隨著全球能源形勢的日益嚴(yán)峻以及環(huán)境保護(hù)日益成為社會和工業(yè)發(fā)展的重要方向，綠色技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心命題。陶瓷行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)的重要組成部分，面臨著日益嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的雙重壓力。如何有效減少碳排放、提升能效并實(shí)現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)，已成為陶瓷行業(yè)亟待解決的重大課題。
綠色能源：全球建筑陶瓷行業(yè)的探索焦點(diǎn)
陶瓷窯爐的綠色化轉(zhuǎn)型面臨著多種替代能源路徑的探索。傳統(tǒng)上，陶瓷窯爐普遍依賴煤氣、天然氣等化石燃料，盡管天然氣燃燒潔凈且熱值較高，但仍屬于非可再生能源，且其二氧化碳排放量較大，難以滿足碳中和的目標(biāo)。因此，推動燃料替代成為陶瓷行業(yè)綠色化的重要途徑。
近年來，液化氣、沼氣等替代能源雖在一定程度上減少了碳排放，但仍難以實(shí)現(xiàn)零碳排放的目標(biāo)。同時，隨著全球電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，電能替代通過電加熱方式為窯爐提供能源，理論上能夠減少化石能源的消耗，但綠色電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚不完善，高能耗、高成本以及電力供應(yīng)不穩(wěn)定等因素導(dǎo)致短期內(nèi)難以滿足陶瓷窯爐的用能需要。氫能作為一種清潔能源，具有熱值高、能源密度高、零碳排的優(yōu)勢，在陶瓷窯爐的應(yīng)用也是全球陶瓷行業(yè)研究的一個重要方向，氫氣與天然氣的混合燃燒在生產(chǎn)中已得到應(yīng)用，純氫氣燃燒項(xiàng)目也已通過試驗(yàn)。然而，氫能的廣泛應(yīng)用仍有賴于存儲、運(yùn)輸和生產(chǎn)成本等條件的進(jìn)一步優(yōu)化。在這一背景下，尋求更加環(huán)保、更具可行性的解決方案是陶瓷行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
技術(shù)筑底：突破氨氫零碳燃燒三大國際性難題
氨氣是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉摧d體和零碳燃料，具有易于儲存液化、載氫量高、生產(chǎn)儲運(yùn)成本低、無碳基排放等優(yōu)點(diǎn)。然而，全球范圍內(nèi)氨作為低碳燃料的研究大部分仍處于起步階段，且基本集中在實(shí)驗(yàn)室小尺度研究，在陶瓷行業(yè)也一直未能在工業(yè)化條件下驗(yàn)證氨作為低碳燃料大規(guī)模使用的可行性。
2021年12月，“先進(jìn)零碳燃燒技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心”成立
2021年12月，佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合科達(dá)制造旗下力泰陶機(jī)的子公司德力泰、歐神諾陶瓷共建“先進(jìn)零碳燃燒技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心”，在國內(nèi)率先開展氫、氨高溫窯爐零碳燃燒技術(shù)研發(fā)。
2022年12月，全球首片零碳純氨燃料燒制的綠色瓷磚在德力泰試驗(yàn)成功
2022年末，該研發(fā)中心成功設(shè)計(jì)并開發(fā)出新型純氨和天然氣混氨工業(yè)燃燒器及配套技術(shù)，在德力泰的工業(yè)試驗(yàn)爐實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定點(diǎn)火、摻氨和純氨穩(wěn)定燃燒。
由德力泰承建升級的全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒窯爐實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用
2024年9月26日，德力泰攜手蒙娜麗莎集團(tuán)、佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室、歐神諾陶瓷、安清科技，五方聯(lián)合打造的“全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒技術(shù)示范量產(chǎn)線”正式投產(chǎn)，標(biāo)志著我國建筑陶瓷工業(yè)為實(shí)現(xiàn)碳中和打通了全新的技術(shù)路徑。
發(fā)揮技術(shù)引擎作用，德力泰在仙湖實(shí)驗(yàn)室專家團(tuán)隊(duì)理論指導(dǎo)下解決了純氨點(diǎn)火可控性、高溫燃燒火焰穩(wěn)定性，在安清公司的聯(lián)合研發(fā)下解決了氮氧化物和殘余氨排放三大全球性技術(shù)難題上作出了決定性貢獻(xiàn)。
氨氣的熱值遠(yuǎn)低于天然氣，因此，如何保證窯爐在使用氨氣燃料的情況下，仍能夠穩(wěn)定高效地工作，成為技術(shù)研發(fā)中的關(guān)鍵難點(diǎn)。同時，氨氣的燃燒特性與天然氣存在較大差異，如何優(yōu)化燃燒器設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同燃料的比例混合，也是技術(shù)開發(fā)中的重大難題。項(xiàng)目基于旋流加鈍體穩(wěn)燃、分級燃燒降NOx技術(shù)，對供氣、管道輸送、噴嘴進(jìn)行了系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)調(diào)整，研制出適用于陶瓷工業(yè)窯爐的純氨燃燒器，解決了純氨燃料工業(yè)級燃燒器點(diǎn)火困難及燃燒火焰不穩(wěn)定的技術(shù)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)燃燒效率達(dá)到90%以上，并實(shí)現(xiàn)陶瓷輥道窯燃燒產(chǎn)生的二氧化碳近零排放。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過近一年的試驗(yàn)，開發(fā)出分級燃燒、SNCR、SCR三級脫硝技術(shù)，解決了陶瓷工業(yè)窯爐氨燃燒氮氧化物排放和氨逃逸的協(xié)同控制問題。末端取樣數(shù)據(jù)顯示，煙氣中NOx含量低于30mg/m³，不僅遠(yuǎn)低于天然氣窯爐的60mg/m³和國家標(biāo)準(zhǔn)的180mg/m³，也在水泥、鋼鐵、玻璃等傳統(tǒng)高排放行業(yè)中創(chuàng)造了前所未有的低排放水平。氨排放濃度在3mg/m³左右，優(yōu)于燃燒化石燃料使用氨水脫硝工藝的末端取樣結(jié)果。
基于激光吸收光譜技術(shù)研制的高溫高濕復(fù)雜煙氣環(huán)境的痕量氨泄露、氨逃逸、NOx以及ppm級污染物在線檢測系統(tǒng)，解決了陶瓷窯爐高溫高濕復(fù)雜煙氣中NH?、NO?的高精度實(shí)時動態(tài)監(jiān)測問題，具有重要的技術(shù)和環(huán)保意義。首先，該系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測陶瓷窯爐排放的氨氣泄露、氨逃逸以及NO?等污染物的濃度，不僅為窯爐運(yùn)行過程中的污染排放提供了精確數(shù)據(jù)，也為及時調(diào)整燃燒過程、優(yōu)化燃料混合提供了科學(xué)依據(jù)，從而有效降低了污染物排放。其次，該技術(shù)突破了傳統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備在高溫、高濕煙氣環(huán)境中的應(yīng)用瓶頸，顯著提高了監(jiān)測精度和穩(wěn)定性，為陶瓷行業(yè)及其他高溫工業(yè)的環(huán)保治理提供了可靠的技術(shù)手段。
該項(xiàng)目建立了一整套適用于氨燃料陶瓷窯爐的安全使用制度以及應(yīng)急管理措施，涵蓋使用操作規(guī)程、氨氣存放、輸送等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，提高了行業(yè)對氨氣存儲、輸送、使用過程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素的識別和應(yīng)對能力，保障了生產(chǎn)過程的安全穩(wěn)定，對于推動氨燃料的安全應(yīng)用具有深遠(yuǎn)的意義。
“全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒技術(shù)示范量產(chǎn)線”在蒙娜麗莎佛山生產(chǎn)基地正式投產(chǎn)
氨氫零碳燃燒技術(shù)是科達(dá)制造綠色技術(shù)矩陣上的最新成果，樹立起我國建筑陶瓷制造綠色化發(fā)展的又一里程碑。在我國建筑陶瓷行業(yè)向綠色化發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，科達(dá)制造都發(fā)揮了關(guān)鍵的技術(shù)引擎作用。
科達(dá)制造：推動建筑陶瓷行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級
在“碳達(dá)峰碳中和”國家戰(zhàn)略的實(shí)施背景下，科達(dá)制造加強(qiáng)綠色制造技術(shù)研發(fā)，提高科技自強(qiáng)自立水平，推動技術(shù)成果向先進(jìn)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，加速中國建筑陶瓷行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程。
2022年，德力泰聯(lián)合發(fā)起共建“先進(jìn)零碳燃燒技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)中心”的同時，研發(fā)出的目前全球最長（415.8米）、產(chǎn)量最大的綠色巖板雙層窯，也樹立了行業(yè)內(nèi)雙層巖板窯爐“節(jié)能環(huán)?！钡男聵?biāo)桿。通過數(shù)字化監(jiān)控、能源管理和熱量回收等功能，該智能寬體窯實(shí)現(xiàn)了低于0.9m³NG/㎡的極低能耗水平。
科達(dá)氫動力高效節(jié)能超寬體輥道窯亮相佛山潭洲陶瓷展
除了深挖傳統(tǒng)窯爐的節(jié)能潛能，科達(dá)陶機(jī)也在氫能燃燒的賽道上積極探索。佛山科達(dá)機(jī)電研發(fā)的氫動力高效節(jié)能超寬體輥道窯，應(yīng)用了先進(jìn)的氫能混合燃燒技術(shù)，在不改變原有窯爐結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)混氫比例10%、20%、30%等多種燃燒組合，燃燒效率更高，火焰更穩(wěn)定，窯爐溫度均勻性更好；雙流量計(jì)精確控制混氫比例，保證混氫比例的穩(wěn)定。氫能燃燒方向的相關(guān)技術(shù)也成為建筑陶瓷綠色窯爐前沿技術(shù)的重要儲備方向。
作為亞洲唯一一家能提供建筑陶瓷整線制造能力的企業(yè)，科達(dá)制造將節(jié)能環(huán)保的理念貫徹到生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)，全面提升建筑陶瓷綠色化制造水平。科達(dá)制造100噸球磨機(jī)采用皮帶減速結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)球磨機(jī)產(chǎn)量低、能耗高和污染大等問題。設(shè)備投產(chǎn)后，單線產(chǎn)能顯著提升，占地面積減少25%，勞動強(qiáng)度降低30%，基建投資減少15%，能耗降低5%。
多元擺動智能拋光機(jī)
擎系列高效智能磨邊機(jī)
科達(dá)的窯后整線系統(tǒng)整合了先進(jìn)的自動化技術(shù)，如智能磨邊機(jī)、全自動瓷磚揀選包裝裝備和智能倉儲系統(tǒng)，推動了生產(chǎn)線的高效互聯(lián)與節(jié)能降耗。
科達(dá)制造將陶瓷行業(yè)的數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)推廣至石材行業(yè)，建成首個數(shù)字化無機(jī)人造石生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)全線自動化、數(shù)字化生產(chǎn)，打造了石材行業(yè)首個國家級無機(jī)人造石數(shù)字化綠色工廠。
在非洲的生產(chǎn)基地，科達(dá)制造與廣州森大合資經(jīng)營的公司特福國際持續(xù)提高非洲工廠清潔能源的占比以實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，并發(fā)起“綠色星球行動”，兌現(xiàn)“中國模式”的綠色承諾。
隨著以科達(dá)制造為代表的“中國模式”在全球范圍內(nèi)的推廣，中國建筑陶瓷行業(yè)的綠色制造、智能制造經(jīng)驗(yàn)將為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)發(fā)揮更大作用，為應(yīng)對全球氣候變化貢獻(xiàn)更多原創(chuàng)技術(shù)和治理經(jīng)驗(yàn)。
（轉(zhuǎn)載自：中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會官網(wǎng)）
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