Анализируя расчетные данные, можно отметить, что повышение содержания углерода при неполном его окислении увеличивает выход газовой фазы (рис. 4.3,б), что должно стимулировать процесс вспенивания пеностекла. Вероятность протекания реакции (4.16) при температуре вспенивания повышается.

Влияние среды водяных паров определялось расчетом ΔG^oT реакций восстановления Na₂SO₄ углеродом при его различной степени окисления и сравнением полученных значений с величиной ΔG^oT аналогичных реакций (4.14) — (4.16), протекающих в среде водяных паров.

Сравнение полученных данных показывает, что при неполном окислении углерода равный выход газовой фазы можно получить при меньших количествах сульфата натрия, вступающего в реакцию. Таким образом, в случае равенства кинетических параметров можно сократить время, необходимое для. проведения процесса вспенивания.

Для сравнения результатов расчета ΔG^oT реакций (4.8), (4.17), (4.18) с ранее выполненными нами расчетами реакций (4.14) — (4.16) был сделан пересчет изобарно-изотермического потенциала реакций (4.8), (4.17), (4.18) на один моль исходного Na₂SO₄. Уравнения реакций в этом случае можно представить следующим образом:

Изменение ΔG^oT этих реакций в исследуемой области температуры в зависимости от концентрации углерода изображено на рис. 4.3, а.

В восстановлении Na₂SO₄ возможно также участие водорода, образующегося как по реакции водяного газа, так и при диссоциации углеводородов, которые могут присутствовать в углеродсодержащих газообразователях. Реакции восстановления Na₂SO₄ с участием водорода представлены уравнениями:

Восстановление Nа₂SO₄ может происходить не только углеродом, но и непосредственно газовыми восстановителями. В этом процессе, происходящем в расплавленном силикатном стекле, согласно данным работ [280, 281], могут протекать следующие реакции:

Для выяснения возможности крекинга метана в интервале температур термообработки пенообразующей смеси был сделан термодинамический расчет процесса:

СН₄~2Н₂ + С (4.26)

Оценка влияния совместного присутствия водорода и окиси углерода на процесс пенообразования, дана путем термодинамического расчета реакции:

Результаты расчета ΔG°t реакций (4.23) — (4.27) изображены на рис. 4.4. Выполненные расчеты показывают большое влияние газовых восстановителей на процессы газо- и пенообразования в интервале температур спекания и подтверждают ранее сделанный нами вывод о преобладающей роли твердого углерода в процессе восстановления сульфата натрия. Наибольшей вероятностью обладает реакция с участием СН₄ (4.25), но из-за начинающегося в интервале температур 750—850 °К крекинга метана (реакция (4.26)) процесс, описанный реакцией (4.25), становится практически невозможным.

Реакции, сопровождающиеся экзотермическим эффектом, согласно работе [65], вследствие локального перегрева расплава в развивающейся силикатной пене и снижения в связи с этим его вязкости способствуют образованию неравномерной структуры пеностекла. Они возникают главным образом в смесях, приготовленных с применением углеродсодержащих газообразователей: