三、陶瓷坯件烘干環節存在的浪費與污染
由于沿襲歷史的做法，沒有將陶瓷窯爐余熱的利用與坯件烘干很好地結合起來，所造成的結果是嚴重的。企業為了烘干濕坯件，一般采取的方法有三個。方法一是：一條窯爐所燒成的陶瓷產品，其濕坯件的烘干要增設一臺熱風爐或多臺熱風爐加熱，以消耗大量的能源為代價，用高溫去烤干濕坯。高溫烤的結果并不好，會經常發生坯件變型、開裂等現象，影響產品合格率和產品質量，還有發生火災的危險情況。例如：株洲某陶瓷制造有限公司，采取高溫烘（烤）干濕坯件的辦法。一條80米4板輥道窯增加了兩臺燃氣熱風爐，這兩臺熱風爐每天共燃天然氣1120米3左右，年耗天然氣392000米3。由于增加2臺熱風爐供熱，增加電機的裝機容量46.5kw/h，年多耗電力387600度。從經濟成本方面計算：一年多耗成本天然氣112萬元、電27萬元、熱風爐操作工資及熱風爐維修費8萬元，共計147萬元。在造成生產成本增加的同時還使生產車間環境溫度升高影響企業的正常生產，危及工人的身體健康。
方法二是：每條窯爐因坯件（干燥）原因不能按其設計燒成產品總量去生產，而是有多少坯件就燒成多少。這樣一來等于用大的窯爐生產少的產品，為了達到完成產量的目的，只能增加窯爐的數量，利用收取的余熱進行坯件的烘干。表面上看，坯件是利用窯爐余熱烘干的，但實際其窯爐所耗的能源不會少于熱風爐所耗的能源。同時在無意中又增加了大量的勞動力。例如，山東淄博市某陶瓷有限公司，采用余熱烘干濕坯件的辦法。該公司擁有2條日燒成5萬件左右杯類產品的天然氣隧道窯及配套生產線和1條日燒成6萬件左右杯類產品的天然氣隧道窯及配套生產線。而生產需求量只要日產10萬件杯類產品就夠了。由于濕坯件（干燥）問題，他們多使用了一條日燒成6萬件左右杯類產品的天然氣隧道窯及配套生產線。因此每天多耗天然氣2400米3，每年多耗天然氣840000米3。增加電機的裝機容量70kw/h，年多耗電力588000度。每天多增加33個勞動工作日，年增加11550個勞動工作日。從經濟成本方面計算：一年多耗成本天然氣238萬元、電47萬元、勞動工資67萬元，共計352萬元。根據該廠的方法，日燒成10萬件產量所需坯件仍無法正常烘干，從鏈干機下來的坯體還需利用坯架，占據大量生產場地，通過4—5天時間的自然干燥后才能進入窯爐。在現有設備、設施及窯爐余熱利用情況下，冷天無法正常脫模干坯，而熱天生產環境溫度高，員工工作環境差，生產場地擁擠等現象是非常嚴重的。
方法三是：增加廠房，增加坯架，延長坯件干燥周期，讓一部分坯件自然干燥。其結果是：浪費了廠房面積，坯件自然干燥受天氣和環境的影響，其干燥時間快慢不一致，嚴重影響生產效益，坯件吐出來的濕廢氣污染車間環境。例如，廣東潮州市某陶瓷制作廠，該廠是一家生產衛生潔具的廠家，有一條日燒成衛生潔具600件產量的液化氣隧道窯，窯爐余熱（包括窯頭窯尾余熱）全部用于裝坯烘房。注漿區域模具、坯件烘干根本沒有熱源供應，主要靠自然室溫加上電動吊風扇攪拌，經過長時間的自然烘干來完成。因此配套注漿成型、烘坯件工作場地所占用面積為20000平方米（4000M2×5層）共5層樓，每層樓分佈注漿模具432套，共安裝電動吊風扇170臺。按其正常用熱理念只需3層就夠了，不需要使用吊風扇。從經濟成本方面計算：浪費二層樓房8000M2，也就是說多用了二層生產廠房的面積。年多耗電10萬元。
由于沿襲歷史做法的原因，沒有將窯爐余熱的利用與坯件烘干很好地結合起來，給許多企業帶來巨大的生產成本與浪費，給環境帶來很大的污染，嚴重影響企業經濟效益。
四、陶瓷窯爐余熱利用裝置的新理念
陶瓷窯爐余熱利用和陶瓷坯件烘干技術方面進行了重大的突破，研制出了一整套陶瓷窯爐余熱利用新技術與新設備。新技術包括取熱技術、輸熱技術、用熱技術。結合其新技術的設備包括風機、輸熱管道、各種類型的鏈式干燥機及烘房等成套新設備，并在幾十家陶瓷企業得到了推廣應用。
在陶瓷燒成過程中，人們將連續式燒成陶瓷窯爐分為三個區域帶，進坯的那頭區域叫預熱帶，中間高溫燒瓷的區域叫燒成帶，出瓷的那頭區域叫冷卻帶，陶瓷窯爐余熱出自預熱帶和冷卻帶。預熱帶的余熱也叫做窯頭煙氣余熱，其熱不能直接使用，因為含有大量的腐蝕煙氣。冷卻帶的余熱也叫窯尾余熱，其熱清潔可靠，主要來自產品通過燒成帶后所吐出來的熱。
然而，人們對余熱能不能滿足該窯爐設計燒成產品總量的濕坯件烘干所需熱量的問題。陶瓷窯爐余熱利用裝置給出了肯定的回答，首先我們看一組數據就足以得到證明。
株洲市能源利用監測站對醴陵某一家日用炻瓷廠一條四組板的輥道窯的能源利用監測數據得知：
基本數據：一天燒成瓷20噸，耗天然氣4000立方米，天然氣發熱量9170千卡。
一天生產濕粗坯27噸，需要蒸發的水量為27×0.21=5.67噸。
全月用工作模具90噸，日干燥模具為3噸, 需要蒸發的水量為3×0.3=0.9噸。
根據理論計算,每蒸發1公斤水,需要600千卡熱
則每天用于粗坯干燥需要熱量為5.67×1000×600=3402000千卡
每天用于干燥模具需要熱量為0.9×1000×600=540000千卡
則每天干燥坯件和模具需要利用余熱量合計為3942000千卡.
根據窯爐日消耗天然氣4000立方米,產生總熱量為36680000千卡。
產品燒成后,產品及窯具將熱量帶到冷卻帶,根據株洲市能源監測站對該窯的監測數據,每天產生的總余熱量為燃燒產生的總熱量31.7%,則有36680000×31.7%=11627560千卡,由于熱效率影響、窯體散熱、窯具帶走熱量，以及余熱管道熱損耗，干燥烘房熱量流失等，只要有50%的余熱能得到利用，則11627560×50%=5813780千卡，此熱量大于每天需要利用余熱量3942000千卡。因而利用余熱烘干坯件和模具，是綽綽有余。這就對陶瓷余熱利用裝置利用陶瓷窯爐余熱烘干其濕坯件和模具奠定了理論基礎。
有了充足的余熱，在實際中如何將余熱利用好，做到窯爐余熱能及時烘干其窯爐設計燒成產品總量的濕坯件問題，這就是陶瓷窯爐余熱利用新裝置所解決的問題。
濕坯件的烘干與溫度和風速有著密切的關系，溫度和風速是讓濕坯件快速烘干的孿生兄弟。有溫度沒有風速濕坯件難以及時很好地烘干，沒有溫度只有風速濕坯件也難以及時很好地烘干。根據這一理念陶瓷窯爐余熱利用新裝置很好地解決了取熱、輸熱、用熱三大課題。
取熱：取熱是將窯爐余熱取出。真正的余熱是從高溫瓷和窯具中取出來的熱，熱從瓷內和窯具內取出來，要有一個過程和一定的風速才能及時將余熱取出。
陶瓷窯爐在燒成過程中，燒成帶的熱不能進入冷卻帶，只能通過急冷風進行攔阻，而急冷風的出現為取出高溫瓷和窯具內的熱開啟了方便之門。因此，陶瓷窯爐余熱利用裝置要求：最大限度的從窯爐冷卻帶中的“緩冷區”后（距急冷風遠一些的地方）按產品形狀大小設立靈活的分散取熱點（也叫“遠程取熱”）。在保證窯爐壓力曲線穩定的前提下（也就是說抽出的熱風與打入的急冷風保持一定的平衡），加大抽出真實的熱（產品內吐出的熱）的熱風量。保證產品和窯具得到有效的降溫，最后使產品和窯具通過冷卻后的出窯溫度只比環境溫度高5-10℃。然而達到有效降低產品和窯具的熱強度，而且克服產品因冷卻不合理造成的燒成缺陷，確保窯具的使用次數增加50-80次。
輸熱：輸熱就是將窯爐內取出來的余熱輸送到每一個供熱點（鏈干機或烘房）。輸熱的過程，是將熱從一個空間轉移到另一個空間的過程。也就是說將有多的余熱轉換成有用的熱的過程暨由熱變為熱風的過程。
在熱風的輸送過程中，既要保持一定的風速又要將熱量的損耗降到最低。因此，陶瓷窯爐余熱利用新裝置要求：增大流量，加快流速，實行合理布局熱風輸送管道及管道走向，合理設計制造管道規格，保持進風主管橫斷面積與供熱點出風管橫斷面積總和的平衡，確保熱風流動順暢。在管道制作上由直徑1米的進風管，經0.9、0.8、0.6米直徑的管道，逐漸縮小到供熱點的出風管的直徑為0.4米（五條鏈干機10個出風管）。在管道與管道的聯接上由褲襠叉、大小頭、彎頭、馬蹄等接口相聯接，不能有90度或小于90度的死角。如：在三板以上的輥道窯或隧道窯的余熱輸送中，使用流量為每小時64000立方米，功率為45千瓦的鍋爐引風機，熱風在直徑1米的主管道中的流速達到每秒22.6米；由于在余熱取出匯集管中的熱風溫度達240-270℃，而風機的正常使用溫度為≤250℃，所以在風機前摻入冷（環境溫度）空氣，熱風溫度將降至到供熱點時的55-70℃，既保證了風機的安全運行又增加了熱風總量。最重要的是熱風溫度的降低減小了熱風與環境介質的溫度梯度，有效地降低了熱損失。在干燥室（鏈干機和烘房）內設計了可控制的熱風出口，熱風以不同的角度并以高于原兩倍以上的風速噴出，形成了相互攪拌，使干燥室（鏈干機和烘房）內溫度更均勻，高速的熱風將產品表面的水分及時帶出，加快了干燥速率。干燥室（鏈干機和烘房）內的相對濕度達到一定飽和時，及時啟動排濕系統，將飽和濕氣排出。
3、用熱：用熱就是如何將熱用好，首先要考慮的是用熱的對象所需熱的規律，而陶瓷窯爐余熱用熱的對象是陶瓷濕坯件及模具。
陶瓷坯件和模具內的水分排出有其規律，要將濕坯件、模具烘干，必須讓濕坯件、模具內的水份排出。而這個排出的過程是一個相對緩慢的過程，如果溫度過高用烤的方法，相反濕坯件、模具內部的水分一時出不來，同時還會造成坯件開裂，模具受損減少其使用壽命。因此，只能用適當的溫度和適當的風速讓濕坯體、模具內的水分相對緩慢吐出，然后將水份帶走，這樣才能得到良好的烘干效果。
陶瓷窯爐余熱利用新裝置要求：將熱風循環使用和差開時間段使用。如將鏈式干燥機后箱已烘坯件的帶濕熱風輸送到鏈式干燥機前箱進行脫模。根據企業的生產工藝流程將余熱利用時間差開分配合理利用，白天余熱主要供給鏈式干燥機脫模干坯，晚上余熱主要供給坯烘房干坯、干模。一般坯烘房逐間放滿坯車，烘房供熱后將門關好，操作人員必須在晚8點—11點之間定期檢查烘房濕氣情況，及時針對性進行排濕。至使當天的濕坯件第二天能全部及時進行下一工序后進窯燒成。
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