1、洛阳理工学院毕业设计23第 4 章 总工艺计算4.1 耗热量的计算4.1.1 已求得的数据原料组成见表 4-1表 4-1 原料组成 单位：质量分数（%）化学组成/%原料名称 料方/%（以干粉料计算） SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O C砂岩 56.05 97.64 0.60 0.15 0.15 0.04钽铌石 6.18 66.42 14.96 0.13 0.20 0.08 6.57石灰石 3.23 2.53 0.09 0.10 51.36 1.22白云石 15.59 0.97 0.31 0.09 31.24 20.60纯碱 18.55 58.32 99.56芒硝 0.3
2、85 44.24煤粉 0.016 87.12合计 100.0碎玻璃用量占配合料的 20%。配合料（不包含碎玻璃）水分：4%。玻璃熔化温度 14654.1.2 100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（%）氧化物数量/原料名称 形成玻璃液的氧化物量的计算 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O 总数洛阳理工学院毕业设计24砂岩 56.05%10096%97.64%=52.5456.05%10096%0.60%=0.322856.05%10096%0.15%=0.080756.05%10096%0.15%=0.080756.0
3、5%10096%0.04%=0.021552.540.320.080.080.0253.04钽铌石6.18%10096%66.42%=3.94066.18%10096%14.96%=0.88756.18%10096%0.13%=0.00776.18%10096%0.20%=0.01196.18%10096%0.08%=0.00476.18%10096%6.57%=0.38983.940.890.010.010.010.395.242石灰石3.23%10096%2.53%=0.07853.23%10096%0.09%=0.00283.23%10096%0.10%=0.00313.23%10096
4、%51.36%=1.59263.23%10096%1.22%=0.03780.080.010.0031.590.041.72白云石15.59%10096%0.97%=0.145215.59%10096%0.31%=0.046415.59%10096%0.09%=0.013515.59%10096%31.24%=4.67615.59%10096%20.60%=3.0830.150.050.014.683.087.96纯碱 18.55%10096%0.5832=10.218 10.23 10.22芒硝 0.385%10096%0.4424=0.1635 0.16合计 56.70 1.26 0.10
5、 6.36 3.15 10.77 78.35玻璃成分/% 72.22 1.60 0.14 8.10 4.01 13.75 100洛阳理工学院毕业设计254.1.3 100湿粉料逸出气体组成见表 4-3表 4-3 逸出气体组成逸出气体量原料名称 逸出气体量的计算CO2 H2O SO3 总量石灰石白云石纯碱芒硝煤粉湿粉料3.23%10096%0.447=1.386115.59%10096%0.4679=7.002818.5510096%0.4168=7.44240.385%10096%0.5576=0.20600.016%10096%0.8712 =0.049144121004%4.01.3861
6、7.00287.42240.04914.00.20601.38617.00287.42240.20600.04914.0质量/ 15.8604 4.0 0.2060 20.0644体积（标准状态）/m 3 8.0744 4.9782 0.0712 13.1238所占体积分数/% 61.53 37.93 0.54 100.04.1.4 配合料用量的计算（4-碎玻璃量 粉料量 =20801）即： 碎玻璃量 =2080粉料量即 1粉料中需要加入 0.25碎玻璃，可以得到玻璃液：1-20.0664%10.251.0493因此，熔制成为 1玻璃液需要粉料量：粉 =11.0493=0.9530粉 =0.2
7、51.0493=0.2383熔化成 1玻璃液需要的配合料量为：0.95300.23831.1913 kg4.1.5 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：洛阳理工学院毕业设计26q1 1536.6G CaO1536.6（0.08070.01191.5926 ）/10025.8948 kJ由 MgCO3 生成 MgSiO3 时反应耗热量 q2：q2 3466.7G MgO3466.7(0.02150.03870.0047)/1002.2187 kJ由 CaMg(CO3)2 生成 CaMg(SiO3)2 时反应耗热量 q3
8、：q3 2757.4G CaMgO22757.4（4.67553.0831）/100 213.9329 kJ由 NaCO3 生成 NaSiO3 时耗热量 q4：q4 951.7G Na2O951.710.3850/10098.8340 kJ由 Na2SO4 生成 NaSO 3 时耗热量 q5：q5 3467.10.1635/100 5.6687 kJ1湿粉料生成硅酸盐耗热量：q0 q 1q 2q 3q 4q 525.89482.2187213.932998.83405.6687346.5489（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 kJ/kg,从 0算起）支出热
9、量a. 生成硅酸盐耗热量： q q 0G 粉 352.29310.9530330.2611b.形成玻璃耗热量：q 347G 粉 （10.01G 气 ）kJ3470.9530（10.0120.0644 ）264.3398c.加热玻璃液到 1465耗热量：q C 玻 t 玻C 玻 0.6724.16010 4 t 玻 0.6724.61010 4 14651.3474q C 玻 t 玻 1.347414651973.9410 kJd加热逸出气体到 1465耗热量：q 0.01V 气 G 粉 C 气 t 熔式中 V 气 13.1238 G 粉 0.9530 t 熔 1465 C 气 C CO2（CO
10、 2%SO 2%）C H2OH2O%2.3266 （61.530.54）%1.82537.93%2.1363q 0.01V 气 G 粉 C 气 t 熔 0.0113.12380.95302.13631645391.4284 kJe.蒸发水分耗热量：q 2491G 粉 G 水洛阳理工学院毕业设计27q 2491G 粉 G 水 24910.95304%94.9569 kJ共计支出热量：q 支 q q q q q 330.2611264.33981973.9410391.428494.95693054.9272 kJ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 C 碎玻璃 G
11、碎玻璃 t 碎玻璃C 碎玻璃 0.75112.6510 4 360.7606q C 碎玻璃 G 碎玻璃 t 碎玻璃 0.76060.2383366.5 kJb.由粉料入窑带入的热量：q C 粉 G 粉 t 粉q C 粉 G 粉 t 粉 0.9630.95303633.0 kJ共计支出热量：q 收 q q 6.533.039.5 kJ熔化 1玻璃液在玻璃形成过程中的耗热量：qq 支 q 收 3054.927239.53015.4272 kJ4.2 燃烧计算4.2.1 烟气组成计算 51. 重油成分见下表 4-4表 4-4 重油成分 单位：质量分数（%）C H O N S A 水分 总和86.32
12、 12.26 0.55 0.20 0.15 0.02 0.50 100.02. 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 1 时，燃娆中有多余的 O2，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 O2 和未燃娆完全的 CO，窑内为中性气氛；当 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。 洛阳理工学院毕业设计28取空气过剩系数 1.2重油燃烧的计算见表 4-5 及 4-
13、6。表 4-5 重油燃料计算 单位：物质的量（mol ）所需理论空气量组成 质量百分数 物质的量N2 O2C 86.32 86.42/127.202 7.202H 12.26 12.26/26.130 3.065O 0.55 0.55/320.017 -0.009N 0.20 0.20/280.007S 0.15 0.15/320.005 0.005A 0.0210.26379/21=38.608总计 100.0 10.263表 4-6 烟气组成 单位：摩尔分数（%）烟气量成分CO2 H2O SO2 O2 N2 总量C 7.202H 6.130ON 0.007S 0.005A总计 7.202
14、6.130 0.005 38.615 51.952=1.2O2 2.053N2 7.723实际 7.202 6.130 0.005 2.053 46.338 61.728组成 11.67 9.93 0.008 3.33 75.07 100燃烧 1kg 油实际空气需求量洛阳理工学院毕业设计29V 空 10.2631.222.4/2113.137 Bm 3/kg雾化空气量：一般占实际空气量的 4%。V 雾 V 空 4%13.1374%0.525 Bm 3/kg 助燃空气量： V 助 V 空 V 雾 13.1370.52512.612 Bm 3/kg 实际烟气量V 烟 61.72822.4/1001
15、3.827 Bm 3/kg烟气密度 1.97CO2%+0.804H2O% +2.972SO2+1.251N2%0.230+0.798+0.0002+0.990+0.9392.95724.2.2 国家要求重油消耗计算重油发热值 QP81C y246H y26(O yS y)6W y 8186.3224612.26 26(0.550.15)609997.48 (kcal/kg 重油) 取 9998kcal/kg 根据国家强制执行标准：400t/d 以下 1750 kcal/kg；500700 t/d 为 1630 kcal/kg；700 t/d 以上为 1410 kcal/kg；本设计为 500
16、t/d，按照全保温结构，取每千克玻璃液耗热量为 1630kcal。则用油量：50016309998=80.52/=3.40/4.2.3 实际消耗重油计算熔窑收入热量Q（pq 玻 +k2w）/（1-k 1k2） 6 （4-2）式中 P- 每 1熔化面积每 1h 熔化的玻璃液量 kg/(m 2h)；w- 向周围空气散失的热量 167400kJ/（m 2h） ；q 玻 -玻璃形成热， 单位 kJ/kg 玻璃液；k1- 计算常数，一般为 0.20.3，本次取 0.3；洛阳理工学院毕业设计30k2-取 1.2。熔化面积 F 熔 209.1m 2 ；熔化量：500t/dP=500000/（24209.1）
17、=99.63 kg/m 2hq 玻 3015.43kJ/kg 玻璃液Q（96.633015.43+46500）/（1-0.31.2 ）=783292.643kJ熔化 1kg 玻璃液的耗热量Q24F/G 783292.6424209.1/500000=7861.75kJ/kg/单位耗油量 /（Q +Q +Q ）=7861.75/（41831.63273.016.37）油 物 介 物 油 0.188kg 重油/kg 玻璃液每天的耗油量：5000000.188=94000kg每小时的耗油量：94000/24=3916.67kg由玻璃熔窑热效率公式 热 Pq 玻 F 熔化 /（q 1q 2q 3） （4-3）式中 q1- 每小时消耗热值；q2- 重油物理热；q3- 雾化介质物理热。所以，热效率 99.633015.43209.1/（41831.6339172.113039171.007250.5251.16143917）38.08%
