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采用“等静压成型”新技术、烧结砖厂节能大跨越

采用“等静压成型”新技术、烧结砖厂节能大跨越

发布日期:2017-12-07 作者: 点击:

一、概述


建材工业是国民经济的重要原材料工业,属典型的资源依赖型工业。我国是目前全球最大的建材生产和消费国,建材工业的年能耗总量位居我国各工业部门的第三位。建材工业一方面大量消耗能源,同时又潜含着巨大的节能空间;在生产过程中既污染着环境,却又是全国消纳固体废弃物总量最多、为保护环境做出重要贡献的产业。


我国砖瓦工业的产能约1万亿块(折烧结普通砖),实际产量约8500亿块(折烧结普通砖)。如果按每千克成品耗热1600KJ(含干燥及焙烧)计算,全行业年消耗热量(折标准煤)约8200万t(产品孔洞率平均按30%计),考虑到约有三分之一的热量来自煤矸石、粉煤灰等含能工业废渣,每年耗热(折标准煤)仍达5700万t,约占全国煤耗的1.8%。砖瓦厂电耗贯穿整个工艺过程,依破碎、陈化、成型、切码运、运转、热工系统设备选型不同,每万块成品电耗在350~650kWh,每年砖瓦工业耗电约400亿kWh。由于全国绝大多数地区已将工业废渣作为焙烧的部分或全部燃料,因此,节煤的主要方向将转化为技术节能以及产品的转型节能。随着烧结砖瓦工业技术水平和生产率的提高,国家产业政策的陆续出台,节能执法力度的加强,煤耗会有一个快速的下降,然后进入平台期;而电耗会有一个持续的增长,只有更先进的工艺、更高效的设备、更节能的电气才会有效地降低电耗。


成型工艺段,国内墙材企业都采用“挤出机”;此成型工艺段包括挤出机、切条机、切坯机组成,该工艺段的装机容量占全部装机的50%~60%。因此,烧结砖厂的电耗成本主要构成是由成型工艺段构成。成型工艺段主要耗电设备是搅拌挤出机(或圆盘筛式喂料机)及挤出机。实践证明经搅拌挤出机或圆盘筛式喂料机可以给陈化后的物料补水、强力搅拌、压缩等进行精细处理,可以使挤出机的压力、真空度得到快速提升,进而保证成型的质量、产量。切条机、切坯机虽然其功率合计在2.2~20kW不等,但是采用精准切割机可以将挤出泥条的利用率提高10%以上,也可以说成型系统节电至少10%。成型工段也是砖厂故障率最高的工段,原料及产品变更导致机口调整或更换,机械或电气故障、停电甚至雨雪天气都会影响到有效开机。能否连续化生产、降低停机时间是成型工段节电的标志。对于低塑性的物料或在冬、春季节,给搅拌挤出机和挤出机通入蒸汽对物料进行处理,可以将其潜在的塑性和结合能力充分发挥出来,也有利于缩短干燥周期、提高干燥质量、降低干燥能耗。这是在国内越做越大的挤出机的大环境下,采取节电措施,但收效甚微。


我国的砖厂由于自然条件原因规模普遍偏小而分散,近年未大力推进新建材的发展,一些设备厂家不在机械结构、关键材料和加工工艺上下功夫,只是单纯地加大功率以适应所有的原料和产品。不考虑砖厂因动力加大而带来的电力成本大幅上升是砖瓦机械普遍存在的问题。一些不成熟的装备充斥着市场,如国内几家“龙头” “山寨”的“节能真空挤砖机”企业,利用国家真空挤砖机标准(JQK343-xxx)中没有电耗指标控制这一漏洞,无限制地加大传统挤砖机的传动系统和电机配置,造出了所谓无所不能的挤出机,有些甚至违反了机械原理、硅酸盐物理化学、设计及施工规范中最基本的要求,夸大其词,无中生有,不但扰乱了正常的视听和技术交流,败坏了企业的声誉,而且制造了一大批能耗高、污染大、效益差的短命企业和不良资产,在行业内外造成了极其恶劣的影响,但是这些事件的始作俑者仍然以所谓的高新技术为噱头牟利。因此,清理伪劣技术产品,净化砖瓦技术市场,彰显公平正义也是烧砖瓦行业一项长期而艰巨任务。我们要问:原有450型挤出机每万块成型耗电只有110kWh,现在的JKY75/75-4.0挤出机成型一万砖的耗电达220kWh,这是先进吗?这样多的能耗会排放多少CO2呢,发展这样的设备生产墙材建房,你住进去还能健康吗?


二、采用“等静压成型”设备,实现节能


我国制砖企业都采用了传统的真空挤出机,工艺水平差异较大,但工艺相近的砖厂随着产量的增加单位能耗有所下降。例:年产3000万块以下综合电耗约为650kWh/万块;年产4000万~6000万块电约600kWh/万块;年产8000万~12000万块电耗约550kWh/万块。按工艺划分为原料制备段、成型工艺段、自动化砖坯、成品卸垛机机、打包机等动力配置细分,则年产3000万块以下的成型耗占综合耗电的40%,年产4000万~6000万块内的成型耗电占综合耗电的40%~50%;年产8000万~12000万块内的成型耗电占综合耗电的45%~55%。从砖厂的各工艺段耗电分布分析结论;国内砖厂要实现节能减排、降低制砖耗电成本,必须从砖的成型技术装备节电着手,只有砖的成型耗电降低了,制砖企业的综合能耗才能大幅度降低。四川省泸州市超强机械有限公司引进德国“等静压成型”技术,经多年的吸收创新,成功的生产出了KPCJ300-8型多孔压砖机,经大量试销到广东、湖南等地,客户反映良好。砖坯采用“半干法”等静压成型,水份低至15%以内,烧结不变形、破损率低于1%,每万块(折标砖)成型耗电约35~41kWh,比传统的湿法挤出成型节约电80%以上。采用KPCJ300-8多孔压砖机是直接成型砖坯自动输出,还可以配置自动翻坯机,采用码坯机械手,自动码坯机,采用成品卸垛机、打包机等,实现节能、自动化生产的双目标方针。“等静压成型”制砖的出现,完全改变国内纯粹以增大耗电、耗煤为代价,粗放型追求单条挤砖机生产规模为目的生产模式,为墙体材料企业转型升级找到技术支撑。


湿法挤出机与“等静压成型”砖机技术对比表

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三、建议

1、国家(或行业部门)在制定(或核准)标准时,必须对单位能耗指标进行纵向、横向比较,且广泛征求行业内的意见或建议:防止《标准》被某些利益集团架控,失去标准公信力,更要防止一个国家的某项技术遭到毁灭打击。


2、国家、省、市在推广新型墙体材料时,应因地制宜地分析本国、本地区的原料资源复杂性,省市必须做好工业布局,推行符合节能环保多样化的新产品,防止由于改造为新型墙材而引入伪劣高耗能“新产品”,将本土墙材企业引入高投入、高能耗的深渊。


3、强化设计、建设、验收的各个环节的有机配合;将公共设施、新农村建设、安居房、公租房、政府项目、教学楼等设计使用矩形多孔砖:这种多孔砖可以大幅提高墙材强度,减少渗透水作用。由于烧结砌块壁薄而疏松、渗水性强、维修易大块脆损等缺点,应尽量减少外墙使用湿法挤出成型的烧结砌块砖。民生工程,不要做了民怨工程。


4、增强节能意识,彰显政府意志:一个地区推动一个行业发展,必须是建立在节能减排的基础上进行,要充分彰显政府是以人为本的保护生态、人居环境为基本出发点,采用新技术必以其拓展企业利润空间,降低产品成本获得高性能产品为最佳决策基础。以泸州市每年产30亿标砖为例,如果采用“等静压成型”技术生产多孔烧结砖,则每年将节约电能4080万度电,这是对泸州整个社会、经济、环境的重大贡献。

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