玻璃熔窑设计 热工计算

232322232322322第4章总工艺计算4.1耗4.1.1已求得的数据①原料组成见表表4-1原组

单位质量分%）原料名称

料方/（以干粉料计

化学组成砂岩钽铌石石灰石白云石

算）

SiO2

Al

Fe

MgO

RO纯碱芒硝煤粉合计

碎玻璃用量占配合料的。配合料（不包含碎玻璃）水分：。玻璃熔化温度1465℃4.1.2100㎏湿粉料中形成氧化物的数量见表表4-2形成玻液各化的（%）

单位：质量分数原料

形成玻璃液的氧化物量的计算

氧化物数量㎏名称

AlO

FeO

MgO

RO

总数砂岩

56.05%×100×96%×97.64%=52.5452.54

0.080.02

56.05%×100×96%×0.60%=0.322856.05%×100×96%×0.15%=0.080756.05%×100×96%×0.15%=0.080756.05%×100×96%×0.04%=0.021522钽铌石

0.010.395.242石灰石

0.011.590.041.72白云石纯碱芒硝

15.59%×100×96%×0.97%=0.14520.1515.59%×100×96%×0.09%=0.013515.59%×100×96%×31.24%=4.67615.59%×100×96%×20.60%=3.08318.55%×100×96%×0.5832=10.2180.385%×100×96%×0.4424=0.1635

0.0110.22合计玻璃成分

78.351004.1.3100㎏湿粉料逸出气体组成见表4-3表4-3逸气组原料名称

逸出气体量的计算

逸出气体量CO

2

HOSO

3

总量3311CaO3322MgO3233CaMgO23343311CaO3322MgO3233CaMgO2334石灰石白云石纯碱芒硝煤粉湿粉料

15.59%×100×96%×0.4679=7.00280.385%×100×96%×0.5576=0.2060=0.0491

4.00.20604.0＝质量㎏体积（标准状态/m3所占体积分/%

15.8604

4.0

20.064413.12384.1.4配合料用量的计算（4-1）即：即1粉料中需要加入㎏碎玻璃，可以得到玻璃液：＋0.25＝因此，熔制成为1㎏玻璃需要粉料量：熔化成1玻璃液需要的配合料量为：0.9530＋＝1.1913kg4.1.5生成硅酸盐耗热量（以1㎏湿粉料进行计算，单位）由CaCO生产时反应耗热量：q＝1536.6G＝（＋＋）＝25.8948kJ由MgCO生成MgSiO时反应耗热量：q＝3466.7G＝＋0.0387＋＝kJ由)生成CaMg(SiO)时反应耗热量

3

：q＝＝（＋）/100213.9329kJ由NaCO生成时耗热量：42435504243550345022H2Oq＝951.7G＝951.7×10.3850/100＝98.8340由NaSO生成时耗热量q：q＝3467.1×0.1635/100＝kJ1㎏湿粉料生成硅酸盐耗热量：q＝＋＋q＋＋＝＋＋＋＋＝（kJ）4.1.6玻璃形成过程的热量平衡（以生成1㎏玻璃液计，单位是从0℃算起）①支出热量a.生成硅酸盐耗热量：q

Ⅰ

＝q＝＝330.2611粉b.形成玻璃耗热量：q

Ⅱ

＝（－）kJ粉气＝347×0.9530×（1－）＝c.加热玻璃液到1465℃耗热量：q

Ⅲ

＝Ct玻

玻C＝4.160×10玻

－4

t＝＋4.610×10玻

－4

q

Ⅲ

＝Ct＝＝kJ玻玻d．加热逸出气体到℃耗热量：

Ⅳ

＝0.01VGt气粉气

熔式中

V＝＝0.9530t＝1465℃气粉熔C＝C（CO%＋SO）＋HO%气＝2.3266×（＋0.54）%＋＝q

Ⅳ

＝Gt＝0.01×13.1238×0.9530×2.1363×1645气粉气熔＝391.4284e.蒸发水分耗热量：q

Ⅴ

＝G粉

水q

Ⅴ

＝G＝2491×0.9530×4%kJ粉水共计支出热量：q＝＋＋q＋q＋q支ⅠⅡⅢⅣ

Ⅴ＝330.2611＋＋＋＝3054.9272②收入热量（设配合料入窑温度为℃）a.由碎玻璃入窑带入的热量：q

Ⅵ

＝C

碎玻璃

碎玻璃

t

碎玻璃C

碎玻璃

＝0.751110－4×36＝q＝CⅥ

碎玻璃

碎玻璃

t

碎玻璃

＝＝kJ2222b.由粉料入窑带入的热量：q

Ⅶ

＝Ct粉粉

粉q＝Ct＝＝kJⅦ粉粉粉共计支出热量：q

收

＝q＋q＝＋33.0＝kJⅥⅦ③熔化1㎏玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量：q＝q－q＝－39.5＝3015.4272支收4.2燃4.2.1烟气组成计算［5］1.重油成分见下表4-4表4-4重成（%）

单位：质量分数C

H

N

A

水分

总和

0.55

0.20

0.15

0.02

0.50100.02.计算基准：100g重油；条件：重油完燃烧；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，具有氧化能力，窑内为氧化气氛；当＝1时，燃烧产物中无多余的O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及。组成

质量百分数

表4-5重油料算物质的量

单位：物质的量）所需理论空气量CHON

＝＝＝＝＝

N210.263×79/21=38.608

O2-0.009A

2222222222总计

表4-6

烟组

单位：摩尔分数（%）成分

烟气量CO

2

HO

2

O

2

N

2

总量CHONA总计α=1.2

38.61551.952O

2

N

2

实际组成

燃烧1kg油实际空气需求量V

空

＝10.263×1.2×22.4/21Bm雾化空气量：一般占实际空气量的4%V

雾

＝V＝13.137×4%＝Bm3/kg空助燃空气量：V＝V－V＝13.137－＝Bm3助空雾实际烟气量

V

烟

＝61.728×22.4/100＝Bm3

烟气密度ρ＝1.97×CO%+0.804×HO%+2.972×SO＝0.230+0.798+0.0002+0.990+0.939＝4.2.2国家要求重油消耗计算重油发热值

Q＝y＋－26(O－y)6W21212122121212123＝81×86.32246×12.26－26×(0.55－0.15)－＝油)

取根据国家强制执行标准以下kcal/kgt/d为；700上为1410kcal/kg；本设计为500按照全保温结构，取每千克玻璃液耗热量为1630kcal。则用油量：4.2.3实际消耗重油计算熔窑收入热量Q＝（+kw）/（1-kk玻

（4-2）式中每1㎡熔化面积每熔化的玻璃液量kg/(m

2

·h)；w-向周围空气散失的热量m·hq-玻璃形成热，单位玻璃液；玻k计算常数，一般为0.2～0.3本次取；-k-取1.2。熔化面积F＝209.1m熔

2

；熔化量：500t/d（）=99.63q＝璃液玻Q（）（）熔化1kg玻璃液的耗热量

/

＝Q×＝783292.64×24×209.1/500000=7861.75kJ/kg单位耗油量＝Q/（

油物

+Q

介物

+Q）（41831.63＋）油＝重油/kg玻璃液每天的耗油量：500000×0