ผลของลำดับการผสมวัตถุดิบต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการหลอมแก้ว

Abstract

โดยทั่วไปกระบวนการหลอมแก้วระดับอุตสาหกรรมต้องการพลังงานสูงสำหรับการเปลี่ยนแปลงจากวัตถุดิบเป็นน้ำแก้ว วัตถุประสงค์ในงานวิจัยนี้จะกล่าวถึงการพัฒนากระบวนการหลอมแก้วโซดาไลม์โดยวิธีปรับลำดับการผสมในระดับห้องปฏิบัติการ ซึ่งอาศัยกลไกของปฏิกิริยาสถานะของแข็งระหว่างทรายแก้วและโซเดียมคาร์บอเนตในช่วงแรกของการหลอม การเตรียมส่วนผสมแบบดั้งเดิมเป็นการผสมวัตถุดิบทั้งหมดภายในครั้งเดียว ในงานวิจัยนี้ต้องการปรับเปลี่ยนวิธีการเตรียมส่วนผสมให้เหมาะสมที่สุดต่อการหลอมโดยการปรับลำดับของการผสม ประกอบด้วยสองขั้นตอนการผสม ขั้นตอนแรกคือการผสมทรายแก้วและโซเดียมคาร์บอเนต จากนั้นจึงผสมวัตถุดิบที่เหลือเป็นขั้นตอนที่สอง เพื่อเปรียบเทียบและศึกษาผลของการเตรียมส่วนผสมทั้งสองวิธี ได้ทำการศึกษาสภาพและการเปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการหลอมที่อุณหภูมิตั้งแต่ 600 ถึง 1000 องศาเซลเซียส นอกจากนี้มีผลของปริมาณวัตถุดิบที่หลอมไม่หมดบนพื้นผิวซึ่งยังคงลงเหลือในสภาพผลึก ณ สภาวะที่กำหนด เพื่อเปรียบเทียบแนวโน้มประสิทธิผลในการหลอมของส่วนผสมจากการผสมสองวิธี โดยภาพถ่ายผิวหน้าและโดยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ ผลการวิจัยพบว่าการจัดลำดับการผสมเป็นวิธีการผสมที่เหมาะสมกว่า ส่งผลต่ออัตราการหลอม พื้นผิวสัมผัสที่เพิ่มขึ้นระหว่างทรายแก้วและโซเดียมคาร์บอเนตจากการผสมขั้นตอนแรกนำไปสู่การเพิ่มอัตราการหลอมของทั้งระบบ ต่างจากวิธีการเดิมที่อาจมีวัตถุดิบอื่นเป็นตัวขัดขวางการเกิดปฏิกิริยาสถานะของแข็งดังกล่าว