專利名稱：一種型煤還原劑陶瓷煅燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃煤陶瓷煅燒方法，特別涉及一種型煤還原劑陶瓷煅燒方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是以煤炭為主要能源的國(guó)家，陶瓷工業(yè)窯爐主要是以廉價(jià)的煤炭作為燃料，隧道窯和倒焰窯作為燃煤陶瓷窯爐煅燒瓷器的主要設(shè)備，應(yīng)用于電瓷、化工瓷、日用瓷等陶瓷行業(yè)。由于煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵和二氧化硫等有害氣體造成對(duì)大氣的環(huán)境污染。特別是我國(guó)南方的瓷泥屬原生高嶺土，含鐵量較高。煅燒時(shí)，一般坯體進(jìn)入940℃左右的高溫后，為了在較低溫度下，在釉玻化之前，使Fe2O3還原成亞鐵并在坯體中生成具有助熔作用的硅酸鐵，形成適當(dāng)?shù)囊合啵偈鼓獊硎杉熬w的線性增長(zhǎng)，增加瓷器的機(jī)械強(qiáng)度，必須采用還原焰繼續(xù)升溫煅燒。目前主要是頻繁加煤，使窯內(nèi)形成不斷火，不斷煙的不完全燃燒方式，不僅浪費(fèi)了優(yōu)質(zhì)煤，而且不完全燃燒的黑煙和SO2氣體更加嚴(yán)重污染環(huán)境。這種煅燒方式產(chǎn)生的還原焰氣氛是高低不穩(wěn)定的曲線形，產(chǎn)生的黑煙和SO2對(duì)瓷器質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。
為了改善煤的燃燒性能和環(huán)保問題，近幾年來國(guó)內(nèi)外都做了大量的工作，申報(bào)了許多專利。例如各種助燒劑、固硫劑以及本申請(qǐng)人1993年發(fā)明的“助燃粘結(jié)劑(ZL93107352.9)”和“催燃劑(ZL93107353.7)”兩項(xiàng)專利都只能改善煤的燃燒特性，適宜于氧化焰燃燒的鍋爐，化肥造氣及其它采用氧化焰燃燒的工業(yè)窯爐中，并不適宜于“還原焰”的燃燒的方式。
由于陶瓷制品在煅燒過程中，在不同的燒成階段具有不同的燒成氣氛及不同的燒成壓力等特殊工藝要求。高溫階段煙氣最高溫度達(dá)1000℃左右。采用各種除塵設(shè)備雖然能解決部分煙塵，但增加成本。水浴除塵器造成對(duì)水的二次污染，并且對(duì)燒成工藝的特殊要求不適用，影響燒成質(zhì)量。采用“重油”、“石油液化氣”、“煤氣”等液體或氣體燃料在陶瓷窯爐中的應(yīng)用對(duì)消煙降塵、環(huán)保有顯著作用。在點(diǎn)火器的作用下一般采用短焰噴嘴和無焰噴嘴，燃燒溫度不穩(wěn)定時(shí)，容易出現(xiàn)回火及脫火。燃料價(jià)格貴，造成陶瓷行業(yè)成本上升，并對(duì)原有陶瓷煅燒設(shè)備要進(jìn)行大量的投資改造。油類燃燒的火苗對(duì)耐火磚有侵蝕作用，重油中的硫類在燃燒中產(chǎn)生的SO2造成大氣污染，油類在還原氣氛中容易產(chǎn)生析炭，而煤氣燃燒主要是產(chǎn)生氣態(tài)輻射為主。其傳熱強(qiáng)度不及燃煤火苗的固態(tài)和氣態(tài)輻射。石油資源儲(chǔ)量有限，陶瓷行業(yè)由煤改油和液化汽以后，增加了市場(chǎng)上對(duì)石油供應(yīng)的緊張，成本較高。不符合國(guó)家對(duì)陶瓷工業(yè)就地取材和使用廉價(jià)燃料的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了已有技術(shù)上存在的問題，在不大改造現(xiàn)有燃煤隧道窯，倒焰窯的前提下，提供一種節(jié)能、消煙、固硫、降塵，提高燒成質(zhì)量，減輕燒窯工勞動(dòng)強(qiáng)度的煅燒方法。
本發(fā)明采取的技術(shù)方法是，在現(xiàn)有使用的燃煤陶瓷窯爐中，將本申請(qǐng)人于1993年發(fā)明的“助燃粘結(jié)劑(ZL93107352.9)”和“催燃劑(ZL93107353.7)”摻入燃煤中，制成消煙、固硫的型煤，在窯爐中進(jìn)行氧化焰燃燒。根據(jù)燒成工藝，當(dāng)窯中溫度950℃左右高溫時(shí)，向窯內(nèi)噴入一氧化碳和氫氣的還原劑與型煤燃燒的氧化焰中的游離氧混合燃燒，使窯內(nèi)形成還原氣氛和壓力氣氛。同時(shí)窯內(nèi)的高溫起到了對(duì)還原劑一氧化碳和氫氣的點(diǎn)火作用。檢測(cè)窯爐尾部排出的煙氣中氧氣的含量，調(diào)整還原劑的噴入量，達(dá)到控制窯內(nèi)瓷器的燒成質(zhì)量。當(dāng)清理爐渣時(shí)，或煤質(zhì)差火焰較短時(shí)，可向窯內(nèi)補(bǔ)充噴入還原劑，達(dá)到保持或提高窯內(nèi)溫度的作用。
本發(fā)明所述的消煙、降塵、固硫型煤在原煤中助燃粘結(jié)劑和催燃劑的摻入量的重量百分比為1-5％，制成各種規(guī)格尺寸。由于型煤冷熱強(qiáng)度高，在燃燒時(shí)煤粉不會(huì)被吹風(fēng)帶走，起到降塵作用，并且根據(jù)燃燒特性，適當(dāng)控制煤的揮發(fā)份泄放速度，讓其在爐膛內(nèi)充分燃燒，降低黑煙排放濃度，同時(shí)熔劑有固硫作用，使之SO2固定在爐渣中形成硅硫酸鹽礦物從爐渣中排出。爐渣疏松多孔，有利于撬爐和清理爐渣。
根據(jù)不同燒成階段特點(diǎn)，型煤可制成點(diǎn)火型煤、中溫型球、高溫型煤，型煤在窯內(nèi)透氣性好，燃燒充分，處于氧化焰燃燒狀態(tài)，煙氣中過剩氧含量達(dá)8-16％左右。
型煤在窯爐膛中，通風(fēng)良好，有利于形成氧化焰燃燒。形成高溫又對(duì)噴入窯中一氧化碳和氫氣的點(diǎn)火作用。
本發(fā)明所述的還原劑，是造氣爐中生產(chǎn)的混合煤氣和半水煤氣中的一氧化碳和氫氣，在燃煤中助燃粘結(jié)劑的摻入量的重量百分比1-4％，制成高效造氣型煤。
采用此種型煤制造的煤氣，含硫量比原煤降低90％。
混合煤氣重量百分比組成CO2＝5.5％，HS＜0.1％O2＝0.2％，CO＝27.5％，H2＝13.5％，CH4≥0.5％，N2＝52.6％左右，煤氣低熱值≥5200KJ/NM3。
半水煤氣重量百分比組成H2+CO≥68％，O2≤0.5％，CO2≤8％，余量是N2，煤氣低熱值為11000KJ/NM3。
本發(fā)明采用一氧化碳和氫氣是還原劑，同時(shí)又是一種可燃?xì)怏w，它不僅可以促使坯體在較低溫度下將Fe2O3形成亞鐵和形成具有助熔作用的硅酸鐵，增加坯中液相量，促使莫來石晶格的形成，提高陶瓷制品的機(jī)械強(qiáng)度和提高電瓷絕緣強(qiáng)度。它還可以和氧化焰中的過剩游離氧在高溫中迅速燃燒，產(chǎn)生CO2和H2O等三原子，提高氣體輻射能力，使窯內(nèi)溫度比較均勻，該還原氣氛穩(wěn)定可靠。提高瓷器的機(jī)械強(qiáng)度和電瓷的絕緣強(qiáng)度。
當(dāng)窯內(nèi)溫度達(dá)900℃以后，根據(jù)燒成工藝要求，從窯的外圍中部或窯內(nèi)采用有焰噴嘴噴入還原劑氣體。還原劑中的CO和H2等可燃?xì)怏w與燃燒型煤的高溫氧化焰中的過剩氧燃燒，生成CO2和H2O，剩余少量的CO使窯內(nèi)氣體氧含量降低到0.2％到0.5％之間，達(dá)到還原氣氛。同時(shí)火苗加長(zhǎng)，CO2和H2O等三原子量的增加，提高了氣體輻射能力，與型煤燃燒火苗中的固態(tài)輻射和氣態(tài)輻射結(jié)合在一起。
根據(jù)煙囪排放尾氣檢測(cè)氧含量，可適當(dāng)增減向窯內(nèi)噴入的還原劑量。達(dá)到所需要弱氧化焰、中性焰、弱還原焰、強(qiáng)還原焰的燒成工藝要求，并使窯內(nèi)溫度趨于均勻的作用。
當(dāng)燃煤質(zhì)量較差和在清爐過程中，可適當(dāng)向窯內(nèi)噴入還原劑，達(dá)到提高或保持室內(nèi)溫度的目的。
在倒焰窯中一般向窯內(nèi)加入還原劑采用長(zhǎng)焰噴嘴或較長(zhǎng)焰噴嘴稍短的有焰噴嘴，在窯爐中不會(huì)產(chǎn)生回火及脫火現(xiàn)象。
在隧道窯爐中一般采用有焰噴嘴。
本發(fā)明所述型煤還原劑陶瓷煅燒方法還適用于在各種燃燒鍋爐中使用，還可以取代液化氣在棱式窯爐中使用。
經(jīng)查新只發(fā)現(xiàn)單純用以煤、油或煤氣為燃料的燃煤窯爐、油燒窯爐、煤氣窯爐和電熱窯爐。未發(fā)現(xiàn)采用型煤結(jié)合還原劑的煅燒方法，因此本方法屬于首創(chuàng)。
本發(fā)明所述型煤還原劑陶瓷煅燒方法，充分利用豐富的廉價(jià)的煤炭資源，有效地人為控制陶瓷煅燒溫度、氣氛和壓力的方法，提高了陶瓷的燒成率，縮短燒成時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)煤15％充分利用了煤資源，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在Φ6M3的96M3倒焰窯中采用還原焰燒制高壓電瓷。
1、將2％助燃粘結(jié)劑摻入無煙煤中制成Φ30MM的型煤，作為原料煤，在Φ1.2M混合煤氣爐中生產(chǎn)含H2＝13.5％，CO＝27.8％的混合煤氣，作為還原劑使用。
2、將2.5％的粘結(jié)劑和催燃劑，摻入瓷廠現(xiàn)使用的煙煤中，制成點(diǎn)火型煤、中溫型煤、高溫型煤代替原來的原煤方案進(jìn)行煅燒瓷器。
3、其效果如下

本發(fā)明用煤量包括了制作還原劑的用煤量。
實(shí)施例2在長(zhǎng)53M的隧道窯中，采用實(shí)施例1的方法，制作中溫型煤和高溫型煤和還原劑燒制釉面磚。
型煤代替原來的原煤，分別將上述二種型煤投入窯內(nèi)燃燒，還原劑分別從窯內(nèi)和高溫帶噴入，造成還原氣氛和提高窯爐溫度。節(jié)煤率達(dá)18％，燒成速度提高7％，煙囪排出淡蘭色微煙，提高瓷器的釉面色彩，達(dá)到節(jié)能環(huán)保，提高瓷器質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種型煤還原劑陶瓷煅燒方法，其特征在于，燃煤中摻入助燃粘結(jié)劑和催燃劑制成型煤，在窯爐中燃燒，當(dāng)燒成進(jìn)入高溫時(shí)，向窯內(nèi)噴入還原劑，同時(shí)檢測(cè)窯爐尾部排出的煙氣中氧氣的含量，調(diào)整還原劑的噴入量；當(dāng)清理爐渣時(shí)，或煤質(zhì)差火焰較短時(shí)，可向窯內(nèi)補(bǔ)充噴入還原劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型煤還原劑陶瓷煅燒方法，其特征在于，型煤的助燃粘結(jié)劑和催燃劑的摻入量的重量百分比為1-5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型煤還原劑陶瓷煅燒方法，其特征在于，還原劑是造氣爐中產(chǎn)生的混合煤氣和半水煤氣中的一氧化碳和氫氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型煤還原劑陶瓷煅燒方法，其特征在于，造氣型煤的助燃粘結(jié)劑的摻入量的重量百分比為1-4％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種型煤還原劑陶瓷煅燒方法，其特點(diǎn)是，在現(xiàn)有使用的燃煤陶瓷窯爐中，采用摻入助燃粘結(jié)劑和催燃劑制成的型煤，在窯爐中進(jìn)行氧化焰燃燒，進(jìn)入高溫和還原期時(shí)，向窯內(nèi)噴入還原劑與燃燒的高溫?zé)煔饣旌先紵岣吒G內(nèi)溫度。實(shí)現(xiàn)消煙、降塵、固硫以及提高陶瓷燒成質(zhì)量，縮短燒成時(shí)間，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)煤15％，充分利用了煤資源，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C04B35/64GK1426980SQ0113187
公開日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者羅海甦 申請(qǐng)人:羅海甦