附件 1 建筑陶瓷行业碳减排技术指南 为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的重要决策 部署,完整、准确、全面贯彻新发展理念,坚决遏制“两高”项目盲 目发展,践行“宜业尚品、造福人类”建材行业发展目标,科学做好 建筑陶瓷行业节能降碳改造升级,推动建筑陶瓷行业节能降碳和绿色 转型,根据《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》 《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022 年版)》 《工业重点领域能效标杆水平和基准水平(2023 年版)》《建材行 业碳达峰实施方案》,制定本技术指南。 一、总体要求 完整、准确、全面贯彻新发展理念,科学处理发展和减排、短期 和中长期的关系,突出标准引领作用,深挖节能降碳技术改造潜力, 按照“因业施策”“因企施策”“一线一策”的原则,加快推进建筑 陶瓷行业节能降碳步伐,带动全行业绿色低碳转型,从而推动整体能 效水平明显提升,碳排放强度明显下降,确保如期实现碳达峰目标。 二、遵循原则 因地制宜,综合考虑技改投资与收益,不以提产为主要目标,采 用适宜的技术方案,降低单位产品碳排放,以最优的技术经济指标运 行。对拟建、在建项目,应对照能效标杆水平建设实施,推动能效水 平应提尽提,力争全面达到或优于标杆水平。对能效落后于行业基准 水平的存量项目,明确改造升级和淘汰时限(一般不超过 3 年),引 导企业有序开展节能降碳技术改造,在规定时限内将能效改造升级到 基准水平以上,力争达到或优于能效标杆水平;对于不能按期改造完 2 成的项目进行淘汰。 三、现状分析 建筑陶瓷行业是我国国民经济的重要组成部分,是改善民生、满 足人民日益增长的美好生活需要不可或缺的基础制品业。2022 年, 建筑陶瓷行业规模以上企业超过 1000 家,全国陶瓷砖产量超过 90 亿平方米,抛釉砖仍是最大主流,产能占比 36%,抛釉砖和中板是 近两年扩张幅度最大的产品。截至 2022 年底,建筑陶瓷行业能效优 于标杆水平的产能占比小于 10%,能效落后于基准水平的产能占比 小于 5%。建筑陶瓷行业作为落实建材行业碳达峰的重点行业,节能 降碳的压力较大,但通过采用先进的技术和装备,也具有较大的提升 改造潜力。 受工业和信息化部委托,中国建筑材料联合会按照代表性强、产 品链条完整、碳排放和能耗潜力较大、示范作用明显等原则,选取了 3 家建筑陶瓷生产典型企业,作为落实建材行业碳达峰实施方案的 “试验田”,开展解剖“麻雀”式的调查研究,这 3 家企业在产品创 新能力、品牌实力、产销规模与销售渠道等方面具有较强的实力,在 建筑陶瓷行业具有一定的代表性、典型性,为本指南提供了主要的基 础数据和节能降碳技术路径支撑。 四、主要目标 到 2025 年,建筑陶瓷行业能效标杆水平以上产能比例达到 30%, 能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳 发展能力大幅增强。 到 2030 年,能效标杆水平进一步提高,达到标杆水平企业比例 大幅提升,行业整体能效水平和碳排放强度达到国际先进水平,为如 期实现碳达峰目标提供有力支撑。 3 表 1 建筑陶瓷行业能效标杆水平和基准水平(2023 年版) 行业分类 指标 标杆 基准 参考 单位 水平 水平 标准 4.0 7.0 3.7 4.6 3.5 4.5 指标名称 吸水率≤0.5%的陶瓷砖 建筑陶瓷制品 0.5%<吸水率≤10%的 kgce/m 综合能耗 2 GB21252 陶瓷砖 吸水率>10%的陶瓷砖 五、建筑陶瓷行业节能降碳技术清单 建筑陶瓷行业碳排放分为直接排放和间接排放,直接排放包括燃 料燃烧排放和生产过程(碳酸盐分解)排放两部分;间接排放包括陶 瓷生产环节中的电力消耗、以及发电、供热和运输等非生产环节的能 耗所折合的二氧化碳排放。建筑陶瓷行业二氧化碳排放主要源于陶瓷 生产过程喷雾干燥塔热风炉和窑炉燃料燃烧、原料产生的二氧化碳和 电力消耗间接产生的二氧化碳。 目前建筑陶瓷行业的燃料结构以天然气和煤炭为主,天然气占建 筑陶瓷生产所消耗能源的 47%左右,煤炭占建筑陶瓷生产所消耗能 源的 37%左右。对照碳排放产生环节和影响因素,节能降碳技术包 括低能耗烧成、连续式球磨、干法制粉、燃料类及原料类替代等技术, 这些技术目前均较为成熟,分别具有不同的节能降碳潜力,可作为指 导建筑陶瓷企业进行碳减排优化改造实施的行动指南。 表 2 建筑陶瓷行业节能降碳技术清单 序号 技术名称 1、连续球磨及智能调节技术 1 能效提升技术 2、高铝球石使用和电机替代技术 4 3、干法制粉技术 4、集成制粉技术 5、泥浆保温技术 6、新型喷雾干燥技术 7、压机多级变压缸节能技术 1、新型双层节能窑炉技术 2、低能耗快烧技术 3、窑炉余热利用技术 4、窑炉节能技术 2 碳减排技术路径 5、近净尺寸成型技术 6、连续辊压成型技术 7、构建智能化能源管理体系 8、实施企业智能管控系统 1、污泥替代陶瓷原料技术 3 原料降碳技术 2、建筑陶瓷产品薄型技术 3、建筑陶瓷产品轻质技术 1、清洁能源利用技术 4 燃料、能源替代技术 2、生物质能源利用技术 3、太阳能利用技术 六、陶瓷行业节能降碳技术路径及预期效果 ㈠能效提升技术 1.连续球磨及智能调节技术 5 技术路径:①原料用连续式球磨机粉碎,磨机采用两段或三段结 构,通过粗磨、细磨达到所控制的原料细度。进出料均为连续进行, 分为开路和闭路两种生产形式;②通过智能调节控制球磨机内泥浆高 度从而减少偏心矩,有效降低运行电流;设定电机频率自动调节区间 和运行电流的目标区间,在区间内不调节电机频率,超出运行电流区 间一定时间则自动调节运行频率。 预期效果:连续式球磨技术可降低电单耗,综合能耗降低 0.05~ 2 0.10 kgce/m 。(注:本文所有能耗指标与 GB 21252 中使用的能耗 指标一致)。 2.高铝球石使用和电机替代技术 技术路径:用高铝球替代中铝球,同时根据待研磨物料的粒度粒 级特点,运用破碎统计力学原理指导高铝球配比,使破碎概率最大化, 或根据研磨产品中存在的问题,采用大小级配球以强化某些粒级的破 碎,完成初装球的精准配比;通过采用变频、永磁直驱系统代替传统 异步电机+减速器或皮带传动系统技术,提升电动机功率因数和效率。 预期效果:研磨时间缩短 20%,综合能耗降低 0.01~0.05 2 kgce/m 。 3.干法制粉技术 技术路径:原料通过立磨或雷蒙磨粉碎、混合,采用过湿(水加 入量约 12%)造粒、流化床或其他干燥方式料干燥,经筛分和陈腐 后制备成干压成型用粉料,同湿法造粒相比,降低大量蒸发水分 (22%~25%)的能耗,实现陶瓷生产高效节能。 2 预期效果:综合能耗降低 0.015~0.020 kgce/m 。 4.集成制粉技术 技术路径:将含水率高的泥浆经压滤脱水获得含水率低的泥饼, 6 再将泥饼破碎成小泥块后,经干燥器利用收集的窑炉低温余热干燥得 到小泥粒,然后将小泥粒破碎、造粒、优化、分选后得到水分、粒径 符合要求的粉料。 2 预期效果:制粉环节综合能耗降低 0.01~0.02 kgce/m 。(利用 余热),同时降低污染物排放 80%~90%。 5.泥浆保温技术 技术路径:经过球磨后成品泥浆温度约 55~65℃,如无保温措 施,则会冷却到环境温度。如保证泥浆 50℃以上进入喷雾干燥塔, 则热交换效率提高,减少所需总体热量。 预期效果:降低喷雾塔热风炉化学燃料消耗,生产每吨陶瓷粉料 2 消耗天然气减少 0.5m³,综合能耗降低 0.01~0.05 kgce/m 。 6.新型喷雾干燥技术 技术路径:①调整喷雾干燥塔本身性能结构,如挑选合适的规格、 整体密闭性控制、热风炉的控制和线性燃烧器的使用;②提高热风的 进塔温度、降低热风的出塔温度和出塔热风的循环利用。③控制雾化 空气压力和流量以及燃料压力和流量,雾化喷嘴的雾化角、喷射高度、 喷枪角度。④将出塔热风循环利用到预热泥浆工序,或交换后再利用。 2 预期效果:综合能耗降低 0.020~0.035 kgce/m 。 7.压机多级变压缸节能技术 技术路径:通过多级变压缸技术,实现主油缸内的油压多级增压 压力和多级降压压力的可调,扩大调节区间及级别。解决现有高低压 转换的液压机不具有多级可调性的问题,满足实际需求,灵活性高, 控制方法简单。 2 预期效果:砖坯压制阶段综合能耗降低 0.005~0.010 kgce/m 。 另外,有效减少液压系统的发热,降低油温。延长油液、密封件及阀 7 件的寿命,减少泄漏,降低冷却能耗。 ㈡碳减排技术路径 1.新型双层节能窑炉技术 技术路径:使用双层双温窑炉取代单层窑,产量大,兼顾上下层 同时生产不同厚度、不同规格的高品质产品。 2 预期效果:日产量可达 2 万 m /天,节省能耗 30%,碳排放量每 2 年可减少约 5000 多吨,综合能耗降低 0.02~0.03 kgce/m 。 2.低能耗快烧技术 技术路径:通过调整坯料控制细度、选用高钾助熔剂等工艺技术, 通过调整窑炉低、中、高温区的温度控制,跟踪产品砖形、辊棒痕、 体密度、二次变形、断裂模数、综合能耗等相关参数,确定低温快烧 的烧成曲线。 预期效果:通过采用低能耗快烧技术,将现有建筑陶瓷产品的烧 成温度降低约为 100℃,达到 1100℃左右烧成,综合能耗降低 0.05~ 2 0.10 kgce/m ,碳排放减少 5%~10%。 3.窑炉余热利用技术 技术路径:通过开发内置式自循环干燥技术和接力回收窑炉冷却 余热系统,实现余热高效回收和循环利用,提高热利用效率;优化多 层干燥窑和宽体辊道窑的耐火保温结构,集成创新窑砌体和密封结 构,提高保温效果,降低窑炉散热。 预期效果:实现窑炉冷却余热和内部热气的高效回收、快速均化、 自动控温及循环利用,提高热量的利用效率。预计综合能耗降低 2 0.30~0.40 kgce/m 。 4.窑炉节能技术 ①燃烧系统和保温技术 8 技术路径:通过燃烧技术研究,改进喷枪的使用方式,在窑炉中 高温区域进行纳米材料喷涂和窑炉保温材料,以及干燥段窑炉烟气的 利用等措施,达到窑炉节能的目的。 2 预期效果:天然气单耗降低 0.15~0.20 kgce/m 。 ②高效轻质保温耐火材料应用 技术路径:采用高效轻质保温耐火材料:纳米绝热保温材料、轻 质陶瓷纤维代替重质耐火砖,陶瓷窑墙结构将发生革命性的变化。 预期效果:轻质保温耐火材料重量只有重质材料的 1/6、容重为 传统耐火砖的 1/25、蓄热量仅为砖砌式炉衬的 1/30~1/10、窑外壁 2 温度可降到 30℃~60℃;综合能耗降低 0.05~0.10 kgce
【规范】建筑陶瓷行业碳减排技术指南
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