天然氣催化燃燒爐窯燒制陶器的溫度分析
古代陶瓷常被當(dāng)作日常生活用品使用,陶器的使用對日常生活危害很大,不僅提高了人們的日常生活水平,而且提高了人們的勞動能力,當(dāng)然,更新也是⑴。陶瓷的發(fā)明是人們應(yīng)用有機(jī)化學(xué)改造的開端,也是人類社會從舊石器到新石器時代過渡的標(biāo)志。陶瓷制品是采用粘土類材料,選用沖壓成型、干壓和鑄漿成型等加工工藝,生產(chǎn)加工成形后,在爐窯中經(jīng)過800-C-1000上下的高溫燒制而成。陶瓷坯體上鋪有一層孔隙度高、吸濕性好的陶瓷材料。陶瓷具有造型藝術(shù)的原創(chuàng)性特征,充滿了質(zhì)樸的氣場。然而現(xiàn)在,社會發(fā)展的持續(xù)趨勢,使工業(yè)生產(chǎn)成為優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),這種沖擊導(dǎo)致?這樣輝煌的加工工藝文明行為離社會發(fā)展越來越遠(yuǎn),失去了存在的價值。傳統(tǒng)式燒制工藝大多以工業(yè)生產(chǎn)窯為主,其電能量主要由電磁能量、煤碳、液化氣等構(gòu)成,存在能耗高、點(diǎn)火效率低、環(huán)境污染大等缺點(diǎn),因此傳統(tǒng)式窯爐的應(yīng)用受到限制。采用煤氣催化燃燒裝置燒制爐窯陶器,對其進(jìn)行了可行性分析,并對大氣污染物排放特性進(jìn)行了研究。
首先,陶器被放入爐膛的拖盤中,打開電機(jī),調(diào)整合適的速度比。接著打開離心式水泵冷卻大約5mhi左右的循環(huán)水供應(yīng)給燃燒機(jī)后,才開始進(jìn)行爐膛吹掃,開啟渦旋風(fēng)泵和穩(wěn)壓管吹掃大概lOmin的開關(guān)電源,以保證?試驗(yàn)中殘余的氣體排出,保證?試驗(yàn)安全。此外,調(diào)整氣體總流量,為接合下的試驗(yàn)充分準(zhǔn)備工作。依次打開其它機(jī)械設(shè)備,緩慢調(diào)整氣體到實(shí)驗(yàn)室所需的總流值,才剛剛開始點(diǎn)火。反射式高溫?zé)焿m導(dǎo)入器的煙氣分析儀。在首次測試打火為零時進(jìn)行記錄,間隔5min查詢熱電阻溫度計,并記錄溫度數(shù)據(jù)信息,另外記錄煙氣分析器顯示信息的空氣污染物成分和成分。
打完火后,最高級的一環(huán)是一般的點(diǎn)火環(huán)節(jié),能觀察到金屬觸媒表面為藍(lán)色火焰,5-10min后,藍(lán)色火焰逐漸消退,進(jìn)入催化燃燒裝置環(huán)節(jié),待金屬觸媒表面變?yōu)榱刘r紅色,如圖3?6所示。此時剛剛開始進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)方法包括先關(guān)閉爐門,再調(diào)整爐門開度;爐門關(guān)閉后,根據(jù)調(diào)整后的煤氣和煤氣的配制。首先緩慢調(diào)整爐門的開度,使?fàn)t內(nèi)的溫度緩慢均勻上升,直到爐門關(guān)閉;然后在保證過多氣體指標(biāo)為2的標(biāo)準(zhǔn)下,根據(jù)調(diào)整氣體和氣體的總流量調(diào)整爐門。
燒成陶器時,要嚴(yán)格控制爐內(nèi)溫度的變化。在一次燒制陶器的實(shí)驗(yàn)中,用熱電阻法測量了爐內(nèi)溫度隨時間的變化趨勢。通過學(xué)習(xí)培訓(xùn)傳統(tǒng)式工業(yè)生產(chǎn)爐窯燒制陶器的方法,再經(jīng)過數(shù)次試驗(yàn)研究吸取經(jīng)驗(yàn)得到圖3?7中所示的陶器燒制溫度曲線圖,該爐窯燒制陶器的溫度在840℃左右,測試初燃前20min為普通火苗,保持過多氣體指數(shù)為1.3,在20111年時溫度最低為247℃,此后溫度逐漸升高,表明燃燒反應(yīng)已進(jìn)入催化燃燒裝置環(huán)節(jié);試驗(yàn)進(jìn)行70mi!上、下催化燃燒裝置運(yùn)行平穩(wěn),此時關(guān)閉爐門,溫度為615°C;以前每5min加熱約30-40°C,之后溫度上升緩慢;當(dāng)溫度達(dá)到650°C時,陶坯中的束縛水才開始緩慢排出,此時需要嚴(yán)格控制溫度上升,使溫度緩慢均勻上升;當(dāng)溫度上升到750°C上下時,溫度上升較慢,每5min大約上升5-10°C,最后操作溫度840°C上下已不上升,此時需要保溫15-20min,然后關(guān)閉天然氣。需要注意的是,在整個冷卻過程中應(yīng)延遲減溫,以免溫度急劇降低而使陶坯開裂。
燒成后的陶器如圖3?8所示,從圖中可以看出,陶器表面紋理清晰,表面光潔,表現(xiàn)出清雅的藝術(shù)美,這是古典風(fēng)格的作品。說明煤氣催化燃燒裝置燒成的窯爐適宜陶器,且制品質(zhì)量優(yōu)良,可作為珍貴的珍品,對古時輝煌的加工工藝文明行為具有重要的指導(dǎo)作用。