CN111442653A - 一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于日用瓷生产领域，并具体公开了一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统及方法，其包括烘干机前箱、烘干机后箱、窑炉和换热器，其中：烘干机前箱用于坯件脱模，烘干机后箱用于对脱模后的坯件进行脱湿；窑炉用于对脱模、脱湿后的坯件进行烧制得到日用瓷，烧制时产生的烟气包括余热烟气和排湿烟气，余热烟气用于为烘干机后箱进行坯件脱湿提供热量，得到含湿烟气，该含湿烟气进入换热器中；排湿烟气从窑炉前部进入换热器中，换热器利用排湿烟气和含湿烟气的热量加热干燥空气并预热低温水，加热后的干燥空气进入烘干机前箱，为烘干机前箱进行坯件脱模提供热量。本发明实现了日用瓷的不间断连续生产，提高了生产效率及能源利用率。
Description
技术领域
本发明属于日用瓷生产领域，更具体地，涉及一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统及方法。
背景技术
现代社会生活水平提高，人们的物质需求不断提升。日用瓷作为日常用品，因其美观、卫生、耐用的特性得到广泛使用，近年来海内外市场的需求量也在不断增加。日用瓷生产工艺以一次烧制、二次烧制和三次烧制为主，日用瓷的烧成温度通常需要达到1100℃至1300℃，能源消耗量大。近几十年来，因响应环保能效的要求与烧制工艺改良，日用瓷烧制燃料经历了从木炭、煤炭到煤油、天然气的转变，改善了传统烧制工艺中出现的污染和能效低等问题。然而，目前日用瓷生产依然存在设备老旧、工艺布局不合理、能量损失大、整体能效低、劳动密集、自动化程度低等问题。新时期的发展对日用瓷行业生产也提出了新的要求，高生产效率、高能效和环境友好型的生产模式才是日用瓷未来的发展方向。
为了提高能效水平，目前业内在日用瓷烧制中普遍采用了窑炉余热回收技术，该技术主要应用于湿法成型陶瓷工艺，其特点为回收窑炉排出的高温烟气的余热供生坯加热脱模(前箱)以及湿坯入窑前的脱湿(后箱)。烘干工序为白天余热供前箱脱模、夜间余热供后箱脱湿。该技术在使用过程中存在烘干机前、后箱白夜班轮换使用余热烟气以及大量高温烟气排空，造成生产不连续及能源浪费问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统及方法，其目的在于，在湿法成型陶瓷工艺中的余热回收技术基础上，将烧成工艺的窑炉余热多级协同利用，使得烘干机前、后箱充分利用窑炉的余热，保证烘干机的前箱与后箱能够持续地有干燥的热气输入，进而实现日用瓷在脱模、干燥、烧成等环节的不间断连续生产，提高了日用瓷的生产效率以及整体的能源利用率，并能对日用瓷产线的自动化改造提供良好的工艺基础。
为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，包括烘干机前箱、烘干机后箱、窑炉和换热器，其中：
所述烘干机前箱用于坯件脱模，烘干机后箱用于对脱模后的坯件进行脱湿；
所述窑炉用于对脱模、脱湿后的坯件进行烧制得到日用瓷，烧制时产生的烟气包括余热烟气和排湿烟气，其中，所述余热烟气从窑炉尾部进入所述烘干机后箱，用于为烘干机后箱进行坯件脱湿提供热量，并得到含湿烟气，该含湿烟气进入换热器中；所述排湿烟气从窑炉前部进入所述换热器中，该换热器利用所述排湿烟气和含湿烟气的热量加热干燥空气并对水进行预热，加热后的干燥空气进入所述烘干机前箱，用于为烘干机前箱进行坯件脱模提供热量。
作为进一步优选的，该系统还包括热水储罐，用于储存预热后的水。
作为进一步优选的，所述窑炉为辊道窑或隧道窑。
作为进一步优选的，所述换热器为热管换热器或板式换热器或管壳式换热器。
作为进一步优选的，所述换热器热侧材质为314或316或317型号不锈钢。
作为进一步优选的，所述烘干机前箱、烘干机后箱、窑炉依次通过自动化运输线连接，以实现日用瓷的自动连续生产。
按照本发明的另一方面，提供了一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产方法，其采用上述系统实现，包括如下步骤：
将经过模具成型后的坯件依次进行脱模、脱湿处理，然后进行烧制得到日用瓷；烧制时产生的烟气包括余热烟气和排湿烟气，其中，所述余热烟气用于为坯件脱湿提供热量，并得到含湿烟气；所述排湿烟气和所述含湿烟气的热量用于加热干燥空气和预热低温水，该加热后的干燥空气用于为坯件脱模提供热量，从而实现烟气余热的分级利用，完成日用瓷的连续生产。
作为进一步优选的，所述余热烟气的温度为240℃～260℃，所述排湿烟气的温度为150℃～170℃。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明在湿法成型陶瓷工艺中的余热回收技术基础上，将烧成工艺的窑炉余热多级协同利用，使得烘干机前、后箱充分利用窑炉的余热，保证烘干机的前箱与后箱能够持续地有干燥的热气输入，进而实现日用瓷在脱模、干燥、烧成等环节的不间断连续生产，提高了日用瓷的生产效率以及整体的能源利用率，并能对日用瓷产线的自动化改造提供良好的工艺基础。
2.本发明通过窑炉余热的多级利用，除了为烘干机前、后箱提供充足热量，得到的预热水可用于贴花用水或者作为生活用水，减少贴画工艺和生活用水由于加热热水而投入的天然气，充分利用了窑炉余热，提高窑炉热能利用率，节约日用瓷的生产成本。
3.本发明窑炉余热的多级利用能在不新增热源的前提下，充分利用余热，为烘干机前箱以及烘干机后箱提供连续稳定的热源，配合生产调整与引入自动化能够实现日用瓷的连续生产，提高产品生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例日用瓷原生产工艺中的余热利用示意图；
图2为本发明实施例基于余热分级利用的日用瓷连续生产流程图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-贴花工艺用水或生活用水，2-热水输送管道，3-热水储罐，4-换热器，5-烘干机前箱供热管道，6-烘干机后箱余热管道，7-模具成型工艺，8-烘干机前箱，9-烘干机后箱，10-窑炉尾部余热管道，11-窑炉前部余热管道，12-多次烧制或质检，13-窑炉。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例提供的一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统和方法，其为对传统湿法成型陶瓷工艺改进得到。改进前，其为一条日产量为10000件的日用瓷生产线，在实际生产过程中，如图1所示，烧成工艺所使用的窑炉有前后两部分排烟，分别为窑炉尾部的余热烟气与窑炉前部的排湿烟气，对于窑炉尾部余热烟气而言，烟气的余热将利用到两个生产工艺中，白天主要将烟气的余热直接输送到烘干机前箱用于日用瓷的脱模工艺，夜晚主要将烟气的余热直接输送到烘干机后箱用于日用瓷的烘干工艺。而对于窑炉前部的排湿烟气而言，由于排湿烟气含水量较大，对输送管路腐蚀性较强，改造前经烟囱直接排入大气，造成能源浪费。
而本发明提供了一种窑炉的余热分级利用方法，核心思想是将窑炉烧制时产生的烟气(包括余热烟气和排湿烟气)的余热进行两级利用，其中：对余热的一级利用是将余热烟气用于为坯件脱湿提供热量，并得到含湿烟气；对余热的二级利用即为将排湿烟气和含湿烟气的热量用于加热干燥空气和预热低温水，该加热后的干燥空气用于为坯件脱模提供热量，预热后的水用于供贴花工艺用水或者生活用水，从而实现烟气余热的分级利用；具体的，所述余热烟气的温度为240℃～260℃，所述排湿烟气的温度为150℃～170℃。
本发明实现上述方法的基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，如图2所示，包括烘干机前箱8、烘干机后箱9、窑炉13、换热器4和热水储罐3，其中：
所述烘干机前箱8用于对经模具成型工艺7后得到的坯件进行脱模，烘干机后箱9用于对脱模后的坯件进行脱湿；所述窑炉13用于对脱模、脱湿后的坯件进行烧制，然后根据需求进行多次烧制或质检12得到日用瓷；
所述窑炉13烧制时产生的烟气包括余热烟气和排湿烟气，其中，高温干燥的余热烟气从窑炉13尾部通过窑炉尾部余热管道10进入所述烘干机后箱9，用于为烘干机后箱9进行坯件脱湿提供热量，并得到中温含湿烟气，该含湿烟气通过烘干机后箱余热管道6进入换热器4中；所述排湿烟气从窑炉13前部通过窑炉前部余热管道11进入所述换热器4中，该换热器4利用所述排湿烟气和含湿烟气的热量加热干燥空气并预热低温水至约60℃，加热后的干燥空气通过烘干机前箱供热管道5进入所述烘干机前箱8，用于为烘干机前箱8进行坯件脱模提供热量，预热后的水通过热水输送管道2进入热水储罐3集中储存，供贴花工艺用水或生活用水1。
进一步的，所述窑炉13为辊道窑或隧道窑。
进一步的，所述换热器4为热管换热器或板式换热器或管壳式换热器；所述换热器4热侧材质为314或316或317型号不锈钢，以增强换热效果。
进一步的，所述烘干机前箱8、烘干机后箱9、窑炉13依次通过自动化运输线连接，以实现日用瓷的自动连续生产。
综上，窑炉13余热的二级利用能够解决窑炉13余热烟气在烘干机前箱8、烘干机后箱9在白班和夜班的轮换使用而造成的供需不匹配的大量余热浪费问题，配合调整生产节奏，并进一步引入自动化产线，如自动运输线、机械手与自动加工设备，能够做到日用瓷的全天连续生产，大大提高了日用瓷的生产效率以及整体的能源利用率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，其特征在于，包括烘干机前箱(8)、烘干机后箱(9)、窑炉(13)和换热器(4)，其中：
所述烘干机前箱(8)用于坯件脱模，烘干机后箱(9)用于对脱模后的坯件进行脱湿；
所述窑炉(13)用于对脱模、脱湿后的坯件进行烧制得到日用瓷，烧制时产生的烟气包括余热烟气和排湿烟气，其中，所述余热烟气从窑炉(13)尾部进入所述烘干机后箱(9)，用于为烘干机后箱(9)进行坯件脱湿提供热量，并得到含湿烟气，该含湿烟气进入换热器(4)中；所述排湿烟气从窑炉(13)前部进入所述换热器(4)中，该换热器(4)利用所述排湿烟气和含湿烟气的热量加热干燥空气并对水进行预热，加热后的干燥空气进入所述烘干机前箱(8)，用于为烘干机前箱(8)进行坯件脱模提供热量。
2.如权利要求1所述的基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，其特征在于，该系统还包括热水储罐(3)，用于储存预热后的水。
3.如权利要求1所述的基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，其特征在于，所述窑炉(13)为辊道窑或隧道窑。
4.如权利要求1所述的基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，其特征在于，所述换热器(4)为热管换热器或板式换热器或管壳式换热器。
5.如权利要求1所述的基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，其特征在于，所述换热器(4)热侧材质为314或316或317型号不锈钢。
6.如权利要求1-5任一项所述的基于余热分级利用的日用瓷连续生产系统，其特征在于，所述烘干机前箱(8)、烘干机后箱(9)、窑炉(13)依次通过自动化运输线连接，以实现日用瓷的自动连续生产。
7.一种基于余热分级利用的日用瓷连续生产方法，采用如权利要求1-6任一项所述的系统实现，其特征在于，包括如下步骤：
将经过模具成型后的坯件依次进行脱模、脱湿处理，然后进行烧制得到日用瓷；烧制时产生的烟气包括余热烟气和排湿烟气，其中，所述余热烟气用于为坯件脱湿提供热量，并得到含湿烟气；所述排湿烟气和所述含湿烟气的热量用于加热干燥空气和预热低温水，该加热后的干燥空气用于为坯件脱模提供热量，从而实现烟气余热的分级利用，完成日用瓷的连续生产。
8.如权利要求7所述的基于余热分级利用的日用瓷连续生产方法，其特征在于，所述余热烟气的温度为240℃～260℃，所述排湿烟气的温度为150℃～170℃。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20211119 |
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