談陶瓷企業(yè)窯爐噴槍的改進(jìn)與節(jié)能

羅懷志

摘 要：本文論述陶瓷企業(yè)中普遍采用的墻地磚生產(chǎn)輥道窯燒成系統(tǒng)節(jié)能噴槍在燒制過程中對產(chǎn)品的影響和節(jié)能降耗的影響。通過改造前、后噴槍的分析，闡述新型節(jié)能噴槍的優(yōu)勢及煙氣質(zhì)量明顯提高（氮氧化合物、氧含量、二氧化硫、塵埃），節(jié)能是我們的方向，藍(lán)天白云是我們生存的環(huán)境，讓霧霾遠(yuǎn)離我們的家園。

關(guān)鍵詞：螺旋加速器；渦輪增壓；倍流；位移；龍卷風(fēng)；霧霾

1 目前陶瓷企業(yè)窯爐噴槍的現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國建筑陶瓷4000多條生產(chǎn)線，噴槍都是采用仿漢索夫結(jié)構(gòu)，從80年代引進(jìn)一直沿用到現(xiàn)在，早期對我國推出行業(yè)的發(fā)展有作不可磨滅的功績，隨著新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用已經(jīng)不再適合現(xiàn)代窯爐的發(fā)展，高品質(zhì)、大產(chǎn)量的寬體窯，再加上先天不足如動能省耗大、混合不均勻、空燃比大等。近期有薩克米推出的燒嘴以及我國一些公司推出的二次預(yù)混燃燒燒嘴等等。

隨著《京都議定書》簽訂，近年來，各地方政府陸續(xù)頒布環(huán)保政策，提高環(huán)保門檻要求各個陶瓷產(chǎn)區(qū)和陶瓷工業(yè)園紛紛要求陶瓷企業(yè)升級轉(zhuǎn)型，把節(jié)能減排放在重中之重，國家也派出了督察組進(jìn)行監(jiān)督，對不達(dá)標(biāo)的企業(yè)采用整改、關(guān)、停等辦法，也對當(dāng)?shù)卣蛔鳛?、履行不作為，進(jìn)行問責(zé)。

2 節(jié)能燒嘴的特點(diǎn)及優(yōu)勢

傳統(tǒng)的燒嘴助燃風(fēng)與外套結(jié)構(gòu)采用垂直結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是阻力大、動能省耗厲害，有用功減小，由于輸出功率減小空氣與煤氣混合減弱，燃燒也不干凈。積碳、結(jié)焦、堵槍經(jīng)常發(fā)生，主要表現(xiàn)在下槍中前溫，火焰偏短很容易產(chǎn)生斷面溫差，為了解決斷面溫差，往往增加助燃風(fēng)的壓力，這樣能耗隨之上升。也有一些陶瓷廠技術(shù)人員為了解決斷面溫差加長碳化硅套，這只能說暫時解決了斷面溫差，時間長了碳化硅與窯墻處發(fā)生斷裂，對你正常生產(chǎn)產(chǎn)生隱患，主要表現(xiàn)在面槍。

二次預(yù)混燒嘴，在燃燒效率上有所提高，在解決斷面溫差時，操作人員把槍芯往爐膛里塞，槍芯過于靠近爐膛內(nèi)側(cè)槍頭很容易燒毀，槍芯溫度過高再加上能源里混有氧氣產(chǎn)生亞燃燒容易積碳堵塞，落臟隨之而來，增加了窯爐操作工人工作量，同時也為生產(chǎn)廠家?guī)頁p失，損失最大的表現(xiàn)在釉面磚。在各個產(chǎn)區(qū)了解他們又漸漸的用回原來的舊噴槍。節(jié)能效果相對于舊噴槍節(jié)能在5%左右視窯爐狀況而定，但是缺點(diǎn)太多不可取。

3 燒嘴改進(jìn)后的節(jié)能量、排放降低效果

由衡陽明福節(jié)能環(huán)保科技公司發(fā)明的新型節(jié)能噴槍含三大技術(shù)專利號ZL201220583517.4（圖1）是經(jīng)過國家專利局認(rèn)可，隆重推向市場。

工作原理：新型節(jié)能噴槍采用螺旋加速器原理設(shè)計(jì)

助燃風(fēng)與噴槍外套形成夾角，減小了空氣阻力，增加了輸出功率，增加了有用功，相應(yīng)增加了位移（S）也是我們常說的射程。

S=Vot+1/2at2 S～代表位移 Vo～代表初始速度 a～代表加速度 t～代表單位時間

a=ω2×R ω～代表角速度 R～代表半徑

我們把初始速度產(chǎn)生的位移叫初始位移，由加速度產(chǎn)生的位移叫加速位移，總位移由初始位移與加速位移之和。

衡陽明福團(tuán)隊(duì)打破常規(guī)走近前沿科技獨(dú)自研發(fā)新型節(jié)能噴槍，采用螺旋加速器原理、最優(yōu)的燃燒技術(shù)（渦輪增壓）優(yōu)化空氣動力（龍卷風(fēng)）及（倍流技術(shù)）來提高初始速度，同時讓助燃風(fēng)在外套內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)提高角速度，煤氣與空氣充分混合燃燒，體積迅速膨脹形成渦輪增壓噴射而出，經(jīng)過多次實(shí)踐噴出火焰有效長度二米以上（煤制氣）圖2，能有效解決窯內(nèi)溫差，提高產(chǎn)品品質(zhì)，節(jié)能在10%左右，驗(yàn)收報(bào)告見圖3。

在天然氣使用方面成績沛然，某陶瓷廠更換新型節(jié)能噴槍前、后數(shù)據(jù)對比節(jié)能10.26%，同時煙氣中的氮氧化合物、氧含量都降低，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。改造后煙氣中的氮氧化合物32.29mg/m3<180mg/m3，氧含量14.96%<17%，二氧化硫25.38mg/m3<50mg/m3，煙塵5.41mg/m3<30mg/m3（折算濃度、后面為國家標(biāo)準(zhǔn)），改造前氮氧化合物57 mg/m3，氧含量17.25%.該廠成功申報(bào)政府的節(jié)能減排基金。

新型節(jié)能噴槍廣泛適用于天然氣、石油氣、焦化氣、瓦斯氣及其他混合氣體。

4 節(jié)能理念

2CO+O2=2CO2+Q（熱量） 煤制氣為代表

我國是一個煤炭資源豐富，富煤、貧油、小氣的典型代表國家，陶瓷行業(yè)90%以上的企業(yè)采用發(fā)生爐煤氣，產(chǎn)生了大量的氮氧化合物、二氧化硫和塵埃。政府強(qiáng)行采用斷煤用氣，實(shí)踐證明不可取，如北京，在換氣過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的霧霾還要嚴(yán)重，產(chǎn)生霧霾的最尅禍?zhǔn)资堑趸衔?，產(chǎn)生氮氧化合物的原因是與溫度發(fā)生關(guān)系，溫度越高所產(chǎn)生的氮氧化合物越多。

衡陽明福新型節(jié)能噴槍從以下幾個方面來解決：

（1）提高燃燒效率

由于新型節(jié)能噴槍采用螺旋加速器原理設(shè)計(jì)，給助燃風(fēng)提供了足夠的動能，助燃風(fēng)與煤氣充分混合燃燒干凈，煙氣中的一氧化碳幾乎為零。

（2）減小空氣過剩系數(shù)、提高空氣利用率

燒嘴在燃燒過程當(dāng)中過量的空氣會吸收熱量，過小則燃燒不干凈，衡陽明?？萍純?yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，讓混合氣體形成渦流在燒嘴里燃燒并減小空氣流量以達(dá)到或接近理論值。

（3）優(yōu)化結(jié)構(gòu)減小空氣阻力、降低噴口溫度、減小氮氧化物的生成。

明福團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不斷測試和摸索，注重每個細(xì)節(jié)，減小空氣阻力，延遲混合燃燒時間，增加噴口速度，降低氣帽溫度，延長噴槍的使用壽命，讓燒嘴燃燒室蓄熱降低，同時降低了氮氧化合物的產(chǎn)生和煙氣中氧含量排放以達(dá)到環(huán)保要求。

由衡陽明福發(fā)明的新型節(jié)能噴槍無論在火焰的長度、燃燒效率、使用壽命、煙氣排放都明顯好過舊的噴槍。

下面是每噸煤所產(chǎn)生的廢氣

每噸煤可以產(chǎn)生2.6噸的CO2

每噸煤可以產(chǎn)生24公斤的SO2

每噸煤可以產(chǎn)生7公斤的NOx

每噸煤可以產(chǎn)生0.486公斤的C

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國建筑陶瓷企業(yè)有4000多條生產(chǎn)線90%以上為煤制氣，就有3600條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線按耗煤80T計(jì)，每年耗煤288000噸煤。按10%的節(jié)約率計(jì)，則每年可以節(jié)約28800噸標(biāo)煤，減小各種廢氣排放量如下：

每噸煤可以產(chǎn)生2.6噸的CO2 × 28800 T=74880噸

每噸煤可以產(chǎn)生24公斤的SO2 × 28800 T=691.2噸

每噸煤可以產(chǎn)生7公斤的NOx × 28800 T=201.6噸

每噸煤可以產(chǎn)生0.486公斤的C × 28800 T=14噸

在同類噴槍里減小了30 ～ 40%的氮氧化合物，提高空氣質(zhì)量、減小霧霾，真正做到了清潔化生產(chǎn)。

5 展望未來，節(jié)能燒嘴是今后的發(fā)展趨勢

我國是世界上第二大碳排放的國家甲烷、氮氧化合物居高不下“十三五”規(guī)劃要在2015年基礎(chǔ)是節(jié)能降耗18%到2025年節(jié)能降耗在1990年基礎(chǔ)上降低45%的承諾，減排猶如放在中國頭上的一把利劍，壓力為動力，國家大力提倡清潔化生產(chǎn)包括設(shè)備升級、產(chǎn)品更新?lián)Q代，淘汰高能耗、低產(chǎn)能的企業(yè)，它可使我國走持續(xù)發(fā)展再生能源的道路。

陶瓷行業(yè)也迎來了春天，各種新工藝、新配方、新設(shè)備成出不窮，如大風(fēng)量低功率風(fēng)機(jī)、低溫快燒工藝、余熱利用系統(tǒng)、節(jié)能噴槍的改進(jìn)、窯體的保溫系統(tǒng)、無酚水系統(tǒng)、連續(xù)球磨、干化制粉等等，給節(jié)能減排提供了有力的保障、輸入了新鮮血液。

燃燒系統(tǒng)是整過陶瓷生產(chǎn)過程當(dāng)中最重要的一環(huán)，是能源消耗大戶，而燒嘴的節(jié)能與否是決定碳排放的多與小，是企業(yè)的生命，我們提倡使用節(jié)能噴槍。節(jié)能噴槍是未來發(fā)展的趨勢。

我們不僅要讓世界愛上中國造，更要讓世界愛上中國創(chuàng)造。