我国对于能源管理和节能减排工作一向是十分重视的。到了上世纪90年代中期 ，国家更是把节能减排工作放在了极其重要的地位和突出的位置上。1997年颁布，并于1998年1月1日开始施行的《节约能源法》，就是国家以立法的形式所做的宣示和努力。经过十年的实践，又于2007年颁布了新的《节约能源法》，并已于2008年4月1日开始施行。新的节约能源法对节能途径、合理使用与节约能源、节能技术进步、激励措施和法律责任等均作了非常详细的规定和说明。特别是在合理使用与节约能源一章中，在作出一般规定后 。更是对工业 、建筑、交通运输 、公共机构和重点用能单位的节能分别列出了具体的条款 ，极具可操作性 ，便于实施、监督和管理 。它的施行必将极大地促进节能减排工作的进程 ，并大大提高能源管理的水平，为使国民经济可持续地，健康、高速地发展起到保障和推进作用。
“陶瓷工业已成 为我国各行业中的耗能大户”之一。以建筑陶瓷行业的湿法生产工艺为例，其主要的耗能过程或设备是球磨机、喷雾干燥塔 、压砖机和烧成窑炉。另外，泵和通风机的耗电，产品后期的冷加工研磨、抛光等机械设备耗电 ，制取耗能工质(水 、氧气、氮气、氢气、压缩空气等 )的耗能也不可忽略。其中烧成窑炉的能耗约占总能耗的一半以上 ，干燥过程能耗可占总能耗的 20％左右。也就是说 ，窑炉 、干燥 器等热设备的热耗可能占到行业总能耗的80％以上 ，而且还造成严重的环境污染 ，加剧了地球的“温室效应”，对全球气候产生重大影响 。因此 ，我们理应对这些热设备及其过程给予更多的关注，依照新的《节约能源法》，促进技术进步, 一步地做好节能减排工作。
在窑炉和干燥器等热设备中，燃烧是最基本的过程，是其“源 ”，而各种传递过程则不过是“流 ”。我们理应对燃烧给予更多的关注 ，并通过对它的充分研究 ，更好地达到节 能和减排的目标。近一些年来 ，对于燃烧过程的研究 ，不论是数学分析 ，还是实验与试验研究 ，以及数值模拟研究均有了很大的进展。在某些领域 ，诸如对富氧燃烧 、全氧 (纯氧 )燃烧 、高温低氧燃烧等方式的研究与应用方面 ，甚至有较重大的突破性进展 ，从而使燃烧技术有了许多质的飞跃。一些研究成果在生产实践中应用后 ，节能 、减排效果明显 ，引起了各有关方面的极大关注和浓厚兴趣 。
燃料及其热工特性对于燃烧过程和热设备的影响常常是决定性的。一些发达国家的陶瓷工业的窑炉热工技术从20世纪 50年代末开始至 70年代初，随着燃料结构的改变，即由燃煤、重油等转向使用天然气、液化石油气和轻油等洁净燃料 ，实现了窑炉热工技术的突破 。在这些技术突破的基础上，产生并发展了全新一代窑炉。它们的技术经济指标性能比原有窑炉高得多，从而使窑炉变成了机电一体化、有较高技术含量的“烧成机器”。而在我国 ，由于受到天然资源富煤、缺油、少气特点的限制，陶瓷工业的热设备的燃料结构问题一直是制约其发展的“瓶颈”。因此，怎样解决这一问题 ，也很值得我们深思和讨论。
本文拟借此机 会介绍一些适合陶瓷工业应用的燃烧技术的进步，并着重讨论陶瓷工业 用燃料的选择、洁净煤技术和几种新的燃烧方式以及相关的节能减排问题 。作为抛砖引玉 ，以期引起同行们的关注和热议 。
燃料结构与节能减排
陶瓷工业用燃料的选择和比较
工业窑炉对燃料在技术方面的要求主要有以下内容 ：
(1) 窑炉温度：根据各种工艺要求的不同，工业窑炉对温度的要求也相差很大，但大多数在 1600℃以下。
(2) 燃烧稳定性：某些需要连续运行的窑炉 ，尤其要求燃料能长期、稳定、高效地连续燃烧 。
(3) 烟气清洁性：由于工艺上的要求，某些窑炉对燃料中的灰十分敏感。因为燃料中的灰分非常容易污染产品，因此这些窑炉要求烟气必须十分清洁或是烟气中的灰分对产品质量影响不大。
(4) 窑炉气氛：大致可分为中性或轻微氧化性、必须呈还原性和无要求等几种情况 。
(5) 负荷调节性：对于一些工况需要经常调整的窑炉，要求其负荷能在较大的范围内加 以调节。
(6) 启动点火：对于一些频繁启停的窑炉，要求燃料的点火容易并且快捷。
从陶瓷制品的烧成工艺角度来看 ：一般地讲，烧成温度不太高，多在 1200～1350℃。但烧成温度范围却不是很宽 ，因此对窑膛内部的温度的均匀性要求较高。而对火焰的形状刚性等常常并无特殊的要求。有些陶瓷制品还要求用还原气氛烧成。
陶瓷工业的燃料结构长期以来一直未能确定 ，且缺少长远的政策性指导。随着燃料供应情况的变化，已发生过多次大的转移，从而造成不小的损失。“因地制宜”和“充分利用资源”等政策也难以落实。 目前的陶瓷工业中 ，还有不少中、小型企业在使用非洁净燃料。直接燃用煤炭和重油等，对环境的污染十分严重。
对于陶瓷工业的各个行业来讲，采用洁净燃料就能使用明焰裸装的窑炉，此类窑炉的热耗最低，产品质量也最好。因此，采用洁净燃料应该是陶瓷工业的方向。根据上面提出的工业窑炉对燃料的技术要求，再综合节能、产品质量、经济和环保等方面来看，燃料自优至 劣的顺序为：天然气 一 液化石油气 一 轻柴油 一 人造煤气 (空气 一 水蒸气混合煤气、焦炉煤气、二段式发生炉煤气等) 一 重油 一 煤。而单从经济角度看，以单位产品的燃料费计，人造冷煤气可能是最便宜的，但带来的环境污染却 比较严重。作为燃料政策的权 宜之计 ，陶瓷制品烧成用燃料在近期(3～5年内)应更多地鼓励使用一些洁净燃料 ，如天然气 、液化石油气 、柴油等 ，这样有利于提高产品质量和降低单位产品的能耗。
但是根据 中国的燃料资源构成的现实状况 ，决定了我国的燃料以煤为主的基本国策。然而，陶瓷工业如果直接烧煤，则产品档次低、能耗高，污染又十分严重，显然是行不通的。当前广为采用的一些煤制气技术，如一段式发生炉煤气 ，含酚废冷却水的净化问题 未彻底解决，环保不允许 ；二段式发生炉煤气技术较好，但投资大 ，对煤种和操作上又有专门的要求，大部分小企业难于使用。这些问题使陶瓷工业陷入了极大的困境，亟待寻找出路。
洁净煤技术
新的《节约能源法》中对于工业节能明确提出：各级政府要 “推进能源资源优 化开发利用和合理配置，推进有利于节能的行业结构调整 ，优化用能结构和企业布局”，各管理节 能工作的部门要会同有关部门“制定节能技术政策 ，推动企业节能技术 改造 。”“国家鼓励 工业企业 采用高效 、节能的电动机 、锅炉 、窑炉 、风机 、泵类等设备 ，采用热 电联产 、余热余压利 用、洁净煤以及先进的用能监测和控制等技术”。由此可以看到 ：摆在陶瓷工作者面前的任务有多么巨大和艰巨。首先让我们来考察一下这些新任务。
洁净煤技术最早于上个世纪80年代中期由美国提出 ，并于1986年推出“洁净煤技术示范计划”。欧盟和日本也从上世纪 80到90年代开始相继投入巨资，开展洁净煤技术的研发。尽管各国的发展进度不同，各有侧重，各具特色 ，但大体可归纳为以下不同领域 ：
(1) 燃烧前的加工转化技术 ：包括先进的洗选技术，煤的气化技术 ，煤层气开发利用技术，废煤处理技术，水煤浆的制备、输送和使用技术等 。
(2) 先进的燃煤发电技术：包括超临界煤粉燃烧循环发电技术、循环流化床 燃烧发电技术、加压流化床发电技术 、整体煤气化联合循环发电技术 、高效能外燃发电技术等。
(3) 煤燃烧后的脱硫 、脱氮及污染控制技术：包括石灰 ／石膏法烟气脱硫技术 、烟气除尘技术、高温低氧燃烧技术等。
(4) 非传统的煤基发电技术 ：包括先进的煤基燃料电池发电技术 、磁流体发电技术等。
1997年我国也批准通过了洁净煤技术发展规划 ，明确了我国洁净煤技术的主要领域及 主攻的技术项目。这一规划是在吸收国外技术并结合我国国情实际制定的，尽管与国外的情况不尽一样 ，但总的方向并无太大差别。
可以看出：洁净煤技术包含从煤炭开发到转化利 用及其净化处理的全过程 ，因此洁净煤技术的开发应用范围很广、种类很多。水煤浆制备 、输送和使用技术 ，煤的气化技术等是与陶瓷工业关系比较密切 ，且又比较成熟而典型的技术。下面我们对这些技术分 别做一些讨论。
水煤浆制备 、输送和使用技术
水煤浆是一种新型流体燃料 ，它可以在锅炉和窑炉内稳定地着火燃烧 。由于在加工制造过程中可 以通过技 术处理 除去原煤中一部分灰分和硫分 ，所以水煤浆是一种较为洁净的燃料。在建筑卫生陶瓷行业 中，将 煤加工成 水煤浆用于陶瓷砖喷雾干燥制粉 ，已在广东、山东等瓷区推广使用，节能效 果和经济效益显著 。
但是由于水煤浆直接喷入窑炉内燃烧后 ，其灰分会沾污制品 ，尤其是对于有釉的高档产 品是不能允许的，因此限制了水 煤浆在陶瓷工业中的进一步推广应用。据报道 ：在玻璃行业中，已有利用低硫、低灰的石油焦制咸水焦浆，在浮法玻璃熔窑中成功应用。这对陶瓷工业可能有一定的借 鉴意义和参考价值 。
但是由于水煤浆直接喷入窑炉内燃烧后 ，其灰分会沾污制品 ，尤其是对于有釉的高档产 品是不能允许的，因此限制了水 煤浆在陶瓷工业中的进一步推广应 用。据报道 ：在玻璃行业中，已有利用低硫、低灰的石油焦制咸水焦浆，在浮法玻璃熔窑中成功应用。这对陶瓷工业可能有一定的借 鉴意义和参考价值 。
煤的气化技术
经过100多年的技术研究和开发 ，多种煤炭气化技术得到了工业应用。近一些年来 ，又开发了一系列新型的煤的气化技术 。它们的共同特点是：
(1) 改变了传统的常压气化技术，将压力提高到 4．0—8．0MPa，从而可以大幅度地提高生产能力，并可降低后续加工工艺的能耗；
(2) 大幅度地提高了煤炭的利用率 ，碳的转化率可以从70一80％提高到 94—99％，从 而节约煤炭资源 ；
(3)煤的气化与粗煤气加工技术相结合，可以脱除绝大部分对环境有害物质 ，并加以回收利用。随着这些新型的煤的气化技术的开发与成熟 ，煤气化又方兴未艾 、蓬勃发展起来 。
概括起来，较为典型的气化技术有 ： (1)固定床气化工艺 ：(2 )流化床气化工艺 ；(3)气流床气化工艺。煤炭气化技术的选择要 综合考虑其先进性、气化炉装置生产能力、可*性、煤质 、煤气用量和用途等。可以说没有一种气化技术是万能的。面对规模庞大、多元化的中国市场的需求 ，每一种先进的气化技术均有其生存发展的理由和空间。笼统地讲 ，所有的煤种都可以气化。不同的煤种适合于不同的气化技术，只是并非所有煤种对于同一种气化方法都是经济的。因此 ，我们应该仔细深入地研究各种气化方法和炉型 ，并且可以利用一些诸如多目标决策分析等手段来帮助我们做 出科 学的决策。在陶瓷工业中，应 该适当鼓励，并积极引进、开发 、推广一些成熟的新型气化法及炉型 ，并允许不同的煤 的气化技术共存使用 ，还可以采用配煤和分粒级在不同的气化装置 中利用等方法提高资源利用率 。我们相信煤的气化还是一有前途技术路线 。
