玻璃形成熱計算

我司玻璃形成過程耗熱量計算1設(shè)計依據(jù)（1）產(chǎn)品：光伏玻璃（2）玻璃成分（設(shè)計）(見表2—1)/質(zhì)量%表2—1玻璃成分

SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OSb2O372.551.080.01208.853.7513.700.17（3）料方及原料組成（見表2—2）表2—2料方及原料組成原料名稱料方質(zhì)量/%化學組成/%SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2CO3K2ONa2ONa2SO4NaNO3Sb2O3IL石英砂59.8399.460.1400.01120.012--0.0300.016---氧化鋁0.850.1299.300.0406----0.38---石灰石5.060.0410.0410.007854.781.16------白云石14.450.0180.0110.005830.7521.37------重堿18.570.019-0.0067--99.44-58.15芒硝0.508--0.0002----43.4499.55硝酸鈉0.581--0.0016----35.71-98.87-氧化銻0.145--0.0027-------99.5總數(shù)100.0（4）碎玻璃數(shù)量：占總配合料量的25%（5）配合料水分：4%2玻璃形成過程耗熱量計算2.1100㎏濕粉料中形成氧化物的數(shù)量（見表2—3）表2—3100㎏濕粉料中形成氧化物的數(shù)量原料形成玻璃液的氧化物計算氧化物數(shù)量（㎏）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OSb2O3總數(shù)總數(shù)石英砂59.83x0.96x0.9946=57.1359.83x0.96x0.0014=0.0859.83x0.96x0.000112=0.006459.83x0.96x0.00012=0.006959.83x0.96x0.00016=0.009257.130.080.00640.0069

0.0092

57.23純堿18.57x0.96x0.00019=0.003418.57x0.96x0.000067=0.001218.57x0.96x0.5815=10.370.0034

0.0012

10.3710.37氧化鋁0.85x0.96x0.0012=0.0010.85x0.96x0.993=0.810.85x0.96x0.000406=0.000330.85x0.96x0.0038=0.00310.0010.810.00033

0.0031

0.81石灰石5.06x0.96x0.00041=0.0025.06x0.96x0.00041=0.0025.06x0.96x0.000078=0.000385.06x0.96x0.5478=2.665.06x0.96x0.0116=0.0560.0020.0020.000382.660.0562.72白云石14.45x0.96x0.00018=0.002514.45x0.96x0.00011=0.001514.45x0.96x0.000058=0.000814.45x0.96x0.3075=4.2714.45x0.96x0.2137=2.960.00250.00150.00084.272.96

7.23硝酸鈉0.581x0.96x0.3571=0.20

0.200.20芒硝0.508x0.4344=0.22

0.22

0.22氧化銻0.145x0.96x0.995=0.14

0.140.14合計57.1390.89350.009116.93693.01610.8020.1478.92玻璃成分（質(zhì)量）/%72.401.1320.01158.7903.82213.6870.177100.02.2生成硅酸鹽耗熱(以1㎏粉料計，單位是kJ/㎏）q=q粉G粉（2—1）q粉=∑q硅G氧（2—2）q硅是各種氧化物生成硅酸鹽的反應熱，各種硅酸鹽的生成熱查課件。G氧是各種原料中的氧化物量。由CaCO3生成CaSiO3的反應耗熱量q1q1=1536.6GCaO=1536.6×（0.000069+0.0266）=40.98kJ由MgCO3生成MgSiO3的反應耗熱量q2q2=3466.7GMgO=3466.7×0.00056=1.94kJ由白云石中CaMg(CO3)2生成CaMg(SiO3)2的反應耗熱量q3q3=2757.4GCaMgO2=2757.4×(0.0427+0.0296)=199.36kJ由純堿中Na2CO3生成Na2SiO3的反應耗熱量q4q4=951.7GNa2O=951.7×0.1037=98.69kJ由硝酸鈉中NaNO3生成Na2SiO3的反應耗熱量q5q5=4144.9GNa2O=4144.9×0.002=8.29kJ由芒硝中Na2SO4生成Na2SiO3的反應耗熱量q6q6=3467.1GNz2O=3467.1×0.0022=7.6276kJ1㎏粉料生成硅酸鹽耗熱qⅠq′Ⅰ=q1+q2+q3+q4+q5+q6=356.8876kJ2.3100㎏粉料逸出氣體的組成：（見表2—4）表2—4100㎏粉料逸出氣體的組成原料名稱逸出氣體量計算

逸出氣體量CO2SO2H2ONO2O2合計石英砂59.83x0.96x0.0033=0.1900.1900.190純堿18.57x0.96x0.4182=7.4557.4557.455石灰石5.06x0.96x0.4397=2.1362.1362.136白云石14.45x0.96x0.478=6.6316.6316.631硝酸鈉0.558x0.3571x0.2581①=0.05350.558x0.3571x1.484①=0.30790.29560.05140.347芒硝0.508x0.96x0.4344=0.2120.2120.212濕粉料100×0.04=444質(zhì)量(㎏)16.410.21240.29560.051421.97體積（標準m3）8.3540.0744.980.1440.03613.59體積（%）61.480.5436.651.060.265100①

2NaNO3→Na2O＋2NO2＋1/2O2，2NaNO3～Na2O2NO2/Na2O=(2×46)/62=1.48390.5O2/Na2O=16/62=0.25812.4配合料用量計算在粉料中揮發(fā)分占21.97%，在1㎏粉料中加上碎玻璃0.33㎏，則得到：1－0.01×21.97＋0.33=1.1103㎏玻璃液因此，熔成1㎏玻璃液需要粉料量為G粉=1/1.1103=0.901kg需要碎玻璃量為：G碎=0.33/1.1103=0.297㎏熔成1㎏玻璃液需要配合料量：G配=G粉+G碎=1.198㎏2.5玻璃熔化溫度計算根據(jù)（王承遇等人提出的計算公式）各種氧化物對澄清溫度的校正系數(shù)見表2—5.表2—5各種氧化物對澄清溫度的校正系數(shù)成分SiO2Al2O3B2O3R2OBaOCaOZnOMgOPbO校正系數(shù)SiO2＞60%+5+7-7-11BaO＞18%-5-5-3.5-2-3.5SiO2=60～70%+4.7BaO=8～25%-4SiO2＞70%+4.3參考熔化溫度（計算熔化溫度）Tm為：Tm=1400+ΣCnPn（2—4）式中：Cn—氧化物計量系數(shù)Pn—氧化物的重量%。各氧化物計量系數(shù)見表2—7表2—7各氧化物計量系數(shù)成分各成分含量不同的計算系數(shù)SiO2SiO2＞75%3.3SiO270～75%3.6SiO260～70%4.4SiO250～60%5.1SiO240～50%5.5SiO230～40%5.9Al2O3Al2O3＞20%3.0Al2O315～20%4.5Al2O310～15%5.5Al2O3<5～10%6.6Al2O3<5%6.5B2O3B2O3＞15%-5B2O310～15%-6B2O3<10%-7CaO-5MgO-3PbOPbO＞60%-3.5PbO=15～60%-4PbO<15%-3.5BaOBaO＞15%-3BaO≥10～15%-3.9BaO<10%-4.5ZnOZnO＞5%-5ZnO<5%-3.5SrO-5Li2O-12Na2ONa2O＞15%-10Na2O<15%-11Na2OK2OK2O＞15%-9K2O<5%-8K2O=5～15%-10根據(jù)公式3—4和以上數(shù)據(jù)計算設(shè)定玻璃的熔化溫度：Tm=1400+ΣCnPn=1400+72.55×3.6＋13.7×（-10）＋8.85×（-5）＋3.75×（-3）＋6.5×1.08=1475.7℃2.6玻璃液形成過程的熱量平衡（以1㎏玻璃液計，單位是kJ/㎏，從0℃算起）（1）支出熱量a.生成硅酸鹽耗熱q1q1=q′ⅠG粉=356.8876×0.901=321.556kJb.形成玻璃耗熱qⅡqⅡ=347G粉(1－0.01G氣)=347×0.901×(1－0.01×21.97)=243.958kJ式中：347—每千克硅酸鹽熔融成玻璃液需347kJ熱量c.加熱玻璃液到1475.7℃耗熱qⅢqⅢ=c玻t玻式中:c玻—玻璃液的高溫比熱，kJ/（㎏·℃），根據(jù)參考資料①，式1—10計算:c玻=0.672＋4.6×10-4t熔t熔—玻璃熔化溫度c玻=0.672＋4.6×10-4t熔=0.672＋4.6×10-4×1475.7=1.351∴qⅢ=c玻t玻=1.351×1475.7=1993.41kJd.加熱逸出氣體到1475.7℃耗熱qⅣ1475.7℃時逸出氣體的平均比熱c去氣=0.01[cCO2·(CO2%+SO2%+NO2%)＋cH2O·H2O%]=0.01[2.325×(61.48＋0.54+1.06)＋1.827×36.65]=2.1362qⅣ=0.01V去氣G粉c去氣t熔（3—5）式中：V去氣—100㎏粉料中逸出氣體量，標準m3qⅣ=0.01V去氣G粉c去氣t熔=0.01×13.59×0.901×2.1362×1475.7=385.997kJe.蒸發(fā)水分耗熱qⅤqⅤ=2491G粉·G水（3—6）式中：2491—1㎏水分汽化需2491kJ熱量G水—1㎏濕粉料中的含水量，㎏qⅤ=2491G粉·G水=2491×0.901×0.04=89.776kJ(2)收入熱量qⅥqⅥ=G粉c粉t粉＋G碎c碎t碎（3—7）式中：c粉—粉料比熱，一般取0.963kJ/(㎏·℃)c碎—碎玻璃的比熱，kJ/(㎏·℃)