徐輝文

（玉源瓷業(yè)有限公司，河北邯鄲 056299）

0 引言

如今，綠色環(huán)保、節(jié)能減排已經(jīng)成為日用陶瓷行業(yè)烘干技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。本文主要介紹日用陶瓷行業(yè)中節(jié)能減排坯體烘干技術(shù)的研究與應(yīng)用。傳統(tǒng)的烘干方式存在能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，而熱泵式烘干、太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干、微波烘干等新技術(shù)能夠有效提高烘干效率、縮短烘干時(shí)間，同時(shí)具有環(huán)保效益。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和結(jié)果分析，探究各種烘干技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，并提出未來(lái)的研究展望。

1 日用陶瓷行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 日用陶瓷定義

日用陶瓷是指用于日常生活中的陶瓷制品，包括碗、盤(pán)、杯、壺、瓶等各種器皿。日用陶瓷制品的制作原材料主要為黏土、瓷土和石英等天然礦物，通過(guò)成型、干燥、燒成等工藝制成。日用陶瓷制品廣泛應(yīng)用于家庭、餐飲、酒店、公共場(chǎng)所等領(lǐng)域，是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚纳钣闷贰?/p>

1.2 日用陶瓷行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

日用陶瓷行業(yè)是指生產(chǎn)和銷售各種用于日常生活的瓷器和陶器的產(chǎn)業(yè)。這個(gè)行業(yè)涉及內(nèi)容非常廣泛，包括從傳統(tǒng)手工藝品到現(xiàn)代工業(yè)化制造的各種產(chǎn)品。目前，日用陶瓷行業(yè)在全球范圍內(nèi)都有很大的市場(chǎng)，其中中國(guó)是世界上最大的日用陶瓷生產(chǎn)和出口國(guó)之一[1]。國(guó)內(nèi)日用陶瓷行業(yè)在技術(shù)方面有了很大的發(fā)展?，F(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備的引進(jìn)和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使日用陶瓷行業(yè)在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量上都有了明顯提高。同時(shí)，國(guó)內(nèi)行業(yè)也在不斷探索新的材料和工藝，如陶瓷納米材料、環(huán)保型陶瓷等，以滿足消費(fèi)者對(duì)環(huán)保、健康、美觀的需求。

日用陶瓷行業(yè)是中國(guó)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展歷史悠久。目前，中國(guó)日用陶瓷行業(yè)已經(jīng)成為全球最大的日用陶瓷生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)家，年產(chǎn)值達(dá)數(shù)百億元。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)日用陶瓷行業(yè)有超過(guò)5000家企業(yè)，其中大多數(shù)為小微企業(yè)。行業(yè)規(guī)模大，但整體競(jìng)爭(zhēng)水平較低，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)含量不高，產(chǎn)能過(guò)剩和同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題突出。

1.3 日用陶瓷行業(yè)對(duì)環(huán)境的影響

日用陶瓷行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和固體廢棄物，對(duì)環(huán)境造成一定的污染和破壞。日用陶瓷行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中需要大量用水，生產(chǎn)廢水中含有大量的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，如黏土、釉料、陶土等。如果廢水排放不當(dāng)，會(huì)對(duì)水體環(huán)境造成污染。日用陶瓷行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氧化物、氮氧化物等廢氣，其中的氣體中還會(huì)含有一些有害物質(zhì)，如煙塵、揮發(fā)性有機(jī)物等。如果排放不當(dāng)，會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量和人體健康造成影響。

2 坯體烘干技術(shù)方法

2.1 熱泵式烘干技術(shù)

熱泵式烘干技術(shù)是一種利用熱泵設(shè)備進(jìn)行熱能轉(zhuǎn)移的烘干方法，其原理是通過(guò)熱泵設(shè)備將低溫、低壓的空氣吸入，經(jīng)過(guò)壓縮后釋放高溫、高壓的空氣，使其成為熱源，用于干燥物料。這種技術(shù)不僅能夠提高熱能利用效率，還能夠有效降低能源消耗和排放量，具有廣闊的應(yīng)用前景[2]。

2.2 太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)

太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)是一種利用太陽(yáng)能將光能轉(zhuǎn)化為熱能的烘干方法，其原理是通過(guò)集熱板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)送入烘干室進(jìn)行干燥。這種技術(shù)具有成本低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但其熱源受天氣條件影響較大，需要有備用熱源。

2.3 微波烘干技術(shù)

微波烘干技術(shù)是一種利用微波加熱進(jìn)行烘干的方法，其原理是通過(guò)微波的電磁場(chǎng)振動(dòng)水分分子，產(chǎn)生熱能進(jìn)行干燥。這種技術(shù)具有干燥速度快、干燥均勻等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備成本高，需要具備較高的技術(shù)水平。

3 技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍

3.1 熱泵式烘干技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍

首先，熱泵式烘干技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。熱泵式烘干技術(shù)采用能量轉(zhuǎn)移方式進(jìn)行烘干，熱能利用效率高，可以節(jié)約大量能源。

其次，熱泵式烘干技術(shù)的缺點(diǎn)。熱泵設(shè)備成本較高；熱泵設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)需要專業(yè)技術(shù)人員；熱泵式烘干技術(shù)需要較為嚴(yán)格的環(huán)境條件，對(duì)溫度和濕度的要求較高。

最后，熱泵式烘干技術(shù)的適用范圍。熱泵式烘干技術(shù)適用于干燥需要較高溫度的物料，例如陶瓷坯體、建筑材料等。

3.2 太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍

首先，太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)不需要額外的能源投入，成本低廉；可以利用太陽(yáng)能進(jìn)行干燥，環(huán)保節(jié)能；操作簡(jiǎn)單，使用方便。

其次，太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)的缺點(diǎn)。太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)受天氣條件影響較大，需要有備用熱源；干燥速度較慢，不能滿足高產(chǎn)量生產(chǎn)要求；干燥過(guò)程易受外界因素影響，容易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。

最后，太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)的適用范圍。太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)適用于干燥需要較低溫度的物料，例如食品、木材等。

3.3 微波烘干技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍

首先，微波烘干技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。微波烘干技術(shù)干燥速度快，能夠提高生產(chǎn)效率；干燥均勻，可控性強(qiáng)；微波烘干技術(shù)不會(huì)對(duì)物料造成過(guò)度熱損傷。

其次，微波烘干技術(shù)的缺點(diǎn)。微波設(shè)備的成本較高；微波設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)需要專業(yè)技術(shù)人員；微波烘干技術(shù)對(duì)物料形狀、尺寸有一定的要求。

最后，微波烘干技術(shù)的適用范圍。微波烘干技術(shù)適用于許多行業(yè)和應(yīng)用，例如食品加工、藥物制造、化工、紙漿制造等。在日用陶瓷行業(yè)，微波烘干技術(shù)也可以用于陶瓷坯體的烘干。

4 應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

4.1 熱泵式烘干技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與效果

熱泵式烘干技術(shù)是使用空氣或地下水等自然熱源為熱泵提供熱量，通過(guò)熱泵的壓縮膨脹循環(huán)原理，將低溫、低濕的環(huán)境空氣吸收的熱量傳遞給熱泵，再通過(guò)熱泵的壓縮膨脹循環(huán)使溫度升高，最終將高溫、高濕的熱空氣排入烘干室，實(shí)現(xiàn)烘干坯體的技術(shù)。熱泵式烘干技術(shù)應(yīng)用于日用陶瓷行業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的[3]。

熱泵式烘干技術(shù)在日用陶瓷行業(yè)的應(yīng)用方案包括設(shè)計(jì)適合瓷坯特性和生產(chǎn)工藝的熱泵系統(tǒng)，并根據(jù)濕度和溫度設(shè)定合適的烘干參數(shù)。通過(guò)比較傳統(tǒng)干燥方式和熱泵式烘干技術(shù)的能耗和碳排放情況，可以發(fā)現(xiàn)熱泵式烘干技術(shù)顯著節(jié)能減排，并提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，熱泵式烘干技術(shù)在日用陶瓷行業(yè)中具有節(jié)能減排、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的潛力。

4.2 太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與效果

太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)是一種利用太陽(yáng)能和空氣對(duì)坯體進(jìn)行烘干的技術(shù)。根據(jù)太陽(yáng)能的利用方式和空氣流動(dòng)的方式，太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)可以分為直接式太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干和間接式太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干兩種。直接式太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干是利用太陽(yáng)能直接加熱空氣，將熱空氣通過(guò)風(fēng)道送到烘干室，直接對(duì)坯體進(jìn)行烘干。間接式太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干是利用太陽(yáng)能將熱煤加熱，將熱煤通過(guò)換熱器與空氣進(jìn)行熱交換，再將熱空氣通過(guò)風(fēng)道送到烘干室，對(duì)坯體進(jìn)行烘干[4]。

太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)應(yīng)用方案實(shí)施需要建設(shè)太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干設(shè)備和熱風(fēng)爐，通過(guò)太陽(yáng)能集熱器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能輸送到熱風(fēng)爐內(nèi)，將熱風(fēng)送入烘干室，從而達(dá)到烘干的目的。該技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的熱風(fēng)烘干技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但其應(yīng)用效果受天氣、氣溫等自然因素的影響較大，且建設(shè)成本較高，需要占用大量的土地空間[5]。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以綜合考慮具體的生產(chǎn)情況和環(huán)境條件，決定是否采用太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)。此外，定期維護(hù)和保養(yǎng)是必要的，以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，從而實(shí)現(xiàn)最佳的烘干效果和經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 微波烘干技術(shù)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與效果

微波烘干技術(shù)是一種高效、節(jié)能的干燥技術(shù)，利用微波電磁波產(chǎn)生的熱效應(yīng)將水分分子激發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)材料的快速干燥。在日用陶瓷行業(yè)中，微波烘干技術(shù)可以應(yīng)用于陶瓷坯體的烘干，具有快速、高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。主要是利用微波烘干設(shè)備進(jìn)行陶瓷坯體的烘干，同時(shí)控制微波烘干的參數(shù)以達(dá)到最佳的烘干效果和降低能耗。在應(yīng)用方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮設(shè)備的規(guī)格、烘干參數(shù)、烘干時(shí)間等因素，以確保烘干的質(zhì)量和效率。

在微波烘干技術(shù)應(yīng)用方案的實(shí)施中，需要使用專門(mén)的微波烘干設(shè)備對(duì)坯體進(jìn)行加熱。由于微波具有穿透性，能夠深入物質(zhì)內(nèi)部加熱，并且可以實(shí)現(xiàn)快速加熱和控溫，因此能夠較快地完成坯體的烘干。此外，微波烘干技術(shù)還具有能耗低、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適用于對(duì)品質(zhì)要求較高、烘干時(shí)間較短、產(chǎn)量較小的日用陶瓷產(chǎn)品[6]。

微波烘干技術(shù)能夠顯著提高日用陶瓷坯體烘干效率，縮短烘干時(shí)間，避免有害氣體排放，同時(shí)保證產(chǎn)品質(zhì)量。因此，微波烘干技術(shù)在日用陶瓷行業(yè)具有良好的環(huán)保效益和應(yīng)用前景。

5 實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排措施

為實(shí)現(xiàn)日用陶瓷行業(yè)的節(jié)能減排目標(biāo)，坯體烘干技術(shù)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

（1）采用先進(jìn)的烘干設(shè)備。現(xiàn)代化的坯體烘干設(shè)備能夠更加高效地利用能源，比傳統(tǒng)的烘干設(shè)備能夠減少更多的能源消耗。

（2）采用新型的烘干技術(shù)。目前，很多新型的坯體烘干技術(shù)被應(yīng)用在日用陶瓷行業(yè)中，例如熱泵烘干技術(shù)、太陽(yáng)能烘干技術(shù)等，這些新技術(shù)可以更加有效地利用可再生能源，降低碳排放。

（3）優(yōu)化烘干工藝。通過(guò)優(yōu)化坯體烘干的工藝流程，如控制烘干溫度、時(shí)間和濕度等參數(shù)，可以最大限度地減少能源的浪費(fèi)和污染的排放。

（4）推廣使用新型材料。許多新型陶瓷材料具有更好的環(huán)保性能和耐久性能，如無(wú)機(jī)無(wú)害材料、新型納米材料等，這些材料的應(yīng)用可以減少生產(chǎn)和使用中的環(huán)境污染。

（5）建立烘干廢氣處理系統(tǒng)。烘干過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣含有大量的粉塵和有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。建立高效的廢氣處理系統(tǒng)可以將廢氣中的有害物質(zhì)凈化，減少環(huán)境污染[7]。

6 實(shí)驗(yàn)研究與結(jié)果分析

6.1 實(shí)驗(yàn)方法

采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩種方法進(jìn)行研究。

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)部分，選用了標(biāo)準(zhǔn)陶瓷坯體進(jìn)行研究，利用熱泵式、太陽(yáng)能熱風(fēng)和微波3種烘干技術(shù)進(jìn)行對(duì)比研究。在實(shí)驗(yàn)室中，利用獨(dú)立烘箱，對(duì)每種烘干技術(shù)進(jìn)行多次試驗(yàn)，記錄烘干時(shí)間、溫度和能耗等數(shù)據(jù)，并對(duì)比分析3種技術(shù)的效率和經(jīng)濟(jì)性。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)部分，選用了實(shí)際生產(chǎn)中的陶瓷坯體進(jìn)行研究，對(duì)3種烘干技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用效果進(jìn)行實(shí)地觀察和測(cè)量。選擇一家陶瓷制造企業(yè)作為試點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)和企業(yè)的能耗和生產(chǎn)成本等相關(guān)信息。

6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果顯示，3種烘干技術(shù)在烘干時(shí)間、烘干效率和能耗等方面存在明顯的差異。其中，熱泵式烘干技術(shù)的烘干時(shí)間和能耗較低，但其烘干效率略低于太陽(yáng)能熱風(fēng)和微波烘干技術(shù)。太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)的烘干效率較高，但需要較長(zhǎng)的烘干時(shí)間，并且受天氣等因素的影響較大。微波烘干技術(shù)的烘干效率最高，但其能耗較高，且對(duì)陶瓷坯體質(zhì)量要求較高。

7 結(jié)論

本研究探討了熱泵式烘干技術(shù)、太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)、微波烘干技術(shù)在日用陶瓷行業(yè)節(jié)能減排方面的應(yīng)用。通過(guò)分析這3種烘干技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的應(yīng)用方案，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及結(jié)果分析。探討熱泵式烘干技術(shù)、太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)和微波烘干技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，熱泵式烘干技術(shù)能顯著節(jié)能，減少電力消耗和二氧化碳排放量；太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)利用太陽(yáng)能直接進(jìn)行烘干，具有良好的節(jié)能效果；微波烘干技術(shù)能快速完成烘干并保持陶瓷坯體品質(zhì)。

然而，研究還存在一些不足之處，如實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)際生產(chǎn)情況的差異、只涉及3種烘干技術(shù)、僅探討了日用陶瓷行業(yè)的應(yīng)用情況。未來(lái)研究應(yīng)該驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并探索其他烘干技術(shù)如真空烘干技術(shù)、紅外線烘干技術(shù)等的應(yīng)用，同時(shí)研究其他陶瓷行業(yè)的烘干技術(shù)。未來(lái)，可以從3個(gè)方面進(jìn)行研究。一是結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件，對(duì)熱泵式烘干技術(shù)、太陽(yáng)能熱風(fēng)烘干技術(shù)、微波烘干技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高其烘干效率和降低能源消耗。二是探索其他烘干技術(shù)的應(yīng)用情況，比如真空烘干技術(shù)、紅外線烘干技術(shù)等。三是將烘干技術(shù)與其他陶瓷生產(chǎn)工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全流程的節(jié)能減排。