發(fā)布時間：2023-12-14 11:41:31
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的陶瓷廢氣處理方法樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要:
從熱力學(xué)的角度對蓄熱式氧化爐系統(tǒng)加以分析，了解了蓄熱體在熱力系統(tǒng)當(dāng)中的巧妙應(yīng)用，從而更加明確了余熱爐等各組成部分的設(shè)計方向。
關(guān)鍵詞:
蓄熱式氧化爐;有機(jī)廢氣;系統(tǒng);設(shè)計
0引言
在印染、印刷、電子、有機(jī)材料等行業(yè)的生產(chǎn)過程中存在材料烘干的工序。烘干過程中會揮發(fā)出一定量的有機(jī)物混合在熱空氣中形成有機(jī)廢氣排出，嚴(yán)重污染環(huán)境，然而這些有機(jī)物均為可燃物質(zhì)，排放也是一種能源浪費。蓄熱式氧化爐就是處理這些廢氣的一種產(chǎn)品，它將廢氣中的有機(jī)成分燃盡，并將產(chǎn)生的熱量反饋回生產(chǎn)線，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。此項技術(shù)源于國外，近些年來在國內(nèi)也得到廣泛的應(yīng)用，系統(tǒng)的設(shè)備組成與工藝流程也在不斷變化。我公司已為多個RTO項目配套導(dǎo)熱油爐、換熱器等設(shè)備。如果對整個RTO系統(tǒng)有詳細(xì)的了解，更有利于提高產(chǎn)品的設(shè)計性能，與整個系統(tǒng)實現(xiàn)更完美的匹配。RTO的工藝流程常根據(jù)蓄熱塔的數(shù)量不同而變化，雙塔式RTO是一個基本型(見圖1)，多塔式RTO由雙塔式發(fā)展而來。筆者現(xiàn)以一個雙塔式RTO的項目實例來說明此系統(tǒng)的設(shè)計原理。
1項目概述
某印染廠利用有機(jī)溶劑將染料溶解，有機(jī)溶劑由甲苯、丁酮和乙酸甲酯組成。溶解后的染料通過涂布生產(chǎn)線附著在塑料薄膜上，薄膜上同時也附著了有機(jī)溶劑。工廠配備了燃煤有機(jī)熱載體爐，利用導(dǎo)熱油帶散熱片，將熱量轉(zhuǎn)化成熱風(fēng)，最后在烘箱中利用熱風(fēng)將薄膜上的有機(jī)溶劑烘干氣化，脫離薄膜，從而得到了生產(chǎn)所需的產(chǎn)品。另一方面，大量有機(jī)溶劑成為氣態(tài)，混合在熱風(fēng)里成為有機(jī)廢氣等待處理。該工廠內(nèi)有多條生產(chǎn)線。每條生產(chǎn)線均有一個有機(jī)廢氣的出口。該印染廠的RTO工藝流程見圖2。雙塔式氧化爐結(jié)構(gòu)簡圖見圖3。
2關(guān)鍵參數(shù)
充分了解有機(jī)廢氣中各組份的理化參數(shù)是設(shè)計的關(guān)鍵。參數(shù)見表1。
3熱平衡及節(jié)能計算［1］
3．1求廢氣燃燒后的煙氣成分比例
根據(jù)下列反應(yīng)方程式進(jìn)行計算，部分計算結(jié)果見表2。C7H8+9O2=7CO2+4H2OC4H8O+6O2=4CO2+4H2O2C3H6O+9O2=6CO2+6H2O
3．2求廢氣燃燒溫度
根據(jù)廢氣燃燒后生成的煙氣成分制定焓溫表［2］，見表3。廢氣燃燒每小時產(chǎn)生的熱量為:62．5×42257+125×34612+62．5×23220=8418870(kJ/h)我們發(fā)現(xiàn)有機(jī)成分燃盡產(chǎn)生的熱量只能使煙氣升高約138℃。這時蓄熱塔的作用開始體現(xiàn)。塔內(nèi)蓄熱體由帶孔陶瓷磚組成，蓄熱塔分為A、B兩區(qū)。在系統(tǒng)啟動時先采用輕油輔助燃燒將陶瓷加熱，廢氣通過陶瓷磚的孔洞吸收了磚的熱量之后，溫度升高至設(shè)定的712℃。廢氣在這個溫度下自燃，釋放出熱量，使煙氣溫度達(dá)到目標(biāo)值850℃。分解后的高溫?zé)煔鈴腂區(qū)蓄熱體經(jīng)過，將熱量傳給B區(qū)的陶瓷磚，自身溫度降至170℃并排放。隨著輔助燃燒器的關(guān)閉，A區(qū)溫度由于有廢氣的冷卻作用，不斷降溫;而B區(qū)溫度逐漸升高，系統(tǒng)排放溫度也逐漸升高。當(dāng)排放溫度超出設(shè)定值180℃時，煙氣切換閥動作，廢氣改從B區(qū)進(jìn)、A區(qū)出，形成穩(wěn)定循環(huán)的工作狀態(tài)。
3．3求蓄熱陶瓷的理論用量
可以發(fā)現(xiàn)，蓄熱體可靈活轉(zhuǎn)換的熱量應(yīng)有能力把煙氣從160℃加熱到712℃。查焓溫表可得到此部分熱量為35253MJ/h。作為相互傳熱的陶瓷與煙氣，兩者的參數(shù)一直在變化，每個切換周期內(nèi)不同時段的傳熱率也一直變化。為了便于計算，首先要設(shè)定切換頻率，并假設(shè)溫度區(qū)間參考計算。該項目切換周期設(shè)定2min，2min的時間內(nèi)傳熱量應(yīng)為1172MJ。蓄熱磚的參考溫差取340℃，陶瓷比熱0.84kJ/kg•℃，計算可得單區(qū)蓄熱磚的理論最小重量為4104kg。
3．4節(jié)能計算
煙氣排放的熱損失通過熱力計算可得1214MJ/h，散熱損失根據(jù)鍋爐的經(jīng)驗定為1．3%。則損失的熱量總計為1323MJ/h，可用熱量為7091MJ/h。余熱的利用方式為:從A、B兩蓄熱區(qū)的爐膛空間內(nèi)，將高溫?zé)煔庖?，帶余熱利用設(shè)備。根據(jù)焓溫關(guān)系反算可得，高溫?zé)煔獾囊隽繛?150m3/h(標(biāo)態(tài))。由此可知，該RTO系統(tǒng)在穩(wěn)定工作狀態(tài)下，可回收的熱量是7091MJ/h。
4余熱利用
根據(jù)熱力計算，可從爐膛引出加以利用的最大煙氣量是7150m3/h(標(biāo)態(tài))，最高溫度是850℃。爐膛內(nèi)部壓力約為2000Pa。煙氣含塵量極少，屬于潔凈煙氣。要將余熱煙氣中的熱量轉(zhuǎn)化為導(dǎo)熱油的熱量返還回車間的散熱片，需要一臺余熱有機(jī)熱載體爐。煙氣的條件很好，所以鍋爐可選的結(jié)構(gòu)也有很多種，該項目選擇的結(jié)構(gòu)為翅片管錯列布置形成的管束，煙氣橫向沖刷管束傳熱，臥式布置。在余熱爐煙氣出口安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)通過的煙氣量。采用爐膛溫度信號控制，保證爐膛內(nèi)的溫度滿足有機(jī)成分氧化分解的要求并最大限度地供應(yīng)熱能，回收利用。
5控制系統(tǒng)
5．1爐膛溫度自動調(diào)節(jié)
爐膛溫度的控制是整個控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，是廢氣得到充分處理的保證，而且溫度的變化與多種因素有關(guān)。
(1)爐膛溫度與廢氣濃度的關(guān)系
當(dāng)廢氣有機(jī)成分濃度降低時，有機(jī)成分分解獲得的熱能降低，直接導(dǎo)致爐膛溫度降低，可設(shè)定爐膛低溫值，減小去余熱鍋爐的煙氣量。當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)門全關(guān)時，爐膛溫度仍然低于設(shè)定值，需開啟輔助燃燒器。此情況說明廢氣分解產(chǎn)生的熱量已經(jīng)低于系統(tǒng)自身的散熱損失與排煙損失的總和。如果廢氣濃度大于設(shè)計濃度，爐膛溫度會超高，可增大余熱引出的煙氣量調(diào)節(jié)。增大的煙氣量視熱載體溫度需求而定。必要時做緊急排放，將一部分爐膛煙氣直接排放到煙囪來降低溫度。
(2)爐膛溫度與余熱利用的關(guān)系
過量引出爐膛煙氣會導(dǎo)致爐膛溫度降低，可通過調(diào)節(jié)風(fēng)門控制。
(3)爐膛溫度與廢氣量的關(guān)系
項目是根據(jù)系統(tǒng)的最大處理量來設(shè)計的，所以常遇到廢氣量低于設(shè)計值的情況。處理方法與廢氣濃度降低的方法相同。
(4)爐膛溫度與蓄熱體切換頻率的關(guān)系
一般來講蓄熱體的質(zhì)量都有較大余量，切換頻率可以降低，可以維持較穩(wěn)定的爐膛溫度。當(dāng)設(shè)計的蓄熱體質(zhì)量偏小時，只有提高切換頻率才能提高爐膛溫度的穩(wěn)定性。如果切換頻率與蓄熱體質(zhì)量不協(xié)調(diào)，很可能造成快速降溫甚至熄火的情況。
5．2系統(tǒng)風(fēng)機(jī)自動調(diào)速
系統(tǒng)風(fēng)機(jī)將生產(chǎn)線廢氣吸入風(fēng)機(jī)，然后鼓入蓄熱體進(jìn)入爐膛。風(fēng)機(jī)變頻控制，根據(jù)廢氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并滿足爐膛的壓力足夠克服蓄熱體對煙氣的阻力的要求。
5．3智能報警
爐膛設(shè)置關(guān)鍵點的溫度控制與報警;蓄熱段設(shè)置多個位置的溫度傳感器，實時監(jiān)控報警;爐膛低壓報警與差壓控制。
5．4相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
余熱有機(jī)熱載體爐的控制需符合《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，輔助燃燒器及系統(tǒng)符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)即可。
6總結(jié)
根據(jù)現(xiàn)場實際的使用情況，煙囪進(jìn)煙處有機(jī)物的濃度小于50mg/m3(標(biāo)態(tài))，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求;廢氣的處理效率達(dá)到了99%。該系統(tǒng)的技術(shù)核心在于蓄熱體與煙氣的熱量轉(zhuǎn)換、燃燒的控制與煙氣的往復(fù)切換，涉及到了燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)知識。整個RTO的技術(shù)并沒有超出我們熟知的鍋爐基礎(chǔ)知識，但通過一些新穎的結(jié)構(gòu)、部件及系統(tǒng)的配合，達(dá)到了理想的效果。當(dāng)然RTO也有很多其他的變化值得我們鉆研。
參考文獻(xiàn)：
［1］徐旭常．周力行．燃燒技術(shù)手冊［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008．
關(guān)鍵詞 陶瓷，技術(shù)中心，研發(fā)，節(jié)能，減排
1前 言
近20年來，我國的建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)發(fā)展迅速，特別是近幾年，陶瓷技術(shù)裝備和工藝已接近或者達(dá)到世界先進(jìn)國家的水平。2006年我國日用瓷、建筑瓷和衛(wèi)生瓷的產(chǎn)量均位居世界第一，其中日用瓷產(chǎn)量高達(dá)140億件，約占世界總產(chǎn)量的65%；建筑瓷磚年產(chǎn)量約為35億m2，約占世界總產(chǎn)量的55%。
隨著陶瓷企業(yè)的做大做強(qiáng)，企業(yè)都加快了技術(shù)研發(fā)隊伍的建設(shè)，如何在激烈的市場競爭中，更快更好地研發(fā)出具有高附加值、有競爭力的產(chǎn)品，是擺在技術(shù)人員面前的一個重要課題。
2陶瓷工業(yè)設(shè)備現(xiàn)狀
現(xiàn)代化的工藝裝備技術(shù)是實現(xiàn)建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。根據(jù)工藝流程，從原料的加工到產(chǎn)品的成形到燒制再到產(chǎn)品加工和分級，基本上已實現(xiàn)了自動化；大噸位球磨機(jī)、大規(guī)格噴霧干燥塔、大噸位全自動壓磚機(jī)、二次或多次布料機(jī)、膠輥印花機(jī)、寬斷面隧道窯、拋光磨邊系統(tǒng)、污水廢氣處理系統(tǒng)、快速干燥器、壓力注漿成形裝備等全套技術(shù)已實現(xiàn)國產(chǎn)化并成功應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)，有力地推動了我國建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展。
2.1大噸位球磨機(jī)
絕大部分生產(chǎn)廠家采用間歇式球磨機(jī)作細(xì)磨設(shè)備，生產(chǎn)能力從8t到16t再到40t，目前新建的生產(chǎn)線一般都采用40t球磨機(jī)。今后，陶瓷行業(yè)應(yīng)大力推廣使用連續(xù)式、大噸位球磨機(jī)，其球磨產(chǎn)量可提高10倍以上。
2.2大規(guī)格噴霧干燥塔
陶瓷行業(yè)大部分廠家采用4000型噴霧干燥塔，有些陶瓷廠采用5000型和6000型，最大的有SACMI研制的12000型，噴嘴達(dá)48個。型號越大生產(chǎn)能力越大，生產(chǎn)每噸粉能耗相對就少，廠家可根據(jù)具體情況進(jìn)行型號選擇。
2.3布料系統(tǒng)
布料設(shè)備對產(chǎn)品的花色和紋理效果起著決定性的作用。布料順序、布料方式、布料速度等不同，其花色效果和紋理也就不一樣。布料系統(tǒng)已從最初的簡單布料，正打、反打，到多管道多次布料，再到垂直布料，設(shè)備從簡單到復(fù)雜，陶瓷磚的表面紋理效果、質(zhì)感和立體感等也得到了質(zhì)的飛躍。
2.4大噸位全自動液壓機(jī)
大噸位壓磚機(jī)壓力大、產(chǎn)量大，壓制的磚坯質(zhì)量好、合格率高、產(chǎn)品檔次也高，投資和電耗可減少30%以下。國產(chǎn)噸位最大的壓磚機(jī)是科達(dá)公司生產(chǎn)的YP7800型大噸位壓磚機(jī)，目前陶瓷企業(yè)選用最多的還是YP7200型等自動壓磚機(jī)。
2.5干燥窯和窯爐
干燥和燒成工序是耗能最大的環(huán)節(jié)之一，其發(fā)展趨勢是窯體增長增寬。最近300m長的瓷質(zhì)磚輥道窯已在廣東三水試產(chǎn)成功，日產(chǎn)600mm×600mm瓷質(zhì)磚14000m2；340m長的釉面磚輥道窯已在廣東高要投產(chǎn)成功，日產(chǎn)釉面磚18000m2，窯爐綜合耗能不斷下降，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。但在節(jié)能降耗和節(jié)能減排方面，還有待深入的研究和探討。
雖然我國的陶瓷工業(yè)整體水平有了大幅度的提高，但是與國際領(lǐng)先水平相比尚有一定的差距，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性方面。因此必須拓展和優(yōu)化產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和節(jié)能降耗水平，提高新產(chǎn)品在企業(yè)的推廣力度，使整體裝備技術(shù)上一個新臺階。
3 工藝技術(shù)現(xiàn)狀
我國建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)工藝技術(shù)發(fā)展迅速，整體水平接近世界先進(jìn)水平。仿天然石材拋光磚紋理技術(shù)、微晶玻璃復(fù)合磚生產(chǎn)工藝技術(shù)、多孔陶瓷生產(chǎn)工藝技術(shù)、陶瓷表面納米涂層自潔抗菌生產(chǎn)工藝技術(shù)等都已達(dá)到國際先進(jìn)水平。隨著企業(yè)技術(shù)中心的建立和高精度測試實驗設(shè)備的完善，以及科研人才隊伍的培養(yǎng)和建設(shè)，傳統(tǒng)建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)將在技術(shù)領(lǐng)域有很大的突破。在企業(yè)做大做強(qiáng)的同時，建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)應(yīng)注重向節(jié)約能源和資源、“三廢”減排、產(chǎn)品設(shè)計等方面的發(fā)展。
3.1 節(jié)約能源和資源
建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)是油耗和電耗大戶。目前，我國陶瓷工業(yè)的能源利用率為28～30%，與發(fā)達(dá)國家50～57%的能源利用率差距還比較大。雖然我國陶瓷產(chǎn)量在世界上遙遙領(lǐng)先，但總體上存在產(chǎn)品檔次低、能耗高、資源消耗較大、綜合利用率低、生產(chǎn)效率低等問題。因此必須對工藝技術(shù)裝備進(jìn)行重點攻關(guān)。本文主要從以下幾點考慮：
3.1.1球磨機(jī)的改進(jìn)
可從選用合適內(nèi)襯、設(shè)定合理球磨轉(zhuǎn)速、加入合理的介質(zhì)球的大中小級配等方面考慮。陶瓷行業(yè)應(yīng)該推廣連續(xù)式、大噸位球磨機(jī)代替間隙式球磨機(jī)，這樣可提高生產(chǎn)能力，降低能耗。
3.1.2窯爐的改進(jìn)
在窯爐設(shè)備上，采用高效、輕質(zhì)保溫耐火材料及新型涂料。改善窯體結(jié)構(gòu),如增加窯長、窯寬，降低窯高。應(yīng)使窯車窯具材料輕型化，窯車使用比熱低、強(qiáng)度高、隔熱性能好的材料來制備。加強(qiáng)窯體密封性、窯內(nèi)壓力制度以及窯體與窯車之間、窯車相互間的嚴(yán)密性，降低窯頭負(fù)壓，保證燒成帶處于微正壓，減少進(jìn)入窯內(nèi)的冷空氣，從而減少排煙量，降低熱耗。采用自控技術(shù)，使窯爐的調(diào)節(jié)控制更加精確，窯爐余熱的利用更加充分等。
3.1.3噴霧干燥器節(jié)能
應(yīng)從改善噴嘴結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)霧化效果，降低泥料水分等方面考慮。以上幾方面是國內(nèi)陶瓷工業(yè)節(jié)能研究課題的主要環(huán)節(jié)，國外已做得比較成熟。
3.1.4工藝配方改進(jìn)
由于大量的優(yōu)質(zhì)原料日漸減少，因此在新產(chǎn)品的開發(fā)上，應(yīng)使用最少的原料開發(fā)出高附加值的產(chǎn)品，如大規(guī)格超薄磚的成功開發(fā)，有利于資源的合理利用，具有明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益。又如新明珠公司正在研究的環(huán)保型低質(zhì)原料基底復(fù)合材質(zhì)陶瓷墻地磚，表面使用一層優(yōu)質(zhì)原料，基底是環(huán)保型低質(zhì)原料，該項目得到了政府的資助。采用低溫快燒技術(shù)，在配方中適當(dāng)?shù)丶尤肷倭康奶砑觿x用適于快燒的原料（如硅灰石、透輝石），實現(xiàn)低溫快燒是燒成節(jié)能的有效途徑；近年來，我國不少陶瓷企業(yè)在釉面磚、玉石磚、水晶磚、滲花磚、大顆粒和微粉磚的陶瓷工藝和燒成技術(shù)上取得了重大突破，實現(xiàn)了一次燒成新工藝，燒成的綜合能耗和電耗下降了30%以上，大大節(jié)約了廠房和設(shè)備投資，同時也提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。
3.2 “三廢”減排
“三廢”指的是廢氣、廢水和廢物。“三廢”的過量排放會嚴(yán)重污染空氣、水資源并會占用空地。陶瓷行業(yè)是高污染、高能耗、運輸量大的行業(yè)，在治理“三廢”方面，應(yīng)通過各種手段盡量減少三廢的排放量。使用清潔燃油，減少窯爐廢氣的排放；噴霧干燥器廢氣、水煤漿發(fā)生器廢氣的排放量也要減少，控制壓機(jī)粉塵，拋光污水回收利用等，特別是廢氣余熱的利用要加強(qiáng)，以降低能耗；應(yīng)用高科技裝置降低粉塵，減少對環(huán)境有污染的廢氣（如SO2，NOx，CO，CO2及煙塵等）的排放，另外，陶瓷熟料的回收再利用等措施也將逐漸得到控制和改進(jìn)。
3.3 個性化產(chǎn)品的設(shè)計
隨著生活水平的不斷提高，人們對大自然原生態(tài)的追求和回歸大自然的愿望日益強(qiáng)烈，設(shè)計出極具個性化的產(chǎn)品，必將引領(lǐng)市場潮流。裝飾設(shè)計是一門藝術(shù)，也是一門學(xué)問，產(chǎn)品的設(shè)計無疑是最重要的措施之一，企業(yè)家應(yīng)該像當(dāng)年重視工藝技術(shù)一樣對待產(chǎn)品的設(shè)計，這將是企業(yè)做大做強(qiáng)的重要途徑之一。目前這個領(lǐng)域在中國陶瓷行業(yè)才剛剛起步。
4技術(shù)中心未來發(fā)展的幾點思考
在市場競爭日益激烈和原材料、燃料成本上漲的情況下，提高企業(yè)的技術(shù)力量和擁有產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)是企業(yè)做大做強(qiáng)的根本保證和基礎(chǔ)。因此，許多企業(yè)紛紛申請成立了企業(yè)技術(shù)中心，新明珠、東鵬、歐神諾、鷹牌、博德精工等相繼通過了省級企業(yè)技術(shù)中心的認(rèn)定。技術(shù)中心是在企業(yè)集團(tuán)決策層組建的，具有重大技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資決策咨詢權(quán)的綜合性機(jī)構(gòu)，是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系的核心。技術(shù)中心應(yīng)從戰(zhàn)略的高度，健全企業(yè)創(chuàng)新機(jī)制和組織架構(gòu)，營造有利于創(chuàng)新活動的環(huán)境氛圍，加大資金和人才的投入力度，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化和收益最大化，增強(qiáng)企業(yè)核心競爭力。
4.1 開發(fā)具有明顯社會和經(jīng)濟(jì)效益的多功能陶瓷新產(chǎn)品
以節(jié)能降耗和節(jié)約資源為主線，以增加新產(chǎn)品功能為目標(biāo)，以配合生產(chǎn)對現(xiàn)有設(shè)備和工藝技術(shù)進(jìn)行改造為輔助，提高現(xiàn)有工藝的生產(chǎn)水平，同時提升產(chǎn)品的附加值。具體如下：
4.1.1 陶瓷磚向薄型化發(fā)展
優(yōu)質(zhì)的泥砂原料日漸匱乏，研究大規(guī)格超薄磚是解決這一問題的有效途徑之一。目前該技術(shù)在國外已經(jīng)有成功的案例。早在2002年華廈陶研所、科達(dá)機(jī)電等幾家單位已經(jīng)立項聯(lián)合研制此項目，由于涉及到技術(shù)裝備和工藝技術(shù)的較大改進(jìn)，研發(fā)有相當(dāng)大的難度，但前景美好，企業(yè)技術(shù)中心應(yīng)承擔(dān)此重?fù)?dān)，集合各部門信息、資源和科技優(yōu)勢，使項目早日取得成功。
4.1.2替代優(yōu)質(zhì)原料
在現(xiàn)有陶瓷磚的基礎(chǔ)上，用劣質(zhì)原料替代優(yōu)質(zhì)原料的方法將是一個熱點領(lǐng)域。優(yōu)質(zhì)原料越來越少，劣質(zhì)原料不但多而且價格低，利用劣質(zhì)原料的社會意義巨大。新明珠與華南理工大學(xué)合作的項目《低品質(zhì)原料基底復(fù)合材質(zhì)陶瓷墻地磚》、《基于節(jié)能高性能免燒陶瓷研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化》的研發(fā)具有很大的社會意義。
4.1.3陶瓷廢物的再利用
利用陶瓷工業(yè)的廢棄物生產(chǎn)陶瓷磚，不但可降低生產(chǎn)成本，變廢為寶，同時也解決了廢物處理的問題，一舉兩得。利用現(xiàn)有的陶瓷熟料當(dāng)骨料，加入部分添加劑，研制開發(fā)一種可迅速滲水的陶瓷磚，不但可以解決因下雨而產(chǎn)生的路面積水問題，天晴時，滲入磚底下或保留在磚里面的水會蒸發(fā)到大氣中，可起到調(diào)節(jié)空氣濕度、降低大氣溫度、消除“城市熱島”作用。
4.2設(shè)備和工藝技改
設(shè)備方面的技改，一要以節(jié)能為出發(fā)點，二要保持設(shè)備工作的穩(wěn)定性，三要改善產(chǎn)品的某種功能。具體如下：
4.2.1布料設(shè)備的研制與改進(jìn)
改進(jìn)的目的主要是提高布料效果，使其具有仿石紋理，立體感和質(zhì)感達(dá)到天然石材的效果，這方面還有很大的潛力可挖。在設(shè)備的研制項目上，思路和方法很重要，必須考慮動作的穩(wěn)定性、合理性、速度和產(chǎn)品的創(chuàng)新性，涉及的領(lǐng)域包括機(jī)械、電器和工藝等多方面，因此一個項目的投入周期較長，投資較大，但最能出新品。這也是能出新花色、新品種的關(guān)鍵工序，應(yīng)重點對布料設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和研究。
4.2.2拋光線技改
拋光線的技改主要考慮怎樣才能更節(jié)電節(jié)水。拋光工序的電耗和水耗相當(dāng)大，在替代拋光磨頭材料，減少磨頭個數(shù)等方面有待改進(jìn)。
4.2.3球磨機(jī)的技改
球磨機(jī)是耗電大戶，球磨機(jī)內(nèi)襯的選用、料球的配比、球磨介質(zhì)的級配、利用變頻球磨設(shè)置球磨轉(zhuǎn)速等的研究，是節(jié)能和改善球磨效率方面值得研究和改進(jìn)的環(huán)節(jié)，前景良好，國外在這一領(lǐng)域的節(jié)能措施和控制技術(shù)比較高，比國內(nèi)提高近30%的節(jié)能水平。
4.2.4噴霧塔節(jié)能
改用水煤漿供熱，降低泥漿的含水率等是節(jié)能的兩個主要方向，目前，還可以在其它方面進(jìn)行改進(jìn)，如改進(jìn)泥漿噴頭，達(dá)到較高的霧化效果等。
4.3產(chǎn)學(xué)研合作項目
形成以企業(yè)為主體，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的科研體系。利用學(xué)校的科研優(yōu)勢、信息優(yōu)勢、科研隊伍和企業(yè)的場地，這樣人力和物力優(yōu)勢相結(jié)合，可加快技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，把先進(jìn)的技術(shù)更快的應(yīng)用于企業(yè)，同時，可以培養(yǎng)人才，承擔(dān)社會責(zé)任。
5結(jié)語
目前陶瓷行業(yè)的形勢是節(jié)能降耗、“廢氣”減排，全面推行清潔生產(chǎn)達(dá)到政府環(huán)保要求，加快速度開發(fā)具有新功能、新花色、新特色的建筑陶瓷產(chǎn)品。制定創(chuàng)新戰(zhàn)略，完善企業(yè)技術(shù)中心的規(guī)范管理，增強(qiáng)企業(yè)的競爭力，才能使建筑陶瓷技術(shù)含量更高，更能滿足顧客的需求。
參考文獻(xiàn)
1曾令可. 陶瓷工業(yè)的節(jié)能技術(shù)
Present of Building and Sanitary Ceramics in China and Research Methods of Corporation Technology Center
Jian Runtong Wu Xigui
(Guangdong Newpearl Ceramics Co., Ltd.FoshanGuangdong 528061)
關(guān)鍵詞：氧傳感器 故障 檢查
目前，實際應(yīng)用的氧傳感器有氧化鋯式氧傳感器和氧化鈦式氧傳感器兩種。而常見的氧傳感器又有單引線、雙引線和三根引線之分，；單引線的為氧化鋯式氧傳感器；雙引線的為氧化鈦式氧傳感器；三根引線的為加熱型氧化鋯式氧傳感器，原則上三種引線方式的氧傳感器是不能替代使用的。其中應(yīng)用最多的是氧化鋯式氧傳感器。
一、氧化鋯式氧傳感器的構(gòu)造
在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。氧傳感器位于排氣管的第一節(jié)，在催化轉(zhuǎn)化器的前面。氧傳感器有個二氧化鋯（一種陶瓷）制造的元件，其里外都鍍有一層很薄的白金。陶瓷化鋯體在一端用鍍薄鉑層來封閉。后者到保護(hù)套中，并安裝在一個金屬體內(nèi)。保護(hù)套起到進(jìn)一步保護(hù)作用并使傳感器得以安裝到排氣歧管上。陶瓷體外部暴露在排氣中，而內(nèi)部與環(huán)境大氣相通。
這個元件低溫時有很高的電阻，所以溫度低時不允許電流通過。但高溫時，由于空氣中和廢氣中氧的濃度差異，氧離子卻能通過這個元件。這就產(chǎn)生了電位差，白金將其放大。這樣，空燃比低于理論空燃比（較濃）時，在氧傳感器元件內(nèi)（廢氣）外（大氣）之間有較大的氧氣濃度差。于是，傳感器產(chǎn)生一相對較強(qiáng)的電壓（約翰遜伏）。另一方面，如果混合氣稀，大氣和廢氣之間氧濃度差很小，傳感器也就只產(chǎn)生一相對較弱的電壓（接近0伏）。
由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對CO、HC和NOX的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。
二、汽車氧傳感器的工作原理
氧傳感器安裝在排氣歧管上，它可以檢測廢氣中的氧氣濃度，據(jù)此計算空燃比，并將結(jié)果傳送到ECU。
例如：
1、廢氣中氧氣濃度高
當(dāng)廢氣中氧氣的百分比很大時，ECU將據(jù)此判定空燃比大，即混合氣很稀。
2、廢氣中氧氣濃度低
當(dāng)廢氣中氧氣的百分比很小時，ECU將據(jù)此判定空燃比小，即混合氣很濃。溫度高于300℃時，所采用的陶瓷材料，用作氧化鐵的導(dǎo)體。在此條件下，如果傳感器兩側(cè)氧的百分比含量不同，就會在兩端產(chǎn)生電壓變化 。兩種環(huán)境（空氣側(cè)和排氣側(cè)）中不同含氧量的測量值的這種變化告訴ECU，在排氣中剩余的氧含量，對保證燃燒有害廢氣生成是不合適的百分比。陶瓷材料在低于300℃溫度時是非線性的，因而傳感器不輸送有用信號。ECU有一個特殊功能，即在曖機(jī)時（開環(huán)運轉(zhuǎn)）停止對混合氣的調(diào)整。傳感器裝有加熱元件以盡快達(dá)到工作溫度。當(dāng)電流流過加熱元件時，它縮短了使陶瓷成為鐵的導(dǎo)體的時間，而且使得傳感器可以裝在排氣管較后的部位。
在三元催化凈化器中，ECU利用來自氧傳感器的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)空燃比，但其方法EFI裝置各標(biāo)準(zhǔn)化油器多少有些不同。
在EFI裝置中，EFI的ECU通過增減從噴油噴入氣缸的燃油量，調(diào)節(jié)空燃比。如果ECU從氧傳感器檢測到混合氣太濃，就會逐漸減少燃油噴射量，于是混合氣就變稀了。實際空燃比因此變得比理論空燃比大些（稀些）。發(fā)生這種情況時，ECU通過氧傳感器測出這個事實，就會開始逐漸增加噴射量。這樣，空燃比就會孌得低些（濃些）直到低于理論空燃比。于是，這樣循環(huán)反復(fù)，ECU主濁以這種方式，不斷地增減空燃比，使實際空燃比接近理論空燃比。
在使用化油器的裝置中，是用調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣口的空氣量調(diào)節(jié)空燃比。混合氣通常保持略濃理論空燃比。ECU內(nèi)氧傳感器不斷得到空燃比的信息，并要據(jù)實際空燃比操縱EBCU（電控進(jìn)氣閥）調(diào)節(jié)進(jìn)入化油器進(jìn)氣口的空氣量。如果混合氣太濃，就允許較多空氣進(jìn)入，使其變?。喝绻旌蠚馓?，就允許較少空氣進(jìn)入，使其變濃些。
三、汽車氧傳感器的常見故障
氧傳感器一旦出現(xiàn)故障，將使電子燃油噴射系統(tǒng)的電腦不能得到排氣管中氧濃度的信息，因而不能對空燃比進(jìn)行反饋控制，會使發(fā)動機(jī)油耗和排氣污染增加，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、缺火、喘振等故障現(xiàn)象。因此，必須及時地排除故障或更換。
1、氧傳感器中毒
氧傳感器中毒是經(jīng)常出現(xiàn)的且較難防治的一種故障，尤其是經(jīng)常使用含鉛汽油的汽車，即使是新的氧傳感器，也只能工作幾千公里。如果只是輕微的鉛中毒，接著使用一箱不含鉛的汽油，就能消除氧傳感器表面的鉛，使其恢復(fù)正常工作。但往往由于過高的排氣溫度，而使鉛侵入其內(nèi)部，阻礙了氧離子的擴(kuò)散，使氧傳感器失效，這時就只能更換了。
另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。一般來說，汽油和油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當(dāng)散發(fā)出的有機(jī)硅氣體，都會使氧傳感器失效，因而要使用質(zhì)量好的燃油和油。修理時要正確選用和安裝橡膠墊圈，不要在傳感器上涂敷制造廠規(guī)定使用以外的溶劑和防粘劑等
2、積碳
由于發(fā)動機(jī)燃燒不好，在氧傳感器表面形成積碳，或氧傳感器內(nèi)部進(jìn)入了油污或塵埃等沉積物，會阻礙或阻塞外部空氣進(jìn)入氧傳感器內(nèi)部，使氧傳感器輸出的信號失準(zhǔn)，ECU不能及時地修正空燃比。 產(chǎn)生積碳，主要表現(xiàn)為油耗上升，排放濃度明顯增加。此時，若將沉積物清除，就會恢復(fù)正常工作。
3、氧傳感器陶瓷碎裂
氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強(qiáng)烈氣流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，處理時要特別小心，發(fā)現(xiàn)問題及時更換。
4、加熱器電阻絲燒斷
對于加熱型氧傳感器，如果加熱器電阻絲燒蝕，就很難使傳感器達(dá)到正常的工作溫度而失去作用。
5、氧傳感器內(nèi)部線路斷脫。
四、汽車氧氣傳感器的檢查方法 1、氧傳感器加熱器電阻的檢查
拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40Ω(參考具體車型說明書)。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)更換氧傳感器。
2、氧傳感器反饋電壓的測量
測量氧傳感器的反饋電壓時，應(yīng)拔下氧傳感器的線束插頭，對照車型的電路圖，從氧傳感器的反饋電壓輸出接線柱上引出一條細(xì)導(dǎo)線，然后插好線束插頭，在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)中，從引出線上測出反饋電壓(有些車型也可以由故障檢測插座內(nèi)測得氧傳感器的反饋電壓，如豐田汽車公司生產(chǎn)的系列轎車都可以從故障檢測插座內(nèi)的OX1或OX2端子內(nèi)直接測得氧傳感器的反饋電壓)。
對氧傳感器的反饋電壓進(jìn)行檢測時，最好使用具有低量程(通常為2V)和高阻抗(內(nèi)阻大于10MΩ)的指針型萬用表。具體的檢測方法如下：
1)將發(fā)動機(jī)熱車至正常工作溫度(或起動后以2500r/min的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)2min)；
2)將萬用表電壓檔的負(fù)表筆接故障檢測插座內(nèi)的E1或蓄電池負(fù)極，正表筆接故障檢測插座內(nèi)的OX1或OX2插孔，或接氧傳感器線束插頭上的號|出線；
3)讓發(fā)動機(jī)以2500r/min左右的轉(zhuǎn)速保持運轉(zhuǎn)，同時檢查電壓表指針能否在0-1V之間來回擺動，記下10s內(nèi)電壓表指針擺動的次數(shù)。在正常情況下，隨著反饋控制的進(jìn)行，氧傳感器的反饋電壓將在0.45V上下不斷變化，10s內(nèi)反饋電壓的變化次數(shù)應(yīng)不少于8次。如果少于8次，則說明氧傳感器或反饋控制系統(tǒng)工作不正常，其原因可能是氧傳感器表面有積碳，使靈敏度降低所致。對此，應(yīng)讓發(fā)動機(jī)以2500r/min的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)約2min，以清除氧傳感器表面的積碳，然后再檢查反饋電壓。如果在清除積碳可后電壓表指針變化依舊緩慢，則說明氧傳感器損壞，或電腦反饋控制電路有故障。
4）檢查氧傳感器有無損壞
拔下氧傳感器的線束插頭，使氧傳感器不再與電腦連接，反饋控制系統(tǒng)處于開環(huán)控制狀態(tài)。將萬用表電壓檔的正表筆直接與氧傳感器反饋電壓輸出接線柱連接，負(fù)表筆良好搭鐵。在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)中測量反饋電壓，先脫開接在進(jìn)氣管上的曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)管或其他真空軟管，人為地形成稀混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)下降。然后接上脫開的管路，再拔下水溫傳感器接頭，用一個4-8KΩ的電阻代替水溫傳感器，人為地形成濃混合氣，同時觀看電壓表，其指針讀數(shù)應(yīng)上升。也可以用突然踩下或松開加速踏板的方法來改變混合氣的濃度，在突然踩下加速踏板時，混合氣變濃，反饋電壓應(yīng)上升；突然松開加速踏板時，混合氣變稀，反饋電壓應(yīng)下降。如果氧傳感器的反饋電壓無上述變化，表明氧傳感器已損壞。
另外，氧化鈦式氧傳感器在采用上述方法檢測時，若是良好的氧傳感器，輸出端的電壓應(yīng)以2.5V為中心上下波動。否則可拆下傳感器并暴露在空氣中，冷卻后測量其電阻值。若電阻值很大，說明傳感器是好的，否則應(yīng)更換傳感器。
5)氧傳感器外觀顏色的檢查
從排氣管上拆下氧傳感器，檢查傳感器外殼上的通氣孔有無堵塞，陶瓷芯有無破損。如有破損，則應(yīng)更換氧傳感器。
通過觀察氧傳感器頂尖部位的顏色也可以判斷故障：
①
淡灰色頂尖：這是氧傳感器的正常顏色；
②
白色頂尖：由硅污染造成的，此時必須更換氧傳感器；
③
棕色頂尖：由鉛污染造成的，如果嚴(yán)重，也必須更換氧傳感器；
④
黑色頂尖：由積碳造成的，在排除發(fā)動機(jī)積碳故障后，一般可以自動清除氧傳感器上的積碳。
結(jié)束語：為了節(jié)能和防止汽車污染，西方發(fā)達(dá)國家大都裝有氧傳感器，對我國來說裝汽車用氧傳感器勢在必行。我國汽車工業(yè)同國外的主要差距之一，也表現(xiàn)在汽車傳感器方面。因此，可得出氧傳感器推廣應(yīng)用的前景十分樂觀。
參考文獻(xiàn)
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董輝.汽車電子技術(shù)與傳感器. 北京：北京理工大學(xué)出版社，1995
關(guān)鍵詞：放射性廢物；水泥固化；玻璃固化；陶瓷固化
中圖分類號：V444.3+8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1前言
核能的利用已成為繼化石燃料（包括煤、石油和天然氣等）和水力資源之后的第3種主要能源[1]。核能的開發(fā)和利用給人類帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但也產(chǎn)生了大量的放射性廢物，給人類的生存環(huán)境帶來了較大的威脅?，F(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)仍不能將這些放射性核素重新利用，只能把它們當(dāng)廢物處置。因此，如何安全有效地處理放射性廢物，使其能夠與生物圈最大限度的隔離，已成為核工業(yè)、核科學(xué)面臨的重要課題，是影響核能持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素。
2 放射性廢物固化
固化體在深地質(zhì)下，要承受高溫高壓的環(huán)境[3]，因此，放射性廢物固化體應(yīng)具備兩個基本條件：(1)能對核素進(jìn)行長期的固化，達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試評定的要求。(2)具有長期的耐久性。同時，考慮到固化體的運輸，這些材料還要求有一定的抗機(jī)械性力學(xué)性能?，F(xiàn)在，世界各國根據(jù)以上條件研究和使用的固化體材料較多，有了以下幾種固化方法。
2.1水泥固化
水泥固化至今已有40多年的歷史，已是一種成熟的技術(shù)，被很多國家的核電站、核工業(yè)部門以及核研究中心廣泛采用，在德國、法國、美國、日本、印度等國都有大規(guī)模工程化應(yīng)用[4]。它被廣泛用于蒸殘液、泥漿、廢樹脂等中、低放廢物的處理。近年來，水泥化學(xué)、新水泥系列、混合材、外加劑及混凝土用纖維等方面取得了許多進(jìn)展，這對于指導(dǎo)放射性廢物水泥固化的研究和應(yīng)用有很大的幫助。
水泥固化的機(jī)理[5]：固化有放射性廢物的水泥固化體是一個不均勻的多相體系，由固相、少量液體和空氣組成。其中，固相主要由各種水化產(chǎn)物、殘余熟料和廢物等構(gòu)成，而少量液體則存在于體系的孔隙中。整個體系對于核素的滯留作用主要有三種：固溶作用、吸附作用和包容作用。前兩種是化學(xué)作用，與水化產(chǎn)物及核素的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，核素離子與水泥水化產(chǎn)物反應(yīng)生成新的礦物質(zhì)或者在混合材表面吸附；包容是物理作用，與固化體的孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，水泥致密的孔結(jié)構(gòu)會在空間上阻礙核素的擴(kuò)散。
現(xiàn)今用的水泥固化基材主要有：（1）硅酸鹽水泥（PC），這是以硅酸鈣為主要成分的熟料制成的水泥的總稱，在世界范圍內(nèi)長期用來固化液體和濕固體危險廢物，國內(nèi)也大多用硅酸鹽水泥進(jìn)行放射性廢物實踐。（2）硫鋁酸鹽水泥（SAC），這類水泥是由我國自主開發(fā)的品種，具有抗凍、耐腐蝕、抗?jié)B、低堿度等優(yōu)點。（3）堿活化礦渣水泥（AASC），又稱堿礦渣水泥，是指礦渣與堿金屬化合物共同磨細(xì)組成的一種水硬性膠凝材料，堿性物質(zhì)作為活化劑，使?jié)撛谒残缘牡V渣表現(xiàn)出凝膠性質(zhì)。與PC相比，AASC的水化產(chǎn)物對核素離子的固溶和吸附作用更強(qiáng)，而且AASC的孔隙率遠(yuǎn)小于PC，對核素的包容作用更好，核素浸出率更低。向AASC其中摻入黏土類材料，可使固化體水化產(chǎn)物中生成沸石類物質(zhì)，從而提高對Sr、Cs的吸附性能[5]。
水泥固化與其他固化方法相比，原料易得，設(shè)備簡單，生產(chǎn)能力大，成本低，無廢氣凈化問題，固化生產(chǎn)過程二次污染少，迄今為止仍是核電站應(yīng)用最廣泛的一種固化工藝。而由于水泥固化體多孔性導(dǎo)致的核素浸出率等問題正隨著固化配方和工藝的深入研究不斷改進(jìn)，水泥固化用于放射性廢物處理具有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2.2玻璃固化
最近幾年，我國加強(qiáng)了對玻璃固化體的浸出機(jī)理的研究，建立了靜態(tài)浸泡、動態(tài)浸泡、高溫靜態(tài)浸泡等一系列的浸泡實驗方法。已經(jīng)研究了溫度、pH、浸泡劑流速、浸泡劑類型、容器腐蝕產(chǎn)物、各種回填材料等各種環(huán)境因素對固化體浸出的影響。通過實驗建立起的一套經(jīng)驗方程和數(shù)學(xué)模型，能夠比較好地預(yù)測固化體中長期的浸出行為。研究表明玻璃固化體的浸出受溫度的影響較為明顯，在較低溫度時（60～70 ℃以下），玻璃固化體浸出的反應(yīng)速率是由離子交換反應(yīng)控制的；較高溫度時則以網(wǎng)絡(luò)溶解反應(yīng)控制整個反應(yīng)的速率。求出表觀活化能則可以很方便地看出由于溫度變化而導(dǎo)致反應(yīng)機(jī)理的改變[17]。
玻璃固化體有很強(qiáng)的放射性和很高的釋熱率，在法國拉阿格的高放玻璃固體罐一般要冷卻貯存40～50年才進(jìn)行處置[18]。因此，制定高放廢物貨包放置的接受準(zhǔn)則，還只是在醞釀階段，接受準(zhǔn)則的建立是一項艱巨的任務(wù)。
目前，人們已經(jīng)認(rèn)識到玻璃固化高放廢液的缺點[19]：首先，玻璃是一種過冷過飽和固溶體，從熱力學(xué)上講，析晶必然發(fā)生，析出的晶體絕大多數(shù)是水溶性的，不利于最終深地質(zhì)處置；其次，玻璃體對核素的包容量偏低，對錒系核素的包容量更低。玻璃固化體的包容量低、長期穩(wěn)定性差成為高放廢物最終處置的世界性難題。增加廢物的包容量、提高固化體的長期化學(xué)穩(wěn)定性是目前的研究方向。
2.3陶瓷固化
陶瓷固化（即礦物固化）是用人造巖石（SYNROC）作為核廢液的固化材料，SYNROC是是Synthetic rock的簡稱，由澳大利亞Ringwood等首次提出的一種固化體，其實質(zhì)是一種陶瓷。人造巖石固化體被譽(yù)為“第二代高放廢物固化體”，因為它具有比玻璃固化體更好的長期熱和化學(xué)穩(wěn)定性、更高的密度和廢物包容量。陶瓷固化體是從地球化學(xué)觀點出發(fā)，根據(jù)“類質(zhì)同象”、“礦相取代”、“低溫共熔”原理開發(fā)研制的一系列固化體。這種固化體材料針對錒族核素的固化體呈現(xiàn)出了優(yōu)良的性能，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
陶瓷固化體它們有一些共同點：（1）化學(xué)組分復(fù)雜（類質(zhì)同象廣泛）；（2）晶體結(jié)構(gòu)對稱性低（抗輻射損傷）；（3）結(jié)構(gòu)緊密；（4）化學(xué)鍵性復(fù)雜；（5）結(jié)晶能力強(qiáng)。目前，陶瓷固化普遍存在原料價格昂貴、工藝復(fù)雜、對特定的放射性廢物需要設(shè)計特定的礦相并采用與之相適應(yīng)的固化處理工藝等問題，使得放射性廢物的處理工藝受到放射性廢物的物質(zhì)狀態(tài)、化學(xué)成分等因素的限制，給研究工作及工程化應(yīng)用帶來了諸多困難。
3結(jié)論與展望
水泥固化，玻璃固化和陶瓷固化在處理放射性廢物方面各有優(yōu)缺點，但都不能完全達(dá)到處理放射性廢物的要求。水泥固化與其他固化方法相比，設(shè)備簡單，生產(chǎn)能力大，成本低，無廢氣凈化問題，原料易得，固化生產(chǎn)過程二次污染少，但水泥固化體多孔性導(dǎo)致的核素浸出率低；玻璃固化可以同時固化高放廢液的全部組分，但固化體的包容量低、長期穩(wěn)定性差；陶瓷固化體有長期熱和化學(xué)穩(wěn)定性、更高的密度和廢物包容量，但原料價格昂貴、工藝復(fù)雜。而理想的固化體要求同時具有優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、較高的貨載量，要求設(shè)備簡單，生產(chǎn)能力大，投資和運行費用低，無廢氣凈化問題，原料易得，固化生產(chǎn)過程二次污染少。因此，對于放射性廢物的固化研究還需要長期的探索。
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關(guān)鍵詞： 耐火材料； 節(jié)能； 高能耗
中圖分類號： TU 541文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A
Energy saving in the production of refractory materials
KANG Rui
（Yangquan Institute of Quality and Technical Supervision Inspection & Measurement，
Yangquan 045000， China）
Abstract： This paper carried out investigations on the energy saving problem in the production of refractory materials. On one hand， heat loss could be reduced by reducing the thermal conductivity of refractory materials， e.g. by changing the composition and organization of refractory materials. On the other hand， we can adopt various energy saving methods， e.g. kiln technology improvement， waste heat utilization， selecting the best technological conditions for refractory materials production， development and application of new processes and technologies， and recycling of waste refractory materials， etc. In addition， a critical path method is used to save energy and protect environment via optimizing the management and parameter matching， with the help of advanced monitoring and managing technique by means of computer.
Key words： refractory material； energy saving； high energy consumption
耐火材料是我國高溫領(lǐng)域的一種戰(zhàn)略性材料，服務(wù)于許多行業(yè).其中，鋼鐵行業(yè)是第一大消費領(lǐng)域，使用量高達(dá)65%，水泥行業(yè)使用量達(dá)10%，建材、金屬等行業(yè)也在大量消費耐火材料.經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國耐火材料產(chǎn)銷量已躍居世界耐火材料首位，耐火制品及原料已出口到100多個國家和地區(qū).然而，耐火材料所面臨的困境也不容忽視：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)能耗高、資源消耗量大導(dǎo)致資源和能源的大量浪費；綠色節(jié)能型材料所占比重小，數(shù)量和品質(zhì)都有待進(jìn)一步提升.
我國雖有豐富的耐火原料資源，尤其是礬土、菱鎂礦、石墨，但過多的不合理消耗造成了資源的匱乏，優(yōu)質(zhì)原料供不應(yīng)求，產(chǎn)品質(zhì)量很難穩(wěn)定.隨著國家“節(jié)約能源”和“淘汰高能耗行業(yè)落后產(chǎn)能”基本國策的提出，耐火材料行業(yè)迎來新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇，節(jié)能降耗刻不容緩.在本文中，主要介紹了耐火材料在節(jié)能方面的一些思路和所做的工作，為可持續(xù)發(fā)展尋求新的出路.
1節(jié)能耐火材料的開發(fā)和應(yīng)用
通過改變耐火材料的組成成分可以滿足節(jié)能需求.耐火材料主要用于各種窯爐、轉(zhuǎn)爐等需要高溫處理的部位，由于襯體存在一定熱導(dǎo)率，爐體的散熱量達(dá)到了總供給熱量的15%～45%，能量損失相當(dāng)嚴(yán)重，因此需要研發(fā)各種低熱導(dǎo)率的工作襯用耐火材料.如降低含碳耐火材料的碳含量，使用無碳和低碳的鋼包磚.目前，用于水泥回轉(zhuǎn)窯高溫帶的主要是氧化鎂-鎂鋁尖晶石、鐵鋁尖晶石耐火材料[1] .與鎂鋁尖晶石相比，鐵鋁尖晶石有更低的熱導(dǎo)率和熱膨脹率，保證了較低的窯體溫度，降低了熱損失，延長了回轉(zhuǎn)窯的使用壽命.李艷等[2]對比了輕質(zhì)耐磨磚和硅莫磚的性能，結(jié)果如表1所示.實踐證實，使用較低熱導(dǎo)率的輕質(zhì)耐磨磚時，筒體溫度下降了42 ℃，有效降低了熱損耗，每年可節(jié)約標(biāo)煤390 t.
能源研究與信息2013年第29卷
第3期康睿：耐火材料節(jié)能化研究
不定形耐火材料由于不需要高溫?zé)桑呀?jīng)成為耐火材料節(jié)能領(lǐng)域的重要成員.通過原料的輕質(zhì)化和微孔化，可以顯著降低熱導(dǎo)率，減少單位材料的能量消耗，如氧化鋁空心球、氧化鎂空心球的應(yīng)用.文獻(xiàn)[3-4]分別采用原位分解法獲得了莫來石、鎂鋁尖晶石等微孔骨料，孔徑在10 μm以下.Vladimir 等[5] 高溫合成了以六鋁酸鈣為主晶相的高純輕質(zhì)骨料，25～1 400 ℃時的熱導(dǎo)率為0.15～0.5 W?m-1?K-1.
表1輕質(zhì)耐磨磚與硅莫磚性能對比
Tab.1Porperty comparison between light wearresistant
brick and SiMo brick
性能參數(shù)硅莫磚輕質(zhì)耐磨磚密度/（g?cm-3）2.71.6熱導(dǎo)率（1 000 ℃）/（W?m-1?K-1）2.01.3
2工業(yè)窯爐的改進(jìn)與余熱利用
工業(yè)窯爐是使用耐火材料的主要設(shè)備，也是陶瓷、冶金、建材等工業(yè)領(lǐng)域中至關(guān)重要的熱能設(shè)備.因此，加強(qiáng)窯爐管理和技術(shù)創(chuàng)新是耐火材料節(jié)能的重點.
制定耐火材料工業(yè)窯爐技術(shù)目錄，積極發(fā)展新技術(shù)，淘汰落后技術(shù)；淘汰落后窯爐，制止其重復(fù)建設(shè).例如，淘汰落后的倒焰爐，開發(fā)新型間歇式隧道窯.該窯型是在梭式窯的基礎(chǔ)上，前端增加了預(yù)熱帶，后端增加了冷卻帶，具有隧道窯的高“熱效率”優(yōu)點.
采用微機(jī)操作等技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有窯爐，有針對性地解決問題，降低熱耗.三相電弧爐[6] 以“熔塊法”生產(chǎn)電熔剛玉和電熔鎂砂，成為行業(yè)耗能大戶.河南義馬某廠經(jīng)過改進(jìn)和創(chuàng)新，建成了單極直流電爐，預(yù)計降低電耗200 kW?h?d-1，降低石墨電極消耗30%～40%，降低原料消耗20%.張豫等[7] 改進(jìn)了智能高溫電爐，采用氧化鋁纖維耐火材料作爐材，二硅化鉬作發(fā)熱元件，經(jīng)測試，能耗低于普通電爐50%，工作效率高于普通電爐5倍以上.李儀[8]對比了頂燒式隧道窯與側(cè)燒窯的主要熱工指標(biāo)，如表2所示.不難看出，頂燒式隧道窯二次空氣溫度高，窯墻散熱損失小，煤氣消耗量、預(yù)熱帶上下溫差、單位產(chǎn)品燃料消耗小，充分節(jié)約了燃料.
表2兩種窯爐的主要熱工指標(biāo)
Tab.2Main thermal indexes of two different industry kilns
熱工指標(biāo)側(cè)燒窯頂燒窯二次空氣溫度/℃150550窯墻散熱損失/W489326消耗煤氣熱值/W549328預(yù)熱帶上下溫差/℃35080單位產(chǎn)品燃料消耗/（L?t-1）11075
鑒于很多工業(yè)窯爐的熱效率都低于70%，而其排放的廢氣熱值占窯爐總能耗的20%以上，廢氣的余熱利用率僅為4%～5%，具有很大的節(jié)能潛力.譚業(yè)鋒[9] 研究了熱管技術(shù)在窯爐廢氣余熱利用方面的應(yīng)用，設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的低溫高效熱管換熱設(shè)備，可將廢氣余熱用于冬季民用取暖，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益的統(tǒng)一.其設(shè)計思路可推廣到其它類似窯爐換熱器中.
3工藝條件的選擇與創(chuàng)新
除了窯爐必須節(jié)能外，更要重視生產(chǎn)過程中的工藝創(chuàng)新，例如，利用微波和遠(yuǎn)紅外線快速干燥，降低燒成溫度，縮短燒成周期等，都可有效節(jié)約燃料.鄭化[10] 采用行星式高能球磨機(jī)機(jī)械法制備氧化鎂微粉，在粉磨過程中通過添加助磨劑，可使粉磨時間控制在90 min以內(nèi)，氧化鎂粉體粒徑降至6 μm左右，粉磨效率提高了20%～30%，從而達(dá)到一定的節(jié)能目的.
富氧燃燒是近代燃燒領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)之一.該技術(shù)可以降低燃料燃點，加快燃燒速度，促進(jìn)燃燒完全，提高熱利用率[11] .與普通空氣燃燒相比，其節(jié)能效果顯著.表3為日本富氧燃燒節(jié)能效果的試驗數(shù)據(jù)[11].
表3助燃富氧空氣氧含量與節(jié)能效果
Tab.3Oxygen content and energy saving effect
in oxygenenriched combustion
氧含量/%232527節(jié)能率/%10～2520～4030～50
4廢舊耐火材料的再利用
在我國，廢舊耐火材料通常被填埋，重新回收利用的比例還不足30%，而歐洲耐火材料再生利用比例可達(dá)到50%以上，被廢棄的耐火材料很少.隨著能源短缺的日益加劇以及對減少固體廢棄物要求的提高，耐火材料的回收利用已經(jīng)成為一項社會責(zé)任和可持續(xù)發(fā)展的驅(qū)動力.逐漸轉(zhuǎn)向開發(fā)高附加值產(chǎn)品的研究，不僅解決了其帶來的環(huán)境污染問題，更有利于實現(xiàn)廢料的再利用，為耐火材料節(jié)能減排開辟一條新途徑.
鄭忠燕[12] 通過對半成品鎂碳廢磚進(jìn)行預(yù)處理，選擇合理的碾料方式，同時添加1%的添加劑，將半成品鎂碳廢磚加入量的比例提高到30%，實現(xiàn)了半成品鎂碳廢磚的有效回收利用.鐘蓮云[13] 以耐火材料廢料為主要原料，天然礦物為助熔劑，通過合理設(shè)計晶界相的組成，成功制備了一系列性能優(yōu)異的Al2O3含量45%～85%的Al2O3基瓷球.張國富[14] 分析了煉鋼中廢棄鋁碳耐火材料的回收利用情況，指出將少量廢棄鋁碳材料與未使用過的材料混合，由于鐵水滲透到氧化鋁天然石墨基質(zhì)中的量微不足道，損毀非常低，不影響使用.
5系統(tǒng)節(jié)能的提出與應(yīng)用
楊大東[15] 提出了“系統(tǒng)節(jié)能”的概念.系統(tǒng)節(jié)能就是指在不改變現(xiàn)有的設(shè)備、工藝技術(shù)狀況，不涉及單個環(huán)節(jié)的耗能水平或用能效率的情況下，通過改變管理和控制方面的參數(shù)匹配，使其調(diào)整到一組最佳值，從而使企業(yè)在一定產(chǎn)出條件下達(dá)到能耗總量最低的技術(shù)方法.輔以計算機(jī)管理后，可實現(xiàn)動態(tài)快速的跟蹤和優(yōu)化決策.
上海耐火材料廠在使用該方法進(jìn)行管理之后，實現(xiàn)了工序能耗環(huán)比下降3.49 kg?t-1，直接節(jié)能效益和間接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)236萬元，項目的投資效益比高達(dá)1 ∶39.[15]
6結(jié)語
資源短缺、環(huán)境污染日益成為制約耐火行業(yè)發(fā)展的瓶頸.面對諸多困難，耐火材料行業(yè)更應(yīng)接受挑戰(zhàn)，解決自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)能過剩、資源利用過于粗放、能耗高等問題，發(fā)展高效、節(jié)能、功能化、綠色環(huán)保為內(nèi)涵的先進(jìn)耐火材料，走資源節(jié)約、環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展道路.
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關(guān)鍵詞:景德鎮(zhèn);青花瓷;生命周期;環(huán)境影響評價
1引 言
進(jìn)入二十一世紀(jì),隨著我國加入WTO,我國陶瓷工業(yè)現(xiàn)代化面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇,同時迎來新的挑戰(zhàn)。其中,作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的陶瓷生產(chǎn)要消耗大量資源p能源,并排放CO2、SO2污水和粉塵污染物,嚴(yán)重污染環(huán)境,大大制約著我國陶瓷工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)[1]。
傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)的整個生命周期過程的各個階段均會對環(huán)境造成影響。為更好地了解生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品的環(huán)境行為,找出其生命過程中減少污染物產(chǎn)生的機(jī)會和潛力,需要對陶瓷生產(chǎn)的整個生命周期的資源消耗和環(huán)境影響進(jìn)行分析評價[2-4]。生命周期環(huán)境影響評價(LCA-Life Cycle Assessment,簡稱LCA)就是目前國際上常用的一種對產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝及活動對環(huán)境的負(fù)荷進(jìn)行客觀的評價方法,它通過對能量和物質(zhì)消耗以及由此造成的廢棄物排放進(jìn)行辨識和量化,來評價能量和物質(zhì)利用對環(huán)境的影響,以尋求改善產(chǎn)品或工藝的途徑[5]。
作為擁有千年陶瓷文化的景德鎮(zhèn),在我國陶瓷工業(yè)中有著舉足輕重的地位和影響。為此,本文以最具代表性的景德鎮(zhèn)釉下青花瓷為研究對象,利用生命周期影響評價方法,建立數(shù)學(xué)模型來表征和量化陶瓷生產(chǎn)過程的能源p物質(zhì)的消耗p廢棄物的排放,評價青花瓷生產(chǎn)過程對環(huán)境負(fù)荷的影響,并得到其量化的環(huán)境負(fù)荷指標(biāo)。通過對這些指標(biāo)進(jìn)行分析,尋找改善環(huán)境、降低環(huán)境影響的技術(shù)方向,并提出相應(yīng)的建議或措施,為景德鎮(zhèn)陶瓷企業(yè)推行清潔生產(chǎn),通過ISO14000認(rèn)證和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。
2研究目標(biāo)與范圍
進(jìn)行LCA評價時,首先需要根據(jù)其目標(biāo)確定研究對象、評價范圍和功能單位。本研究擬以最具中國特色的景德鎮(zhèn)釉下青花瓷為研究對象,對其生產(chǎn)過程進(jìn)行環(huán)境影響分析,尋找改善環(huán)境、降低環(huán)境影響的技術(shù)方向,以實現(xiàn)陶瓷的清潔生產(chǎn)。釉下青花瓷是指采用釉層下的花色裝飾的瓷器,具有釉面晶瑩潤澤、白里泛青、高雅玉潔和無鉛鎘溶出危害等優(yōu)點。青花瓷的典型生產(chǎn)過程主要分為原料制備、成形加工和燒成三個階段(見圖1)。
本研究根據(jù)ISO14041標(biāo)準(zhǔn)[6],結(jié)合研究目標(biāo)和景德鎮(zhèn)青花瓷普遍采用的工藝流程,確定LCA研究系統(tǒng)的邊界范圍,將范圍界定在直接采用標(biāo)準(zhǔn)化的原料,不考慮原料加工、輔助材料制造等過程;坯體干燥以窯爐余熱為主要熱源;燃料為焦化煤氣,不考慮其制備過程。青花瓷采用天然礦物原料,由于其直接來自自然界,經(jīng)過漫長的演變過程,其組成及存在形式與周圍環(huán)境達(dá)到了最佳的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定,以此制成的制品廢棄后,與周圍環(huán)境也會有較好的親和性,不會對水系和土壤造成污染。另外,還由于青花瓷使用壽命較長,相對環(huán)境負(fù)荷小,對人體不會產(chǎn)生直接危害,無二次污染,因而暫不考慮其最終的廢棄處置。研究系統(tǒng)的輸入包括資源和能源等;輸出為排入水、氣、聲和固體廢物等污染物。功能單位采用1t釉下青花瓷產(chǎn)品。
3清單分析
根據(jù)上述邊界劃分,將景德鎮(zhèn)青花瓷生產(chǎn)的生命周期各階段進(jìn)一步細(xì)化為相對獨立的過程單元,并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計,從而得到景德鎮(zhèn)青花瓷生產(chǎn)生命周期各階段資源、能源消耗和污染物的排放清單,如表1所示。
數(shù)據(jù)主要來源于《日用陶瓷工業(yè)手冊》,景德鎮(zhèn)陶瓷工業(yè)設(shè)計研究院的《工廠設(shè)計技術(shù)報告》內(nèi)部資料;其次為公開發(fā)表的文獻(xiàn)資料、企業(yè)生產(chǎn)運行實測數(shù)據(jù)、環(huán)保部門的監(jiān)測報告和相關(guān)研究的文獻(xiàn)等[7-10]。
從表1可以看出,青花瓷生產(chǎn)的主要原料為瓷石、高嶺土、長石和石英等硅酸鹽類礦物原料,它們被稱為高克拉克值材料。從宏觀上看,資源地域分布廣、含量豐富,因此,青花瓷的生產(chǎn)對資源消耗影響不大。但是,由于現(xiàn)階段陶瓷原材料落后的生產(chǎn)方式,致使天然原料的開采、分選對環(huán)境的污染主要集中在土地、植被的破壞,水土流失、淘洗分選過程的水污染和散亂廢棄的尾礦渣。因此,需要建立標(biāo)準(zhǔn)化原料專業(yè)生產(chǎn)基地,以實現(xiàn)青花瓷現(xiàn)代化清潔生產(chǎn)的基本要求。
青花瓷生命周期過程中的能源消耗主要是燒成階段所用的液化煤氣,耗用量為2500Bm3/t;生產(chǎn)1t青花瓷在原料、成形和燒成三個階段分別需耗電220、200和190kW?h。
青花瓷生命周期中的廢棄物主要分為廢氣、廢水和固體廢棄物。廢氣排放中排放量最大的是CO2,為2404.8kg/t,其次是NOx(3.86kg/t)和SO2(2.28kg/t)。煙塵(0.41kg/t)、粉塵(0.780kg/t)和CO(0.013kg/t),它們主要來源于青花瓷的燒成階段。
青花瓷生命周期中產(chǎn)生的水體污染物主要集中在原料制備和坯體成形兩個階段,生產(chǎn)每噸青花瓷的廢水排放量為18t,其中,最大的污染物是懸浮物SS(88820g/t),其它依次為:COD(881.630 g/t)、BOD5 (193.557 g/t)、NO3- (22.633g/t)、石油類(22.576 g/t)、氟化物(11.425 g/t)。
青花瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物主要是廢棚板、匣、廢石膏和廢品等,盡管數(shù)量較大,但基本都可回收再用。
青花瓷生產(chǎn)在原料加工與燒成階段會產(chǎn)生一定的噪聲。另外,由于青花瓷采用的是釉層下的花色裝飾,因此無鉛鎘溶出危害。
4環(huán)境影響評價模型
按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO14040的框架[10],影響評價模型建立包括三個步驟:分類、標(biāo)準(zhǔn)化和加權(quán)評估。青花瓷生產(chǎn)的環(huán)境影響類型可分為全球變暖效應(yīng)、酸化、富營養(yǎng)化、煙灰塵和固體廢棄物五種。
為了進(jìn)一步確定和分析生產(chǎn)過程的環(huán)境影響及對生命周期各階段的主要貢獻(xiàn),對青花瓷生產(chǎn)各過程的環(huán)境影響因子按如下公式進(jìn)行歸類計算,得到各類環(huán)境影響潛值,并列于表2中。
EP(j)=P(j)i=[Q(j)i×EF(j)i] (1)
其中:
EP(j)――產(chǎn)品系統(tǒng)對第j種潛在環(huán)境影響的貢獻(xiàn);
P(j)――第i種排放物質(zhì)對第j種潛在環(huán)境影響的貢獻(xiàn);
Q(j)i――對環(huán)境產(chǎn)生第j種影響的第i種物質(zhì)的排放量;
EF(j)i――第i 種排放物對第j 種潛在環(huán)境影響的當(dāng)量因子。
當(dāng)量因子的確定因不同的環(huán)境影響類型而不同,通常以某種物質(zhì)為參考,計算其他物質(zhì)的相對大小。如對全球變暖采用CO2,酸化則采用SO2等。
對以上所計算的各類環(huán)境影響潛值,采用其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,從而比較其相對大小,詳見表2。但是,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后兩種不同類型環(huán)境影響潛值數(shù)值大小相同,并不意味著兩者的潛在環(huán)境影響同樣嚴(yán)重。因而需要對影響類型的嚴(yán)重性進(jìn)行排序,即賦予不同影響類型不同權(quán)重后,才能進(jìn)行比較[11]。為此,采用根據(jù)“目標(biāo)距離”法確定的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)評估,結(jié)果見表2。
5生命周期解釋
從表2中不難看出,在青花瓷生產(chǎn)中各環(huán)境影響類型的貢獻(xiàn)率有很大差異,它們的相對貢獻(xiàn)見圖2。結(jié)果表明,在青花瓷生命周期內(nèi)相關(guān)的環(huán)境影響主要為固體廢物,但是,固廢基本都可回收再利用,因此,實際對環(huán)境的影響負(fù)荷并不大。其次是全球變暖、酸化和富營養(yǎng)化,同時對工業(yè)煙塵和粉塵的影響也不容忽視。
結(jié)合清單數(shù)據(jù)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)在全球變暖、酸化和富營養(yǎng)化三種環(huán)境影響中主要的干擾因子分別為CO2、SO2和NOx,它們主要來自于青花瓷燒成過程中的氣體污染排放物,這也正是青花瓷生產(chǎn)中要求使用清潔氣體燃料的緣故。為此,目前在景德鎮(zhèn)政府的組織下,青花瓷生產(chǎn)不斷采用新技術(shù),改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)(由燃煤改成燃?xì)?,使該市的環(huán)境污染狀況有了明顯的改善。此外,還需對引起大氣污染的工業(yè)窯爐進(jìn)行技術(shù)改造,選擇節(jié)能型設(shè)備,采用先進(jìn)的燃燒技術(shù)和煙塵處理技術(shù),提高燃燒效率,減少CO2、SO2和NOx污染物排放。另外,由于陶瓷生產(chǎn)廢水主要來自原料制備過程,其中懸浮物SS 顯著偏高,因此,需要設(shè)立陶瓷廢水處理設(shè)施,做到廢水的回收再利用,實現(xiàn)廢水的零排放。
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關(guān)鍵詞 蜂窩陶瓷，制備，應(yīng)用
1引 言
蜂窩陶瓷作為一種功能性多孔材料[1]，早在20世紀(jì)70年代就由美國康寧(Corning)公司開始試制，并在1975年進(jìn)行了小型車尾氣凈化試驗，取得了良好的效果。目前世界上最大的兩個蜂窩陶瓷的生產(chǎn)廠家[2]是美國康寧公司（約占世界市場的50%）和日本NGK公司（約占40%）。這兩大廠家均采用堇青石作為蜂窩載體，其原因是：（1）價格便宜；（2）原材料易取得；（3）生產(chǎn)工藝簡單易實現(xiàn)；（4）性能基本上能夠滿足使用需要。
蜂窩陶瓷具有高的比表面積和良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，另外還具有低密度、高滲透率、良好的能量吸收性能以及耐高溫、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性高、易于再生等諸多特點。近年來，隨著制備技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用水平也不斷提高。蜂窩陶瓷作為一種新型材料，越來越受到人們的重視。與傳統(tǒng)的顆粒狀陶瓷載體相比，多孔狀蜂窩陶瓷載體具有壓力降小、幾何表面大、擴(kuò)展距離短、有利于反應(yīng)物的進(jìn)入和生成物的排出，并可縮小反應(yīng)器的體積等優(yōu)點。因此蜂窩陶瓷特別適用于汽車尾氣的處理、煙道氣的凈化、蓄熱體以及紅外輻射燃燒板等方面。本文就其制備技術(shù)與典型應(yīng)用進(jìn)行介紹。
2蜂窩陶瓷的制備技術(shù)
蜂窩陶瓷的制備工藝大體上可以分為下面幾種：擠壓、熱壓鑄、注漿及注凝成形。其中生產(chǎn)量比較大、使用比較廣泛的是擠壓和熱壓鑄兩種方法。
2.1 擠壓成形
擠壓成形是通過模具將可塑性料擠壓成形、微波干燥并燒制成多孔陶瓷的方法。形成的孔通常有幾個毫米大，小的孔可達(dá)微米級，而且是直線連通的，常見的孔外形有正方形、三角形、六邊形等。
其制備工藝流程為：原料合成混合練泥陳腐擠壓成形干燥燒成。
制備蜂窩陶瓷的主要原料有堇青石、鈦酸鋁、鋰輝石、氧化鋁、鋯英石、碳化硅、氮化硅、莫來石等。由于蜂窩陶瓷采用擠壓成形，必須在主原料中加入各種添加劑來提高泥坯的可塑性和流動性，這些添加劑主要有：粘結(jié)劑、增塑劑、解膠劑、劑、潤濕劑等。此外，還有保水劑、鰲合劑、靜電防止劑、膠體保護(hù)劑和表面活性劑等。目前大都采用淀粉、羧甲基纖維素、聚乙烯醇作為粘結(jié)劑；桐油、硬脂酸等作劑；甘油作增塑劑。目前我國已經(jīng)生產(chǎn)出400孔/in2模具，但是美國、日本已經(jīng)研制出了600孔/in2、900孔/in2甚至高達(dá)1100孔/in2的高密度孔蜂窩陶瓷。我國現(xiàn)在已開始了600孔/in2擠出成形模具的研究，并取得了初步成功[3]。
2.2 熱壓鑄成形
熱壓鑄成形為注漿成形的一種，采用在陶瓷泥料中加入石蠟和油酸、硬脂酸、蜂蠟等表面活性劑的方法，在一定溫度下流體化配料，再用壓縮空氣將料漿壓入模具中，在室溫下有機(jī)物硬化后成形（有機(jī)物在高溫?zé)Y(jié)時被燒掉）。實踐表明，這是目前比較常用、生產(chǎn)效率較高、質(zhì)量較好的生產(chǎn)方法。為了增加低溫強(qiáng)度，采用低溫排蠟的工藝，工藝流程如圖1所示。
燒成過程采用慢升溫，特別是在低溫排蠟除去有機(jī)物階段，窯內(nèi)溫度要均勻，以減少因有機(jī)物的大量迅速排除及溫度不均勻產(chǎn)生開裂等缺陷。燒成設(shè)備可用電熱隧道窯及燃油燃?xì)馑笫礁G。燒成時應(yīng)注意碼坯方法，才能保證成品率及燒成質(zhì)量。
3蜂窩陶瓷的應(yīng)用
蜂窩陶瓷的應(yīng)用已非常廣泛，在很多領(lǐng)域都有成功的應(yīng)用，下面介紹幾種較典型的應(yīng)用。
3.1 工業(yè)煙氣處理
隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣污染也越來越嚴(yán)重。為了控制大氣污染，人們開發(fā)了多種凈化技術(shù)。多孔蜂窩陶瓷因其性能優(yōu)良，已被廣泛用于煙道氣中NOX、SO3的排除處理。例如，采用靜電沉降器的電廠需選用低硫煤作為原料，以減少硫氧化物，從而防止引起酸雨。然而，低硫煤含硫量太低，又不能從鍋爐中有效去除燃燒產(chǎn)生的灰塵。以往解決該問題的方法是在工藝過程中加入硫，此方法成本高、不方便、維護(hù)危險且影響產(chǎn)率。
最近， Applied陶瓷公司及相關(guān)的公司、組織已成功開發(fā)出一種新型陶瓷材料來解決該問題。該方法源于Applied陶瓷公司的蜂窩陶瓷擠壓成形技術(shù)和催化劑技術(shù)。該方法能使低硫煤產(chǎn)生足夠的SO3，無需另外添加硫。這種工藝方法需采用陶瓷材料是因為催化劑在高溫環(huán)境下才能起作用，而陶瓷材料可在工藝過程中保持惰性，不會和催化劑發(fā)生反應(yīng)。該方法采用熔融石英陶瓷材料擠壓成形做成蜂窩陶瓷。熔融石英的優(yōu)點在于具有惰性、低熱膨脹特性及高熱容性。這種熔融石英蜂窩陶瓷可作為催化劑載體和基底。催化劑被結(jié)合在蜂窩陶瓷表面，并通過二次浸漬工藝滲透至孔隙中，在這種蜂窩陶瓷的使用期限內(nèi)，即使其表面結(jié)構(gòu)在使用過程中被腐蝕掉，里面的催化劑也將持續(xù)暴露出來，這樣便可維持安裝時的催化效率。
這種蜂窩陶瓷催化劑結(jié)構(gòu)為解決低硫煤的問題提供了一種成本低而又非常有效的方法。它的優(yōu)點還包括：節(jié)省能源消耗、避免發(fā)生火災(zāi)和熔融硫儲存和處理過程發(fā)生爆炸的潛在危險等。這種工藝方法將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染。
3.2 過濾材料
蜂窩陶瓷作為過濾材料有以下優(yōu)點：（1）化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿及有機(jī)溶劑；（2）極好的耐急熱急冷性能，工作溫度可高達(dá)1000℃；（3）抗菌性能好，不易被細(xì)菌降解，不易堵塞且易再生；（4）較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，孔徑分布狹窄，滲透率高；（5）無毒，尤其適用于食品和藥物的處理。這里主要介紹一下其在冶金和水質(zhì)凈化兩個方面的應(yīng)用[4]。采用擠壓成形工藝，使陶瓷過濾片具有獨特的正方形和三角形設(shè)計。該結(jié)構(gòu)增加了陶瓷體的比表面積，提高了過濾片吸附和捕捉細(xì)小雜質(zhì)的能力，比非擠壓式過濾片過濾效果好，金屬液流動平穩(wěn)。通過過濾可取得以下效果：（1）凈化金屬液，去除非金屬雜質(zhì)和氣體；（2）使金屬液充型平穩(wěn)，減少漩渦；（3）簡化澆注系統(tǒng)，提高工藝出品率；（4）減少鑄件氣孔、優(yōu)化、細(xì)化金屬組織；（5）提高鑄件表面質(zhì)量和力學(xué)性能；（6）降低鑄件廢品率；（7）減少加工余量和提高刀具壽命，降低鑄造成本。
水質(zhì)凈化方面主要以活性炭材料為主要成分制成孔徑很小的蜂窩載體，裝入處理設(shè)備中處理工業(yè)廢水中的重金屬和有機(jī)物，具有一定的效果。此種方法吸附容量大、阻力小、價廉、可再生利用，但也存在不少不足之處。研究部門和工廠正在研究開發(fā)用聚丙烯材料制成管狀或蜂窩狀用于水質(zhì)凈化，目前處于初試階段，有著良好的前景。
3.3 催化劑載體
隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運輸業(yè)所帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)重。對國內(nèi)外大城市大氣質(zhì)量的測試結(jié)果表明：汽車尾氣是空氣污染的主要污染源。汽車尾氣中含有CO、NOX和碳?xì)浠衔?，這些成分雖然占的比例不大，但都是有害的，并有強(qiáng)烈的刺激性氣味及致癌作用。為了解決這一問題，目前世界各國都趨向于使用三元催化劑。三元催化凈化器主要由外殼、載體和催化劑三部分組成，其中載體是最基本、最關(guān)鍵的因素。在汽車尾氣催化凈化器采用的載體材料中，得到廣泛應(yīng)用的是陶瓷材料，即整體型蜂窩陶瓷載體[5]。
作為載體，其制備工藝主要采用擠壓成形技術(shù)，然后在其表面涂附一層催化活性組分，一般為Pt、Rh和Pd等比較昂貴的貴金屬。催化劑活性組分可以使廢氣中的有害成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的CO2、H2O和N2而排出。
蜂窩陶瓷由于其發(fā)達(dá)的比表面本身具有催化功能，而涂覆特定的催化劑后，則可實現(xiàn)對目標(biāo)反應(yīng)的選擇性催化，大幅度地提高通過其孔道流體的轉(zhuǎn)換效率和反應(yīng)速率。因此目前人們一致認(rèn)為用蜂窩陶瓷制造的汽車凈化器和微粒捕捉器是控制汽車尾氣排放的最有效的方法。
3.4 蓄熱體
20世紀(jì)90年代初，日本科學(xué)家首先發(fā)明了高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)(HTAC)，該技術(shù)被譽(yù)為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。該技術(shù)的關(guān)鍵之一是制備高性能的蓄熱體材料――蜂窩陶瓷[6]。蜂窩陶瓷蓄熱體具有耐高溫、抗腐蝕、熱震穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、蓄熱量大、導(dǎo)熱性能好等顯著優(yōu)點，節(jié)能效果和使用壽命大大提高。
蓄熱式高溫空氣燃燒是一項具有巨大節(jié)能和環(huán)保雙重功效的新型燃燒技術(shù)，蜂窩陶瓷蓄熱體是蓄熱式燃燒器的關(guān)鍵部件，廣泛用于鋼鐵、機(jī)械、建材、石化、有色金屬冶煉等行業(yè)的各種加熱爐、熱風(fēng)爐、熱處理爐、裂解爐、烘烤器、熔化爐、均熱爐、油氣鍋爐等窯爐中。該技術(shù)通過換向裝置使兩個蓄熱室交替吸熱放熱，最大限度地回收煙氣的熱量，再把爐內(nèi)的助燃空氣和煤氣加熱到1000℃以上，即使低熱值的劣質(zhì)燃料也能實現(xiàn)穩(wěn)定著火和高效燃燒，可節(jié)省燃料達(dá)40%～70%，產(chǎn)量提高15%以上，鋼坯氧化燒損下降40%以上，NOX排放小于100ppm，排放的煙氣溫度低于150℃，大大降低了地球大氣的溫室效應(yīng)。如果全國大多數(shù)工業(yè)窯爐都采用HTAC技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益不可估量，將極大地緩解能源緊缺的狀況，并改善人類的生存環(huán)境。
3.5 紅外輻射燃燒板
把蜂窩陶瓷裝載在灶具及燃燒器上面，憑借其高開孔率的優(yōu)勢可以起到充分燃燒的效果。另外，由于其具有輻射作用可起到節(jié)能環(huán)保的效果。天然液化石油氣和煤氣會產(chǎn)生碳?xì)浠衔锖虲O等有害氣體，嚴(yán)重污染室內(nèi)空氣，而采用蜂窩陶瓷時則可以凈化燃燒。廣州紅日燃具公司生產(chǎn)出了具有圓孔和方孔狀耐高溫陶瓷片，此種陶瓷片可裝在灶具和燃燒器上（見圖2），使用時燃燒可以輻射出紅外線，使液化氣經(jīng)催化、氧化而充分燃燒，碳?xì)浠衔?、CO等轉(zhuǎn)化率均在95%以上。通過應(yīng)用該技術(shù)，紅外線燃?xì)庠罹吲c普通大氣式灶具相比，具有以下幾方面顯著的優(yōu)點：
（1） 高效節(jié)能：熱效率高，節(jié)約燃?xì)?，是一種具有顯著節(jié)能效果的燃具。紅外線家用燃?xì)庠罹弋a(chǎn)品的燃燒熱能主要由輻射傳熱和對流傳熱兩部分組成，輻射能約占50%～60%；大氣式灶具產(chǎn)品的燃燒熱能主要是對流傳熱，輻射傳熱僅占極少的一部分。由于輻射傳熱具有傳熱效率高的特點，對于被加熱物質(zhì)（如水），具有很強(qiáng)的穿透性，其熱量很容易被加熱物體所吸收，故具有熱效率高、節(jié)約能源的優(yōu)點。而對流傳熱是通過對流熱（熱空氣、火焰）與被加熱物體間的溫差、加熱時間來進(jìn)行的，由于其停留時間短，對流熱有大量被耗廢掉，使得器具所接收的熱量大為減少，熱效率低。實踐證明，紅外線家用燃?xì)庠罹弋a(chǎn)品的熱效率約比普通大氣式灶具產(chǎn)品高20%，即節(jié)能約20%左右。
（2） 環(huán)保健康：燃燒完全，燃燒后煙氣中的有害物質(zhì)含量明顯降低。由于紅外線家用燃?xì)庠罹呷紵鞑捎猛耆淮慰諝忸A(yù)混燃燒方式，燃燒所需的空氣完全來自引射的一次空氣，一次空氣的比例大，其燃燒完全，燃燒煙氣中的一氧化碳含量很低。同時由于其火孔熱強(qiáng)度遠(yuǎn)低于大氣式燃燒方式，燃燒火焰的局部溫度低，不利于熱氮氧化物的產(chǎn)生，其燃燒煙氣中的氮氧化物含量很低。
（3） 衛(wèi)生潔凈，不熏鍋。由于紅外線燃?xì)馊紵鞯娜紵谳椛浒宓谋砻孢M(jìn)行，無可見火焰，在加熱物體時無燃燒火焰接觸被加熱器具，不會出現(xiàn)大氣式灶具火焰遇冷而出現(xiàn)的析碳現(xiàn)象，即不會出現(xiàn)熏黑鍋的現(xiàn)象，可保持對廚房和被加熱器具的干凈，是綠色的燃具。
（4） 安全可靠、抗風(fēng)吹熄。安全性能好，不易被風(fēng)吹熄，不易被雨淋熄。由于紅外線燃?xì)馊紵魅紵椛浒迕娣e大、火孔多，其燃燒緊貼于輻射板的內(nèi)表面，當(dāng)風(fēng)吹過時無火焰可被吹脫離，而且灼熱的輻射板表面可使燃?xì)庵匦曼c燃，具有優(yōu)越的抗風(fēng)性能，其抵抗風(fēng)速的能力是大氣式灶具的三倍或以上。紅外線燃燒器的火孔數(shù)是大氣式灶具的一百倍左右，遠(yuǎn)比大氣式多，當(dāng)出現(xiàn)被湯水所淋的情況時，其大的燃燒面不易被全部淋熄，而灼熱的燃燒面又可迅速恢復(fù)燃燒，確保其燃燒的正常進(jìn)行。
4結(jié)語
蜂窩陶瓷在近幾年來得到了很大的發(fā)展，其制備方法不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)寬。對其制備工藝的研究正在走向系統(tǒng)化、理論化并逐漸轉(zhuǎn)入實用開發(fā)階段。雖然蜂窩陶瓷具有諸多優(yōu)良的技術(shù)性能，并得到了廣泛應(yīng)用，但是在廣泛應(yīng)用的同時，其缺點也在不斷暴露出來。蜂窩陶瓷日前發(fā)展需要解決的是如何降低膨脹系數(shù)、提高單位面積的孔數(shù)及提高其機(jī)械強(qiáng)度等問題。
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（河北省保定地質(zhì)工程勘查院，保定 071000）
（Baoding Geological Engineering Exploration Institute of Hebei Provence，Baoding 071000，China）
摘要： 在減輕大氣污染對策的問題里，嚴(yán)格治理柴油機(jī)冒煙具有重要意義。
Abstract: To strictly control diesel engine smoking is of great significance in the countermeasures to reduce atmospheric pollution.
關(guān)鍵詞 ： 柴油機(jī)；冒煙；控制
Key words: diesel engine；smoking；control
中圖分類號：TK42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：1006-4311（2015）06-0039-02
0 引言
作為野外施工機(jī)械主要動力的柴油機(jī)，因其功率高、馬力大、使用價值高而被廣泛應(yīng)用。然而，隨處可見的柴油機(jī)邊工作排氣，邊冒煙的現(xiàn)象，在柴油機(jī)使用當(dāng)中普遍地存在。當(dāng)今，運用于發(fā)電機(jī)組、輪船、汽車引擎的柴油機(jī)為數(shù)居多。在減輕大氣污染對策的問題里，嚴(yán)格治理柴油機(jī)冒煙也應(yīng)當(dāng)作為一個議題。
在正常情況下，柴油機(jī)工作時，從排氣管排出煙的顏色應(yīng)該是無色透明的氣體。如果柴油機(jī)出現(xiàn)排煙異常，就說明柴油機(jī)的工作狀況出現(xiàn)變化，我們可以根據(jù)排除煙的顏色，來判斷柴油機(jī)各個工作系統(tǒng)出現(xiàn)工作異常的問題。
柴油機(jī)出現(xiàn)異常排煙的顏色一般分三種現(xiàn)象：黑煙、藍(lán)煙和白煙。下面就分別根據(jù)排煙的顏色，來分析柴油機(jī)工作系統(tǒng)出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因，加以采取處置措施。
1 柴油機(jī)排氣管冒黑煙
柴油機(jī)冒黑煙的原因主要是進(jìn)入燃燒室的空燃比較小（油多氣少），燃燒不完全。柴油機(jī)冒黑煙的情況出現(xiàn)后，首先從柴油機(jī)外部系統(tǒng)進(jìn)行檢查，也就是，從易到難查起，通過排除法進(jìn)行檢查。
1.1 檢查進(jìn)氣系統(tǒng) ①檢查空濾器是否太臟，造成進(jìn)氣阻力過大。處置措施：清潔空氣濾芯，必要時更換空氣濾芯。②檢查增壓器到發(fā)動柴油機(jī)進(jìn)氣管連接部分膠管是否有開裂，連接卡箍是否有松動現(xiàn)象，這些故障造成進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣，柴油機(jī)進(jìn)氣量不足。處置措施：加固配件氣密性。③檢查中冷器是否開裂漏氣，中冷器開裂會影響柴油機(jī)進(jìn)氣量。中冷器如果開裂，可以通過焊補(bǔ)漏氣部分處理或更換中冷器。④排氣制動開度不夠，排氣不通暢，影響柴油機(jī)進(jìn)氣量。處置措施：維修更換配件。
1.2 檢查渦輪增壓器 ①柴油機(jī)排放的有害廢氣成份主要是微粒物質(zhì)和NOX。采用先進(jìn)的噴射系統(tǒng)可以減少微粒物質(zhì)的排放，而廢氣再循環(huán)則是有效控制NOX的最有效途徑。設(shè)置渦輪增壓器能夠加強(qiáng)這一功能。渦輪增壓器損壞，造成進(jìn)氣量不足，廢氣排放則大。處置措施：更換渦輪增壓器。②渦輪廢氣旁通閥損壞，造成廢氣旁通常開，造成進(jìn)氣量不足。處置措施：更換廢氣旁通閥（必須到渦輪增壓器指定的維修部維修）或更換渦輪增壓器。③渦輪增壓器壓氣機(jī)側(cè)嚴(yán)重漏機(jī)油，機(jī)油進(jìn)入燃燒室。處置措施：更換壓氣機(jī)側(cè)油封或更換渦輪增壓器。
1.3 柴油機(jī)供油系統(tǒng) ①由于高壓油泵調(diào)整不當(dāng)，造成供油量加大，燃燒不充分，未完全燃燒的燃油，通過排氣管排出。處置措施：調(diào)整高壓油泵到正常供油量。②噴油器調(diào)整不當(dāng)，造成噴油壓力過低，噴油霧化不好，造成燃燒不充分。處置措施：及時調(diào)整噴油器的噴油壓力到正常。③噴油器卡死或噴油器噴嘴積碳，霧化不好，燃燒不充分。處置措施：調(diào)整、清洗或更換噴油器。④供油提前角過大或過遲，燃油不在做功時間作用，在較低溫下燃燒不完全。處置措施：調(diào)整供油提前角。⑤高壓油泵上的冒煙限制器損壞，調(diào)速器不靈，也會造成柴油機(jī)在急加速時冒黑煙。處置措施：調(diào)整調(diào)速器，維修或更換冒煙限制器。⑥燃油品質(zhì)太差。處置措施：更換品質(zhì)較好的燃油。⑦提高噴油壓力和強(qiáng)化柴油霧化效果，增大混合氣充分燃燒來改善排放，使用預(yù)噴射也是行之有效的方法。預(yù)噴射就是在主噴射之前的某一時刻精確的噴入約為1-2毫升的預(yù)噴油量，從而使燃燒室被加熱，縮短了隨后進(jìn)行的主噴射的著火延遲期。于是溫度與壓力上升減緩，降低了燃燒噪聲水平和NOX，以及有害氣體的生成與排放。噴油嘴磨損燒結(jié)及易產(chǎn)生積碳。處置措施：清潔預(yù)燃室積碳或更換配件。
1.4 柴油機(jī)配氣系統(tǒng) ①缸套與活塞及活塞環(huán)磨損過大，造成氣缸壓力不足，燃燒不完全，引起冒黑煙。處置措施：調(diào)整檢修配合間隙或更換機(jī)件。②氣門間隙不正確。氣門間隙過大或過小，都會造成氣缸壓縮不良。燃燒不充分，引起冒黑煙。處置措施：調(diào)整研磨氣門配合帶和間隙到正確的的數(shù)值。當(dāng)然柴油機(jī)冒黑煙，除了上述因素外，還有其他的因素，譬如柴油機(jī)超負(fù)荷工作、制動系統(tǒng)故障等因素，也會造成發(fā)動機(jī)冒黑煙的現(xiàn)象。這就要求機(jī)器使用者提高控制操作技能了。
2 柴油機(jī)冒藍(lán)煙
柴油機(jī)冒藍(lán)煙的情況主要是柴油機(jī)燒機(jī)油引起的。引起柴油機(jī)燒機(jī)油的原因主要有下列幾種。①活塞、活塞環(huán)及缸套磨損，活塞環(huán)與缸套間隙加大，密封不好，造成機(jī)油上竄燃燒室進(jìn)行燃燒，引起冒藍(lán)煙。處置措施：更換缸套、活塞、活塞環(huán)。②如果在發(fā)動柴油機(jī)的裝配過程中，在安裝活塞環(huán)時，切口沒有按照要求錯開，造成活塞環(huán)對口，機(jī)油通過環(huán)口進(jìn)入燃燒室，引起燒機(jī)油。處置措施：重新對活塞環(huán)進(jìn)行裝配，使活塞環(huán)切口按技術(shù)裝配要求錯開裝配。③活塞環(huán)斷裂，機(jī)油進(jìn)入燃燒室燃燒。處置措施：更換活塞環(huán)。④活塞環(huán)裝反，也會造成機(jī)油進(jìn)入燃燒室。處置措施：安裝檢查，確保正確安裝。⑤氣門及氣門導(dǎo)管嚴(yán)重磨損，氣門密封圈損壞，都會導(dǎo)致機(jī)油進(jìn)入燃燒室，造成燒機(jī)油。處置措施：更換配件。⑥增壓器回油管回油不暢，造成增壓器油腔壓力較高，增壓器漏油或壓氣機(jī)側(cè)油封損壞，機(jī)油經(jīng)壓氣機(jī)側(cè)進(jìn)入燃燒室，造成燒機(jī)油。檢查增壓器回油管是否油堵塞現(xiàn)象。處置措施：如果是增壓器回油管存在擠扁變形，需要更換回油管。如果是增壓器本身損壞漏油，維修或更換增壓器。⑦另外如果空濾器堵塞，使空氣流動受阻，就會在壓氣機(jī)側(cè)形成真空區(qū)，造成增壓器油腔與壓氣機(jī)側(cè)形成大的壓差，引起機(jī)油泄漏，經(jīng)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入燃燒室，造成燒機(jī)油現(xiàn)象。這種情況一般清潔空濾器后，漏油問題就可以解決，不一定要更換增壓器。
3 柴油機(jī)冒白煙
柴油機(jī)冒白煙一般是燃油中水的含量過多引起。引起柴油機(jī)冒白煙的原因一般可從下面幾種情況去檢查。①油品質(zhì)太差，含水量太大，引起柴油機(jī)燃燒冒白煙（水蒸氣）。處置措施：更換品質(zhì)符合要求的燃油故障就能排除。②發(fā)動柴油機(jī)缸墊損壞，造成冷卻水進(jìn)入燃燒室，水高溫狀態(tài)下變成蒸汽排出。處置措施：更換氣缸墊處理。③因缸套和缸蓋開裂，水直接進(jìn)入燃燒室。處置措施：更換缸套或缸蓋，即可排除。④噴油提前角過小，造成部分燃油來不及燃燒，而排出發(fā)動柴油機(jī)。處置措施：調(diào)整噴油提前角到正確的角度。⑤有時冷車啟動冒白煙，特別是低溫啟動時柴油機(jī)冒白煙，但隨著柴油機(jī)溫度升高而白煙消失則屬正?，F(xiàn)象。對于電控機(jī)來講，控制單元的故障同樣也有可能引起柴油機(jī)排煙異常，這就要通過檢查電控部分解決。為滿足越來越嚴(yán)厲的排放法規(guī)，柴油機(jī)在全面采用電子控制的基礎(chǔ)上，各國不斷改進(jìn)廢氣再處理技術(shù)。氧化催化器在這方面起著舉足輕重的作用，該裝置是基于單體陶瓷式結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的，能夠?qū)U氣進(jìn)行較為充分的再處理，以降低廢氣中HC、CO和NOX等的濃度。有研究結(jié)果顯示，采用先進(jìn)涂覆技術(shù)的氧化催化器可將廢氣中的CO、HC和NOX分別減少50%～80%、40%～70%、10%～20%，減少微粒物質(zhì)排放30%～40%。
現(xiàn)在歐、美、日各國正在從事催化還原理論與氧化催化劑應(yīng)用技術(shù)的研究，用以解決柴油機(jī)使用催化劑不能實現(xiàn)有害排氣，特別是使NOX大幅度降低和催化劑耐久性的問題。
采取一切技術(shù)和管理控制措施，使柴油機(jī)運行中減少廢氣排放，減輕對大氣的污染量，是當(dāng)今科學(xué)發(fā)展、生態(tài)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展所要求和重視的問題。
參考文獻(xiàn)：
[1]孟昭寧.淺析柴油車尾氣煙度過高原因及預(yù)防[J].農(nóng)村實用技術(shù)，2004（02）.
