玻璃熔窑设计第四章热工计算

玻璃熔窑设计第四章热

工计算

IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

第4章总工艺计算

耗热量的计算

已求得的数据

①原料组成见表4-1

表4-1原料组成单位：质量分数（%）

②碎玻璃用量占配合料的20%。

③配合料（不包含碎玻璃）水分：4%。

④玻璃熔化温度1465℃

湿粉料中形成氧化物的数量见表3-2

表4-2形成玻璃液的各氧化物的量单位：质量分数（%）

湿粉料逸出气体组成见表4-3

表4-3逸出气体组成

配合料用量的计算

碎玻璃量粉料量=20

80

（4-1）

即：碎玻璃量=20

80

×粉料量

即1㎏粉料中需要加入㎏碎玻璃，可以得到玻璃液：%×1＋＝

因此，熔制成为1㎏玻璃液需要粉料量：

Ｇ粉=1

=0.9530

Ｇ粉=

0.25

1.0493

=0.2383

熔化成1㎏玻璃液需要的配合料量为：＋＝

生成硅酸盐耗热量（以1㎏湿粉料进行计算，单位kJ/kg）由CaCO3生产CaSiO3时反应耗热量q1：

q1＝＝×（＋＋）/100＝

由MgCO3生成MgSiO3时反应耗热量q2：

q2＝＝×＋＋/100＝

由CaMg(CO3)2生成CaMg(SiO3)2时反应耗热量q3：

q3＝＝×（＋）/100＝

由NaCO3生成NaSiO3时耗热量q4：

q4＝＝×100＝

由Na2SO4生成NaSO3时耗热量q5：

q5＝×100＝

1㎏湿粉料生成硅酸盐耗热量：

q0＝q1＋q2＋q3＋q4＋q5

＝＋＋＋＋＝（kJ）

玻璃形成过程的热量平衡（以生成1㎏玻璃液计，单位是kJ/kg,从0℃算起）

①支出热量

a.生成硅酸盐耗热量：qⅠ＝q0G粉＝×＝

b.形成玻璃耗热量：q

Ⅱ＝347G

粉（1－气）kJ

＝347××（1－×）＝

c.加热玻璃液到1465℃耗热量：q

Ⅲ＝C

玻t玻

C玻＝＋×10－4t玻＝＋×10－4×1465＝qⅢ＝C玻t玻＝×1465＝

d．加热逸出气体到1465℃耗热量：q

Ⅳ＝

气G粉C气t熔

式中V气＝粉＝熔＝1465℃

C气＝C CO2（CO2%＋SO2%）＋C H2O H2O% ＝×（＋）%＋×%

＝

qⅣ＝气G粉C气t熔＝××××1645

＝

e.蒸发水分耗热量：q

Ⅴ＝2491G

粉G水

qⅤ＝2491G粉G水＝2491××4%＝

共计支出热量：q支＝qⅠ＋qⅡ＋qⅢ＋qⅣ＋qⅤ＝＋＋＋＋

＝

②收入热量（设配合料入窑温度为36℃）

a.由碎玻璃入窑带入的热量：q

Ⅵ＝C

碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃

C碎玻璃＝＋×10－4×36＝

qⅥ＝C碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃＝××36＝

b.由粉料入窑带入的热量：q

Ⅶ＝C

粉G粉t粉

qⅦ＝C粉G粉t粉＝××36＝

共计支出热量：q收＝qⅥ＋qⅦ＝＋＝

③熔化1㎏玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量：

q＝q支－q收＝－＝

燃烧计算

烟气组成计算［5］

1.重油成分见下表4-4

表4-4重油成分单位：质量分数（%）

2.计算基准：100g重油；条件：重油完全燃烧；

窑内气体或火焰按其化学组成成分以及具有的氧化或还原能力分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛三种。理论上，窑内过剩系数α>1时，燃娆中有多余的O2，具有氧化能力，窑内为氧化气氛；当α＝1时，燃烧产物中无多余的O2和未燃娆完全的CO，窑内为中性气氛；当α<1时，燃烧产物中含有一定的CO，具有还原能力，窑内为还原气氛。实际上，由于燃烧和助燃空气混合的局限性，往往需要较大的空气过剩系数。

取空气过剩系数α＝

重油燃烧的计算见表4-5及4-6。

表4-5重油燃料计算单位：物质的量（mol）

表4-6烟气组成单位：摩尔分数（%）

燃烧1kg油实际空气需求量

V空＝××21＝kg

雾化空气量：一般占实际空气量的4%。

V雾＝V空×4%＝×4%＝kg

助燃空气量：V助＝V空－V雾＝－＝kg

实际烟气量

V烟＝×100＝kg

烟气密度

ρ＝×CO2%+×H2O%+×SO2+×N2%

＝++++

＝

国家要求重油消耗计算

重油发热值Q P＝81C y＋246H y－26(O y－S y)－6W y

＝81×＋246×－26×－－6×0

＝(kcal/kg重油)取9998kcal/kg

根据国家强制执行标准：400t/d以下1750kcal/kg；500~700t/d为1630kcal/kg；700t/d以上为1410kcal/kg；本设计为500t/d，按照全保温结构，取每千克玻璃液耗热量为1630kcal。则用油量：

500×1630

=80.52t/d=3.40t/h

实际消耗重油计算

熔窑收入热量

Q＝（pq玻+k2w）/（1-k1k2）［6］（4-2）

式中P-每1㎡熔化面积每1h熔化的玻璃液量kg/(m2·h)；