All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Experimental and mathematical analysis of primary glass-forming melt properties, gas evolution, and their relation with primary foam production.

Project goals

The main goal of this project is to predict the intensity and amount of primary foaming during the batch to glass conversion by the fundamental understanding of the basic physico-chemical processes occurring during melting. Primary foam develops in the later stages of the conversion process and affects not only the heat transfer to the batch and thus the melting rate and efficiency, but also, via the number of bubbles released into the melt, the quality of the final product. In this project, we will experimentally and mathematically analyze two batch melting processes, the combination of which causes primary foaming – the evolution of gases and the formation of primary glass-forming melt. Gas evolution will be characterized using thermogravimetric analysis and evolved gas analysis, while the amount and properties of the primary glass-forming melt will be characterized using X-ray diffraction, X-ray fluorescence, and leaching tests coupled with mass or atomic absorption spectrometry. From the composition of the glass-forming melt, we will calculate the glass-forming melt properties, especially viscosity, which has a dominant effect on the characteristics and stability of the primary foam. Both for the amount of released gases and for the amount and properties of the glass-forming melt, we will develop kinetic models and mathematical formulas that will allow us to predict both the foams onset and collapse temperatures, as well as the volume of evolved gases a function of temperature and the temperature history of the batch during conversion. Using these models, we will investigate parameters and strategies to limit the temperature overlap of gas evolution and primary foaming, and thus minimize foaming. These strategies will include several different methods, such as preheating the batch, its pelletization or briquetting. The effectivity of these foam minimizing strategies will be tested using a unique high-temperature observation setup.

Keywords

Transient meltEvolved Gas AnalysisViscosityBatch meltingPrimary foamingMathematical modeling

Public support

  • Provider

    Ministry of Education, Youth and Sports

  • Programme

  • Call for proposals

    SMSM2022LU001

  • Main participants

    Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemické technologie

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    MSMT - 1942/2023-2

Alternative language

  • Project name in Czech

    Experimentální a matematická analýza vlastností primární sklotvorné taveniny, vývoje plynů, a jejich vztahu k množství vyvinuté primární pěny.

  • Annotation in Czech

    Hlavním cílem tohoto projektu je řešení jedné ze základních nevyřešených otázek v oblasti termodynamiky a kinetiky tavení sklářských kmenů – jak díky porozumění základním fyzikálně-chemickým procesům predikovat intenzitu primárního pěnění při konverzi kmene na sklo. Primární pěna se vyvíjí v pozdějších fázích tohoto procesu a ovlivňuje nejen přenos tepla do kmene, a tím i rychlost a účinnost tavení, ale také kvalitu konečného produktu prostřednictvím počtu bublin uvolňovaných do taveniny. V rámci projektu proto budeme experimentálně a matematicky analyzovat dva procesy při konverzi kmene na sklo, jejichž kombinace primární pěnění způsobuje – vývoj plynných produktů a tvorbu primární sklotvorné taveniny. Vývoj plynů bude charakterizován pomocí metod termogravimetrické analýzy a analýzy uvolněných plynů, zatímco množství a vlastnosti primární sklotvorné taveniny budou charakterizovány pomocí metod rentgenové difrakce, rentgenové fluorescence, a vyluhovacích testů ve spojení s hmotnostní spektrometrií či atomovou absorpční spektrometrií. Ze složení sklotvorné taveniny vypočítáme její vlastnosti, především viskozitu, která má dominantní vliv na charakteristiky a stabilitu primární pěny (teplota počátku a konce pěnění, její množství). Budou vyvinuty kinetické modely a matematické vztahy popisující objem uvolněných plynů a množství i vlastnosti sklotvorné taveniny, které umožní predikci počátku a konce pěnění v závislosti na teplotě a teplotní historii kmene při konverzi. Pomocí těchto modelů pak budeme studovat morfologii reagujícího kmene a strategie, jak omezit teplotní překryv vývoje plynů a intervalu primárního pěnění, a tím minimalizovat množství vznikající pěny. Za tímto účelem otestujeme několik různých metod, jako například změnu jeho složení, předehřev kmene, jeho peletizaci či briketování. Účinnost těchto strategií omezujících primární pěnění bude testována pomocí unikátních modelových tavicích zařízení.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • OECD FORD - main branch

    20504 - Ceramics

  • OECD FORD - secondary branch

    20402 - Chemical process engineering

  • OECD FORD - another secondary branch

    10511 - Environmental sciences (social aspects to be 5.7)

  • CI - Industrial chemistry and chemical engineering
    DI - Pollution and air control
    DJ - Pollution and water control
    DK - Contamination and decontamination of soil including pesticides
    DL - Nuclear waste, radioactive pollution and control
    DM - Solid waste and its control, recycling
    DO - Protection of landscape
    JH - Ceramics, fire-proof materials and glass

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Mar 1, 2023

  • Realization period - end

    Dec 31, 2026

  • Project status

    B - Running multi-year project

  • Latest support payment

    Feb 7, 2024

Data delivery to CEP

  • Confidentiality

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

  • Data delivery code

    CEP25-MSM-LU-R

  • Data delivery date

    Feb 20, 2025

Finance

  • Total approved costs

    6,802 thou. CZK

  • Public financial support

    6,802 thou. CZK

  • Other public sources

    0 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK

Recognised costs

6 802 CZK thou.

Public support

6 802 CZK thou.

0%


Provider

Ministry of Education, Youth and Sports

OECD FORD

Ceramics

Solution period

01. 03. 2023 - 31. 12. 2026