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建筑卫生陶瓷工厂节能设计标准(征求意见稿)

2017-08-02 16:07
野明月
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5 工 艺

5.1 一般规定

5.1.1 生产工艺和设备应选用节能工艺和设备。

【条文说明】5.1.1 节能型设备主要包括:节能电机、风机、空气压缩机、液压机、窑炉等设备;节能型工艺主要有:干法制粉、压力注浆、真空注浆、塑性挤压成型、微波干燥、红外干燥、低温快烧等。

5.1.2 建筑卫生陶瓷工厂应采用节能型产品。

【条文说明】5.1.2 工艺设计应推广国家鼓励或推荐的节能型产品,减少大体量的连体坐便器、立式小便器、抛光砖、超白砖的生产,发展小型节水便器、施釉砖、薄型砖、红坯砖、马赛克等产品。

5.2 主要能耗指标

5.2.1 新建建筑卫生陶瓷工厂的单位产品综合能耗设计限额应符合表5.2.1中的规定。

表5.2.1 新建建筑卫生陶瓷工厂的单位产品综合能耗限额设计限额

产品分类

能耗单位

综合能耗

卫生陶瓷

kgce/t

≤600

吸水率E≤0.5%的陶瓷砖

kgce/㎡

≤6.3

吸水率0.5<E≤10%的陶瓷砖

kgce/㎡

≤4.4

吸水率E>10%的陶瓷砖

kgce/㎡

≤4.3

【条文说明】5.2.1 本条为强制性条文。本条文中表5.2.1列出的参数是考虑目前的设计和装备水平确定的新建建筑卫生陶瓷工厂(含新建生产线)的单位综合能耗设计限额指标。建筑卫生陶瓷行业是高能耗、高资源消耗行业,根据目前建筑卫生陶瓷行业的技术发展水平,将过于落后、严重浪费能源和高污染的生产技术和工艺强制淘汰,达到节约能源和提高企业经济效益的目的,也是为推进行业技术进步所采取的强制性措施。

5.2.2 新建卫生陶瓷工厂主要生产工序综合能耗设计限额应符合表5.2.2的规定。

表5.2.2 新建卫生陶瓷工厂主要生产工序能耗设计限额

生产工序

燃耗

电耗

单位

设计限额

单位

设计限额

球磨制坯浆

kW·h/t干料

≤70

球磨制釉浆

kW·h/t干料

≤270

成形

(含干燥)

高压注浆

kgce/t

干坯

≤60

kW·h/t干坯

≤240

低压快排水

≤70

≤200

普通石膏模具成形

≤95

≤135

施釉

手工喷釉浆

kW·h/t干坯

≤30

机械手施釉

≤55

烧成

(一次)

隧道窑

kgce/t

产品

≤200

kW·h/t产品

≤70

梭式窑

≤364

≤60

辊道窑

≤153

≤50

重烧

梭式窑

kgce/t产品

≤329

kW·h/t产品

≤60

【条文说明】5.2.2 新建卫生陶瓷工厂(含新建生产线)主要生产工序综合能耗设计限额应符合表5.2.2中的规定。

5.2.3 新建干压陶瓷砖厂主要生产工序能耗设计限额应符合表5.2.3的规定。

表5.2.3 新建干压陶瓷砖厂主要生产工序能耗设计限额

生产工序

综合燃耗

综合电耗

单位

设计限额

单位

设计限额

湿法

制粉

球磨

制浆

软质浆料

kW·h/t粉料

40.0

硬质浆料

kW·h/t粉料

80.0

喷雾干燥制粉

kgce/t粉料

55

kW·h/t粉料

15.0

干法

制粉

粉碎造粒

kW·h/t粉料

40.0

过湿干燥

kgce/t粉料

15

kW·h/t

15.0

球磨制秞

kW·h/t干浆

200.0

干压

成形

300mm×450mm

kW·h/㎡

0.7

kW·h/t坯体

39.0

600mm×600mm

kW·h/㎡

1.0

kW·h/t坯体

50.0

800mm×800mm

kW·h/㎡

1.3

kW·h/t坯体

57.0

干燥

kgce/㎡坯体

0~0.2

kW·h/t坯体

15.0

施釉

kgce/㎡坯体

kW·h/t坯体

5.0

烧成

(一次)

瓷质

kgce/㎡产品

4.3

kW·h/t产品

65.0

炻质

kgce/㎡产品

4.0

kW·h/t产品

63.0

陶质

kgce/㎡产品

4.1

kW·h/t产品

60.0

烧成

(二次)

陶质

kgce/㎡产品

4.8

kW·h/t产品

65.0

磨边

陶质

kW·h/t产品

35.0

釉面瓷质

kW·h/t产品

50.0

磨边—抛光(瓷质)

kW·h/t产品

105.0

5.3 节能工艺

5.3.1 建筑卫生陶瓷的生产宜采用低温快烧工艺。

【条文说明】5.3.1 从目前陶瓷制品生产成本的组成来看,燃料费用在生产成本中所占比率最大,在总成本中一般占25%~40%。低温快烧工艺技术为降低能耗提供了有利条件。建筑卫生陶瓷行业节能的主要努力方向之一是降低烧成温度与缩短烧成周期。如:卫生瓷烧成温度由1280℃降至1150℃~1200℃,烧成周期由40h降至10h左右;陶质砖素烧温度由1180℃降至1050℃~1100℃,釉烧温度由1080℃降至1020℃,烧成周期由几十小时降至40min~50min,取得的节能效果十分显著,其经济效益也是十分可观的。

5.3.2 陶质砖生产除有特殊工艺要求采用二次烧成工艺外,宜采用一次烧成或一次半烧成工艺。

【条文说明】5.3.2 陶质砖烧成技术分为低温快速一次烧成、低温快速一次半烧成和传统二次烧成技术。

“一次烧成”是成型坯体经干燥、施釉后只经过一次烧成过程便可得到产品,是最节约投资、节约人力和能源的烧成技术。但是,在生产过程中,生坯施釉,坯釉同时烧成有较大的技术难度。目前一次烧成技术已趋成熟。

“一次半烧成”是低温素烧、高温釉烧,其施釉时坯体强度高,烧结程度好,与传统烧成技术相比是一种节能工艺,广泛应用于陶质砖的生产。

“传统二次烧成”是高温素烧、低温釉烧,产品质量尤其是釉面质量较高,且技术成熟,但投资大、单位能耗高。除了有特殊工艺要求必须采用二次烧成工艺外,应逐步以“一次烧成”和“一次半烧成”取代“传统二次烧成”。

5.3.3 陶瓷砖的生产宜采用坯料干法制粉工艺。

【条文说明】5.3.3 干法制粉工艺比喷雾干燥制粉的单位产品综合燃耗减少2/3以上,电耗减少2/5,具有明显的节能和节水的优点,是陶瓷砖制粉工艺技术的发展方向。但由于其所制的粉料流动性较差,同时在生产过程中粉尘较大,目前在国内的使用不是十分普遍。今后应在改善粉料质量和关注环保的基础上,完善和改进该工艺,促进其在工业上的广泛应用。

5.3.4 陶瓷砖的生产应在当前劈离砖生产的基础上,扩大陶瓷砖挤压成型工艺的使用范围。

【条文说明】5.3.4 挤压成型工艺的原料制备较干压成型节能,成型工序粉尘少。目前在劈离砖、干挂空心陶瓷板和薄型陶瓷砖的生产上得到应用,应不断扩大其使用范围,实现节能环保的目的。

5.3.5 卫生陶瓷的成型宜采用组合浇注、压力注浆或低压快排水工艺。

【条文说明】5.3.5 压力注浆或者低压快排水成型工艺生产效率高,成型时模具不需烘干,虽然泥浆需加热,但仍可节省成型工艺热量消耗。卫生陶瓷高压注浆工艺比传统微压注浆工艺的单位产品综合燃耗约低20%,但单位产品综合电耗约高10%,单位产品综合能耗约低18%,其装备技术已趋于成熟,对卫生陶瓷大宗产品的注浆成型宜推广和使用。

5.4 坯釉料制备工序

5.4.1 陶瓷生产应使用节能型原料,并应符合下列规定:

1 陶瓷砖应采用硅灰石、透辉石、透闪石、红页岩等适于低温快烧的原料;

2 卫生陶瓷应采用珍珠岩、伟晶花岗岩、绢云母、叶蜡石等适于低温快烧的原料;

3 陶瓷生产宜采用具有节能环保意义的工业废料、矿业废渣及尾矿、河湖污泥等固体废弃物;

4 陶瓷原料应标准化、商品化和系列化生产。

【条文说明】5.4.1 低温快烧工艺可降低烧成温度、节约能源。采用适于低温快速烧成的陶瓷原料是实现该工艺技术路线的保证。我国可以用作低温烧成坯体原料以及釉料的陶瓷矿物原料有硅灰石、透辉石、透闪石、绢云母粘土、叶蜡石、珍珠岩等。

5.4.2 坯用浆料制备应符合下列规定:

1 陶瓷砖宜采用40t及以上大吨位间歇湿式球磨机或连续式球磨机,卫生陶瓷宜采用8t及以上间歇湿式球磨机;

2 球磨机宜采用橡胶衬或高铝衬,研磨介质宜用中铝质球和高铝质球;

3 球磨机所配电机可加装变频调速装置,供选择使用效率最高的转速;

4 卫生陶瓷坯浆制备可选用软、硬质料分别处理,再容积配料的方式;

5 泥浆研磨中应采用解凝剂和助磨剂;

6 浆料贮存应采用与球磨机相适应的大容积的泥浆池,泥浆搅拌应采用平桨搅拌机,宜采用间歇式搅拌方式,开停时间比应为1:1~1:2。

【条文说明】5.4.2 球磨机是陶瓷工业广泛使用的粉磨机械,其功能是粉磨和混合陶瓷原料,球磨耗电量一般占制品加工总耗电量的20%~30%。球磨机的规格按每次加料量进行划分,加料量越多,其单位能耗越低。

影响球磨机球磨效率的因素是多方面的,主要有以下几方面的因素:

1 球磨机的装填充系数。球磨机中加入的球石、料及水的多少,对球磨效率有很大的影响。常用的装填充系数为0.80~0.85。

2 球磨机的转速。球磨机的研磨作用是靠球磨筒旋转时,由球石和筒壁与原料发生摩擦、撞击作用而达到的。当转速适宜时,球石带着原料由离心力的作用沿磨壁上升能达到一定高度,然后倾泻落下碰击下部的物料或球石上,此时不仅有摩擦作用,且由于球石由最大高度处落下,所产生的打击力最大,此时球磨效率最高。

3 研磨介质的大小配比与材质。选择合理的球径比,以提高粉碎效率,可以降低电耗。常用的研磨介质有高铝质、中铝质球等。

4 外加剂的选择。选择适用的解凝剂或表面活性剂,可以减少加水量,提高泥浆浓度,达到喷雾干燥时节约能源的目的。

5 球磨机的内衬材料。选择合适的内衬材料(橡胶、氧化铝等),可以增加球磨机筒体的有效容积,增加装料量。

6 硬质原料与软质原料分别单独处理是一种既经济又节能的技术。硬质原料用球磨机湿粉碎,软质原料(球土)用高速搅拌机制浆后与硬质原料容积配料制浆,不仅节电效果显著,还改善了泥浆性能,应大力推广使用。

泥浆储存可采用双联或多联浆池,以增大浆池容积,提高泥浆稳定性,此时两个或多个搅拌机可交替开停,实现节电。

5.4.3 粉料制备应符合下列规定:

1 喷雾干燥塔设计选型宜采用多线共用方案,根据所需干粉产量,应选用大规格喷雾干燥塔;

2 进喷雾干燥塔用泥浆含水率不应高于35%;

3 喷雾干燥塔进风温度不应低于550℃,出风温度不宜高于90℃;

4 热风炉应尽量靠近塔体,并应缩短热风管路长度。塔体和热风管路宜敷设性能好的保温层,各种法兰连接和锁风装置应严密,不得漏风;

5 喷雾干燥塔泥浆系统的泵压、喷嘴应保证泥浆充分雾化,进风系统应保证热风与雾滴均匀混合;

6 喷雾干燥塔的大功率风机所配电机宜采用变频装置;

7 干法制粉应采用带有高效干燥设备的增湿造粒机及干燥-粉碎联用的干法粉碎设备,不宜采用轮碾机增湿制粉。

【条文说明】5.4.3 喷雾干燥塔是将泥浆直接制成粉料的成套设备。其原理和过程是将泥浆由高压泵打入通热风的塔内分散成雾状细滴,通过热交换,使泥浆雾滴变为含水率为4%~7%的干粉。

干法制粉工艺主要包括原料混合、细粉碎和增湿造粒等过程(如带有振动流化床的增湿造粒机等),其具有工序简单,占地面积小,设备厂房投资费用少、能耗低等优点。特别适宜于各种原料的比重、性能相近的配方。但由于所制得的粉料比重小、流动性较差,对自动液压圧砖机的适应性较差,目前应用范围受到限制。

5.4.4 可塑泥料干法制备可采用水平式螺旋混料机和练泥机组成的泥料制备系统;湿法制备可采用压滤机和练泥机组成的泥料制备系统。

【条文说明】5.4.4 干法制备是由粉碎、配料和混练组成的泥料加工系统,其节能效果显著,但作业环境易产生粉尘。

湿法制备是由配料、湿式球磨、压滤制泥组成的泥料加工系统,其优点是各成分经水化且混合均匀,利于增加泥料的可塑性,作业环境粉尘少,缺点是电耗稍高。

以上两种可塑泥料制备方法根据实际情况均可选用。

5.5 成型工序

5.5.1 卫生陶瓷成型应采用组合浇注成型线;宜采用低压快排水成型线;宜采用压力注浆成型线。

【条文说明】5.5.1 本卫生陶瓷成型有组合浇注成型线、低压快排水成型线、压力注浆成型线三种成型技术。企业可根据自身情况选用。

1 组合浇注成型技术由于投资小、占地少、劳动强度低、生产机动性高,可以用来生产结构复杂的产品。

2 低压快排水注浆与传统注浆方法的主要区别是,它采用了一种特殊的高强石膏模型,模型内预埋由多孔纤维毛细管网(直径约5mm)组成的脱水网络,该网络与抽真空管路系统相连,因而能够实现加压快速脱水方式,大大提高了成型效率。

3 卫生陶瓷成型技术在经历了常压、低压、中压和高压注浆的发展历程后,其作业机械化程度、生产效率和坯体质量不断提高,作业环境不断改善,劳动强度不断下降。压力注浆是节能型的新技术,应该大力推广。

5.5.2 卫生陶瓷应采用管道输送的注浆成型系统。

【条文说明】5.5.2 本条为强制性条文。卫生陶瓷成型工艺方法基本经历了传统的地摊式注浆、架子管道注浆、机械化组合浇注过程;由自然注浆到压力注浆(微压、中压、高压)的过程。管道输注浆系统生产效率高、劳动强度低,采用管道送浆、泥浆加压和管道回浆等技术,为提高泥浆压力创造了条件,有利于低压、中压、高压注浆技术的推广使用。传统的地摊式注浆工人劳动强度大,产品质量不稳定。

5.5.3 干压成型的陶瓷砖应采用带有自动布料系统的自动液压压砖机。

5.5.4 挤压成型的劈离砖、琉璃瓦、干挂空心陶瓷板和薄型陶瓷砖等应符合下列规定:

1 可采用真空练泥机和各式挤坯机组成的系统;

2 宜采用有较强混合、挤出能力的半硬塑、硬塑挤出成型设备;

3 应合理设计成型机头、机嘴,减少坯体内应力。

【条文说明】5.5.4 挤压成型的陶瓷砖应采用半硬塑和硬塑挤出,可以降低泥料水分,减少成型坯体的变形,降低干燥所消耗的热量,设计合理的成型机头、机嘴,可以减小坯体内应力,从而减少坯体变形,提高成型合格率。

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