从“湿”到“干”:义科的革命

□本报记者郑家华邢菲

8月8日,2015中国创新创业大赛山东赛区的比赛上,山东义科节能科技有限公司(以下简称义科节能)凭其苦心研发的干法制粉技术和工艺夺得新能源组第一名。

此前的5月23日,义科节能“陶瓷干法制粉技术与关键设备的研发”刚刚通过了中国建材联合会组织的国家级鉴定,认为“整体技术居国际先进水平”。

从“湿法制粉”到“干法制粉”,不是陶瓷业内人士,很难知道这一转换意味着什么。而义科节能认为这将是一场革命,这场革命正在由义科节能发起。

当前,淄博乃至全国都在经历产业结构升级调整的转型期,由粗放污染型向集约环保型转变。作为2015年国家发改委列出的十个重点监测的污染排放行业之一,建陶行业的转型压力更是巨大。义科节能的干法制粉工艺和设备如何在节能环保方面作出探索和突破让人期待。

干法VS湿法

建筑陶瓷主要指陶瓷墙地砖,长期以来,墙地砖生产普遍采用湿法制粉工艺。湿法制粉工艺是原料加水细磨成含水量为40%左右的泥浆,泥浆过筛后经液压柱塞泵送入喷雾干燥器造粒,造粒后经筛分及陈腐成为含水量约5%至7%的陶瓷粉料,即干压成形用粉料。

干法制粉工艺为将各种原料单独粉碎到一定粒度后配料细磨,细磨后筛上料重新返回细磨工序,符合粒度要求的筛下料经增湿造粒机增湿造粒成含水量约10%至12%的陶瓷粉料颗粒,再经干燥及振动筛分后,筛上料经微破碎后再次进入振动筛,筛下料送至料仓陈腐后,即得干压成形用陶瓷粉料。

之前,干法制粉一直是粉料制备的重要方法。在湿法球磨喷雾干燥工艺诞生之后,由于湿法工艺制备的粉料流动性好,水份均匀,非常适合自动压砖机的砖坯压制,湿法工艺几乎统制了整个陶瓷墙地砖生产的粉料制备,湿法设备在大大小小的建陶厂遍地开花。

但是,传统湿法工艺生产过程中要消耗大量的水和燃料,其排放对周围的环境也带来比较大的影响。在干燥过程中,水分蒸发带出一部分粉尘,不仅污染环境,而且浪费资源。

因此,人们一直没有放弃对干法制粉的研究与应用,近二三十年间,意大利的MS公司、LB公司,德国爱立许等公司开发的陶瓷墙地砖干法制粉工艺及设备已开始在南美、西亚等地的陶瓷企业实施应用。

干法制粉工艺集中制粉的环保先进性可以解决传统湿法工艺的多点污染,变为集中控制,而且,干法制粉工艺能够让制造的瓷砖更加轻薄,不仅强度可以满足要求,而且可以减少多个环节的成本。

义科引领国内干法制粉革命

随着国内政策和舆论对节能环保的导向,加上建陶市场降温对降低原料成本的要求,义科节能董事长姚长青认为,一场建陶粉料生产工艺由“湿”变“干”的革命势在必行。

2010年,义科节能开始对陶瓷干法制粉新工艺及装备项目立项；2013年,通过省级科学技术鉴定；2014年,第一条生产线在淄博金卡建陶投入使用；今年5月,获得国家部级鉴定。历时5年,义科节能投入研发经费超过6000万。

研磨,干燥,风选一次完成是义科节能干法制粉工艺的一大特点。

“陶瓷墙地砖干法制粉工艺类似水泥行业干法研磨,但是难度比水泥行业更高。公司组织研发部经过反复试验改进,使干法制粉工艺不断完善,在节能环保方面都有了很大突破。”姚长青说。

借鉴立式磨机在水泥行业中的成熟应用经验,将立式磨机引进到陶瓷墙地砖制粉工艺中,作为干法制粉新工艺原料研磨的粉磨设备,并改进了粉料输送系统,消除了过粉磨现象,省去了球磨机。

在造粒方面,采用了“分层振动流化干燥机”、“陶瓷墙地砖干法造粒及颗粒优化一体机”、“陶瓷粉料颗粒优化机”及“优化飞刀组”等义科节能自主研发的专利设备,使得粉料的混合、造粒及颗粒优化一次性完成,粉料合格率达到95%以上。同时,根据客户要求,可设置不同的参数,生产出符合用户要求的颗粒。造粒过程省去了喷雾干燥塔,彻底革除了燃料成本,避免了大气污染。

义科节能高级工程师郝文远打了个比喻;“造粒就像滚元宵一样,物料在设备中不断旋转,造粒机应用红外仪器探测物料水分,通过微机自动控制细粉的送料量和加水量,水在高压泵的强大压力下,会以雾化的形态进入到造粒机内部,在旋转过程中,高压雾化水和细粉实现组合、造粒。”

干燥使用分层振动流化床干燥机,用100℃到120℃的热风即可达到非常好的干燥效果,热源利用窑炉的余热,不需要消耗额外的燃料,每吨粉料可节约60至100公斤煤炭。独特的分层振动设计,避免了传统流化床干燥机因整体振动而造成的物料流动不匀的弊端,干燥效率提高了一倍以上。

人工智能控制系统,对混料系统进行个性化、精细化控制,提高了原料配比的精度及效率,后续的生产及质量更加稳定,并且改善了员工的工作环境,减小了劳动强度。

政策、市场还需发力

义科节能测算,干法工艺与传统湿法工艺比较,可一次性节省投资30%,节电30%至50%,节水70%至75%,综合节能70%。“淄博137家建陶企业,每天大概使用7万多吨粉料,需要消耗1万吨煤,燃烧煤要排出2万多吨二氧化碳,如果全部使用干法制粉工艺制备的话就能避免这些能耗和污染了。”

2014年10月31日,市政府印发了《市重点能耗排放企业节能减排推进方案(2014-2015年)》。

其中,义科节能的干法制粉工艺作为建陶行业节能减排一项重点技术列入方案。今年1月10日,省经信委牵头组织编制的《山东省重点节能技术、产品和设备推广目录(第五批)》公布,全省13项技术入选,义科节能的“陶瓷干法制粉工艺及其装备”位列其中。2015至2016年期间国家工信部也将对建筑陶瓷干法制粉技术项目进行重点扶持。

政策的东风劲吹,市场的春天还会远吗?

姚长青表示:“公司2012年获得第一笔风投资金,到现在为止,风投资金占30%以上,从被资本市场看好这一点,也足以可以看出干法制粉产品和设备的市场前景。”

目前,义科节能的设备已在本地3家建陶企业安装试验使用。不久前,义科节能进行了股改,即将在新三板上市,通过融资,进一步扩大产能,将市场全面铺开。

姚长青透露,卖粉料和卖设备并行发展,是义科节能的主要市场战略。未来,义科节能计划在国内建立多个大型制粉中心,逐步实现陶瓷原料标准化的建立,对其上下游产业形成有效的有机啮合。通过集中向陶企供粉,降低资源浪费,减少污染物排放,也能够有效降低陶企的生产成本。而国外市场,则以出口设备为主。

义科节能厂房图

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