中国粉体网讯 新型陶瓷作为新材料的重要分支，已经成为许多高技术领域发展的关键材料，陶瓷人的贡献与智慧关乎着我国整个工业的发展与进步。2023年3月9日，由中国粉体网主办，萍乡市湘东区人民政府、江西萍乡龙发实业股份有限公司、萍乡市工业陶瓷行业商会协办的“第五届新型陶瓷技术与产业高峰论坛”在江西萍乡湘东区会议中心隆重开幕！会议期间，我们邀请到众多专家学者做客“对话”栏目，围绕新型陶瓷技术与产业发展进行访谈交流。本期我们邀请到的是华南理工大学曾令可教授。
华南理工大学曾令可教授
中国粉体网：曾教授，陶瓷行业碳排放来源是哪些？
曾令可教授：主要有三个方面。第一个来源于原料，陶瓷原料大多是黏土类的，其成分含有碳酸钙和碳酸镁，在烧成时这两种成分会分解出二氧化碳；第二个来源是燃料，包括天然气、重油、柴油或者煤转气，这些燃料含有大量的碳，在陶瓷烧成时这些碳就会反应生成二氧化碳；第三个来源是电，我们目前所用的电主要是由化石燃料如煤等转化来的，在发电过程中会产生大量的二氧化碳，目前行业碳来源主要有以上三个方面。
中国粉体网：如何核算陶瓷行业中的碳排放量？
曾令可教授：这可以根据上面我讲的碳来源进行计算，首先只要我们知道原料里碳酸钙、碳酸镁的含量，通过计算可以得出来源于原料的碳排放量；燃料方面，不同燃料含碳量不同，排放出来的二氧化碳也不同，但只要知道具体使用了哪些燃料及其使用量，就可以计算出通过燃料燃烧排放的二氧化碳量；用电方面，只要知道陶瓷生产过程中用了多少电，根据电厂提供的煤电转化率就可以计算出这方面的碳排放量。以上三方面的碳排放量加起来就是陶瓷生产过程中总碳排放量。
中国粉体网：窑炉作为陶瓷节能减碳的重要环节，它的节能关键技术有哪些？
曾令可教授：涉及到窑炉方面的节能技术是比较多的，目前比较显著的方法有以下几个：
第一个是窑炉结构的优化。我们知道以往的窑炉又窄又短，宽度为七八十厘米，长度为四五十米甚至更短，而现在的窑炉已经发展到内宽达四米、长五百多米的水平，目前大家对这种高产量、低能耗、高效率的窑炉非常重视。还有双层辊道窑等，而且在最近十多年来，节能成效非常明显。
第二个是窑炉的宽体化。窑炉的构造参数分为长、宽、高、壁厚等，但我们要突出它的宽度。这方面我们用计算机做过模拟，证明窑炉的宽度对产量及能耗影响最大，在窑的宽体化优化方面我也总结了很多有说服力的经验。隧道窑也是一样，也可以通过宽体化改造设计，十三五建材行业规定卫生陶瓷能耗在1100cal／kg瓷，通过优化窑炉结构等，现在能够将能耗从1100cal／kg瓷降低到800多，甚至600多，减少了将近一半能耗，能耗减少了，碳排放自然就降低了。
第三个就是采用先进的保温材料。有些窑炉内部温度达到1300摄氏度，外表面温度多达一二百摄氏度，甚至达到三四百摄氏度，这种情况下大概就有20%-30%的热量散失了，所以现在我们推荐使用高效的保温材料，例如二氧化硅气凝胶（或者叫纳米棉），这种新材料气孔率能够达到98%，所以它的导热系数很小，1cm厚度的该材料可以等同于4cm厚度的普通耐火材料，如果使用这种新材料，窑壁减薄了，对于同等长度的辊棒的窑炉内宽就增加了，产量就会得以提高。所以说，现在好的保温材料能够有效地减少散热，同时还能提高生产能力。
第四个就是余热回收利用。以前排出的烟气温度就有三四百度，有30%-40%的热量都浪费掉了，所以余热的回收非常重要。现在可以用热交换的方式，例如将不锈钢管埋在烟囱里面，向不锈钢管内部通入空气，在烟气热量作用下，空气就会被加热，被加热的空气再吹到窑里面实现再利用，这种热空气送入窑内可使窑内上下温度非常的均匀。再比方说，在产品烧结后需要冷却，可以采取往窑里吹冷空气的形式进行降温冷却，这些吹进去的冷空气被加热后温度很高，于是可以将其回收到干燥窑进行干燥坯体。此外，还可以将回收的热风用于喷枪中作为助燃风并可对燃气进行加热，我们知道，助燃风里的氮气含量达到70%，冷氮气蓄热过程会消耗大量热量，通过热风加热对降低能耗也有积极作用。
第五，先进的燃烧技术方面，首先喷枪是非常关键的，它的燃烧效率高低对能耗影响很高。另外，还可以采用微波辅助加热、红外加热等先进烧成技术。
第六，自动控制方面，早期流行人工操控或采用仪表控制烧成温度，现在大多数可以通过计算机进行工业自动化控制及工艺数据的管理与优化，还可以进行数字化、网络化、智能化云控制。可实现能源管理、绩效分析、生产调度、设备运行维护、故障分析、设备监控、系统优化运行等全面功能，节能10%～30%，车间员工减少80％，产能提高10％。中国建材出版社委托我们三人主编写了一本书，叫《建筑卫生陶瓷智能控制研究及实践》，我们列举了一些先进陶瓷生产企业的智能控制车间。在我看来，智能云控制大大减少了人工操作，更多的避免了工艺调控误差，这也是很多行业所提倡的，也是陶瓷行业必然发展方向。
中国粉体网：双碳政策下，陶瓷行业除了在陶瓷烧成过程中工艺技术、设备改造外，还有其他的节能减碳的方法吗？
曾令可教授：工艺过程中，目前大多数陶瓷生产中会使用喷雾塔，需要将水煤浆料中大量的水分烘干挥发掉，这个环节会消耗很多能量，对此现在提出微煤干燥技术，省去煤粉制浆加水环节，将煤粉磨细之后直接喷进去燃烧，减少这部分水的蒸发可以节省大量能量。还有一个干法制粉，就像制水泥一样直接干磨、筛分等，这样也可以避免湿法制粉浆料中大量的水分烘干时所消耗的能量。另外，以前的球磨都是间歇磨，现在采用连续磨，大大减少了停歇时间提高了效率、降低电耗。
中国粉体网：好的，我们的采访就到这里，谢谢您。
（中国粉体网编辑整理/山川）
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