现阶段陶瓷砖行业环保节能发展方向探讨

    灰霾天气促进国家环保政策严格执行;瓷砖行业的烟气直排式将会要求强制治理后达标排放;乱排污可能犯刑事罪，2013年6月18日，高院和高检院《关于办理环境污染事故刑事案件适用法律若干问题解释》，适当降低了入罪的门槛，量化了各类污染物排放的入罪标准，解决了取证难，定罪难、认定难的实际问题，将重大环境污染事故罪修改为污染环境罪，乱排污可能犯刑事罪。
　　实施清洁能源，出台限制污染物排放措施。2013年9月17日，环保部、发改委、工信部等六部委联合发布了《京津冀及周边地区落实大气污染阶段行动计划实施细则》，提出到2013年底，北京市、天津市、河北省和山东省完成地级及以上城市的细颗粒物检测能力全覆盖，建立重污染天气检测预警体系，并根据预警等级实施重污染企业限产和停产。要求京津冀及周边地区、河南、山西、内蒙古和山东地区严格各产区环境准入，压减煤炭消耗总量，实施天然气清洁能源替代，地级及以上城市原则上禁止新增燃煤锅炉(应包括煤气发生炉)。此次采取的措施前所未有，而且在程度上也最为严厉。
　　瓷砖行业的排放现状
　　一、行业实际情况
　　中国瓷砖行业的燃料经历了柴油、重油、渣油到煤制气(含水煤气)几个阶段，目前绝大部分瓷砖生产线采用水煤气(二段炉煤气)，无论采用一段炉、二段炉还是其他形式的煤气发生炉，其燃烧产物都会产生二氧化硫、氮氧化物等气体，对空气造成污染，这些气体也是造成酸雨的主要原因。
　　全国现有3700多条瓷砖生产线(2011年调查数据为3275条)，要彻底治理达到环保要求，从经济上和技术上都有相当难度。因此，长远来看，迫于环保的严重压力，清洁能源代替目前的煤制气，将成为未来的发展趋势。
　　清洁能源，主要有天然气(LNG)、煤层气和液化石油气，有害废气少，污染小。
　　二、陶瓷行业可用的燃料排放情况比较
　　陶瓷行业可用的燃料排放情况比较
　　这几种燃料中，在同等热当量的条件下，天然气产生废气和灰尘最少，而水煤气产生废气和灰尘最多。除了在煤气发生站产生废气、酚水、焦油和粉煤灰外，在窑炉燃烧过程中也会产生废气和粉尘，污染严重。
　　三、国内主要瓷砖区的情况
　　福建晋江和南安产区，利用了三年时间，分批次淘汰煤气发生炉。截止到2013年9月底，所有瓷砖的生产线改为天然气燃料，对少量不执行的企业实行强制停产。
　　江西高安产区，2011年10月，高安市人民政府颁发了《关于加快建陶基地天然气推广使用实施意见(征求意见稿)》，设定目标为：到2015年底，陶瓷基地60%以上陶瓷生产线使用天然气，所有以燃煤、燃油为主的陶瓷配套企业全部使用天然气。
　　广东清远产区，2012年11月出台了《清远市推进陶瓷企业“煤改气”工作实施方案》，设定目标为：到2015年3月31日前，源潭镇和清新工业园必须全面完成“煤改气”，实施天然气完全替代。
　　山东淄博、辽宁沈阳法库产区也在积极推进“煤改气”工作。
　　随着环保风暴的推进，各地政府对“煤改气”的推动力度会不断加大，尽管陶瓷企业将承受“煤改气”增加的成本压力，并且需要时间来消化适应，但这种趋势不可逆转。生产线集中的瓷砖产区还将面临单个工厂排放经过处理达到排放标准，但排放总量超出容量的情况，仍然会对地区造成排放超标的压力。
　　四、国外瓷砖生产排放情况
　　发达国家的陶瓷生产全部采用清洁能源-天然气或液化气，新兴陶瓷生产国家几乎也以天然气为主，比较典型的是印度，一直坚持用天然气，曾经使用石油作燃料的陶瓷窑炉都被政府叫停。他们的天然气单价比国内还高，目前仍在涨价。
　　五、不同燃料烧成瓷砖的单位热耗不同
　　不同燃料造成的单位能耗也有明显的区别。水煤气因N2含量高，热值低(导致燃烧效率低)，废气量大，烟气排入大气的热量比较多。生产同样的砖坯，印度的烧成周期比国内慢20%以上(能耗会高)，但由于使用天然气燃料，单位热耗却比国内使用水煤气燃料的产品低30%以上。
　　瓷砖行业环保节能发展方向的看法
　　一、加强瓷砖行业的环保治理力度
　　国内瓷砖行业目前以水煤气燃料为主，并且在相当长一段时间内还会维持下去，短期内很难全部改为天然气等清洁能源，因此行业内加强烟气除尘、脱硫、脱硝等环保治理研究和应用已成为全行业的当务之急。希望政府部门也增加因环保治理造成成本上升的补贴和奖励力度。
　　二、增强清洁能源的供应和推广力度
　　从上述分析可以看出，天然气、煤层气等清洁能源对环境的污染较小，值得在瓷砖行业大力推广，但用气量加大后的气源、气量供应不足的问题也会越来越突出。我国是页岩气储量世界第一的国家，急需突破技术障碍加强开发，增加瓷砖行业使用清洁能源的种类，解决供应不足等后顾之忧。
　　三、加大节能环保陶瓷热工装备的开发力度
　　1、陶瓷窑炉
　　(1)具有明显节能效果的技术应成为窑炉标准配置
　　目前，利用瓷砖冷却余热加热助燃风技术、节能烧嘴、纳米保温技术、宽截面窑炉结构、风机全变频等技术节能效果明显，应成为窑炉的标准配置，不因成本上升而任意删减。
　　(2)设计空气过剩系数检测装置
　　当品种变化、空窑和调整窑压、风气比例、急冷风量等情况造成窑炉参数变化后，空气过剩系数也将发生变化，如果过高会增加能耗。只要加强预热带或高温区的空气过剩系数检测，始终让其维持在一个合理变化区间，将有利于稳定节能。
　　(3)能耗自动统计和管理软件的应用
　　窑炉应设计能够自动统计产品单位能耗的管理软件，当能耗超高或异常时提醒管理人员核查原因，减少能耗波动。
　　(4)借鉴水泥、玻璃等行业的节能、环保技术
　　水泥、玻璃等建材行业已使用膜片富氧(一种制氧方法)燃烧技术、余热发电技术和环保治理技术，取得了良好的效果，如何借鉴并应用到陶瓷窑炉行业，是一个重要的研究课题。
　　2、干燥器
　　(1)多层干燥器还需进一步推广
　　目前干燥器越来越宽，从3200mm加大到3600mm，单层高从800mm增加到1500mm，违背传热学原理，效率低、正压高、占地大，以“焖干”为主。我们认为应向多层的方向发展，减小层高(每层约300mm)、缩短长度、降低正压“漏热”、加强热气的循环搅拌，提高干燥效率而节能。
　　(2)禁止直接用烟气
　　目前，为了降低成本，陶瓷企业大多数直接将窑炉烟气用于干燥器，车间环境恶劣，厂房腐蚀严重、工人健康受到影响，我们认为应当禁止直接使用烟气，而采用热交换器换热到干净空气后使用。
　　四、强化陶瓷生产工艺和技术研究应用力度
　　1、干法造粒技术
　　据统计，陶瓷原料处理的能耗超过了陶瓷整个生产过程能耗的45～50%，而不用球磨机、喷雾干燥塔的干法造粒技术可以省水65%以上，节省燃料80%(如果不用流化床，无需燃料)，省电接近20%，粉尘污染很小，巴西等国几乎全部使用干法造粒工艺生产瓷砖。然而，国内研究较多，大规模应用却很少，如果解决现存的颗粒级配、流动性、水分均匀性、产质量等问题，加大应用，相信会明显减轻陶瓷企业的环保压力。
　　2、瓷砖薄型化工艺技术
　　无论从能耗、资源使用、运输、搬运的劳动强度等方面，5mm厚的抛光地砖与市场主流的10mm甚至更厚的抛光地砖相比都具有无可比拟的优势。目前，瓷砖薄型化技术基本已成熟，但需要政府或行业协会引导，降低消费者对薄砖、薄板质量问题的担忧，同时也需要鼓励更多的企业参与研发和应用，以减少目前存在的问题(现在生产企业少，合格低，售价太高)，推动整个陶瓷行业快速向薄砖、薄板方向迈进。
　　3、低温快烧技术
　　烧成温度越高, 能耗就越大。据热平衡计算, 若烧成温度降低100℃, 则单位产品热耗可降低10%以上。若烧成时间缩短10%，则产量增加10%，热耗可降低4%。低温快烧技术具有较好的节能效果，这也可成为陶瓷企业达到环保标准的应用技术之一。