玻璃熔窯設(shè)計(jì)第四章熱工計(jì)算

1、第4章總 工 藝 計(jì) 算4.1耗熱量的計(jì)算已求得的數(shù)據(jù) 原料組成見(jiàn)表4-1表4-1原料組成單位：質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）原料名稱料方/% （以干粉料計(jì)算）化學(xué)組成/%SiO2Al 2QFe2QCaOMgO'% ”I 1R2OC砂巖56.0597.640.600.150.150.04鉭鈮石6.1866.4214.960.130.200.086.57石灰石3.232.530.090.1051.361.22白云石15.590.970.310.0931.24 i .20.60純堿18.55|:、r11' i58.3299.56芒硝0.385-j/i44.24煤粉0.01687.12合計(jì)100.0

2、 碎玻璃用量占配合料的20%。 配合料（不包含碎玻璃）水分：4%。 玻璃熔化溫度1465C100 kg濕粉料中形成氧化物的數(shù)量見(jiàn)表 3-2表4-2形成玻璃液的各氧化物的量單位：質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）原料名稱形成玻璃液的氧化物量的計(jì)算氧化物數(shù)量/ kkSiO2Al 2QFe2QCaOMgOF2O總數(shù)砂巖56.05%X 100X 96%X 97.64%=52.5452.540.320.080.080.0253.0456.05%X 100X 96%X 0.60%=0.322856.05%X 100X 96%X 0.15%=0.080756.05%X 100X 96%< 0.15%=0.080756.0

3、5%X 100X 96%X 0.04%=0.0215來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)鉭鈮石6.18%X 100X 96%< 66.42% =3.94066.18%X 100X 96%X 14.96% =0.88756.18%X 100X 96%X 0.13% =0.00776.18%x 100X 96%x 0.20% =0.01196.18%X 100X 96%X 0.08% =0.00476.18%X 100X 96%X 6.57% =0.38983.940.890.010.010.010.395.242石灰石3.23%X 100X 96%X 2.53% =0.07853.23%X 100X 96%X 0.

4、09% =0.00283.23%x 100X 96%x 0.10% =0.00313.23%X 100X 96%X 51.36% =1.59263.23%X 100X 96%X 1.22% =0.03780.080.010.003:111.590.04y | |11 I1J 11.72白云石15.59%X 100X 96% 0.97% =0.145215.59%X 100X 96%X 0.31% =0.046415.59%X 100X 96%X 0.09% =0.013515.59%X 100X 96%X 31.24 %=4.67615.59%X 100X 96%X 20.60 %=3.083

5、0.151 1-_0.050.01i i i.« ii*4.683.087.96純堿18.55%X 100X 96% 0.5832=10.21810.2310.22芒硝0.385%X 100X 96%X 0.4424=0.16350.16合計(jì)56.701.260.106.363.1510.7778.35玻璃成分/%72.221.600.148.104.0113.75100100kg濕粉料逸出氣體組成見(jiàn)表 4-3表4-3逸出氣體組成原料名稱逸出氣體量的計(jì)算逸出氣體量CQHaOSO總量來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)石灰石3.23%)100X 96% 0.447 =1.38611.38614.00.20601

6、.3861白云石15.59%)100X 96% 0.4679 =7.00287.00287.0028純堿18.55 X 100X 96% 0.4168 =7.44247.42247.4224芒硝0.385%)100X 96% 0.5 576=0.20600.04910.2060煤粉440.016%X 100X 96% 0.8712 X 正=0.04910.0491濕粉料100X 4%= 4.04.0質(zhì)量/ k15.86044.00.206020.06443體積（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）/m8.07444.97820.0712，尹 1 1I ”13.1238所占體積分?jǐn)?shù)/%61.5337.930.54100.

7、04.1.4 配合料用量的計(jì)算碎玻璃星 20z 、 (4-1)即：穴這三董一二.S即1 kg粉料中需要加入0.25 kg碎玻璃，可以得到玻璃液：1-20.0664% 沐 + 0.25= 1.0493- !因此，熔制成為1 kg玻璃液需要粉料量：1 -G 粉= 05300.25G粉=而亟=°383熔化成1 kg玻璃液需要的配合料量為：0.9530+ 0.2383= 1.1913 kg4.1.5 生成硅酸鹽耗熱量(以1 kg濕粉料進(jìn)行計(jì)算，單位kJ/kg )由CaCO3生產(chǎn)CaSiQ時(shí)反應(yīng)耗熱量q仁q1 = 1536.680= 1536.6 X( 0.0807+ 0.0119+ 1.59

8、26) /100 = 25.8948 kJ由MgCO3生成MgSiO3時(shí)反應(yīng)耗熱量q2：q2 = 3466.7GMgO = 3466.7 )(0.0215+ 0.0387+ 0.0047)/100= 2.2187 kJI由CaMg(CO3)2生成CaMg(SiO3)2時(shí)反應(yīng)耗熱量q3：q3 = 2757.4GCaMgO2= 2757.4 x( 4.6755+ 3.0831) /100= 213.9329 kJ由NaCO3生成NaSiO3時(shí)耗熱量q4：q4 = 951.7GNa2O = 951.7 )10.3850/10(= 98.8340 kJ由Na2SO4生成NaSO3時(shí)耗熱量q5：q5 =

9、 3467.1 0C1635/100= 5.6687 kJ 1 kk濕粉料生成硅酸鹽耗熱量:來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)qo = qi + q2+ q3+ q4 + q5=25.8948+ 2.2187+ 213.9329+ 98.8340+ 5.6687= 346.5489 (kJ)玻璃形成過(guò)程的熱量平衡(以生成1 kg玻璃液計(jì)，單位是kJ/kg,從0C算起) 支出熱量a. 生成硅酸鹽耗熱量：q】=qoG 粉=352.2931 09530= 330.2611b. 形成玻璃耗熱量：q” = 347G粉(1-0.01G氣)kJ=347X).9530 ( 1-0.01 )20.0644)= 264.3398c. 加

10、熱玻璃液到1465C耗熱量：qm = C玻t玻%-I I4 4C 玻=0.672+ 4.160 X0 t 玻=0.672+ 4.610 X0 X465= 1.3474qm = C 玻 t 玻=1.3474 )465= 1973.9410 kJ* j /I I sj 'd. 加熱逸出氣體到1465C耗熱量：= 0.01V氣G粉C氣t熔式中 V 氣=13.1238G 粉=0.9530t 熔=1465C11 L'/ I / C 氣=CcO2 ( CO2%+ SO2%)+ CH2OH2O% 1 J *I I=2.3266 (61.53+ 0.54) %+ 1.825 )7.93%I -

11、J/ f=2.1363= 0.01V 氣 G 粉 C 氣t 熔=0.01 >13.1238 )0.9530 >2.1363 >1645=391.4284 kJe. 蒸發(fā)水分耗熱量：qv = 2491G粉G水qv = 2491G 粉 G 水=2491 >0.9530 >4% = 94.9569 kJ共計(jì)支出熱量：q支=中+中+ qm + q+ qv=330.2611+ 264.3398+ 1973.9410+ 391.4284+ 94.9569=3054.9272 kJ 收入熱量(設(shè)配合料入窯溫度為 36 C)a. 由碎玻璃入窯帶入的熱量：q可 =C碎玻璃G碎玻璃t

12、碎玻璃4C碎玻璃= 0.7511+ 2.65 >10- $6= 0.7606q可 =C碎玻璃G碎玻璃t碎玻璃= 0.7606 >0.2383 >36= 6.5 kJb. 由粉料入窯帶入的熱量：q皿=C粉G粉t粉q皿=C 粉 G 粉t 粉=0.963 >0.9530 >36= 33.0 kJ共計(jì)支出熱量：q 收=q+ q = 6.5+ 33.0= 39.5 kJ 熔化1 kg玻璃液在玻璃形成過(guò)程中的耗熱量：q= q 支一q 收=3054.9272- 39.5 = 3015.4272 kJ來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)4.2燃燒計(jì)算煙氣組成計(jì)算：51.重油成分見(jiàn)下表4-4表4-4重油成分

13、單位：質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）CH0NSA水分總和86.3212.260.550.200.150.020.50100.02.計(jì)算基準(zhǔn)：100g重油；條件： 重油完全燃燒;窯內(nèi)氣體或火焰按其化學(xué)組成成分以及具有的氧化或還原能力分為氧化氣氛、中性氣氛、還原氣氛三種。理論上，窯內(nèi)過(guò)剩系數(shù) a >1時(shí)，燃嬈中有多余的02,具有氧化能力，窯內(nèi)為 氧化氣氛；當(dāng)a 1時(shí)，燃燒產(chǎn)物中無(wú)多余的02和未燃嬈完全的C0,窯內(nèi)為中性氣氛；當(dāng)a <1 時(shí)，燃燒產(chǎn)物中含有一定的CO，具有還原能力，窯內(nèi)為還原氣氛。實(shí)際上，由于燃燒和助燃 空氣混合的局限性，往往需要較大的空氣過(guò)剩系數(shù)。li h i j f /取空氣過(guò)剩系數(shù)

14、a= 1.2重油燃燒的計(jì)算見(jiàn)表4-5及4-6。表4-5 重油燃料計(jì)算單位：物質(zhì)的量（mol）組成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)物質(zhì)的量所需理論空氣量N20C86.3286.42/12 = 7.20210.263 X 79/21=38.6087.202H12.2612.26/2 = 6.1303.06500.550.55/32 = 0.017-0.009N: 0.200.20/28 = 0.007S0.150.15/32 = 0.0050.005A0.02總計(jì)100.010.263表4-6 煙氣組成單位：摩爾分?jǐn)?shù)（%）成分煙氣量COHOSOQN總量C7.202H6.1300來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)N0.007S0.005A總計(jì)7

15、.2026.1300.00538.61551.952a =1 2Q2.053N27.723實(shí)際7.2026.1300.0052.05346.338,161.728組成11.679.930.0083.3375.07100燃燒1kg油實(shí)際空氣需求量3V 空=10.263 >1.2 忽2.4/21 = 13.137 Bm3/kg 霧化空氣量：一般占實(shí)際空氣量的 4%。V 霧=V 空>4%= 13.137 >% = 0.525 Bm3/kgy助燃空氣量： V 助=V 空一V 霧=13.137- 0.525= 12.612 Bm3/kg實(shí)際煙氣量V 煙=61.728 >22.4/

16、100= 13.827 Bm3/kg煙氣密度尸 1.97 >02%+0.804>H20% +2.972 >SO2+1.251 >2%r- I f 'i jI=0.230+0.798+0.0002+0.990+0.939=2.9572國(guó)家要求重油消耗計(jì)算重油發(fā)熱值QP= 81Cy+ 246Hy - 26(Oy- Sy) 6Wy=81 >86.32+ 246 X2.26 26 >(0.55 0.15) 6 >0=9997.48 (kcal/kg 重油)取 9998kcal/kg根據(jù)國(guó)家強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：400t/d 以下 1750 kcal/kg； 5

17、00700 t/d 為 1630 kcal/kg； 700 t/d以上為1410 kcal/kg ；本設(shè)計(jì)為500 t/d,按照全保溫結(jié)構(gòu)，取每千克玻璃液耗熱量為1630kcal。則用油量：4.2.3實(shí)際消耗重油計(jì)算500 X 16309998= 80.52t/d = 3,40t/h熔窯收入熱量來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)Q=( pq 玻+k2W) / (1-kik2)式中 P-每1川熔化面積每1h熔化的玻璃液量kg/(m 2 h);w-向周圍空氣散失的熱量 167400kJ/ (m2 h);q玻-玻璃形成熱，單位kJ/kg玻璃液；k1-計(jì)算常數(shù)，一般為0.20.3,本次取0.3; k2-取 1.2。熔化面積F熔=209.1m2 ;熔化量：500t/d2P=500000/(24>209.1) =99.63 kg/m2 h% h »« Iq 玻=3015.43kJ/kg 玻璃液Q=( 96.63 3015.43+46500) / (1-0.3 *2) =783292.643kJ X L /I I %,熔化1kg玻璃液的耗熱量Q/ = QX24XF/G = 783292.64 *24*209.1/500000=7861.75kJ/kgX| I 2 I I 1單位耗油量二 Q/ (Q油物 +Q介物 +Q油)=7861.75/ (41831.6