DE10029983A1

DE10029983A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas mit Wärmerückgewinnung

Info

Publication number: DE10029983A1
Application number: DE10029983A
Authority: DE
Inventors: Helmut Pieper
Original assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Current assignee: Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: DE10029983C2

Abstract

Beim Schmelzen und Läutern von Glas aus Schmelzgut (2) mit Beheizung durch fossile Brennstoffe und Oxidationsgase unter Verwendung von Tauchbrennern (4) und mit Wärmerückgewinnung wird das Schmelzgut (2) im Gegenstrom zu aufsteigenden Verbrennungsgasen bewegt. Einem Läuterabteil (17) mit einer Läuterbank (18) wird geschmolzenes Glas über einen Bodendurchlaß (15) zugeführt. Das feste Schmelzgut (2) wird in einem Schmelzreaktor (1) entlang eines Fallweges (H2) durch einen Schacht (3) bewegt, in dem unterhalb des Fallweges (H2) im ein Sammelvolumen (12) aus einem oberen Sammelvolumen (12a) und einem unteren Sammelvolumen (12) für aus dem Schmelzgut gebildete Schmelze erzeugt wird. Dabei wird im oberen Sammelvolumen (12a) durch die Tauchbrenner (4) eine Aufheizung, Verwirbelung und Homogenisierung der Schmelze und im unteren Sammelvolumen (12b) unterhalb der Tauchbrenner (4) und vor dem Bodendurchlaß (15) eine vertikale nach unten gerichtete Kolbenströmung der Schmelze ausgebildet. Gegebenenfalls kann dem Schmelzreaktor (1) ein durch die Abgase beheizter Trommelvorwärmer vorgeschaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen und Läutern von Glas aus Schmelzgut mit Beheizung durch fossile Brennstoffe und Oxidations gase mit mindestens 80% Sauerstoffanteil unter Verwendung von Tauch brennern, mit Wärmerückgewinnung in einem Vorwärmer, in dem das Schmelzgut mit senkrechter Bewegungskomponente im Gegenstrom zu aufsteigenden Verbrennungsgasen bewegt wird, und mit einem Läuter abteil mit einer Läuterbank, der geschmolzenes Glas über einen Boden durchlaß zugeführt wird.

Bei derartigen Verfahren wachsen die Forderungen nach niedrigen Investitions- und Betriebskosten, großer Flexibiltät hinsichtlich der Glas zusammensetzung, sehr hoher Glasqualität, niedrigem Energieverbrauch pro Mengeneinheit des erzeugten Glases und niedrigen Emissionswerten ständig an. Während die Probleme bei der Läuterung auf einer Läuterbank und dem Abstehen in einem Abstehabteil, einem sogenannten "Deep-Refi ner", bereits weitgehend gelöst werden konnten und auch umfangreiche Erfahrungen mit der Beheizung durch fossile Brennstoffe und Oxidations gase mit höheren Sauerstoffanteilen als in der Luft vorliegen, bestehen immer noch ungelöste Probleme bei der Vorwärmung und beim restlosen Aufschmelzen des Schmelzguts, das üblicherweise aus dem sogenannten Gemenge besteht, dem bis zu 80 Gewichtsprozent an Altglasscherben zugesetzt sein können.

Diese Probleme wachsen - bei vorgegebener Schmelzleistung - mit der Verringerung der Größe der Schmelzanlage und ihrer einzelnen Kompo nenten einerseits und der Erhöhung der Schmelzgeschwindigkeit anderer seits, und ihre Forderungen und Lösungsansätze stehen sich teilweise diametral entgegen.

Durch den SU-Urheberschein 414 203 ist es bekannt, unmittelbar über dem Beschickungsbereich einer Glas-Schmelzwanne auf einer Öffnung in der Ofendecke einen senkrechten Schacht anzuordnen, in dem - auf einem Rost angestaut - das Schmelzgut gelagert ist. Zwecks Ausnutzung der Abwärme der Ofenabgase wird dieser Schacht von seiner unteren Öffnung in der Ofendecke her unter direkter Wärmeabgabe an das Schmelzgut von den Flammengasen durchströmt, die nach Abkühlung in einen Schornstein entweichen. Dabei schmilzt die jeweils unterste Zone der Schüttung auf und tropft durch den Rost in die Schmelzwanne. Es ist jedoch schwierig, einen solchen Prozeß kontinuierlich zu führen, weil diese Art der Beheizung zum Verkleben und zur Brückenbildung im Schmelzgut führt.

Durch die DE 10 69 346 A ist es bekannt, über einer Beschickungsöffnung einer Glasschmelzwanne einen Schacht anzuordnen, der mit alternierend versetzen Zellenrädern ausgestattet ist, um das Schmelzgut im Gegen strom durch einen Strom von aufsteigenden Ofenabgasen zu fördern. Im Schacht findet kein Aufschmelzen statt, vielmehr muß das Schmelzgut rieselfähig bleiben. Das Aufschmelzen selbst findet in der Wanne statt. Die Beschickungsöffnung der Wanne dient dabei nicht zur Einleitung der Ofenabgase in den Schacht. Die Schachtkonstruktion ist schon wegen ihrer zahlreichen beweglichen Teile und ihrer Antriebe aufwendig.

Durch die DE 31 16 755 A1 ist es bekannt, in einem senkrechten Vorwärm schacht für loses Gemenge, Scherben, Gemische daraus o. d. gl. in Etagen kegelstumpfförmige stationäre Leitbleche anzuordnen, unter denen mit einer niedrigen Drehzahl von 0,2 bis 1 U/min. mittels einer Welle Kreisbö den gedreht werden, deren Durchmesser größer ist als die Kegelöffnun gen und von denen die Glasrohstoffe mittels Abstreifern in die jeweils darunter befindliche Etage zum nächsten Kegelstumpf gefördert werden. Die Ofenabgase werden über eine Umwegleitung von der Seite her zuge führt, und zwar mit Temperaturen zwischen 400 und 500°C. Die Gase können durch Zusatzbrenner bis auf 850°C weiter aufgeheizt werden, allerdings sollen die Glasrohstoffe nicht verkleben, sondern rieselfähig bleiben. Die Geschwindigkeit der Heizgase soll unterhalb von 0,4 m/sec. liegen, so daß eine Entmischung unterbleibt. Sowohl die Glasrohstoffe als auch das Heizgas werden auf Zick-Zack-Wegen geführt, und die Glasroh stoffe treten schließlich über einen Trichter und eine Auflaufschleuse in die Wanne ein. Diese Auflaufschleuse und der Trichter werden nicht von den Ofenabgasen durchströmt.

Bei keinem dieser bekannten Verfahren werden Tauchbrenner innerhalb des Schachtes verwendet. Außerdem offenbart keine dieser Schriften im Schmelzaggregat die Bildung eines Sammelvolumens an Schmelze, in der nacheinander eine Verwirbelung der Schmelze mit einer Homogenisierung und Aufheizung durch Tauchbrenner und die Ausbildung einer Kolbenströmung vor einem Bodendurchlaß durchgeführt werden können.

Durch die US-A-4 632 687 und die US-A-4 634 461 ist es bekannt, über der ersten von mehreren Ofenkammern einer Wanne ein rotierendes Schmelz aggregat vorzusehen, das mit einer paraboloidförmigen Innenwand und mit einer in der Decke angeordneten Energiequelle, beispielsweise einem Brenner, ausgestattet ist, um das Schmelzgut innerhalb des Schmelz aggregats aufzuschmelzen. Die Schmelze tropft dann, ohne einen Sumpf zu bilden, in freiem Fall in die darunterliegende Ofenkammer und wird im Gegenstrom durch die aus dieser Kammer aufsteigenden Verbrennungs gase weiter aufgeheizt. Zwei Schmelzkammern werden durch sogenannte Tauchbrenner beheizt, die zusammen mit Bubblern im Boden der Ofen kammern angeordnet sind. Die Brennerabgase und die Bubblergase der zweiten Ofenkammer werden jedoch nicht zum Aufheizen der Schmelze aus dem Schmelzaggregat verwendet. Es wird also zusätzliche Energie für den Brenner in dem Schmelzaggregat benötigt, und die Energieausnut zung aus den Ofenkammern ist begrenzt. Der Bauaufwand und der Energiebedarf pro Tonne Glas sind dadurch beträchtlich.

In der genannten US-A-4 634 461 ist dem Schmelzaggregat ein Trommel vorwärmer vorgeschaltet, der jedoch mit zusätzlichem Brennstoff versorgt werden muß, das dem Schmelzgut in Form von Kohle oder Kohlenstoff verbindungen zugemischt und durch Sauerstoffzufuhr verbrannt wird. Auch hier wird also zusätzlicher Brennstoff benötig. Der Bauaufwand und der Energiebedarf pro Tonne Glas sind dadurch gleichfalls beträchtlich. Außerdem besteht durch den Kohlenstoff die Gefahr, daß Kohlenstoffpar tikel in die Schmelze eingeschleppt werden, wodurch eine Braunfärbung des Glases erfolgt.

Eine ähnliche Vorrichtung mit einem Brenner in der Decke des rotierenden Schmelzaggregats und mit ähnlichen Nachteilen ist auch in der US-A-4 545 800 beschrieben, allerdings in Verbindung mit nur einer Ofenkammer, deren Boden wiederum sauerstoffbeheizte Tauchbrenner aufweist. Die Schmelze aus dem Schmelzaggregat tropft - im Gegenstrom zu den Ofenabgasen - in freiem Fall auf den Boden einer sehr flachen Zwischenkammer, auf dem sich eine schaumige Masse ausbildet, die in die einzige Ofenkammer einer Wanne abfließt. Die Tauchbrenner haben zwar die Wirkung einer intensiven Erwärmung des Wanneninhalts, zugleich aber die Wirkung einer intensiven Umwälzung der Schmelze in dieser Wanne, so daß die Gefahr besteht, daß nicht aufgeschmolzene Partikel und nicht homogenisierte Schmelze in einen Abflußkanal der Wanne übertreten, der als Läuterabteil dient, da dort die letzten Gasblasen aufsteigen sollen. Es wird also auch hierbei zusätzliche Energie für den Brenner in dem Schmelzaggregat benötigt, und die Energieausnutzung aus der Ofenkammer ist begrenzt. Der Bauaufwand und der Energiebedarf pro Tonne Glas sind dadurch gleichfalls beträchtlich. Die gleiche Schrift offenbart auch das Bauprinzip eines Tauchbrenners, wie er für den Erfin dungsgegenstand verwendet werden kann.

Auch durch die WO 99/37591 ist es bekannt, Brenner für fossile Brenn stoffe und Luft, ggf. mit angereichertem Sauerstoffanteil, in der Wanne unterhalb des Schmelzenspiegels, vorzugsweise im Wannenboden, anzu ordnen und die Brenngase durch die Glasschmelze aufsteigen zu lassen, um einen hohen Grad an Aufheizung zu erreichen. Mindestens ein Teil der Glasrohstoffe soll gleichfalls unterhalb des Schmelzenspiegels zugeführt werden, was aber die Gefahr einer Verstopfung des Zuführungsaggregats mit sich bringt. Eine Wärmerückgewinnung erfolgt dadurch, daß in der Wannendecke ein abgewinkelter Fallschacht für weitere Glasrohstoffe angeordnet ist und daß die Ofenabgase durch diesen Schacht im Gegenstrom zu den Glasrohstoffen abgeführt werden. Dies setzt aber voraus, daß die Glasrohstoffe rieselfähig bleiben. Weitere Einzelheiten über die Wechselwirkung der von oben durch die Ofendecke zugeführten Glasrohstoffe mit den Ofenabgasen offenbart diese Schrift nicht. Die gleiche Schrift offenbart auch das Bauprinzip eines Tauchbrenners, wie er für den Erfindungsgegenstand verwendet werden kann.

Keine dieser Schriften offenbart im Schmelzaggregat die Bildung eines Sammelvolumens an Schmelze, in der nacheinander eine Verwirbelung der Schmelze mit einer Homogenisierung und Aufheizung durch Tauchbrenner und die Ausbildung einer Kolbenströmung vor einem Bodendurchlaß durchgeführt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß niedrige Investitions- und Betriebskosten, hohe Glasqualität, niedriger Energieverbrauch, kleine Anlagenabmessungen und einfacher Aufbau der Anlagenkomponenten, Rationalisierung des Schmelzprozesses durch kurze Schmelz- und Verweilzeiten, niedriger Schadstoffgehalt, insbeson dere an NO_x, in den Abgasen, erzielt werden können.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß das feste Schmelzgut in einem Schmelzreak tor in freiem Fall entlang eines Fallweges durch einen Schacht bewegt wird und daß unterhalb des Fallweges im Schacht ein Sammelvolumen aus einem oberen Sammelvolumen und einem unteren Sammelvolumen für aus dem Schmelzgut gebildete Schmelze erzeugt wird, wobei im oberen Sammelvolumen durch die Tauchbrenner eine Aufheizung, Verwirbelung und Homogenisierung der Schmelze und im unteren Sammelvolumen unterhalb der Tauchbrenner und vor dem Bodendurchlaß eine vertikale, nach unten gerichtete Kolbenströmung der Schmelze mit im wesentlichen waagrechten Isothermen ausgebildet wird.

Durch die Erfindung wird die gestellte Aufgabe in vollem Umfange gelöst. Insbesondere ergeben sich folgende Vorteile: Niedrige Investitions- und Betriebskosten, hohe Glasqualität, niedriger Energieverbrauch, kleine Anlagenabmessungen und einfacher Aufbau der Anlagenkomponenten, Rationalisierung des Schmelzprozesses durch kurze Schmelz- und Ver weilzeiten, niedriger Schadstoffgehalt, insbesondere an NO_x, in den Abga sen. NO_x entsteht im Schmelzreaktor wegen der dort niedrigen Tempera turen nur in sehr geringem Maße.

Beim Erfindungsgegenstand ist die Decke des Schachtes weit vom Schmelzenspiegel entfernt, um eine große Fallhöhe und Verweilzeit des Schmelzgutes im Abgasstrom zu erzielen. Die Energiefreisetzung der Abgase der Tauchbrenner erfolgt im Glasbad, d. h. im oberen Sammel volumen oder Sumpf des Schmelzreaktors, selbst, wo es zu einem etwa 10-fachen Wärmeübergang und einer starken Durchmischung der Schmel ze mit einem sehr starken Homogenisierungseffekt im oberen Sammel volumen kommt.

Dennoch beträgt der Anteil an feuerfesten Werkstoffen im Schmelzreaktor nur einen Bruchteil dessen, was heute bei einer Regenerativwanne einge setzt werden muß. Aufgrund der Kleinheit und Dichtheit des Schmelzreak tors - es wird kein Dog-House benötigt - treten keine Leckverluste und nur kleine Wandverluste auf. Auch bei einer Kühlung des Schmelzreaktors wird nur ein kleiner Teil der Energie abgezogen, die jedoch ggf. zur Gebäude beheizung und/oder zur Trocknung des angelieferten Schmelzguts verwendet werden kann. Aufgrund von Berechnungen gemäß dem Beispiel liegt der Energiebedarf nicht über 660 kcal/kg Glas, ein Wert, der deutlich unterhalb des Energiebedarfs herkömmlicher Oxy-Fuel-Wannen liegt.

Auch kann der Redox-Zustand des Glases sehr leicht eingestellt werden, d. h. bei einer oxidierenden Einstellung der Tauchbrenner findet eine starke Oxidation der Schmelze statt. Dabei kann die Schmelztemperatur innerhalb des Schmelzreaktors knapp unterhalb der Zersetzungstemperatur von zugesetzten Läutermaterialien, beispielsweise von Sulfaten, gehalten werden, so daß die Läuterung ausschließlich im Läuterabteil bei einer beispielsweise um 100°C erhöhten Läutertemperatur durchgeführt werden kann. Die Energiemengen, die im relativ kleinen Läuterabteil noch gebraucht werden, sind somit gering, so daß auch die für den Ausgleich von Verlusten benötigten Energiemengen entsprechend gering sind.

Die Menge an Heizgas, die im Läuterabteil noch gebraucht wird, beträgt nur etwa 12% der gesamten Energiemenge, so daß - produktbezogen - auch hier nur ein sehr geringer Anteil an NO_x gebildet wird. Hinzu kommt die Tatsache, daß es sich um eine Befeuerung mit einem sehr hohen Anteil an Sauerstoff im Oxidationsgas handelt, so daß - bezogen auf die erzeug te Tonne Glas - ein NO_x-Anteil gebildet wird, der weit unter den Werten liegt, die heute mit Oxy-Fuel-Wannen erreicht werden.

Aufgrund der Tatsache, daß die gesamte Glasmenge in der Anlage wesentlich niedriger als in einer herkömmlichen Wanne ist (siehe Beispiel), ist ein Umschmelzen in einer solchen Anlage sehr schnell möglich. Der gesamte Inhalt der Anlage kann bereits in etwa 11 Stunden umgesetzt werden, so daß innerhalb eines Tages auch die Glasart gewechselt werden kann, zumal ab dem oberen Sammelvolumen eine reine Kolben strömung vorliegt. Die Investitionskosten einer derart kleinen Anlage liegen bei etwa nur der Hälfte dessen, was nach heutigen Gesichtspunkten für einer Regenerativwanne gleicher Schmelzleistung aufgewendet werden muß; sie sind damit niedriger als die Kosten einer Generalreparatur einer bestehenden Regenerativwanne.

Sofern eine zusätzliche Elektrobeheizung vorgesehen wird, kann diese im Bodendurchlaß und/oder im Riser über die gesamte Breite der Läuterbank durchgeführt werden, so daß keine zusätzlichen Investitionen entstehen. Die Abgase des Läuterabteils werden auf kürzestem Wege oberhalb des Sammelvolumens in den Schmelzreaktor eingeleitet, so daß sie zusammen mit den Flammenabgasen zur Vorwärmung des Schmelzgutes im Gegenstrom dienen.

Weitere Vorteile sind in der Detailbeschreibung aufgeführt.

Ist ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfah rens besonders vorteilhaft, wenn, entweder einzeln oder in Kombination:

- mehrere Tauchbrenner derart auf dem Umfang des Schachtes ange ordnet werden, wenn in der gesammelten Schmelze oberhalb der Tauchbrenner durch diese eine auf dem Umfang geschlossene Strömungswalze erzeugt wird,
- auf der gesammelten Schmelze eine Schicht des im freien Fall vorge wärmten festen Schmelzguts erzeugt wird, die von den Flammen gasen der Tauchbrenner durchströmt wird,
- die Schmelze aus der Kolbenströmung durch den Bodendurchlaß und einen Riser dem Läuterabteil zugeführt wird,
- die Schmelze im Läuterabteil durch mindestens einen weiteren Bren ner, der mit fossilen Brennstoffen und Oxidationsgasen mit minde stens 80% Sauerstoffanteil betrieben wird, auf Läutertemperatur aufgeheizt wird und wenn die Verbrennungsgase dieses mindestens einen Brenners dem Schmelzreaktor zum Wärmeaustausch mit dem Schmelzgut zugeführt werden, insbesondere, wenn die Verbrennungs gase aus dem Läuterabteil oberhalb der Schicht des Schmelzguts in den Schacht eingeleitet werden,
- das Schmelzgut am oberen Ende des Schachtes durch mindestens einen Rotationsteller in dem Schacht verteilt wird, insbesondere, wenn der Fallweg des Schmelzgutes durch Änderung der Drehzahl des mindestens einen Rotationstellers beeinflußt wird,
- die Abgase des Schmelzreaktors einem Staubabscheider zugeführt werden und wenn die abgeschiedenen Staubpartikel wieder dem Schmelzreaktor zugeführt werden, insbesondere, wenn die abge schiedenen Staubpartikel oberhalb der Schicht des Schmelzguts in den Schacht eingeleitet werden,
- das Schmelzgut dem Schmelzreaktor über einen rotierenden Trom melvorwärmer zugeführt wird, in dem das Schmelzgut im Gegenstrom durch die Abgase des Schmelzreaktors vorgewärmt wird,
- die Abgase aus dem Trommelvorwärmer dem Staubabscheider zugeführt werden, insbesondere wenn mindestens eine Teilmenge der Abgase des Trommelvorwärmers abgezweigt und im Kreislauf durch den Trommelvorwärmer zurückgeführt wird, und/oder, wenn
- die abgezweigte Teilmenge der Abgase des Trommelvorwärmers - vorzugsweise temperaturabhängig - geregelt wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas aus Schmelzgut mit Beheizung durch fossile Brennstoffe und Oxidationsgase mit mindestens 80% Sauerstoffanteil mit Tauchbrennern, mit einem Vorwärmer zur Wärmerückgewinnung, wobei das Schmelzgut mit senkrechter Bewegungskomponente im Gegenstrom zu aufsteigenden Verbrennungsgasen durch den Vorwärmer hindurchführbar ist, und mit einem Läuterabteil mit einer Läuterbank, der geschmolzenes Glas über einen Bodendurchlaß zuführbar ist.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe ist eine solche Vorrichtung erfindungs gemäß dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Schmelzgut in einem Schmelzreaktor in freiem Fall durch einen Schacht bewegbar ist,
b) am unteren Ende des Schachtes vor dem Bodendurchlaß ein Sam melvolumen für die Schmelze gebildet ist,
c) mehrere Tauchbrenner derart auf dem Umfang des Schachtes ange ordnet sind, daß im Sammelvolumen oberhalb der Tauchbrenner in einem oberen Sammelvolumen durch diese eine Aufheizung, Verwir belung und Homogenisierung der Schmelze und unterhalb der Tauchbrenner eine senkrechte nach unten gerichtete Kolbenströ mung der Schmelze mit im wesentlichen waagrechten Isothermen herbeiführbar ist und daß
d) das untere Ende des Schachtes über den Bodendurchlaß und einen Riser mit dem Läuterabteil verbunden ist.

Ist ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrich tung besonders vorteilhaft, wenn, entweder einzeln oder in Kombination:

- der Schacht einen verjüngten unteren Bereich besitzt, der über minde stens eine schräge Wandfläche mit dem oberen Teil des Schachtes verbunden ist, und wenn die Tauchbrenner mit schräg nach oben gerichteten Mündungen in der mindestens einen schrägen Wand fläche angeordnet sind,
- der Schacht und sein verjüngter unterer Bereich in der Horizontalen einen Kreisquerschnitt besitzen, wenn der untere Bereich über einen hohlen Kegelstumpf mit dem oberen Teil des Schachtes verbunden ist, und wenn ein Kranz von Tauchbrennern mit schräg nach oben gerichteten Mündungen in dem hohlen Kegelstumpf angeordnet ist,
- der untere Bereich des Schachtes von einer Kühleinrichtung umgeben ist,
- der untere Bereich des Schachtes innen mit einem Blechbelag aus Molybdän ausgekleidet ist, insbesondere, wenn sich zwischen dem Blechbelag aus Molybdän und einem feuerfesten Werkstoff des Schachtes ein unten offener Spalt befindet, in den Schmelze eindring bar ist,
- im Läuterabteil mindestens ein weiterer Brenner für fossile Brenn stoffe und Oxidationsgase mit mindestens 80% Sauerstoffanteil angeordnet ist, durch den die Schmelze auf Läutertemperatur aufheiz bar ist, und wenn das Läuterabteil durch eine Abgasleitung mit dem Schmelzreaktor verbunden ist, insbesondere, wenn die Abgasleitung des Läuterabteils oberhalb des Sammelvolumens in den Schacht einmündet,
- am oberen Ende des Schachtes mindestens ein Rotationsteller für die Verteilung des Schmelzgutes im Schacht angeordnet ist, insbesonde re, wenn die Drehzahl des mindestens einen Rotationstellers verän derbar ist,
- der Schmelzreaktor mit einem Staubabscheider verbunden ist, aus dem die abgeschiedenen Staubpartikel wieder dem Schmelzreaktor zuführbar sind, insbesondere, wenn der Staubabscheider als Zyklon abscheider ausgeführt ist und wenn der Ausgang des Staubabschei ders oberhalb des Sammelvolumens in den Schacht einmündet,
- dem Schmelzreaktor ein drehbarer Trommelvorwärmer vorgeschaltet ist, in dem das Schmelzgut im Gegenstrom durch die Abgase des Schmelzreaktors vorwärmbar ist, insbesondere, wenn der Trommel vorwärmer über eine Abgasleitung mit dem Staubabscheider verbun den ist.
- dem Trommelvorwärmer eine Bypass-Leitung mit einem Gebläse zugeordnet ist, durch das mindestens eine Teilmenge der Abgase abgezweigt und - vorzugsweise temperaturabhängig geregelt - im Kreislauf durch den Trommelvorwärmer zurückführbar ist.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und ihre Wirkungsweisen werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Vertikalschnitt durch ein erstes Ausführungsbei spiel mit der Einspeisung nicht vorgewärmten Schmelzguts in einen Schmelzreaktor sowie ein Teilstück eines Läuterabteils und

Fig. 2 einen teilweisen Vertikalschnitt durch ein zweites Ausführungs beispiel mit der Einspeisung vorgewärmten Schmelzguts in einen Schmelzreaktor sowie ein vollständiges Läuterabteil.

In Fig. 1 ist als Kernstück der Erfindung ein Schmelzreaktor 1 darge stellt, dessen Höhe "H1" ein Mehrfaches der maximalen Querabmessungen beträgt, so daß ein ausreichend großer Fallweg "H2" vorhanden und eine ausreichende Kontaktzeit zwischen den Abgasen und dem Schmelzgut 2 gewährleistet ist, das aus dem üblichen Gemenge, ggf. mit einem Zusatz von Altglasscherben bis zu 80 Gewichts-%, besteht. Die waagrechte Quer schnittsform kann beliebig sein, kreisförmig, quadratisch, rechteckig oder polygonal. Im vorliegenden Fall ist eine (nahezu) rotationssymmetrische Form beschrieben.

Der Schmelzreaktor 1 besitzt einen senkrechten Schacht 3, dessen unterer Bereich 3a verjüngt ausgebildet ist. Der Übergang erfolgt mittels eines hohlen Kegelstumpfes 3b, auf dessen Umfang am unteren Ende ein Kranz von - an sich bekannten - wassergekühlten Tauchbrennern 4 angeordnet ist, die mit einem Gemisch aus Brenngas und technisch reinem Sauerstoff betrieben werden und deren Mündungen unter einem Winkel von 30 bis 60 Grad, vorzugsweise von 45 Grad, nach schräg oben zeigen. Von den Tauchbrennern 4 sind nur zwei gezeigt. Diese Bauweise hat den Vorteil, daß die von den Tauchbrennern 4 erzeugten Gasblasen in größerer Ent fernung von den Innenflächen des Schachtes 3 aufsteigen, wodurch eine Erosion dieser Innenflächen durch die turbulente Glasschmelze unter drückt wird.

Der Schacht 3 ist oben durch eine kalottenförmige Decke 3c abgeschlos sen, auf deren Mitte ein Rohrstutzen 5 aufgesetzt ist. Durch dessen Mitte verläuft - nach oben abgedichtet - eine Welle 6, die an ihrem unteren Ende einen Rotationsteller 7 trägt. Ein regelbarer Antriebsmotor 8 sorgt über ein Vorgelege 9 für den Antrieb des Rotationstellers 7. Die erforderliche Wasserkühlung ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Bei Schächten mit rechteckigem Querschnitt können auch mehrere Rotationsteller in einer Reihenanordnung vorgesehen sein.

Der Schacht 3 ist von einem Stahlmantel 3d umgeben, der innen einen relativ dünnen Belag aus einem feuerfesten Werkstoff 3e trägt. Falls erforderlich, kann der untere Teil der Schachtes 3 von einer Wasser kühlung umgeben sein, die jedoch nicht dargestellt ist. Durch eine solche, insbesondere starke, Wasserkühlung kann erreicht werden, daß auf den Innenflächen des Schachtes 2 ein hochviskoser Glasfilm gebildet wird, so daß das Schmelzen "Glas-in-Glas" erfolgt. Die Kühlung erfolgt zweckmäßig bis zu einer Höhe des Schachtes 3, bis zu der ein Hochspritzen von Schmelze erfolgen kann.

Weiterhin kann im Bereich der Glasschmelze eine Innenauskleidung des Schachtes 3 mit Molybdänblech erfolgen, derart, daß durch Distanzstücke ein enger und unten offener Spalt zwischen dem Molybdänblech und dem feuerfesten Material gebildet wird. Im Betrieb steigt in diesem Spalt eine dünne, 5 bis 10 mm starke, höher viskose Glasschicht auf, die das Molyb dän vor einer Oxidation schützt. Diese Glasschicht reagiert mit dem feuer festen Material, ein Vorgang, der alsbald zum Stehen kommt und dann stabil bleibt. Durch den Stahlmantel 3d wird außerdem ein Zutritt von Sauerstoff zu den gefährdeten Bereichen weitgehend verhindert.

Das Schmelzgut 2 wird über einen Schwingförderer 10 aus einem Silo 11 durch die Seitenwand des Rohrstutzens 5 dosiert auf den Rotationsteller 7 abgeworfen. Je nach dessen Drehzahl fällt das Schmelzgut mehr oder weniger steil nach unten. Links ist der Fallweg bei niedriger Drehzahl, rechts bei relativ höherer Drehzahl dargestellt. Durch Variation der Dreh zahl kann das Schmelzgut 2 über praktisch den gesamten Innenquer schnitt des Schachtes 3 verteilt werden, und zwar auch nach einem bestimmten Verteilungsmuster. Durch Verringerung des Durchmessers des Rotationstellers 7 läßt sich auch das Zentrum des Schachtes 3 mit Schmelzgut versorgen. Auf den Rotationsteller kann ggf. verzichtet werden, wenn man eine Beschickung des Schmelzreaktors 1 nach Fig. 2 vornimmt.

Nach Erreichen eines stabilen Betriebszustandes gemäß Fig. 1 bildet sich im unteren Teil des Schachtes 3 ein Sammelvolumen 12 mit einem Schmelzenspiegel 13 aus, das sich in der Höhe in ein oberes Sammel volumen 12a und ein unteres Sammelvolumen 12b aufteilt. Die Grenze wird durch eine virtuelle waagrechte Ebene "E" gebildet, die durch alle Brenner mündungen definiert ist.

Im oberen Sammelvolumen 12a findet die sogenannte "Rauhschmelze", im unteren Sammelvolumen 12b die sogenannten "Feinschmelze" statt. Der Grundsatz hierbei lautet: Möglichst viele Brenner und Blasenfolgen und möglichst kleine Blasen. Auf dem Schmelzenspiegel 13 sammelt sich eine Schicht 14 vorgewärmten Schmelzguts in etwa gleichmäßiger Verteilung. Diese Schicht 14 wird von unten her aufgeschmolzen und von oben wieder durch neues Schmelzgut ergänzt, so daß ein kontinuierlicher Betrieb erfolgt.

Im oberen Sammelvolumen 12a entsteht durch die Wirkung der aufstei genden Verbrennungsgase, dargestellt durch zwei Blasenfolgen, eine Verwirbelung der Schmelze statt, die durch die gekrümmten Pfeile ange deutet ist. Die Verwirbelung und Turbulenz führt auch zu einer Homogeni sierung der Schmelze. Im unteren Sammelvolumen 12b entsteht hingegen eine laminare Kolbenströmung mit im wesentlichen waagrechten Isother men, was durch die senkrechten Pfeile angedeutet ist. In diesem Bereich findet auch der Rest des Lösungsprozesses der verschiedenen Glaskom ponenten statt.

Am unteren Ende des Schachtes 3 wird die Kolbenströmung in einen waagrechten Bodendurchlaß 15 und von hier in einen senkrechten Riser 16 übergeleitet, von dem sie in ein Läuterabteil 17 mit einer Läuterbank 18 übergeführt wird, in dem sich ein gegenüberliegendes Paar von Brennern 19 befindet, von denen nur einer sichtbar ist. Weitere Einzelheiten werden anhand von Fig. 2 noch näher erläutert.

Die Abgase dieser Brenner 19 werden über eine Abgasleitung 20 oberhalb der Schicht 14 des Schmelzgutes 2 in den Schacht 3 geführt, wobei sie den Vorhang von Schmelzgut 2 durchdringen. Auch die Verbrennungsgase der Tauchbrenner 4 steigen durch die Schicht 14 in den oberen Teil des Schachtes 3 auf und geben hierbei ihre Restwärme an das fallende Schmelzgut 2 ab. Alsdann treten die Verbrennungs- bzw. Abgase oberhalb des Rotationstellers 7 in den Rohrstutzen 5 ein.

Von dem Rohrstutzen 5 führt eine Abgasleitung 21 zu einem Staubabschei der 22, der als Zyklonabscheider ausgebildet ist. Die abgeschiedenen Staubpartikel, die meist eine minimale Größe von etwa 0,03 mm haben, werden über ein Fallrohr 23 einem Schneckenförderer 24 zugeführt, der die Staubpartikel oberhalb des Schmelzenspiegels 13 wieder in den Schacht 3 zurückfördert. Die von den Staubpartikeln befreiten Abgase werden durch eine Abgasleitung 25 einem Saugzug 26 zugeführt, der sie entweder in einen Kamin oder in eine Gasreinigungsanlage weiter beför dert, die beide nicht dargestellt sind.

Durch die bei Sauerstoffbetrieb entstehende geringe Abgasmenge ist die Aufwärtsbewegung der Partikel, insbesondere der kleineren Partikel, entsprechend gering; der bei weitem größere Anteil der Partikel sinkt nach unten ab. Dennoch aber ist der Anteil der kleineren Partikel im oberen Teil des Fallweges "H2" größer als im unteren Teil, und ein kleiner Teil der feinsten Partikel wird auch in den Staubabscheider 22 befördert. Dies ist jedoch kein Nachteil, denn durch die Verwirbelung im oberen Sammel volumen 12a, wird die vorübergehende Entmischung wieder kompensiert.

Ferner wird durch den Auftrieb der feineren Partikel folgender Vorteil erzielt: Es bleibt mehr Soda in der Schwebe, das durch die Abgase durchströmt wird. Dadurch werden etwaige Gaskomponenten wie Schwefeldioxid an die Soda gebunden. Dasselbe geschieht mit HCl und HF, so daß auch diese Schadstoffe wieder in die Schmelze zurückgeführt werden und sich in dem Glas lösen. Dadurch ist die Beladung der Abgase erheblich niedriger als bei konventionellen Verfahren.

Bei dem Verfahren in der Vorrichtung nach Fig. 1 kann mit maximalen Abgastemperaturen von etwa 800°C gerechnet werden, was aber ohne Belang ist, da die Schmelz- oder Klebetemperatur von Glas in dem Schmelzreaktor 1 ohne weites überschritten werden kann, ohne daß es zu Betriebsstörungen kommt.

In Fig. 2 sind gleiche Teile oder Teile mit gleicher Funktion wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. An die Läuterbank, 18 über der sich die Zone höchster Temperatur befindet, um auch die dem Schmelzgut zugefügten Läutermittel zu zersetzen, die die bisherige Temperatur belastung überstanden haben, schließt sich ein Abstehteil 27 an, das auch als "deep-refiner" bezeichnet wird. Aus diesem gelangt die geläuterte Schmelze über einen weiteren Bodendurchlaß 28 in einen Verteilerkanal 29, an den sich mehrere Vorherde anschließen, die jedoch nicht dargestellt sind. Diese Details gelten auch für die Fig. 1.

Durch die Schicht 14 von Schmelzgut 2 werden Wärme und weitere Schad stoffe absorbiert, so daß das Abgas den Schmelzreaktor mit großer Rein heit und einer relativ niedrigen Temperatur verläßt.

In weiterer Fortbildung der Erfindung besitzt der Gegenstand von Fig. 2 einen Trommelvorwärmer 30, durch den die Abgase, ausgehend von dem Rohrstutzen 5, hindurchgeleitet werden. Im Gegenstrom hierzu wird das Schmelzgut aus dem Silo 11 in den Rohrstutzen 5 gefördert. Die aus dem Trommelvorwärmer 30 austretenden Abgase werden durch eine Abgas leitung 31 dem Staubabscheider 22 zugeführt. Falls erforderlich, kann dem Trommelvorwärmer 30 eine Außenkühlung zugeordnet werden, bei spielsweise durch eine Berieselung mittels Düsenrohren. In jedem Falle ist die Temperatur der Innenfläche des Trommelvorwärmers unterhalb der Klebetemperatur des Glases zu halten, die für die meisten Gläser bei etwa 550°C liegt.

Dem Trommelvorwärmer 30 und der Abgasleitung 31 ist eine Bypass-Lei tung 32 mit einem Umwälzgebläse 33 zugeordnet, durch das eine einstell bare oder regelbare Teilmenge der Abgase im Kreislauf durch den Trom melvorwärmer 30 zurückführbar ist. Dadurch kann der thermische Wir kungsgrad weiter erhöht und die endgültige Abgastemperatur weiter abgesenkt werden. Bei dem Verfahren in der Vorrichtung nach Fig. 2 kann mit maximalen Abgastemperaturen von etwa 350°C gerechnet werden.

Die Schmelzrate ist an denjenigen Stellen am höchsten, an denen die Blasenfolgen von unten auf die Schicht 14 auftreffen. Folglich ist die flächenmäßige Schmelzgutverteilung im Schacht 3 zweckmäßig so zu wählen, daß an diesen Stellen die größte Menge pro Zeiteinheit auf die Schicht 14 auftriff, die im übrigen aber eine weitgehend konstante Dicke aufweisen sollte.

Beispiel

Bei einer Schmelzanlage nach Fig. 2 mit einem Durchsatz von 270 t/Tag an Kalk-Natron-Glas mit einem Scherbenanteil von 70% betrugen die Schmelzbadoberflächen im Schmelzreaktor 1 12,56 m² und im Läuterabteil 30,0 m². Die Flächensumme beträgt also 42,56 m² und das Flächenver hältnis etwa 1 : 2,4. Bei Stand der Technik beträgt die Flächensumme bei 270 t/Tag etwa 100 m², also mehr als das Doppelte.

Die Inhalte an Glasschmelze ergaben sich wie folgt:

Schmelzreaktor im oberen Sammelvolumen 12a	46,0 t
Schmelzreaktor im unteren Sammelvolumen 12b	8,7 t
im Bodendurchlaß 15 und Riser 16	10,0 t
über der Läuterbank 18	10,0t
im Abstehteil 27	20,7 t
gesamt	95,4 t

Der Energiebedarf war folgender:

Schmelzreaktor 1 (Tauchbrenner 4 = 720 Nm³/h *)	6.192.000 kcal/h
Läuterabteil 17 (Brenner 19 = 130 Nm³/h *)	1.118.000 kcal/h
Läuterabteil 17 (zusätzl. Elektrobeheizung: 100 kW)	86.000 Kcal/h
gesamt	7.396.000 kcal/h

*) Gas mit einem unteren Heizwert H_u = 8600 kcal/h

Rechnerisch ergab sich folgender Energiebedarf:

a) im Schmelzreaktor 1

Glasenthalpie (Schmelzwärme): 4.404.375 kcal/h
endotherme Energie: 627.750 kcal/h
zusätzlich Ausgleich der Energieverluste durch Kühlung an der Spiegellinie, Wandverluste im gesamten Sammelvolumen

12

, im oberen Teil des Schachtes und in dem Trommelvorwärmer

30

. Wegen Fehlens eines Dog-house treten im Schmelz reaktor jedoch keine weiteren Verluste auf.

b) Im Läuterabteil 17

Temperaturerhöhung um 100°C: 337.500 kcal/h
zusätzlich Ausgleich der Energieverluste durch Wandverluste, Leckverluste und Abgase. Die Abgas-Temperatur betrug 389°C, die Vorwärm temperatur des Schmelguts gleichfalls 389°C.

Der gesamte spezifische Energieverbrauch beträgt bei Volllast etwa 657 kcal/kg Glas. Zum Vergleich: Bei den heute bekannte besten Oxy- Fuel-Wannen werden etwa 720 kcal/kg Glas benötigt.

Bezugszeichenliste

1

Schmelzreaktor

2

Schmelzgut

3

Schacht

3

a unterer Bereich

3

b Kegelstumpf

3

c Decke

3

d Stahlmantel

3

e feuerfester Werkstoff

4

Tauchbrenner

5

Rohrstutzen

6

Welle

7

Rotationsteller

8

Antriebsmotor

9

Vorgelege

10

Schwingförderer

11

Silo

12

Sammelvolumen

12

a oberes Sammelvolumen

12

b unteres Sammelvolumen

13

Schmelzenspiegel

14

Schicht

15

Bodendurchlaß

16

Riser

17

Läuterabteil

18

Läuterbank

19

Brenner

20

Abgasleitung

21

Abgasleitung

22

Staubabscheider

23

Fallrohr

24

Schneckenförderer

25

Abgasleitung

26

Saugzug

27

Abstehteil

28

Bodendurchlaß

29

Verteilerkanal

30

Trommelvorwärmer

31

Abgasleitung

32

Bypass-Leitung

33

Umwälzgebläse
E Ebene
H1 Höhe
H2 Fallweg

Claims

1. Verfahren zum Schmelzen und Läutern von Glas aus Schmelzgut (2) mit Beheizung durch fossile Brennstoffe und Oxidationsgase mit mindestens 80% Sauerstoffanteil unter Verwendung von Tauchbren nern (4), mit Wärmerückgewinnung in einem Vorwärmer, in dem das Schmelzgut (2) mit senkrechter Bewegungskomponente im Gegen strom zu aufsteigenden Verbrennungsgasen bewegt wird, und mit einem Läuterabteil (17) mit einer Läuterbank (18), der geschmolze nes Glas über einen Bodendurchlaß (15) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Schmelzgut (2) in einem Schmelz reaktor (1) in freiem Fall entlang eines Fallweges (H2) durch einen Schacht (3) bewegt wird und daß unterhalb des Fallwegse (H2) im Schacht (3) ein Sammelvolumen (12) aus einem oberen Sammel volumen (12a) und einem unteren Sammelvolumen (12) für aus dem Schmelzgut gebildete Schmelze erzeugt wird, wobei im oberen Sammelvolumen (12a) durch die Tauchbrenner (4) eine Aufheizung, Verwirbelung und Homogenisierung der Schmelze und im unteren Sammelvolumen (12b) unterhalb der Tauchbrenner (4) und vor dem Bodendurchlaß (15) eine vertikale, nach unten gerichtete Kolbenströ mung der Schmelze mit im wesentlichen waagrechten Isothermen ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tauchbrenner (4) derart auf dem Umfang des Schachtes (3) ange ordnet werden, daß in der gesammelten Schmelze oberhalb der Tauchbrenner (4) durch diese eine auf dem Umfang geschlossene Strömungswalze erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gesammelten Schmelze eine Schicht (14) des im freien Fall vorge wärmten festen Schmelzguts (2) erzeugt wird, die von den Flammengasen der Tauchbrenner (4) durchströmt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze aus der Kolbenströmung durch den Bodendurchlaß (15) und einen Riser (16) dem Läuterabteil (17) zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze im Läuterabteil (17) durch mindestens einen weiteren Brenner (19), der mit fossilen Brennstoffen und Oxidationsgasen mit mindestens 80% Sauerstoffanteil betrieben wird, auf Läutertempera tur aufgeheizt wird und daß die Verbrennungsgase dieses minde stens einen Brenners (19) dem Schmelzreaktor (1) zum Wärme austausch mit dem Schmelzgut (2) zugeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsgase aus dem Läuterabteil (17) oberhalb der Schicht (14) des Schmelzguts (2) in den Schacht (3) eingeleitet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgut (2) am oberen Ende des Schachtes (3) durch minde stens einen Rotationsteller (7) in dem Schacht (3) verteilt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallweg des Schmelzgutes (2) durch Änderung der Drehzahl des mindestens einen Rotationstellers (7) beeinflußt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Schmelzreaktors (1) einem Staubabscheider (22) zugeführt werden und daß die abgeschiedenen Staubpartikel wieder dem Schmelzreaktor (1) zugeführt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Staubpartikel oberhalb der Schicht (14) des Schmelzguts (2) in den Schacht (3) eingeleitet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzgut (2) dem Schmelzreaktor (1) über einen rotierenden Trommelvorwärmer (30) zugeführt wird, in dem das Schmelzgut (2) im Gegenstrom durch die Abgase des Schmelzreaktors (1) vorge wärmt wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase aus dem Trommelvorwärmer (30) dem Staubab scheider (22) zugeführt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens eine Teilmenge der Abgase des Trommelvorwärmers (30) abgezweigt und im Kreislauf durch den Trommelvorwärmer (30) zurückgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezweigte Teilmenge der Abgase des Trommelvorwärmers (30) geregelt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der abgezweigten Teilmenge temperaturabhängig durch geführt wird.

16. Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas aus Schmelzgut (2) mit Beheizung durch fossile Brennstoffe und Oxidationsgase mit mindestens 80% Sauerstoffanteil mit Tauchbrennern (4), mit einem Vorwärmer zur Wärmerückgewinnung, wobei das Schmelzgut (2) mit senkrechter Bewegungskomponente im Gegenstrom zu aufstei genden Verbrennungsgasen durch den Vorwärmer hindurchführbar ist, und mit einem Läuterabteil (17) mit einer Läuterbank (18), der geschmolzenes Glas über einen Bodendurchlaß (15) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Schmelzgut (2) in einem Schmelzreaktor (1) in freiem Fall durch einen Schacht (3) bewegbar ist,
b) am unteren Ende des Schachtes (3) vor dem Bodendurchlaß (15) ein Sammelvolumen (12) für die Schmelze gebildet ist,
c) mehrere Tauchbrenner (4) derart auf dem Umfang des Schachtes (3) angeordnet sind, daß im Sammelvolumen (12) oberhalb der Tauchbrenner (4) in einem oberen Sammelvolu men (12a) durch diese eine Aufheizung, Verwirbelung und Homogenisierung der Schmelze und unterhalb der Tauchbren ner (4) eine senkrechte nach unten gerichtete Kolbenströmung der Schmelze mit im wesentlichen waagrechten Isothermen herbeiführbar ist und daß
d) das untere Ende des Schachtes (3) über den Bodendurchlaß (15) und einen Riser (16) mit dem Läuterabteil (17) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (3) einen verjüngten unteren Bereich (3a) besitzt, der über mindestens eine schräge Wandfläche mit dem oberen Teil des Schachtes (3) verbunden ist, und daß die Tauchbrenner (4) mit schräg nach oben gerichteten Mündungen in der mindestens einen schrägen Wandfläche angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schacht (3) und sein verjüngter unterer Bereich (3a) in der Horizon talen einen Kreisquerschnitt besitzen, daß der untere Bereich (3a) über einen hohlen Kegelstumpf (3b) mit dem oberen Teil des Schachtes (3) verbunden ist, und daß ein Kranz von Tauchbrennern (4) mit schräg nach oben gerichteten Mündungen in dem hohlen Kegelstumpf (3b) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des Schachtes (3) von einer Kühleinrichtung umgeben ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des Schachtes (3) innen mit einem Blechbelag aus Molybdän ausgekleidet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Blechbelag aus Molybdän und einem feuerfesten Werkstoff (3e) des Schachtes (3) ein unten offener Spalt befindet, in den Schmelze eindringbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Läuterabteil (17) mindestens ein weiterer Brenner (19) für fossile Brennstoffe und Oxidationsgase mit mindestens 80% Sauerstoff anteil angeordnet ist, durch den die Schmelze auf Läutertemperatur aufheizbar ist, und daß das Läuterabteil (18) durch eine Abgas leitung (20) mit dem Schmelzreaktor (1) verbunden ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (20) des Läuterabteils (17) oberhalb des Sammel volumens (12) in den Schacht (3) einmündet.

24. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Schachtes (3) mindestens ein Rotationsteller (7) für die Verteilung des Schmelzgutes im Schacht (3) angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des mindestens einen Rotationstellers (7) veränderbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzreaktor (1) mit einem Staubabscheider (22) verbunden ist, aus dem die abgeschiedenen Staubpartikel wieder dem Schmelz reaktor (1) zuführbar sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubabscheider (22) als Zyklonabscheider ausgeführt ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Staubabscheiders (22) oberhalb des Sammel volumens (12) in den Schacht (3) einmündet.

29. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schmelzreaktor (1) ein drehbarer Trommelvorwärmer (30) vorge schaltet ist, in dem das Schmelzgut (2) im Gegenstrom durch die Abgase des Schmelzreaktors (1) vorwärmbar ist.

30. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 29, dadurch gekenn zeichnet, daß der Trommelvorwärmer (22) über eine Abgasleitung (31) mit dem Staubabscheider (22) verbunden ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß dem Trommelvorwärmer (30) eine Bypass-Leitung (32) mit einem Gebläse (33) zugeordnet ist, durch das mindestens eine Teilmenge der Abgase abgezweigt und im Kreislauf durch den Trommelvorwär mer (30) zurückführbar ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezweigte Teilmenge der Abgase des Trommelvorwärmers (30) regelbar ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die abgezweigte Teilmenge der Abgase temperaturabhängig regelbar ist.