談陶瓷企業窯爐噴槍的改進與節能

羅懷志

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

關鍵詞：螺旋加速器；渦輪增壓；倍流；位移；龍卷風；霧霾

1 目前陶瓷企業窯爐噴槍的現狀

據不完全統計，目前我國建筑陶瓷4000多條生產線，噴槍都是采用仿漢索夫結構，從80年代引進一直沿用到現在，早期對我國推出行業的發展有作不可磨滅的功績，隨著新技術、新工藝的應用已經不再適合現代窯爐的發展，高品質、大產量的寬體窯，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，各地方政府陸續頒布環保政策，提高環保門檻要求各個陶瓷產區和陶瓷工業園紛紛要求陶瓷企業升級轉型，把節能減排放在重中之重，國家也派出了督察組進行監督，對不達標的企業采用整改、關、停等辦法，也對當地政府不作為、履行不作為，進行問責。

2 節能燒嘴的特點及優勢

傳統的燒嘴助燃風與外套結構采用垂直結構，這種結構最大的缺點是阻力大、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、結焦、堵槍經常發生，主要表現在下槍中前溫，火焰偏短很容易產生斷面溫差，為了解決斷面溫差，往往增加助燃風的壓力，這樣能耗隨之上升。也有一些陶瓷廠技術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生斷裂，對你正常生產產生隱患，主要表現在面槍。

二次預混燒嘴，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側槍頭很容易燒毀，槍芯溫度過高再加上能源里混有氧氣產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，同時也為生產廠家帶來損失，損失最大的表現在釉面磚。在各個產區了解他們又漸漸的用回原來的舊噴槍。節能效果相對于舊噴槍節能在5%左右視窯爐狀況而定，但是缺點太多不可取。

3 燒嘴改進后的節能量、排放降低效果

由衡陽明福節能環保科技公司發明的新型節能噴槍含三大技術專利號ZL201220583517.4（圖1）是經過國家專利局認可，隆重推向市場。

工作原理：新型節能噴槍采用螺旋加速器原理設計

助燃風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

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

衡陽明福團隊打破常規走近前沿科技獨自研發新型節能噴槍，采用螺旋加速器原理、最優的燃燒技術（渦輪增壓）優化空氣動力（龍卷風）及（倍流技術）來提高初始速度，同時讓助燃風在外套內高速旋轉提高角速度，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，經過多次實踐噴出火焰有效長度二米以上（煤制氣）圖2，能有效解決窯內溫差，提高產品品質，節能在10%左右，驗收報告見圖3。

在天然氣使用方面成績沛然，某陶瓷廠更換新型節能噴槍前、后數據對比節能10.26%，同時煙氣中的氮氧化合物、氧含量都降低，符合國家標準。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、后面為國家標準），改造前氮氧化合物57 mg/m3，氧含量17.25%.該廠成功申報政府的節能減排基金。

新型節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90%以上的企業采用發生爐煤氣，產生了大量的氮氧化合物、二氧化硫和塵埃。政府強行采用斷煤用氣，實踐證明不可取，如北京，在換氣過程中發現現在的霧霾還要嚴重，產生霧霾的最尅禍首是氮氧化合物，產生氮氧化合物的原因是與溫度發生關系，溫度越高所產生的氮氧化合物越多。

衡陽明福新型節能噴槍從以下幾個方面來解決：

（1）提高燃燒效率

由于新型節能噴槍采用螺旋加速器原理設計，給助燃風提供了足夠的動能，助燃風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、提高空氣利用率

燒嘴在燃燒過程當中過量的空氣會吸收熱量，過小則燃燒不干凈，衡陽明福科技優化設計結構，讓混合氣體形成渦流在燒嘴里燃燒并減小空氣流量以達到或接近理論值。

（3）優化結構減小空氣阻力、降低噴口溫度、減小氮氧化物的生成。

明福團隊經過不斷測試和摸索，注重每個細節，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生和煙氣中氧含量排放以達到環保要求。

由衡陽明福發明的新型節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。

下面是每噸煤所產生的廢氣

每噸煤可以產生2.6噸的CO2

每噸煤可以產生24公斤的SO2

每噸煤可以產生7公斤的NOx

每噸煤可以產生0.486公斤的C

據不完全統計，我國建筑陶瓷企業有4000多條生產線90%以上為煤制氣，就有3600條生產線，每條生產線按耗煤80T計，每年耗煤288000噸煤。按10%的節約率計，則每年可以節約28800噸標煤，減小各種廢氣排放量如下：

每噸煤可以產生2.6噸的CO2 × 28800 T=74880噸

每噸煤可以產生24公斤的SO2 × 28800 T=691.2噸

每噸煤可以產生7公斤的NOx × 28800 T=201.6噸

每噸煤可以產生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，提高空氣質量、減小霧霾，真正做到了清潔化生產。

5 展望未來，節能燒嘴是今后的發展趨勢

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”規劃要在2015年基礎是節能降耗18%到2025年節能降耗在1990年基礎上降低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包括設備升級、產品更新換代，淘汰高能耗、低產能的企業，它可使我國走持續發展再生能源的道路。

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

燃燒系統是整過陶瓷生產過程當中最重要的一環，是能源消耗大戶，而燒嘴的節能與否是決定碳排放的多與小，是企業的生命，我們提倡使用節能噴槍。節能噴槍是未來發展的趨勢。

我們不僅要讓世界愛上中國造，更要讓世界愛上中國創造。