材料与环境 第四章 无机非金属材料的环境生态化治理

材料与环境01硅酸盐水泥材料02陶瓷材料03玻璃材料Contents目录第四章无机非金属材料的环境生态化治理中国天眼国产航母无机非金属材料概况及其产业特点概念：量子科学卫星天宫一号无机非金属材料传统无机非金属材料先进无机非金属材料水泥玻璃陶瓷结构陶瓷（氮化物、碳化物和氧化物）功能陶瓷（电磁声光热）生物材料（生物陶瓷、玻璃）信息材料（硅材料、磁存储）能源材料（太阳能、超导）是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤化物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质所组成的材料。几乎包含了除金属材料和高分子材料以外的所有材料。中国天眼量子科学卫星天宫一号国产航母产业特点及其环境负荷：水泥、陶瓷、玻璃等传统无机非金属产业均存在量大面广，生产过程中需粉磨、高温烧结或熔融，因此传统无机非金属产业具有能耗高、废气排放量大、且很难被环境所消纳、降解等特点。发展趋势：

（1）低维化发展：纤维、薄膜和纳米化（2）复合化发展：玻璃钢（3）智能化发展：材料性能的多元化

（4）节能降耗发展：废气余热利用，污染物排放控制（5）生态节能化：工业废弃物及城市垃圾的再循环利用，低品位原燃料的利用，生态水泥中国天眼国产航母第一节硅酸盐水泥材料水泥广泛应用于建筑工程长江三峡水利枢纽公路住宅建筑电杆水泥制成的砂浆或混凝土广泛应用于土木建筑、交通、水利、电力、石油、化工和国防等领域，被称为“建筑业的粮食”。中国水泥产量连年居世界首位2019年，中国水泥产量占世界水泥产量的55.6%近年来，中国水泥产量波动式下降，但仍然位居世界首位2019年人均产量为1.6吨，远高于发达国家的0.5吨/人数据来源：美国地质调查局、国家统计局中国水泥碳排放体量大全球2018年，全球水泥行业CO2排放量达23亿吨，约占工业CO2排放总量的27%，占全球CO2排放总量的7%2018年，中国水泥行业CO2排放量约占全球水泥行业CO2排放总量的51.4%，在全国CO2排放量中占比约12.5%中国中国水泥生产技术水平与发达国家仍有一定差距近年来中国生产单位水泥的综合能耗不断下降，但是与日本、德国等发达国家的差距仍然较大中国能源统计年鉴，2020年我国作为世界上最大的水泥生产国，实现水泥行业低碳发展更具意义。1、硅酸盐水泥行业概况及其环境负荷硅酸盐水泥：凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。国际上统称为波特兰水泥。分类：Ⅰ型硅酸盐水泥（P·Ⅰ），不掺加混合材料；Ⅱ型硅酸盐水泥（P·Ⅱ），掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料。强度等级（耐压强度）：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R应用：水泥是国民经济建设的重要基础原材料，目前国内外尚无一种材料可以替代它的地位。第四章第一节1、硅酸盐水泥行业概况及其环境负荷硅酸盐水泥材料生产流程两磨一烧第四章第一节1、硅酸盐水泥行业概况及其环境负荷硅酸盐水泥材料生产的产污环节生料制备和水泥粉磨主要是无组织排放的粉尘污染。熟料煅烧则是主要排污环节，排放污染物包括颗粒物（Particulatematter，PM）、硫化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、氟化物、汞、挥发性有机物（VolatileOrganicCompounds，VOCs）和二氧化碳（CO2）等。据测算，我国2018年水泥行业排放的PM、SO2和NOx

总量分别为7.29、70、105万吨，分别占中国工业排放总量的15～20%、2～2.5%和9～11%。除了颗粒物、SO2、NOx等常规污染物，还贡献了中国10%以上的CO2

排放量。目前，水泥行业已经成为中国第一大排放源和重点管控行业，其污染对人体和环境的危害不言而喻。第四章第一节2、水泥行业的低碳转型之路生料粉磨熟料煅烧水泥粉磨原料替代燃料替代燃烧效率提升预处理或再利用技术熟料替代末端治理技术（CCS）第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术“十三五”全国水泥行业节能减排总目标如下：

①控制熟料产量：14.0亿吨，控制水泥产量：23.3亿吨（按照熟料率60%折算），煤控目标：1.46亿吨标准煤。

②可比熟料综合能耗：降低10%~15%，平均达到GB16780标准要求限定值120千克标煤/吨，率先达标企业为先进值110千克标煤/吨，达到届时国际领先水平的比例不低于60%。③可比水泥综合能耗：降低12%~17%，平均达到GB16780标准要求限定值98千克标煤/吨，率先达标企业先进值为85千克标煤/吨，达到届时国际领先水平的比例不低于60%。④全部在产生产线的能耗达到《水泥单位产品能源消耗限额》标准限定值要求，排放达到《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）标准限定值要求。第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措氮氧化物减排技术（1）一次减排技术采用低氮燃烧器降低烧成温度降低过剩空气系数火焰长度窑截面空气流量第二燃烧系统低氮燃烧器的燃烧推动力较大，一次空气的比例很小，空气和燃料的混合点燃迅速，火焰形状粗壮，燃料在高温区的停留时间短，氮氧化物形成量减少。高温对减少热NO不利，可通过调整配料、加矿化剂等方法降低烧成温度以减少热NO形成。从理论计算得出，由于火焰拉长降低了高温点温度，可以减少NO的生成量，但实际生产中通常是短火焰虽然温度较高，产生的NO量却比长火焰的少，因为短火焰核心部位缺少空气，烟气在高温区停留时间短。在相同热能流量下，窑截面空气流量与燃烧气体在高温区的停留时间成反比，截面空气流量越高，形成的NO量越少。若于1000~1200℃气体温度区，在过剩空气系数≤0.9的缺氧条件下加入燃料，不仅能减少由燃料氮形成的NO量，还能将由窑头产生的热NO部分还原为N2。氮氧化物NOx包括燃料型NOx

（煤燃料）、热力型NOx（燃气）和快速型NOx

。第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措氮氧化物减排技术（2）二次治理技术选择性非催化还原法在高温烟气（850~1100℃）中喷入还原剂，在还原剂的作用下将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水，还原剂常用氨或者尿素。选择性催化还原法在适当的温度（300~400℃）下，在水泥窑预热器出口处，安装催化反应器，且在反应器前，往管内喷入还原剂（如NH3或尿素），在催化剂的作用下，提高脱硝效率，将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。NH3+OH→NH2+H2ONH2+NO→N2+H2O第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措氮氧化物减排技术

序号采用下列某一种措施为主，辅以其他相应措施的情况下窑废气可能达到的NOx的削减率（％）NOx排放浓度（mg／Nm3）1低氮燃烧器5~201000~8002保持全窑系统稳定均衡运行5~103分解炉阶段燃烧10~204选择性非催化还原技术30~40400~5005选择性催化还原技术70~90100~200各种氮氧化物（NOx）减排技术措施的实际效果第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化硫减排技术（1）一次减排技术优化生产过程保证回转窑的平稳运行，控制物料在预热器、分解炉、回转窑中均匀分布，加大硫与碱性物质的接触面积，同时控制合适的硫碱比，提高物料的易烧性。优化燃烧器的设计改善水泥燃烧器的设计和操作（气氛调整加温度控制等技术措施），控制窑和预热器之间的硫循环，进一步降低SO2排放量。采用窑磨一体机运行和袋式除尘器

采用窑磨一体的废气处理方式，把窑尾废弃引入生料粉磨系统。在生料磨内，由于物料受外力的作用，产生大量的新生界面，具有新生界面的CaCO3有很高的活性，在较低的温度下，能够吸收窑尾废气中的SO2，把SO2转变成CaSO4，使窑尾废气中的SO2固定下来。第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化硫减排技术（2）二次治理技术（湿式和干式）吸收剂喷注法吸收剂主要采用Ca(OH)2。在预热器350~500℃区间均匀喷入Ca(OH)2，控制合适的钙硫比，脱硫效果明显。采用湿式洗涤器湿式洗涤器可以处理预热器和窑旁路放风系统的废气，可以将主烟囱的SO2排放量降低90%~95%。热生料注入法将已分解的生料喷入预热器系统适当位置，与烟气接触达到脱除二氧化硫目的的一种工艺。活性炭吸附技术当烟气中有氧和水蒸气时，由于活性炭表面积大且具有催化作用，使其吸附的SO2被烟气中的O2氧化为SO3，SO3再和物料反应生成硫酸盐。第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化碳减排技术

（1）一次减排技术用大中型新型水泥生产线代替其他高热耗水泥工艺生产线工艺及规模立窑立波尔窑湿法窑预热器窑中小型预分解窑大型新型干法窑热耗（kJ/kg熟料）440037626072376234003100烧成用煤（t/t熟料）0.2000.1710.2760.1710.1550.141不同水泥生产工艺、规模对应的熟料单位热耗及烧成用煤截止2020年底，国内新型干法水泥已占水泥生产总量的95%以上。第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化碳减排技术

采用原料替代使用工业固体废物等非碳酸盐原料：制铝工业排出的赤泥废渣、铝土矿尾渣、炉渣钢铁行业排放的钢渣、矿渣电石制乙炔过程中的电石废渣合成氨过程中的煤渣、碎砖、锅炉渣、湿煤渣和硫酸渣……降低熟料中CaO含量：在不改变水泥特性的前提下，降低熟料中CaO含量，达到减少CO2过程排放、降低烧结温度或吸收CO2的目的贝利特硫铝酸盐熟料贝利特硫铝酸钙熟料硅酸钙碳化熟料……第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化碳减排技术采用替代燃料减排截至2018年，全球水泥行业生物质和废弃物等替代燃料的使用比例为18.5%，而我国替代燃料的使用比例仍不足5%，和发达国家20%~80%的水平还有很大差距。典型废弃物：被丢弃或撕碎的轮胎废油和溶剂不可回收的塑料城市固体废弃物完全以生物质为基础：废气木材锯屑污水污泥第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化碳减排技术

余热利用①烘干原燃料：用废气的余热烘干原燃料可省去烘干用煤，生产每吨水泥熟料可省去烘干用煤0.02t，减少0.0476tCO2排放。②低温余热发电：若余热发电后排气温度为150℃，那么每生产1t水泥熟料低温余热发电量约为30kW·h，相当于减少发电用煤15kg，即可少排35.7kgCO2。该技术在中国、印度、日本和韩国等国家熟料生产线中占据较大的份额（30%~90%），中国份额最大，且技术发展水平较为领先。第四章第一节3、水泥行业的节能减排技术节能减排具体举措二氧化碳减排技术

引进、开发更为先进的烧成技术①开发新型窑型②改进预热器系统③提高换热效率④降低阻力损失第四章第一节4、水泥行业协同处置废弃物（1）工业废渣的资源化矿渣：通过辊磨系统将矿渣高细粉磨后替代水泥熟料，可以最大程度地实现矿渣资源化利用。每替代1t水泥熟料可以减少90kg标准煤消耗，并减少0.8tCO2气体的排放，是水泥工业一种有效的循环经济模式。钢渣：浙江尖峰登城水泥有限公司的成功试验表明，利用钢渣代替铁质原料，水泥生料的易烧性明显改善，烧成温度降低，降低了吨熟料煤耗，熟料的早期、后期抗压强度提高，用水量降低，易磨性好转。并且从经济效益来看，生料成本降低了1.0元／t，煤耗、电耗成本降低1.60元／t，同时对环境保护起到积极作用。粉煤灰：四川二滩电站大坝混凝土中掺有52％的优质粉煤灰。举世瞩目的三峡主体工程中所用的中热硅酸盐水泥中掺有将近50％的优质I级粉煤灰。煤矸石：用作水泥熟料的原燃料、水泥混合材以及用于生产无熟料或者少熟料水泥。第四章第一节4、水泥行业协同处置废弃物第四章第一节（2）废弃物的焚烧处理水泥窑协同处置技术是指将生活垃圾、危废等垃圾进行分类和预处理后，使它们变成性状均一的混合物。这些混合物可以代替水泥生产所需要的传统化石燃料，经过1200-1400度高温煅烧后，可生成安全无害的水泥。水泥窑协同处置在欧洲、北美、日本等发达国家和地区已有40多年的研究应用历史，而我国起步晚20多年。我国华新水泥利用水泥窑焚烧废弃物的天然优势，研发出了国际先进、国内首例的华新水泥窑协同处置技术。武汉疫情期间，华新水泥利用干法水泥回转窑生产线协同处置医疗废物，日均协同处置医废能力共达10吨/日。北京金隅集团有限责任公司在官微上表示，疫情期间，公司已协同处置各类废弃物及生活垃圾焚烧飞灰超1.2万吨，其中收集处置各类应急危险废物近500吨。据工信部原材料工业司数据显示，目前中国具有水泥窑协同处置危废资质的企业68家，核准经营能力426万吨。覆盖了国内25个省市，共涉及85条生产线，占全部生产线的5%。5、水泥行业节能减排新技术第四章第一节（1）碳捕集利用与封存（CCUS）技术

CCUS技术是减少CO2排放的一种有效方法，可以将排出的CO2进行捕集，并封存在地下。国外：海德堡水泥布雷维克碳捕集与封存项目世界水泥行业首个工业规模的CCUS项目项目目标：2024年开始从水泥生产过程中分离出CO2，最终实现工厂生产的水泥排放量减少50%国内：海螺集团白马山水泥厂5万吨级CO2捕集纯化示范项目国内首条水泥行业5万吨/年CO2捕集纯化示范项目生产销售的工业级CO2纯度已达99.99%，可广泛应用于焊接、干冰生产等领域中国天眼第二节陶瓷材料中国是因陶瓷而闻名世界的国家，灿烂的陶瓷文化在中国的国土上绵延数千年。2、建筑陶瓷工业的能耗及污染现状第四章第二节能耗情况我国建筑陶瓷每年耗用的能源（油、气、煤、电）折合标准煤5000万吨以上，向大气排放的CO2总量超过1亿吨，生产过程中产生的粉尘、有害废水、SO2和固体废物等对行业的可持续发展带来严重挑战。项目国际先进水平中国烧成热耗建筑陶瓷（kJ/kg）1255~41862930~6279（大中型企业）卫生陶瓷（kJ/kg）3350~83705023~12580（大中型企业）综合热耗建筑陶瓷[kg(标煤)/m2]0.77~6.422.5~15（大中型企业，4.15）卫生陶瓷[kg(标煤)/m2]238~476400~1800（大中型企业，1022）电耗建筑陶瓷（kW•h/m2）2.3~5.122.5~5.12（大中型企业，4.86）卫生陶瓷（kW•h/t）249~553230~600（大中型企业，301）我国建筑、卫生陶瓷能耗与国际先进水平的差距2、建筑陶瓷工业的能耗及污染现状第四章第二节污染现状

由于建筑陶瓷行业与水泥行业的制备环节均涉及粉磨、烧结等环节，因此其污染排放物基本相似。两者的主要废气污染物均为SO2、CO2、氮氧化物、氟离子、氯离子、颗粒物等。但陶瓷原料中硫含量更高，因此，SO2、氮氧化物污染治理是建筑陶瓷行业的重要使命。陶瓷喷雾塔烟气的排放参数如下:1)烟气的排放温度:80~110℃2)喷雾塔燃烧炉燃烧的温度:850~1100℃;3)粉尘:7000~9000mg/Nm34)SO2:(水煤浆)≤300mg/Nm3;

(粉煤)1000~2000mg/Nm35)NOx:500~700mg/Nm3陶瓷辊道窑炉烟气的排放参数如下:1)烟温:(烧成窑)300~380℃;(干燥窑)140~180℃2)粉尘:70~100mg/Nm33)NOx:400~600mg/Nm34)SO2:800~1000mg/Nm33、陶瓷工业的节能降耗举措第四章第二节（1）原料处理过程中的节能降耗湿法球磨阶段的节能降耗

①优化球磨机转速，接近临界速率时球磨效率最高；②优化球磨介质的密度、大小和形状，密度较高的球磨介质、合适的球磨介质大小及级配能够提高球磨效率；③优化球磨罐填充度，填充度在50%左右时球磨效率最高；④采用连续式球磨机，可降低浆料的含水率。喷雾干燥阶段的节能降耗①减少生产对热能的硬性需求，降低生产中的本质性热能消耗。②降低生产中的额外性热能消耗，即减少浪费。③余热的回收利用，在发达国家，热电联产技术产生的热能已被广泛地应用于湿法制粉过程中的喷雾干燥生产，并可大幅度提高建筑陶瓷生产的整体能源利用效率，经济效益明显。3、陶瓷工业的节能降耗举措第四章第二节（2）成型过程中的节能降耗降低单位面积产品的压制能耗，提高压制机的能量利用效率提高压制成型生坯品质，提高建筑陶瓷生产过程的整体能量利用效率（3）干燥过程中的节能降耗减少生产中的额外性热能消耗。主要包括两部分：减少尾气余热散失和设备机体散热。余热利用。主要包括两部分：自身余热利用和外来余热利用。3、陶瓷工业的节能降耗举措第四章第二节（4）烧成过程中的节能降耗选择先进和节能型的陶瓷窑炉。使用大型辊道窑生产，能耗会大幅度下降。窑炉结构优化。在保证断面温差的前提下，窑越宽，节能率越高，因此宽体窑是未来发展的方向。采用低温快烧技术。佛山某企业和华南理工大学合作，采用超低温配方烧成，将现有的建筑陶瓷产品的烧成温度降低约200℃，达到1000℃以下，单位制品的燃耗降低25%，每公斤瓷能耗为35MJ，仅为普通烧成技术的75%左右，大大降低了生产成本。采用一次烧成技术。广东某建筑陶瓷企业自从实现一次烧成后，烧成的综合燃耗和电耗都下降30%以上。3、陶瓷工业的节能降耗举措第四章第二节（4）烧成过程中的节能降耗微波辅助气体烧成技术。采用该技术烧成可增产4倍，节能70%以上，能源成本下降40%，有害物质的挥发量大大减少。富氧燃烧技术。利用梭式窑进行富氧燃烧实验，节能率达21%，在玻纤池窑上应用全氧燃烧，节能率达30%以上。高温空气燃烧技术。利用该技术能够平均节能达25%以上，燃料节约率可达50%～60%。余热回收利用技术。采用换热器回收烟气余热来预热助燃空气和燃料，具有降低排烟热损失、节约燃料和提高燃料燃烧效率、改善炉内热工过程的双重效果。一般认为：空气预热温度每提高100℃，即可节约燃料5%。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（1）粉尘治理技术①旋风除尘②袋式除尘对于粒径大于40μm的粉尘颗粒物，其去除效率高达95％～99％，但是对于粒径小于5μm的粉尘颗粒物，其去除效率仅为50％～80％。捕获粉尘微粒可达0.1μm，效率可达99％以上。③湿法除尘喷淋塔洗涤除尘器具有结构简单、压力损失小、操作稳定等特点，经常与高效洗涤器联用捕集粒径较大的颗粒。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（2）二氧化硫治理技术湿法脱硫。采用含脱硫剂的液体吸收及洗涤SO2烟气以去除SO2。常用方法有石灰石-石膏法、钠碱吸收法、氨吸收法、氧化镁法等。

特点：设备简单，操作容易，脱硫反应速度快，脱硫效率高，但烟气温度低不利于扩散，运行维护费用高。干法脱硫。使用固体吸附剂、吸收剂或催化剂除去废气中的SO2。常用的方法有活性炭吸附法、分子筛吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。

特点：无废水、废酸排出，减少二次污染；但脱硫效率低，设备庞大且寿命较短。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（2）二氧化硫治理技术石灰石-石膏法该法以石灰石为脱硫剂，在吸收塔中，使烟气中的SO2与雾化浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应，最后生成石膏而脱除。CaCO3+SO2+0.5O2+2H2O→CaCO4·2H2O+CO2脱硫石膏可以资源化利用。该法的特点是脱硫效率高（>95%），脱硫剂利用率高（>90%），设备运转率高，因此使用广泛。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（2）二氧化硫治理技术钠碱吸收法其操作过程分三段：吸收、再生和固体分离。吸收过程常用的碱是NaOH和Na2CO3。2NaOH+SO2→Na2SO3+H2Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2

再生过程常用的碱是石灰，用于NaOH的再生。Ca(OH)2+Na2SO3+H2O→2NaOH+CaSO3·H2O

双碱法的优点在于生成固体的反应不在吸收塔中进行，因此避免了塔的堵塞和磨损问题，提高了运行可靠性和脱硫效率（>90%）。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（2）二氧化硫治理技术脱硫工艺石灰石-石膏法钠碱法适用煤种低中高硫煤，S≤1.0%低中硫煤，含硫量大，水用量大技术成熟度最高一般脱硫效率（%）＞95＞95钙硫摩尔比1.031.1脱硫剂石灰石、石灰或消石灰石灰或消石灰、钠碱脱硫剂利用率（％）高低，石灰的品质对脱硫率影响较大脱硫产物及性状石膏、干态亚硫酸钠、湿态脱硫产物利用好会二次污染，循环水盐度增高需换水，才能保证粉尘达标占地中（内置，不需要外置水池）大（需要大循环水池）初始投资高中国产化率高高用水量（t/h）大大耗电量（kW）大小系统运行稳定性稳定容易结垢常用湿法脱硫工艺的比较目前，在建陶行业中，已有采用石灰石-石膏法和双碱法进行喷雾干燥塔尾气脱硫的实际应用。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（2）二氧化硫治理技术荷电干式吸收剂喷射法（CDSI）

CDSI系统通过在喷雾干燥塔尾气出口管道中喷入干的吸收剂粉末[Ca(OH)2]，使尾气中的SO2与吸收剂发生反应，生成固体颗粒物质，再被后续的除尘设备除去，以达到脱硫的目的。

该法投资少，占地面积小，工艺简单，适用于喷雾干燥塔尾气脱硫。已在实际生产中得到应用。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（3）氮氧化物治理技术按照脱硝原理可分为：还原法、氧化法和吸附法。还原法：选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法(SNCR)氧化法：液相氧化法和气相氧化法，目前陶瓷行业尚未应用吸附法：活性炭、金属螯合物4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（4）固废治理技术根据《工业建筑》2017年的一篇研究显示，陶瓷生产的过程会产生5%至26%的废料，仅在佛山的陶瓷产区废料年产量就超400万吨，全国的陶瓷废料年产量则高达1000万。目前大部分的废料采用露天堆放或填埋的方式处理，给城市环境带来严重的威胁，因此研究陶瓷废料的再生利用方式具有重要意义。目前陶瓷废料再生利用方式主要有以下途径：用于生产陶瓷砖：佛山研究所以陶瓷废料为主要原料，添加高强胶粘剂研制出一种环保型免烧砖。该原料构成中70%左右是陶瓷废料，具有显著的环保效益。

与烧结砖相比，因其利用的是陶瓷废料，又不需要烧结，因此生产成本大大降低。4、陶瓷工业的末端治理举措第四章第二节（4）固废治理技术用于生产多孔砖：将陶瓷厂的固体废物按形态分为废料、废泥、废瓷、废渣和粉尘等分别利用。如，利用抛光废料在高温下发泡的原理，在材料内部形成均匀封闭的气孔，可作为轻质保温材料和隔音材料使用，也是如何有效利用抛光废料研究最多的方向。用于生产陶粒：利用工业废料生产得到的陶粒具有轻质、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的隔绝性，保温、隔热、隔声和隔潮的功能特点，可以广泛用于建筑、化工、石油等部门。用于开发固体混凝土材料：经过检测破碎后的陶瓷废砖，其松散堆积密度基本符合建筑用集料的标准。第三节玻璃材料

玻璃在历史上曾是最昂贵的材料之一，它被誉为“火与沙”的艺术，价值曾堪比黄金。直到吹制法发明之后，玻璃才逐步成为制作日常用品的材料。在此前的二三千年的长久岁月里，玻璃直接影响着人类科技的发展。中国天眼建筑平板玻璃汽车玻璃日用玻璃1、玻璃工业的发展现状第四章第三节

平板玻璃工业是国民经济建设的基础材料工业。从1989年起至今，我国平板玻璃产量一直占据世界首位。2019年，全国平板玻璃产量9.3亿重量箱，增长6.6%，占全球总产量的60%以上。浮法工艺是我国平板玻璃生产的主要工艺，其中浮法玻璃产量占平板玻璃总产量的大约70%以上；国内三百多条浮法玻璃生产线总产能增幅达15.73%。污染物初始排放浓度（标态）/(mg/m3)初始吨产品排放量/(kg/t)颗粒物99~2800.2~0.6硫氧化物(SO2计)365~32951.0~10.6氮氧化物(NO2计)1800~28701.7~7.4HCl<7.0~85<0.06~0.22HF<1.0~25<0.02~0.07金属<1.0~5.0<0.001~0.015平板玻璃烟气中污染物的初始排放水平(干烟气、温度273K、压力101.3kPa、8%含氧量状态下)2、玻璃工业的节能减排举措第四章第三节粉尘治理技术：袋式收尘器SO2治理技术：湿法/干法脱硫NOx治理技术：SCR和SNCR国内窑炉烟气综合治理举措：1）湿法脱硫除尘2）干法脱硫+电收尘3）干法脱硫+袋式收尘3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节玻璃企业清洁生产主要从以下三个方面着手：1、使用清洁的原料和清洁的能源，并且减少资源和能源的消耗；2、改进生产工艺从源头消减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的排放；3、全面实施废玻璃的循环利用，减少原料消耗，避免环境污染。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：原料优化：利用霞石正长岩代替钾长石以达到节碱、节能的目的用碳素粉代替煤炭粉添加剂以增强玻璃白透性并减少微气泡在玻璃成分中引入0.3%~0.4%的P2O5，可降低析晶温度，提高玻璃质量和产量将配合料进行粒化、挤压和压实，这样不仅可以防止原料分层，化学均匀性好，而且可以将熔化时间缩短30%~40%，节约燃料15%~20%。……3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：新型燃烧技术：富氧燃烧技术将受控的富氧火焰在耐火材料预热室内进行预燃烧，然后再将其引入大窑。用该工艺可以提高产量25%，燃料消耗下降48%，NOx的排放量下降70%，辐射热散失下降为60%。全氧燃烧技术利用氧气纯度＞90%的氧气代替空气与燃料进行燃烧。利用该技术，能耗可降低20%以上，废气排放量减少60%以上，废气中NOx下降80%以上，烟尘降低50%以上。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：预热空气：据国外报道，空气预热温度从750~820℃提高到1100~1200℃时，池窑能耗可降低25%~35%。

合理选择蓄热室结构和耐火材料可大大提高空气预热温度，提高玻璃池窑的废热利用率，降低玻璃池窑的能耗。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：大型化的玻璃熔窑：据报道，玻璃窑炉的单炉产量由300t/d提升至600t/d，其单位能耗可降低25%~30%。

玻璃熔窑大型化是我国玻璃行业提高产量、质量，降低能耗的有效途径之一。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：立筒式预热器和窑外分解技术：

美国PPG公司已在其玻璃厂中采用了类似水泥厂使用的立筒式预热器和窑外分解技术，形成一个新型的玻璃熔制技术。采用该工艺，不需要蓄热室，靠分解炉和后部设备形成玻璃效率高；还可以降低池窑内火焰的温度，烟气温度下降，NOx的排放量减少。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：减压澄清技术：减压澄清是利用真空促进澄清的方法。在减压澄清之前玻璃中0.05~0.5mm直径的气泡有500~5000个/kg玻璃，而经过减压澄清后气泡数减少到0.2个/kg玻璃。由于在减压情况下澄清，与常压下澄清相比温度降低了250~300℃，这样起到良好的节能效益，日本旭硝子公司试验结果证明可减少能耗30%。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：余热发电技术：利用玻璃熔窑余热产生蒸汽进行发电，是一项高综合利用率的环保工程，不仅可以大大提高该厂的余热利用率，而且还降低了单位玻璃生产成本的电耗和能耗，减少大气污染物的排放，符合循环经济“减量化、资源化、再利用”的原则，是我国玻璃企业发展循环经济的重要途径。以500t/d浮法玻璃生产线为例，烟气余热为5.5×107kJ/h，可发电量为2000-2500kW·h，可达全线生产用电的65%以上。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：废玻璃循环再利用技术：在欧盟，废玻璃的回收远远领先于其它材料，回收率最高的是包装用瓶罐玻璃，超过50％，在一些国家甚至超过85％。在玻璃配料中加入60％碎玻璃可节约50％的天然矿物资源，节约6％的能源，减少70％的固体废弃物的排放，减少6%～22％的空气污染。目前欧洲国家引入80%～90％的碎玻璃制造绿色瓶罐，荷兰TNO研究所已用100％的碎玻璃熔制瓶罐玻璃。据悉，日本目前全社会的废玻璃平均回收率接近80％。目前，我国的玻璃回收利用不尽如人意，仍以混入生活垃圾进行卫生填埋为主。废玻璃的整体回收率不足18%。3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：废玻璃循环再利用技术：废玻璃回收工艺流程：废玻璃循环再利用途径3、玻璃工业的清洁生产第四章第三节具体实施技术：废玻璃循环再利用技术：废玻璃循环再利用途径：用作重新生产玻璃：据统计，利用回收的玻璃再生玻璃，可节约煤、电能源10%-30%，减少空气污染20%，减少采矿废弃尾气80%。用作生产混凝土：青海大学建筑工程系以78%废玻璃、20%黏土、2%硅酸钠为主