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陶瓷行业整体解决方案

 

 陶瓷生产能耗现状
        通过对陶瓷生产的成本组成分析,能耗成本占整个陶瓷产品成本的30~40%,目前,我国陶瓷工业的能源利用率与国外相比,差距较大,发达国家的能源利用率一般高达50%以上,美国达57%,而我国仅为30%左右,能源浪费非常严重,节能空间较大;根据陶瓷生产的一般工艺环节统计,主要能耗分布如下。


陶瓷生产能耗分布

陶瓷生产节能改造方案


一、原料加工改造方案
    原料加工占整体能耗的30%左右,主要能耗设备为球磨机、浆池搅拌机、喷雾干燥塔等设备,通过对这些设备的改造,可节省原料加工环节的能耗。


    1、球磨机:球磨机在陶瓷行业被大量使用,是物料粉碎不可缺少的重要生产设备之一。球磨机一般功率都较大,工作效率又很低,因而成为陶瓷行业最大的耗电设备之一。球磨机对物料的粉碎作用主要是研磨体对物料的碰击与研磨,用间歇式球磨机粉磨物料时,在开始不久粗颗粒的含量迅速减少,物料粉磨的速度很快,随着粉磨过程的进行,粉磨速度逐渐减慢了下来,以后则愈来愈慢。产生这种现象的原因是颗粒愈细,颗粒上的微裂纹等缺陷愈少,不易形成应力集中,颗粒愈难粉碎。因此对陶瓷企业在用的球磨机可以采用加装变频器进行改造,通过变频器调速,搜索出球磨机的最佳工作转速以提高球磨机的研磨效率,提高电机用电效率,降低运行成本,延长设备使用寿命,可以降低能耗10%左右。另外,采用连续式、大吨位球磨机进行细磨,比间歇式球磨机节省能耗10~20%,并易制成浓浆,可为后工序的喷雾干燥过程节约大量能量。


   2、浆池搅拌机:原料进入泥池后,为防止沉淀,需要搅拌机不停的搅拌,但在运行过程中可降低转速,因此可采用变频技术对进行改造,可在开始时高速,在运行稳定后采用低速,这样既可以防止泥浆的沉淀,又节约用电40%左右。
    3、喷雾干燥:陶瓷行业在对料浆进行干燥时,绝大部分使用喷雾干燥器。通过对此环节工艺的研究,针对喷雾干燥器的除尘风机和助燃风机、油泵,对喷雾塔的风机、油泵进行变频改造,可以根据实际需求的风量进行调节,达到最佳的节能效果,一般节电可以达到15%以上。


二、陶瓷干燥改造方案
    陶瓷干燥部分占整体能耗的15%左右,传统干燥技术单纯依靠对流和传导方式,传统的风机多数采用工频运行,设计有一定余量,运行过程也不能够调节,能量利用率较低,最高在30%左右,且干燥周期长、能耗大。采用微波与传统加热干燥技术相结合对现有干燥流程进行改造:在快速干燥室内,增加微波发生器。在坯体的升温阶段,微波发生器以最大功率运行,在很短的时间内使坯体温度升高。然后逐渐减少微波功率,而热风干燥以最大强度运行,这样总的加热时间可大大减少,总能耗并没有增加,而且坯体合格率高,改造后可达到40%-50%的节能效果。


微波干燥特点
 均匀快速:这是微波干燥的主要特点。由于微波具有较大的穿透能力,加热时可使介质内部直接产生热量。不管坯体的形状如何复杂,加热也是均匀快速的,这使得坯体脱水快,脱模均匀,变形小,不易产生裂纹。
 具有选择性:微波加热与物质的本身性质有关、在一定频率的微波场中,水由于其介质损耗比其它物料大,故水分比其它干物料的吸热量大得多;同时由于微波加热是表里同时进行,内部水份可以很快地被加热并直接蒸发出来,这样陶瓷坯体可以在很短的时间内经加热而脱模。
 热效率高、反应灵敏:由于热量直接来自于干燥物料内部,热量在周围介质中的损耗极少,加上微波加热腔本身不吸热,不吸收微波,全部发射作用于坯体,热效率高。


三、陶瓷烧成改造方案
    
陶瓷烧成是陶瓷生产最大的耗能部分,约占整个陶瓷生产能耗的50%以上。采用用微波烧成技术进行改造,微波电磁能较强的穿透力,直接深入到样品内部,使样品的中心温度迅速升高,达到着火点并引发燃烧,最终完成烧成反应的特点。使用微波烧成陶瓷,温度可达1350℃以上,充分提高陶瓷产品的品质,降低陶瓷产品的缺陷,提高高档艺术瓷产品的白度,并具有在短时间内达到均匀加热,降低烧成成本等优点。微波应用在陶瓷烧成方面,能够降低能耗20%-70%,成品率提高10%以上。
微波烧成特点


 快速升温:微波加热升温速度快,烧结时间短。高强度的微波电磁场可降低活化能,大大加快材料加热进程,大幅缩短烧结或反应时间。
 均匀加热:微波穿透材料并与材料直接耦合,导致整体加热,得以实现材料无梯度均匀加热,使材料内部热应力减少,从而减少开裂、变形倾向;或使反应产物一致性大为改善。
 节能高效:由于微波能被材料直接吸收而转化为热能,所以能量利用率极高。通常比常规烧结节能20%-70%。

 

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