今年3月,德化县政府印发《“中国白·德化瓷”产业高质量发展五年行动计划(2023~2027)》《德化“陶瓷+”产业融合发展实施方案》,提出启动窑炉节能化改造,大力创建低碳企业、低碳工厂、低碳车间,加大氢能、甲醇等新能源应用,鼓励企业开展清洁生产。德化县科技局也顺势而动,通过推动企业进行节能窑炉改造、新能源利用等举措,助力陶瓷产业实现“绿色蝶变”,建设“绿色瓷都”。
实行能源革命 “绿色瓷都”崛起
窑炉是陶瓷企业最关键的热工设备,也是耗能最大的设备,能耗占陶瓷生产总能耗的60%~80%。
20世纪80年代,德化陶瓷厂烟囱耸立。以木材为燃料的传统龙窑,存在生产周期长、产品合格率低、产量低等缺点。以木烧瓷,还导致大量森林遭到破坏,“林瓷之争”矛盾凸显。
为此,当时的德化县委、县政府提出“勒紧腰带抓环保,青山绿水千秋在”,充分利用境内水资源充沛的优势,以政府投资、群众集资、股份办电厂等形式发展水电。同时,组织科技攻关,实行窑炉改造,实现从以柴烧瓷到以电代柴的第一次“能源革命”,结束了以柴烧瓷的历史。
据德化县科技局相关工作人员介绍,此后几十年,德化县在限制高污染产业发展的同时,大胆调整能源结构,通过技术攻关,先后研发了以电、油、液化气、天然气等为能源的节能窑炉技术,实现了陶瓷生产能源的清洁化和“千家企业无烟囱”,不仅彻底解决了“林瓷矛盾”,保护了青山绿水、蓝天白云,同时,节能窑炉技术的普及推广,也让企业获得了“绿色红利”。
发力节能降耗 环保经济双赢
在德化县正和陶瓷有限公司的生产车间内,一条七八十米长的隧道窑横卧厂区中央,一排排炉架上放满洁白的陶瓷胚体,正从隧道窑一端缓缓传输进入窑体,经过1200℃的高温烧制,最终成为精美的瓷器,源源不断销往世界各地。
但令记者感到奇怪的是,与传统窑炉烧制车间的“热火朝天”相比,正和陶瓷窑炉车间的室内温度并不算高。
“以前,炉体散发的热量就直接扩散到车间里,使得车间异常闷热。而节能窑炉能将烧制过程中产生的余热收集起来,并传输到最前端的烘房,对胚体进行烧制前的预烘烤。烘干胚体的水分,可大幅提高陶瓷成品率。”正和陶瓷董事长郑振东对节能窑炉的优点如数家珍。他表示,节能窑炉通过余热收集、炉体保温材料、节能喷枪、智能调控以及炉架耐高温材料等新工艺、新技术、新设备的应用,在实现节能减排的同时,提高了陶瓷烧成合格率。
“与前一代窑炉相比,节能窑炉可降低30%的能耗。”郑振东表示,“节能降耗不仅响应了国家双碳政策号召,也让企业能够实实在在地得利,这种双赢的事我们自然乐于推动。”
受惠于节能改造红利的德化陶瓷企业不在少数,如德化陆升集团将一条68米长的天然气隧道窑进行富氧燃烧节能技术改造。改造前,该陶瓷企业天然气用量大约为4000立方米/日,改造后,节能率达到了11.42%,投运1年即可收回成本。
出台政策激励 企业技术革新
为推动德化陶企节能降耗,德化县政府出台了多项奖补措施。德化县科技局负责人表示,根据德化县政府出台的《关于进一步支持民营企业高质量发展的若干措施》,对规模以上陶瓷生产企业新购置的窑炉节能的产品,按购置总额给予分档一次性补贴,10万~40万元的给予15%补贴,40万~80万元的给予20%补贴,80万元以上的给予30%补贴,单家企业最高不超过30万元补贴。对规模以上陶瓷生产企业建设能耗在线监测系统,一次性奖励3万元。而购置本土企业生产的设备,还可多获得15%的奖补。
这极大激励了本土企业抢占节能设备市场份额的决心。在德化县唐硕陶瓷有限公司的新厂房中,福建宇科热能有限公司工程师庄克斌正在对新安装的节能窑炉进行调试。它是由宇科热能自主研发生产的新型节能窑炉,除了炉体保温材料、富氧燃烧节能喷枪、余热收集等方面的改造,宇科热能还将重点放在设备的智能温控方面。
“以往,窑炉控温需要专业的炉工肉眼观察,现在只要在设备的控制系统中输入相应的数值,节能窑炉便可自行调温。工人通过控制终端可以随时查看窑炉运作过程中的各项参数。生产过程中的各种异常也会及时反馈上网,把燃气泄漏、温度异常等隐患消除在萌芽中。”庄克斌表示,随着数字温控技术的发展,就算是对烧窑一无所知的新员工,经短期培训后也能轻松上手,大幅提升了陶瓷成品率。
应用新型能源 探索未来技术
除了节能窑炉改造,德化县还鼓励企业加大对新能源的应用。
近期,泉州市陶瓷科学技术研究所正在研究将氢气、天然气混合气作为燃料的技术方案,氢气燃烧时不会产生二氧化碳,且经实验室验证,氢气混合气体燃料的热效能提升,可大幅减少用气量。但氢气在工业生产中的安全性问题仍需攻克,目前该项目仍处于前期论证实验中。
还有不少德化企业、科研院所则尝试将甲醇、氨、甲烷等清洁能源作为燃料,用于陶瓷烧制,以减少碳排放。德化顺美集团与福建大为能源有限公司合作,将甲醇燃料用于陶瓷烧制。甲醇燃料完全燃烧时只产生二氧化碳和水,且在常温常压下是液体,不属于易爆产品,操作安全性比氢气更高。但目前甲醇的燃烧热量较天然气、油、煤等化石能源略显不足,目前仍需对相关技术设备进行调试,以期满足陶瓷生产所需。
在新技术的探索进程中,有成功的喜悦,也有失败的挫折,但对“绿色瓷都”梦想的坚守,已成为德化陶瓷工艺进步的重要推动力。
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