又需要经常操作维护，又无法用 其他措施防止人员可能引起烫伤的部位。
• • • • • • 涂料薄，与基体附着力强，使用寿命强 具有耐高温腐蚀，抗氧化多种功能 抗热震性能好，耐高温热冲击 对炉衬的适用性好，炉衬可为各种耐火材料、陶瓷纤维等 无毒、无污染、施工简单，新旧窑炉都可使用 成本低廉，所有涂料成本可在2-5个月内通过节能效益收 回
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1、提高燃烧效率
a、采用低过量空气系数的燃烧方式。由于窑炉的不完全燃 烧热损失和排烟热损失都与过量空气系数有关，为提高燃料 利用率，在保证燃料完全燃烧的情况下，应尽量采用较低的 过量空气系数。 b、采用富氧燃烧。富氧燃烧是指燃烧用的助燃空气中的含 氧量高于21%的燃烧。其结果不仅是燃烧温度的升高，有 利于提高燃烧效率，而且烟气量也相应减少，降低了排烟 损失。实验证明，在富氧量为21%-40%时，节能效果非常 明显；当含氧量大于40%时，节约程度将随富氧量的增加 而趋于平缓。
工业窑炉的节能
制作人： 张克宇
班级：热能09-2
学号：0907220228
窑炉：用耐火材料砌成的用以燃烧物料或烧 制成品的设备。
现代陶瓷窑炉-综述及其耐火材料1
2.1 综述
陶瓷窑炉的发展历程
2．近代陶瓷窑炉（1850～1950年）
※ 1919年，我国出现倒焰窑，窑温更加均匀； ※ 1898年，法国人福基罗创建了机械化的隧道窑； ※ 1958年，山东博山瓷厂建成我国第一条煤烧日用陶瓷隧道窑60M
3．现代陶瓷窑炉（1950年至今） • 代表性的窑型有：棱式窑 • • 现代隧道窑 辊道窑
升温，水分会逐渐排除，砌体体积也要随之收缩。一些耐火材
料在某些温度范围还会发生晶型转变（某些晶型转变会伴随体 积变化）。 生产过程是按照产品工艺所需的加热速度升温。这个加热 速度很难刚好适应砌体的上述体积变化，从而会在砌体内造成 较大的应力（如果应力超过耐火材料能够承受的最大应力，就 会造成砌体破坏）
2.1 综述
热工设备的内涵及共性
窑炉是特殊的建筑结构： （1）要预留膨胀缝；
（2）也要设置工艺所需要的孔位：
测温孔、测压孔、 气氛测试孔、观察孔等。
热工设备的内涵及共性
砌筑窑炉所预留的膨胀缝
砌筑窑炉时所设置的孔位
热工设备的内涵及共性
烘烤窑炉（简称：烘窑 或称：烤窑）： 新砌筑热工设备耐火材料的砌体含有很多水分。随着加热
2.1 综述
陶瓷的烧成过程及烧成制度
三、烧成制度：是根据工艺要求并考虑到热工技术等方面因素而制定的操 作规程。 1、温度制度：是窑炉内制品温度随时间（或位臵）变化的规定。温度
应为制品的表面温度。
2、气氛制度：是窑炉内制品周围气体性质随时间（或位臵）变化的规 定。气体性质是以其中游离氧或还原成分的含量（体积%）而定。
燃烧设备
（1）固体燃料的燃烧设备 多通道喷煤管 （2）液体燃料的燃烧设备 燃油的雾化烧嘴 （3）气体燃料的燃烧设备 高速调温烧嘴、脉冲烧嘴
工业窑炉概述
13
(二)晶型转换
天然矿物一般均呈低温晶型，烧成时就 会转变成高温晶型。 在转换温度下，有的产生可逆的急剧变 化，如β α型之转换；
有的成非可逆的迟钝型转换。 这些转换伴有显著的体积膨胀或收缩， 如果使用会发生这类变化的原料时，在烧成 过程中，必须使其变成稳定的高温晶型。石 英就是最好的例证。
14
3
(一)分解反应(热分解)
热分解是由氢氧化物、碳酸盐等所组成 的原料，在加热到一定的温度时，逸出其 中的水分或CO2的过程。分解后所得为无水 物或氧化物。分解反应为吸热反应。 高岭石(Al203· 2SiO2· 2O)、 2H 水铝石(Al203· 2O)、 H 叶蜡石(A12O3· 4SiO2· 2O)、 H
分<0.5%)，脱水温度提高到700℃，只需
几分钟就可以达到完全脱水的程度。
将高岭石的温度再升高，至980℃左右，
遂发生放热反应而开始生成莫来石
(3A1203· 2SiO2)并发生明显体积收缩。所
以应将70%左右的粘土先行煅烧成熟料，
促使其体积安定后再加工制砖。
7
碳酸盐、硫酸盐类矿物在500~1000℃进行 分解反应，成为多孔质的氧化物：
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(四)、烧结
粘土类及其他原料的烧成制品，在烧成过程中
的固结现象皆称为烧结。烧结的目的是把粉状物 料转变为致密体。
烧结的形式大致可分为二种：
一种是坯料在高温下形成共熔物，然后降至低
温时生成玻璃相或结晶相而烧结，这种烧结称为
液相烧结。如一般陶瓷器坯体、水泥熟料和耐火 制品的烧结；
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另一种是原料粉末加压成型、加热烧结， 烧结时并无液相生成，此类烧结称固相烧 结。如粉末冶金，氧化铝、氧化铁等的烧 结。
浅谈陶瓷工业窑炉
文章编号:100520639(2002)022*******浅谈陶瓷工业窑炉曹云枫(广东东鹏陶瓷股份有限公司) 摘要:窑炉在陶瓷工业中一直占有非常重要的作用,本文分析了实际生产时遇到的几个问题,及对窑炉未来发展作了一点展望。
关键词:三个因素;裂纹;干燥;临界水分;工艺管理;两大推动力;微波干燥中图分类号:T Q17416+5311 文献标识码:B收稿日期:20022042111 在陶瓷工业中窑炉的重要作用翻开历史,可以看到在19世纪之前,陶瓷的每一次发展都离不开窑炉的进步,其中有3个因素是至关重要的。
一是温度,西周升焰式圆窑和方窑,温度已达1200℃,可烧制原始瓷;再是气氛,在2500年前的战国时代,南、北方分别出现了倾斜式龙窑和半倒焰的馒头窑,它们温度不仅可达1300℃,并且最重要一点是能控制还原气氛,这对陶瓷后来的发展产生了深远的影响;第三个因素是流场均匀,主要包括温度和风量,这在明末清初江西景德镇窑上尤为突出,也因此烧出了名噪天下的中国瓷器。
今天,在陶瓷工业中窑炉同样着瓶颈的作用。
以建陶为例,除了抛光工序的显性破损,人们较为难以控制和把握的有3个工序:原料、压机和窑炉,其中压机产生的质量问题,部分能够及时发现;而原料的影响几乎全是隐性的,直到烧成窑尾出砖时才表现出来;至于窑炉本身对产品缺陷的产生,实际上也是隐性的,从进干燥窑到素烧窑,再到出砖,时间长达2、3h ,在这当中发生的问题还不能及时弄清楚。
所以,当一切潜伏的各种隐患,在烧成窑尾总爆露时,窑炉受到的关注和压力无疑最大,如何与各工序配合,找出真正的原因将是窑炉工作者的一项艰巨的任务。
因此,要做一个优秀的窑炉管理者,首先是一个合格的工艺工程师,再是一个全职的质检员,并且还是半个设备员陶瓷,作为泥与火的结合体,许多物理化学反应,需要在一个适当的温度、气氛环境中来完成,窑炉正是提供这种环境的设备。
作为工业生产,窑炉在完成烧结功能的前提下,还必需尽可能的减少损耗,降低物耗(燃油、电),提高产品质量。
陶瓷工业窑炉教学大纲范文
陶瓷工业窑炉教学大纲范文陶瓷工业窑炉教学大纲范文陶瓷工业是中国传统的优秀产业之一，而窑炉作为陶瓷生产过程中不可或缺的一环，对于陶瓷产品的质量和效率起着至关重要的作用。
因此，窑炉教学在陶瓷工业的培训中占据着重要的地位。
本文将围绕窑炉教学大纲展开讨论，探讨其内容和结构。
一、窑炉基础知识窑炉教学大纲的第一部分应该是窑炉的基础知识。
这包括窑炉的种类、结构、工作原理等。
学生需要了解不同种类窑炉的特点和适用范围，以及窑炉在陶瓷生产中的作用。
同时，还应该介绍窑炉的结构组成和各部分的功能，以及窑炉的工作原理和热力学基础。
二、窑炉操作技术窑炉教学大纲的第二部分应该是窑炉的操作技术。
这包括窑炉的点火和熄火技巧、温度控制、燃料选择等。
学生需要学习如何正确点火和熄火，以及如何调整窑炉的温度和保持稳定的燃烧状态。
此外，还应该介绍不同燃料的特点和选择方法，以及对环境的影响。
三、窑炉维护与故障排除窑炉教学大纲的第三部分应该是窑炉的维护与故障排除。
这包括窑炉的日常维护方法、常见故障的识别和排除等。
学生需要学习如何正确清洁和保养窑炉，以及如何判断窑炉是否存在故障，并采取相应的措施进行修复。
此外，还应该介绍窑炉的安全操作规范，以及应对窑炉故障时的应急措施。
四、窑炉节能与环保窑炉教学大纲的第四部分应该是窑炉的节能与环保。
这包括窑炉的节能技术和环保措施。
学生需要学习如何通过改进窑炉结构和调整操作方法来实现节能减排，以及如何合理利用余热和废气进行能源回收。
同时，还应该介绍窑炉排放的污染物和对环境的影响，以及相应的环保措施。
五、窑炉的创新与发展窑炉教学大纲的最后一部分应该是窑炉的创新与发展。
这包括窑炉技术的创新和应用前景。
学生需要了解当前窑炉技术的发展趋势和前沿研究，以及窑炉在陶瓷工业中的应用案例。
同时，还应该鼓励学生进行窑炉技术的创新实践，培养他们的创新思维和实践能力。
综上所述，窑炉教学大纲应该包括窑炉的基础知识、操作技术、维护与故障排除、节能与环保以及创新与发展等内容。
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电热窑炉分类
①电阻炉 ②感应炉 ③电弧炉 ④电子束炉 ⑤等离子炉 ⑥微波炉
①电阻炉
电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热， 从而对工件或物料加热的工业炉。
电阻炉分类 （1）间歇式操作的电阻炉：箱式电阻炉、井式(立式) 电阻炉 （2）半连续式操作的电阻炉：钟罩式电阻炉、台车式 电阻炉 （3）连续式操作的电阻炉：窑车式电热隧道窑、推板 式电热隧道窑、辊底式电热隧道窑、传送带式电阻炉、 链式电阻炉
③氧化气氛幕
在烧还原气氛时，为使坯体在900℃前充分 氧化，还原带前必须要有氧化带，因此在 气氛改变的地方，950~1050℃处设氧化气 氛幕。 即在该处由窑顶及两侧窑墙喷入热空气， 使之与烧成带来的含一氧化碳的烟气相遇 而燃烧成为氧化气氛。
④急冷阻挡气幕
位置：急冷气幕设于冷却带始端 作用： 1)坯体在700℃以前应急冷，缩短烧成时间。 提高制品质量。 2)阻挡气幕，防止烧成带烟气倒流至冷却带， 避免产品熏烟 。 结构：同封闭气幕
6.8 电热窑炉
电炉是电热窑炉的总称。一般是通过电热元 件把电能转变为热能，电热窑炉特点 ： 热效率高； 产品质量高，能够选择气氛焙烧； 设备简单，占地面积小； 无局部高温，温度场均匀； 操作简单，环境清洁； 附属电器设备比较复杂，购置费用和维护费 用较高； 有些电热元件要在一定的保护气氛下使用。
A 位压头
隧道窑是和外界相通的，窑内热气体的密 度小于外界冷空气的密度，窑内有一个高 度，所以窑内一定有位压头存在。 h位=（ρ空-ρ热）gH 对气体流动的影响： 使气体由下向上流动，温度升高，位压头 增大，上流趋势增大。
因为： 烧成带温度高于预热带和冷却带， 所以：有热气体从烧成带上部流向预热 带和冷却带， 同时有较低温度的气体自该两带下部回流至 烧成带，形成两个循环。
流速分布
预热带：上部—主流和循环气流方向相同。 下部—主流和循环气流方向相反。 预热带垂直断面：总的流速是上部大而下部小。 冷却带：上部—主流和循环气流方向相反。 下部—主流和循环气流方向相同。 冷却带垂直断面：总的流速是上部小下部大。
如何使窑内上下气流均匀
排烟系统及抽热风系统工作时： 预热带烟气应从下部抽出，以提高下部气 流速度，使下部温度升高，均匀上下温度。 冷却带应从上部鼓冷风，使上部气流速度 大，冷空气从上部流动，使冷却均匀。
第六章 陶瓷工业窑炉
刘小英 龙岩学院
目录
6.1 概述 6.2 隧道窑的工作系统 6.3 隧道窑的结构 6.4 隧道窑内的气体流动 6.5 隧道窑内的传热 6.7 倒焰窑 6.8 电热窑炉
6.1 概述
圆窑（馒头窑） 方窑 隧道窑 阶级窑 龙窑 抽屉窑（梭式窑） 钟罩窑 蛋形窑
6.2 隧道窑的工作系统
A 隧道窑内的气体对流传热
对流传热是隧道窑预热带和冷却带的主要 传热方式。要快速烧窑，提高对流传热是 一个有效的途径。
增大对流传热途径
1.扩大传热面积(使所有表面均为加热面) 2.提高温度差((如何提高？) 3.提高对流传热系数 (增加窑内气体循环；采 用高速烧嘴；取消匣钵；稀码料垛。)
kv α 0 .2 d
隧道窑工作流程
明焰隧道窑工作系统
气幕
概念：气幕是指在隧道窑横截面上，自窑顶及两 侧窑墙上喷射多股气流进入窑内，形成一片气 体帘幕。 气幕分类：（按照其在窑上作用和要求的不同分） ①窑头-------封闭气幕 ②预热带-----循环搅动气幕 ③烧成带------氧化气氛幕 ④冷却带-----急冷阻挡气幕
热电偶
主要作用除了测试窑内温度之外，还能在烧 制时记录连续升温以及恒温的情况。 热电偶温度计可随时掌握窑内温度的变化情 况而避免人为的误差。 铂铑热电偶采用贵金属高纯铂金为负极，铂 铑合金为正极。
②感应炉
利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔 化的电炉。在感应炉中的交变电磁场作用 下，物料内部产生涡流从而达到加热的效 果。 交变电流→交变磁场→涡流（感应电流）→ 生成热
零压带
任一垂直断面上，上部静压总是大于下部 静压，最多也只能出现一条零压线。 零压带为一倾斜平面，上部偏向预热带， 下部偏向烧成带。中部零压在两带交界面 附近。 最理想的压强控制操作是将窑内维持为零 压，但是办不到。只能将窑内的关键部 位——烧成带与预热带的交界面附近维持 在零压左右。
零压位控制
工作系统又称工作流程，是指窑内气体输 送系统，即气体流向及其有关的设备。 排烟系统，气体搅动系统，冷却系统 目前用有最多的是单通道、明火焰、窑车隧 道窑。 任何隧道窑可以分三带： 预热带、烧成带、冷却带
隧道窑的分带
预热带——预热过程：车上坯体与来自烧成 带燃料燃烧产生的烟气接触，逐渐被加热， 完成坯体的预热过程。 烧成带—烧成过程：坯体借助燃料燃烧所释 放出的热量，达到所要求的最高烧成温度， 完成坯体的烧成过程。 窑车方向 烟气方向 冷却带—冷却过程：高温烧成的制品进入冷 却带，与从窑尾鼓入的大量冷空气进行热 交换 ，完成坯体的冷却过程。
预热带烧成带零压位控制在二带交界处。 零压位前移，烧成带正压过大，烧成带正 压过大，则大量热气体逸出窑外，热损失 增大，烧坏窑车，影响运行，恶化操作条 件。 零压位后移，预热带负压过大，大量冷风 漏入窑内，上下温差增大，排烟机负荷增 大，烧成时间延长，燃耗增大。
C 动压头
原因：窑内存在静压差，气体由高压区向低 压区流动。 结果：静压头转变为动压头，然后损耗于压 头损失。 h动=1/2 ρ热v2 水平流动是窑内起主导作用的运动形式， 水平流速提高，有利于窑内温度均匀和强 化窑内的对流换热。
各种搅动气幕和循环装置就是利用动压头即喷出 速度来，减小上下温差，均匀窑温。
D 压头损失
窑内气流阻力包括： l v2 1.摩擦阻力 h ξ ρ
摩
d 2
2.局部阻力
3.料垛阻力
v2 h局 Kρ 2
设计或操作窑炉时，应尽量降低窑内气流阻力 a. 适当缩短窑长 b. 合理稀码料垛 c. 提高窑炉密封性，减少漏气 d. 尽量使上下温度均匀
6.4 隧道窑内的气体流动
隧道窑的工作原理包括三个部分：燃料燃 烧、气体力学和传热。 6.4.1 各种压头对气体流动影响 影响因素：位压头（几何压头），静压头， 动压头和阻力损失压头。 意义：是窑内1m3热气体比窑外1m3空气多具 有的能量，是相对能量。
窑内气体运动的规律
长度方向上（即窑内气流的主要流向）: 由冷却带到烧成带，再到预热带。它是由 于排烟机或烟囱的负压造成的。 高度方向上： 气体由下向上的流动。它是由热气体的位 压头造成的。
1.制品和窑墙(顶)内部传热为传导传热。 2.气体与制品、窑墙(顶)之间的传热 预热带：对流传热与辐射传热。（废气加热） 烧成带：辐射传热为主。（高温火焰加热） 冷却带：对流传热为主。（空气冷却） 3.制品与窑墙(顶)之间的传热：辐射传热。
有益传热：烟气将热量以对流辐射方式传给 制品两面，制品再以不稳定导热方式向内 部传递热量，使产品烧结。 有害传热：烟气将热量以对流辐射方式传给 窑体，窑体以稳定导热方式传导给窑外壁， 外壁再以对流辐射方式传热给周边环境。
6.4.2 料垛码法对流速和流量的影响
就料垛每一条气体通道而言，可以按磨擦 损失来考虑，用方程式表示如下：
l v h1 ξ 1 1 ρ d1 2 l 2 v2 h2 ξ ρ d2 2
2 2
在1m长的料垛中，可以认为各通道长度相 等，损失的压头也相等。 v 2 v 2 1 2 d1 d 2
B 静压头
引起原因：由于排烟、鼓风、抽风等使窑内 外压强不等。鼓风处正压，抽风处负压。
h静=p热-p大气
结果：气流方向有高压向低压流动。 零压位：窑内绝对压强等于窑外绝对压强， 仍有气体流动。
窑内位压对静压头的影响
取一垂直截面，根据伯努力方程式，如果不 考虑断面上的上下动压变化，则： h上位+h上静= h下位+h下静 这两者是如何转变？？
发热元件
电阻炉按炉温的高低可以分为低温（工作温 度 低 于 700℃ ） 、 中 温 （ 工 作 温 度 为 700~1250℃ ） 和 高 温 （ 工 作 温 度 大 于 1250℃）三类。 炉温在1200℃以下，通常采用镍铬丝、铁铬 钨丝，炉温为1350~1400℃时采用硅碳棒； 炉温为1600℃可采用二硅化钼棒为电热体。
优点
烧成带微正压，无冷风漏入，温度高，气 氛稳定，预热带负压小，漏气量较小，温 差较小，气氛气幕、急冷气幕保证气氛实 现。
6.3 隧道窑的结构
窑体：隧道窑系统的主要部分，窑体上设有 各种气流进出口。 窑内输送设备：窑车与窑具。 燃料燃烧系统：包括燃料输送管道、燃料预 热、燃烧器等。 通风设备：包括排烟系统、气幕搅动系统和 冷却系统。其作用是使得窑内气流按一定 方向流动。
6.7.1 倒焰窑内气体流动
自然通风的倒焰窑，由于燃烧产物由煤层 上升至窑顶时位压头转化为静压头，使窑 顶静压为正压； 燃烧产物由窑顶倒流至窑底时，静压需克 服流动时阻力，静压逐渐转为零。
零压面一般在窑底平面。
6.7.1 倒焰窑内的传热
窑内传热特点 1.升温时，制品、窑墙、窑顶同时都吸收热 量，升高温度，使制品达到烧成，窑墙、 窑顶一边蓄热，一边散热。 2.冷窑时，制品、窑墙、窑顶同时冷却，放 出热量。 倒焰窑传热属于不稳定传热。 低温阶段以对流传热为主 高温阶段以辐射传热为主
①封闭气幕
位于预热带窑头 目的：窑头形成1～2Pa的微正压， 避免了冷空气漏入窑内。 将气体以一定的速度自窑顶及两侧墙喷入， 成为一道气帘。
②循环搅动气幕
位于预热带，一般设置2-3道扰动气幕 工作过程：以一定量的热气体以较大的流速 和一定的角度自窑顶一排小孔喷出，迫使 窑内热气体向下运动，产生扰动，使窑内 温度均匀。气流喷出角度垂直向下，或以 一定角度逆烟气流动方向喷出。
6.7 倒焰窑
倒焰窑工作流程 1-窑室；2-燃烧室；3-灰坑；4-窑底吸火孔；5-支烟道；6-主烟道；7挡火墙；8-窑墙；9-窑顶；10-喷火口