จะลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตบูชเซรามิกได้อย่างไร?

หากคุณเคยยืนอยู่ในโรงงานเซรามิกนานพอที่จะชมหม้อแปลงพอร์ซเลนเย็นลง คุณจะสังเกตเห็นบางสิ่งที่ผู้สังเกตการณ์ทั่วไปมักพลาดไป นั่นก็คือ เสียงครวญครางจากเตาเผาอุณหภูมิสูงที่มีรูปร่างเป็นบูชพอร์ซเลนดังกว่าที่ควรจะเป็น ในฐานะซัพพลายเออร์บุชชิ่งพอร์ซเลน ฉันใช้เวลาห้าปีที่ผ่านมาไล่ตามพื้นที่ตรงกลางที่เงียบสงบและมีประสิทธิภาพ ซึ่งการผลิตที่มีความแม่นยำตรงตามการเคารพต่อโลก บุชชิ่งพอร์ซเลนไม่สามารถต่อรองได้สำหรับโครงข่ายไฟฟ้า โดยเชื่อมต่อหม้อแปลงเข้ากับสายไฟและป้องกันไฟฟ้ารั่ว แต่การผลิตเป็นกระบวนการที่ต้องใช้ทรัพยากรมายาวนาน โดยจะระบายน้ำ เผาเชื้อเพลิง และส่งอนุภาคขึ้นไปในอากาศ

ทีมของฉันไม่ได้เริ่มต้นจากการเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านความยั่งยืน เราเริ่มต้นจากการเป็นผู้ที่ได้รับความเดือดร้อนจากผู้ให้บริการโครงข่ายไฟฟ้าที่ไม่พอใจกับเวลาในการผลิตและอัตราของเสียที่สูง และได้รับแรงกดดันจากหน่วยงานกำกับดูแลในท้องถิ่นให้ทำความสะอาดการกระทำของเรา การเดินทางได้สอนฉันว่าการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่นี่ไม่ได้เกี่ยวกับการปรับแต่งที่ฉูดฉาดและไม่สามารถใช้งานได้ แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ โดยเจตนาที่ซ้อนกัน และการเลือกใช้วัสดุและกระบวนการที่ไม่แลกประสิทธิภาพกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ต่ำกว่า เรามาแจกแจงสิ่งที่เราได้เรียนรู้ และสิ่งที่ผู้ผลิตและผู้ซื้อบุชชิ่งทุกคนควรให้ความสำคัญเป็นอันดับแรก

ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจว่าทำไมบูชพอร์ซเลนจึงมีความสำคัญ เนื่องจากบริบทดังกล่าวทำให้งานด้านสิ่งแวดล้อมรู้สึกเหมือนเป็นกระแสทางการตลาดน้อยลง และเหมือนการดูแลระบบที่เราทุกคนพึ่งพามากขึ้น หากคุณเคยเปิดไฟในพื้นที่ชนบท พลังงานนั้นมาจากหม้อแปลงที่ติดตั้งบูชชิ่ง ส่วนประกอบเหล่านี้ทำจากส่วนผสมพอร์ซเลนคุณภาพสูง ซึ่งมักจะมีแกนที่นำพากระแสน้ำและชั้นนอกที่เป็นฉนวนกันฝน ฝุ่น และอุณหภูมิที่สูงมาก คุณสามารถสำรวจการออกแบบมาตรฐานที่เราจัดหาให้กับกริดทั่วโลกต่างๆ ได้ที่นี่:บูชหม้อแปลงมาตรฐาน AS,บูชหม้อแปลงมาตรฐานของบราซิลและการออกแบบที่ออกแบบมาสำหรับระบบน้ำมันหม้อแปลงโดยเฉพาะที่นี่:บูชน้ำมันพอร์ซเลน. สิ่งที่ลืมได้ง่ายก็คือทุกขั้นตอนในการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ ตั้งแต่การขุดวัตถุดิบไปจนถึงการเผาผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ล้วนมีการปล่อยก๊าซคาร์บอน

มาเริ่มกันที่ขั้นตอนวัตถุดิบ เนื่องจากนั่นคือสิ่งที่ 60% ของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของบูชพอร์ซเลนเกิดขึ้น ตามการประเมินวงจรชีวิต (LCA) ปี 2022 ที่เรามอบหมายให้ผลิตเอง ส่วนผสมเครื่องลายครามแบบดั้งเดิมอาศัยดินขาว เฟลด์สปาร์ และควอตซ์เป็นอย่างมาก ซึ่งขุดในหลุมเปิดขนาดใหญ่ที่ลอกดินชั้นบนออก และอาจปนเปื้อนน้ำในท้องถิ่นได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง เป็นเวลาหลายปีที่เราจัดหาดินขาวจากเหมืองเดี่ยวที่อยู่ห่างออกไป 200 ไมล์ โดยเผาน้ำมันดีเซลเพื่อขนส่ง และล้างวัตถุดิบเพียงครั้งเดียวก่อนผสม ซึ่งทำให้ทั้งน้ำและอนุภาคดินเหนียวละเอียดที่ไปอยู่ในน้ำเสียในท้องถิ่น

เราได้แก้ไขปัญหาใหญ่สองประการที่นี่โดยการเปลี่ยนไปใช้วัตถุดิบรีไซเคิลในระดับภูมิภาค อันดับแรก เราร่วมมือกับเหมืองหินแห่งหนึ่งซึ่งอยู่ห่างจากโรงงานของเรา 30 ไมล์ซึ่งใช้การขุดแบบวงปิด โดยพวกมันจะฟื้นฟูด้านข้างของหลุมด้วยพืชพื้นเมืองในขณะที่พวกมันทำงาน ดังนั้นการพังทลายของดินจึงแทบจะไม่เกิดขึ้นเลย ประการที่สอง ตอนนี้เราจัดหาดินขาว 25% จากเศษเครื่องเคลือบดินเผาอุตสาหกรรมที่เราบดและกลั่นกลับเป็นส่วนผสมที่ใช้งานได้ เศษนั้นมาจากผู้ผลิตบุชชิ่งที่ใช้ชิ้นงานมากเกินไปหรือมีผลิตภัณฑ์ที่ไม่ตรงตามข้อกำหนด ซึ่งเป็นวัสดุที่อาจนำไปฝังกลบได้ เราปรับเวลาในการผสมและการเผาให้คำนึงถึงวัสดุรีไซเคิล และหลังจากการทดสอบ 12 เดือน อัตราของเสียของเราลดลง 18% เนื่องจากดินเหนียวรีไซเคิลทำให้เครื่องเคลือบในขั้นสุดท้ายมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งช่วยลดรอยแตกร้าวระหว่างการเผา สิ่งนี้ช่วยลดการปล่อยก๊าซจากการขนส่งวัตถุดิบลงได้ 42% และลดการพึ่งพาวัสดุที่ขุดได้ใหม่ลงถึงหนึ่งในสี่ ซึ่งถือเป็นชัยชนะสำหรับทั้งโลกและผลกำไรของเรา

ต่อไปคือขั้นตอนการผสมและการขึ้นรูปซึ่งเป็นอีกขั้นตอนที่ต้องใช้พลังงานมาก การผลิตบุชชิ่งพอร์ซเลนแบบดั้งเดิมใช้กระบวนการผสมแบบเปียก โดยที่วัตถุดิบจะถูกรวมเข้ากับน้ำเพื่อทำเป็นสารละลาย จากนั้นเทลงในแม่พิมพ์และทำให้แห้ง โดยปกติแล้วกระบวนการทำให้แห้งจะทำในเตาอบที่ใช้แก๊สขนาดใหญ่ซึ่งเป่าลมร้อนไปทั่วชิ้นงาน แต่ไม่มีประสิทธิภาพ: ความร้อนเพียงประมาณ 30% เท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับพอร์ซเลนที่เปียก ตามคู่มือการผลิตปี 2023 ของสมาคมอุตสาหกรรมเซรามิก เราลองใช้วิธีแก้ปัญหาสองสามข้อที่นี่ แต่วิธีแก้ปัญหาที่ได้ผลดีที่สุดคือการเปลี่ยนไปใช้วิธีอัดแห้งโดยใช้สุญญากาศสำหรับบุชชิ่งมาตรฐานส่วนใหญ่ของเรา แทนที่จะใช้วิธีอัดแบบเปียก

การกดแบบแห้งจะผสมผงดิบกับสารยึดเกาะจำนวนเล็กน้อย (มีน้ำน้อยกว่าการขึ้นรูปแบบเปียกมาก) และใช้แรงดันไฮดรอลิกเพื่อสร้างรูปร่างบุชชิ่งในแม่พิมพ์ วิธีนี้จะช่วยลดเวลาในการอบแห้งจาก 72 ชั่วโมงเหลือ 8 ชั่วโมง เนื่องจากมีน้ำระเหยน้อยกว่า และใช้พลังงานในขั้นตอนนั้นน้อยกว่าการขึ้นรูปแบบเปียกถึง 65% เรายังคงใช้การขึ้นรูปเปียกสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงตามต้องการสำหรับหม้อแปลงชนิดพิเศษ แต่สำหรับกลุ่มผลิตภัณฑ์หลักของเรา ซึ่งรวมถึงด้วยบูชพอร์ซเลนสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าหน่วยที่คิดเป็น 70% ของยอดขายของเรา การเปลี่ยนไปใช้การรีดแบบแห้งได้รับการเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ เรายังติดตั้งระบบน้ำแบบวงปิดสำหรับน้ำปริมาณเล็กน้อยที่เรายังคงใช้อยู่ โดยน้ำที่ไหลบ่าจากการขึ้นรูปและการทำความสะอาดชิ้นส่วนแม่พิมพ์ทั้งหมดจะถูกกรอง บำบัด และนำกลับมาใช้ใหม่ ดังนั้นเราจึงใช้น้ำจืด 0.0 แกลลอนต่อบุชชิ่งที่ผลิตได้ ลดลงจาก 1.2 แกลลอนเมื่อสองปีก่อน นั่นไม่เพียงเป็นผลดีต่อแม่น้ำในท้องถิ่นที่หล่อเลี้ยงแหล่งน้ำเก่าของเราเท่านั้น แต่ยังช่วยลดค่าสาธารณูปโภคด้านน้ำสำหรับกระบวนการดังกล่าวอีกด้วย

ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่เราเผชิญคือขั้นตอนเตาเผา การเผาพอร์ซเลนต้องใช้อุณหภูมิระหว่าง 1,200 ถึง 1,400 องศาเซลเซียส และเป็นเวลาหลายทศวรรษที่โรงงานของเราอาศัยเตาเผาที่ใช้ก๊าซธรรมชาติซึ่งมีเพียงการควบคุมประสิทธิภาพพลังงานที่เพิ่มเข้ามาในช่วงทศวรรษ 1990 เท่านั้น โดยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 1.5 ตันต่อตันบูชสำเร็จรูป ตามการตรวจสอบการปล่อยมลพิษในปี 2021 ของเรา เราพิจารณาเปลี่ยนมาใช้เตาเผาไฟฟ้า แต่ค่าใช้จ่ายล่วงหน้าเป็นสิ่งที่ห้ามปราม จนกว่าเราจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีเตาเผาแบบไฮบริดที่จับคู่ก๊าซธรรมชาติกับความร้อนเหลือทิ้งที่นำกลับมาใช้ใหม่จากส่วนอื่นๆ ของโรงงาน บวกกับกำหนดการแบทช์ที่ช่วยลดเวลาว่าง

วิธีการทำงานมีดังนี้: ขณะนี้เตาเผาของเราเชื่อมโยงกับเตาอบเพื่อการทำให้แห้งของเรา และระบบทำความเย็นแยกต่างหากที่ดักจับความร้อนส่วนเกินจากทั้งสองเตาอบ จากนั้นจึงอุ่นโหลดของเตาเผาที่เข้ามาก่อนที่จะถึงอุณหภูมิการเผา นอกจากนี้ เรายังเปลี่ยนตารางการยิงของเราจากเดินเตา 12 ชั่วโมงต่อวัน 7 วันต่อสัปดาห์ ไปเป็นเดินเตา 8 ชั่วโมงต่อเมื่อเรามีชิ้นงานเต็มจำนวนเท่านั้น เวลาว่างถือเป็นการสูญเปล่าครั้งใหญ่ ทุกครั้งที่เราเริ่มเตาเผาเย็น เราจะเผาก๊าซ 200 ลูกบาศก์เมตรเพื่อให้ได้อุณหภูมิในการทำงาน ตอนนี้เราใช้เฉพาะแบตช์เต็มเท่านั้น และใช้ความร้อนเหลือทิ้งที่นำกลับมาใช้ใหม่เพื่ออุ่นวัตถุดิบก่อนจะเข้าสู่เตาเผา ผลลัพธ์? เราลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 58% และค่าพลังงานของเราสำหรับขั้นตอนนี้ลดลง 45% ในปีแรก นอกจากนี้ เรายังเพิ่มหัวเผา NOx ต่ำลงในเตาเผา ซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ได้ถึง 70% ซึ่งเป็นสิ่งที่หน่วยงานกำกับดูแลในพื้นที่ผลักดัน และเราไม่จำเป็นต้องจ่ายค่าอุปกรณ์เพิ่มเติมด้วยซ้ำเพื่อไปถึงจุดนั้น เพียงแค่จัดตารางเวลาที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้นเท่านั้น

ความพยายามด้านความยั่งยืนมากมายในการผลิตมองข้ามช่วงสิ้นสุดอายุการใช้งาน แต่สำหรับบูชพอร์ซเลน นั่นเป็นจุดบอดที่สำคัญ เมื่อมีการเปลี่ยนหม้อแปลงเก่า บูชของพวกมันมักจะถูกทิ้งเป็นเศษเหล็ก แม้ว่าพอร์ซเลนจะยังอยู่ในสภาพสมบูรณ์และใช้งานได้ก็ตาม เราเริ่มโครงการรับคืนเมื่อสองปีที่แล้ว: เมื่อบริษัทสาธารณูปโภคเปลี่ยนบูชเก่า เราจะรับบูชที่ใช้แล้วฟรี ตรวจสอบความเสียหาย และซ่อมแซมส่วนที่ยังดีอยู่ใหม่ ไม่ว่าจะขายเป็นยูนิตที่ปรับสภาพใหม่ให้ถูกกว่าของใหม่ 20% หรือบดกลับเป็นวัตถุดิบรีไซเคิลสำหรับส่วนผสมของเรา ในช่วง 18 เดือนที่ผ่านมา เราได้นำบูชที่ใช้แล้วกลับคืนมาจำนวน 120 ตัน ปรับสภาพใหม่จำนวน 45 ตัน และรีไซเคิลส่วนที่เหลือ โดยเปลี่ยนเส้นทางการฝังกลบจำนวน 115 ตัน สิ่งนี้ยังช่วยให้เราสร้างความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นยิ่งขึ้นกับลูกค้าของเรา ซึ่งยินดีที่มีวิธีรับผิดชอบในการกำจัดส่วนประกอบกริดเก่า แทนที่จะส่งไปทิ้งขยะ

พูดตามตรง: ไม่ใช่ทุกการเปลี่ยนแปลงที่เราทำจะได้ผล เราพยายามเพิ่มแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาโรงงานของเราในปี 2022 แต่โรงงานของเรากลับมีต้นไม้บังดวงอาทิตย์ 40% ดังนั้นระยะเวลาคืนทุนคือ 12 ปี ซึ่งนานเกินไปสำหรับการดำเนินงานขนาดเล็กของเรา แต่เราร่วมมือกับโซลาร์ฟาร์มในท้องถิ่นเพื่อซื้อเครดิตพลังงานหมุนเวียน (REC) ซึ่งทำให้เราสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ 35% และลดการปล่อยก๊าซขอบเขต 2 ของเราลง 30% นอกจากนี้เรายังพยายามเติมสารเคมีตกตะกอนลงในระบบน้ำของเราก่อนหน้านี้ แต่พวกมันทิ้งสารตกค้างไว้ในน้ำรีไซเคิลของเราซึ่งทำให้เกิดรอยแตกเล็กน้อยในพุ่มบางส่วน ดังนั้นเราจึงเปลี่ยนมาใช้การกรองตามธรรมชาติด้วยถ่านกัมมันต์และทราย ซึ่งทำงานได้ดีขึ้นและไม่เป็นพิษหากรั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อม

ประเด็นสำคัญที่นี่คือการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมไม่ได้เกี่ยวกับความสมบูรณ์แบบ แต่เป็นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มขึ้นและวัดผลได้ ซึ่งไม่กระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ของคุณ บุชชิ่งพอร์ซเลนจะต้องมีความทนทาน สามารถทนต่อสภาพอากาศสุดขั้วและโหลดไฟฟ้าที่สูงได้ ดังนั้นการปรับปรุงด้านความยั่งยืนใดๆ จะต้องเป็นไปตามมาตรฐานอุตสาหกรรมก่อนเริ่มการผลิต เราทดสอบชุดรีไซเคิลทุกชุด ทุกตารางการยิงใหม่ กับห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สามเพื่อให้แน่ใจว่าบุชชิ่งของเราตรงตามข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิเดียวกันกับที่ผลิตโดยวิธีการแบบเดิม และจนถึงขณะนี้ เราไม่พบความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการใหม่ของเราเลย

หากคุณเป็นผู้ดำเนินการโครงข่ายไฟฟ้าหรือผู้ซื้อบูชพอร์ซเลน คุณควรสอบถามซัพพลายเออร์ของคุณเกี่ยวกับ LCA การจัดหาวัตถุดิบ และโครงการรับคืน ที่บูชพอร์ซเลนกำลังไฟหน้านี้มีรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการสร้างบุชชิ่งของเราให้มีอายุการใช้งานยาวนาน และเราอัปเดตแนวทางปฏิบัติของเราอยู่เสมอเมื่อมีเทคโนโลยีใหม่เข้ามา สำหรับทุกคนในภาคการผลิต งานนี้ได้สอนฉันว่าความยั่งยืนไม่ใช่งานของแผนกที่แยกจากกัน มันเป็นส่วนหนึ่งของทุกการตัดสินใจ ตั้งแต่วัตถุดิบที่คุณซื้อไปจนถึงกำหนดเวลาที่คุณใช้เตาเผา

เรายังไม่เสร็จเช่นกัน ในปีนี้ เรากำลังทดสอบสารยึดเกาะชีวภาพใหม่สำหรับกระบวนการอัดแห้งของเรา ซึ่งผลิตจากแป้งข้าวโพดแทนวัสดุจากปิโตรเลียม ซึ่งอาจลดการปล่อยก๊าซขอบเขต 3 ของเรามากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ เรายังพิจารณาเทคโนโลยีเตาเผาไฟฟ้าขนาดเล็กที่อาจเป็นไปได้สำหรับการผลิตขนาดเล็กของเราในอีกสองปีข้างหน้า เป้าหมายไม่ใช่การสมบูรณ์แบบ แต่เป็นการผลักดันอย่างต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ทีละครั้ง เพื่อให้ส่วนประกอบที่ทำให้โครงข่ายไฟฟ้าของเราทำงานไม่ส่งผลกระทบใหญ่หลวงต่อโลก

หากคุณสนใจที่จะพูดคุยเกี่ยวกับกระบวนการผลิตที่ยั่งยืนของเรา หรือเรียนรู้เพิ่มเติมว่าบุชชิ่งมาตรฐาน น้ำมัน และสั่งทำพิเศษของเราสามารถตอบสนองความต้องการของคุณพร้อมทั้งสนับสนุนเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร อย่าลังเลที่จะขอคำปรึกษาและเสนอราคา

อ้างอิง

1. สมาคมเซรามิกอเมริกัน (2023)ประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการผลิตเซรามิกขั้นสูง. สมาคมอุตสาหกรรมเซรามิก
2. สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (2022) การประเมินวงจรชีวิตของส่วนประกอบโครงข่ายไฟฟ้า: บูชพอร์ซเลน โครงการนวัตกรรมกริด IEA
3. สมาคมหม้อแปลงไฟฟ้าแห่งยุโรป (2023) มาตรฐานความยั่งยืนสำหรับส่วนประกอบฉนวนไฟฟ้าแรงสูง การดำเนินการประชุม EUTRA
4. สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา (2021). การลดน้ำในอุตสาหกรรมในการผลิตเซรามิก: กรณีศึกษาและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมด้านการจัดการวัสดุที่ยั่งยืน