DE69501570T2

DE69501570T2 - Poröse Düse, die nicht verschmutzt

Info

Publication number: DE69501570T2
Application number: DE69501570T
Authority: DE
Inventors: Zhiyou Du; Hisashi Kobayashi; Steve Leslie Slader; William Joseph Snyder
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2015-06-21
Also published as: US5575636A; EP0689009A1; CN1113188C; KR100209566B1; DE69501570D1; JPH085028A; BR9502863A; ES2111991T3; KR960000313A; EP0689009B1; CA2152200A1; CN1124341A; CA2152200C

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Düsen und erweist sich für die Injektion von Hochgeschwindigkeitsgas in eine Verbrennungszone als besonders nützlich.

Hintergrund der Erfindung

Jüngere Ansätze in der Verbrennungstechnik haben die Anwendung der Hochgeschwindigkeitsgasinjektion in eine Verbrennungszone zur Durchffihrung der Verbrennung mit einer reduzierten Erzeugung von Stickoxiden (NOx) verwendet. Zur Erreichung der hohen Geschwindigkeiten werden dabei Düsen mit relativ kleinen Durchmessem verwendet. Die hohen Gasgeschwindigkeiten verursachen ein Ansaugen oder Einleiten der Ofengase in das Hochgeschwindigkeitsgas, was ein Abschwächen der NOx-Erzeugung bewirkt.
Ein mit der Hochgeschwindigkeitsgasinjektion in eine Verbrennungszone verbundenes Problem besteht darin, daß der Werkstoff in der Verbrennungszone, der teilchenförmige Stoffe und kondensierbare Dämpfe aufweisen kann, ein Verschmutzen und Korrodieren der mit kleinen Öffnungen versehenen Düsen bewirkt, wenn der Werkstoff der Verbrennungszone mit der Düse in Kontakt kommt. Weiterhin fällt die Temperatur der Ofengase recht hoch aus, und zwar um etwa 1000 ºF oder mehr, wodurch das Verschmutzungs- und Korrosionsproblem verschärft wird. Dieses Problem wird besonders ernsthaft, wenn die Ofentemperatur 2200 ºF überschreitet. Die Verschmutzung bewirkt ein Umleiten der aus den Düsen austretenden Gasstrahlen und eine ungenügende Hitzezufuhr zu der Beladung und erfordert weiterhin eine regelmäßige Wartung, die teuer ist und die Ofenproduktion unterbricht.
Eine Möglichkeit zum Umgang mit diesem Problem bestand darin, die Düse mit einer großen Menge an Wasser zu kühlen, um eine Hochtemperaturkorrosion oder ein Schmelzen zu vermeiden. Allerdings fällt das Betreiben eines Wasserkühlsystems komplex aus und begegnet dort nicht dem Verschmutzungsproblem, wo die Ofenatmosphäre einen hohen Partikelgehalt aufweist. Darüber hinaus kann eine Wasserkühlung die Korrosions- und Verschmutzungsprobleme verschärfen, wenn die Ofenatmosphäre kondensierbare Dämpfe enthält.
Es ist bekannt, daß die Temperatureinwirkungen auf eine Düse durch ein Zurückversetzen der Düse in eine mit einer Verbrennungszone in Verbindung stehenden Vertiefung abgemildert werden können. Für das Erreichen eines signifikant nützlichen Effekts ist allerdings eine relativ große Zurückversetzung notwendig. Bei der Hochgeschwindigkeitsgasinjektion kann sich eine derart große Zurückversetzung nachteilig auswirken, da eine große Menge an korrodierendem Ofengas in die Vertiefung angezogen werden kann. Darüber hinaus führt dies zu einer Reduzierung der Geschwindigkeit des Gasstrahls. Obgleich damit temperaturverursachte Schäden an der Düse vermieden werden, wird dieser Vorteil durch die gesteigerten Schäden konterkariert, die durch den Kontakt der Düse mit dem in die Vertiefung gezogenen korrosiven Ofengas verursacht werden.
Bekannt ist, daß die Düsenverschmutzung durch die Bereitstellung eines ringförmigen Gasdurchflusses an der Düsenstirnseite verringert werden kann. Der ringförmige Gasdurchfluß dient dazu, eine Kontaktherstellung der Ofengase und aus Partikeln bestehenden Stoffe mit der Düse zu verhindern, und insbesondere in dem Fall, wenn die Düse in einer mit der Hauptverbrennungszone in Verbindung stehenden Vertiefüng zurückversetzt ist. Allerdings erweist sich eine derartige Anordnung als sehr empfindlich bezüglich der Konzentrizität der Düse. So verändern beispielsweise durch eine Düsenbewegung verursachte kleine Veränderungen, eine ungenügend zentrierte Düse, ein ungleichmäßiger Verschleiß des feuerfesten Materials oder ein ungleichmäßiger Werkstoffzuwachs in einer Brenneröffnung oder einer Vertiefling den ringtörmigen Gasdurchfluß in signifikantem Ausmaß und können zu einem ungenügenden Schutz der Düse führen.
Dementsprechend besteht einer Aufgabe dieser Erfindung in der Bereitstellung einer Düse, die in einem Gasinjektionssystem verwendet werden kann und welche eine effektive Gasinjektion mit einem verringerten Grad an beispielsweise durch den Kontakt des Werkstoffes der Verbrennungszone mit der Düse verursachten Verschmutzung bewerkstelligt.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Injizieren von Gas in eine Aufnahmezone wie z.B. eine Verbrennungszone, während das Ausmaß der beispielsweise von dem Werkstoff der Verbrennungszone verursachten Düsenverschmutzung verringert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die oben erwähnten und anhand dieser Offenbarung deutlich werdenden Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung bewerkstelligt. Ein Aspekt der Erfindung ist:
Eine Düse mit einem vorderen Abschniff mit einer Länge und einer Stirnseite, einem zur Aufnahme von Gas geeigneten hinteren Abschnitt, und mindestens einem zum Durchlassen von einem ersten Teil des Gases durch die Länge hindurch geeigneten Durchlaß, wobei der vordere Abschnitt einen porösen Werkstoff aufweist, der einem zweiten Teil des Gases einen Durchtritt durch den porösen Werkstoff und aus der Düse heraus über die Stirnseite erlaubt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist:
Ein Verfahren zum Injizieren von Gas in eine Aufnahmezone, wobei
(A) eine Düse mit einem Abschnitt mit einer Länge und einer Stirnseite, sowie mit einem Durchlaß durch die Länge bereitgestellt wird, wobei der Abschnitt einen porösen Werkstoff aufweist;
(B) ein erster Teil von Gas durch den Durchlaß und in die Aufnahmezone geleitet wird; und
(C) ein zweiter Teil von Gas durch den porösen Werkstoff und in die Aufnahmezone an der Stirnseite geleitet wird.
Wie im folgenden verwendet, bezieht sich der Begriff "Ofengase" auf Gase, die typischerweise in einem Ofen vorhanden sind, wie z.B. Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserdampf, Stickstoff, Sauerstoff und nicht verbrannter Brennstoff, und kondensierbare Dämpfe wie Natriumarten und säurehaltige Dämpfe.
Wie im folgenden verwendet, bezieht sich der Begriff "Werkstoff der Verbrennungszone" auf einen Werkstoff in einem Ofen, der durch Fluide wie z.B. Ofengase und teilchenförmige Stoffe transportiert werden kann. Beispiele für teilchenförmige Stoffe sind Glasgemengewerkstoffe und aus der Verbrennung von Kohle stammende Asche.
Wie im folgenden verwendet, bezieht sich der Begriff "Verbrennungszone" auf ein Raumvolumen, welches den Werkstoff der Verbrennungszone enthält und in dem mindestens ein Teil der Verbrennung durchgeführt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

FIG. 1 ist eine Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Düse dieser Erfindung.
FIG. 2 ist eine weitere Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei der poröse Werkstoff in einem nicht-porösen Werkstoff ummantelt ist.
FIG. 3 ist eine weitere Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zwei verschiedene Arten von porösem Werkstoff verwendet.
FIG. 4 ist eine weitere Querschnittsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die ein Rohr zur Steuerung der Gasdurchflußrichtung verwendet.
FIG. 5 ist eine graphische Darstellung der mit der Erfindung zu erreichenden verbesserten Ergebnisse im Vergleich zu den Ergebnissen unter Einsatz einer konventionellen Düse.

Ausführliche Beschreibung

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Bezugnehmend auf FIG. 1 weist eine Düse 1 einen vorderen Abschnitt 2 mit einer Länge L und eine Stirnseite 3 auf. Die Düse 1 kann von zylindrischer oder jeder anderer wirksamer Form sein, beispielsweise von einer Form mit elliptischem Querschnitt. Mindestens ein Durchlaß 4 führt durch die Länge des Düsenkopfs oder vorderen Abschnitts 2. Im allgemeinen sind die Durchlässe von zylindrischer Form. Vorzugsweise benutzt die Erfindung einen Durchlaß 4, obgleich sie auch eine Mehrzahl von Durchlässen 4 wie von 2 bis 8 Durchlässen verwenden kann.
Der Abschnitt 2 weist einen porösen Werkstoff 11 auf. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "poröser Werkstoff" auf einen Werkstoff, der verbundene Poren enthält und einen Gasdurchfluß ermöglicht, und beinhaltet aus gesinterten Partikeln gefertigte Werkstoffe und wabenähnliche Strukturen, die gerade Kanäle enthalten.
Der poröse Werkstoff ist im allgemeinen ein poröser keramischer Werkstoff oder poröses, z.B. gesintertes Metall, oder wabenähnliche Werkstoffe. Die Beispiele für den porösen Werkstoff, der bei der Anwendung dieser Erfindung verwendet werden kann, beinhalten teilweise stabilisiertes Zirkonoxid, teilweise stabilisiertes Aluminiumoxid und Zirkonoxid, Cordierit, Mullit, phosphatgebundenes Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, gesintertes Aluminium, gesintertes Siliziumkarbid, gesintertes Messing, gesinterte Bronze und gesinterten rostfreien Stahl.
Der Durchlaß 4 weist einen Durchmesser d&sub1; auf, der allgemein im Bereich von 0,0625 bis 254 mm (1/16 inch bis 10 inch) liegt. Bei der Verwendung von mehr als einem Durchlaß bezieht sich d&sub1; auf den äquivalenten Durchmesser eines einzigen Durchlasses, der die gleiche Querschnittsfläche wie die Summe der Flächen aller derartiger Durchlässe aufweist. Die Düsenstirnseite 3 verfügt über einen Durchmesser d&sub2;. Im allgemeinen liegt das Verhältnis d&sub1;/d&sub2; im Bereich von 0,05 bis 0,8. Durch das Verändern des Verhältnisses von d&sub1; zu d&sub2; kann der Prozentsatz des gesamten durch den porösen Werkstoff geleiteten Gases verändert werden.
Die Düse 1 weist weiterhin einen Basis- oder hinteren Abschnitt 5 auf, der im allgemeinen aus einem Metall wie rostfreiem Stahl gefertigt ist. Der hintere Abschnitt 5 ist zur Aufnahme von Gas ausgelegt und steht mit einer Gasquelle in Verbindung. Typischerweise erfolgt diese Verbindung durch Schraubengewinde 6. Die Düse kann im Inneren einer Aufnahmezone wie einer Verbrennungszone oder bündig mit der Wand der Verbrennungszone angeordnet werden, in eine Einbauöffnung zurückversetzt werden oder in einer Einbauöffnung gesichert werden, welche mit der Aufnahme- oder Verbrennungszone in Verbindung steht. Zum Zwecke dieser Erfindung wird in diesen letzteren Fällen die Einbauöffnung als ein Teil der Aufnahme- oder Verbrennungszone betrachtet.
Im Betrieb wird Gas aus einer Gasquelle in den hinteren Düsenabschnitt geleitet, wie durch die Pfeile 7 veranschaulicht. Das Gas kann entweder Brennstoff oder Oxidationsmittel sein. Das Oxidationsmittel kann wiederum aus Luft oder einem die Sauerstoffkonzentration von Luft übersteigendem Fluid bestehen wie kommerziell verfügbarer reiner Sauerstoff. Als Beispiele für Brennstoff seien Methan, Propan und Wasserstoff genannt.
Die Erfindung kann auch zum Injizieren von anderen Gasen verwendet werden, beispielsweise zum Injizieren von Stickstoff oder Argon oder Kohlendioxid in eine Umgebung beispielsweise zum Zwecke des Inertierens, des Schutzes oder der Wärmebehandlung.
Ein erster Teil des in den hinteren Düsenabschnitt eintretenden Gases fließt durch den vorderen Düsenabschnitt durch den Durchlaß (die Durchlässe) 4 und ein zweiter Teil des in den hinteren Düsenabschnitt eintretenden Gases fließt durch den porösen Werkstoff des vorderen Abschnitts 2. Typischerweise fließen 15 bis 98 Prozent des Gases, das durch die Düse tritt, durch den Durchlaß (die Durchlässe) 4 und 2 bis 85 Prozent des Gases werden durch den porösen Werkstoff geleitet. Vorzugsweise fließen 10 bis 65 Prozent des Gases durch den porösen Werkstoff. Die Durchflußrate des durch den porösen Werkstoffabschnitt durchtretenden Gases liegt allgemein im Bereich von 10 bis 100.000 standard Kubikfuß pro Stunde (1 Fuß = 0,305 m). Es ist anzunehmen, daß die Erfindung bei dem Injizieren von Gas in eine Verbrennungszone den größten Nutzen aufweist, weshalb die Anwendung der Erfindung in diesem Kontext ausführlicher beschrieben werden wird.
Das durch den Durchlaß (die Durchlässe) 4 durchtretende Gas fließt dann, wie durch die Pfeile 8 veranschaulicht, mit einer Geschwindigkeit in eine Verbrennungszone 9, die im allgemeinen mehr als 100 Fuß pro Sekunde (fps) beträgt, obgleich jede effiziente Geschwindigkeit zur Anwendung kommen kann. Das restliche Gas fließt durch den porösen Werkstoff des vorderen Abschnitts 2, wie durch die Pfeile veranschaulicht, und mindestens ein Teil dieses Restgases tritt aus der Düse 1 über der Stirnseite 3 aus, wie von den Pfeilen 10 gezeigt. In der in der FIG. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung tritt ein Teil dieses Restgases durch die Seiten des porösen Abschnitts aus.
Das durch den porösen Werkstoff und in die Verbrennungszone fließende Gas dient dazu, den Werkstoff der Verbrennungszone von dem Verschmutzen der Düse abzuhalten. Die Düse könnte beispielsweise verschmutzt werden, indem mindestens ein wesentlicher Teil des Durchlasses 4 durch die Kondensierung der kondensierbaren Dämpfen oder durch den Aufbau von teilchenförmigen Stoffen verstopft wird. Weitere Beispiele für eine Verschmutzung beinhalten eine Korrosion oder andere Störung, hervorgerufen durch den heißen oder anderweitig schädlichen Werkstoff der Verbrennungszone.
Die FIGN. 2-4 stellen weitere Ausführungsformen der Erfindung dar. Die Bezugszeichen in diesen Figuren sind für die allgemeinen Elemente der Erfindung, die nicht noch einmal ausführlich beschrieben werden, die gleichen.
Bezugnehmend auf FIG. 2 wird eine weitere Ausführungsform des Kopf- oder vorderen Abschnitts der Düse dieser Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der poröse Werkstoff 11 der Länge nach ummantelt und in einem Mantel 12 aus festem Material wie einem festen konventionellen feuerfesten Aluminiumoxid-Zirkonoxid-Siliziumoxid (AZS)-Werkstoff) zurückversetzt. Diese ummantelte Ausführungsform erweist sich als nützlich, wenn der poröse Werkstoff keine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, um den besonders rauhen Umweltbedingungen zu widerstehen, denen er ausgesetzt sein kann.
FIG. 3 stellt eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu der in FIG. 2 dargestellten Form dar, in der der poröse Abschnitt mindestens teilweise von einem festen Material 12 ummantelt ist. Die in FIG. 3 gezeigte Ausführungsform verwendet zwei verschiedene poröse Werkstoffe, namentlich einen monolithischen keramischen Werkstoff 13 und porösen gesinterten rostfreien Stahl 14. Ein monolithischer keramischer Werkstoff ähnelt einem dicht gepackten Bündel Strohhalme. Somit wird ein Gasdurchfluß in einer einzigen Richtung erzwungen. Mit dem porösen keramischen Werkstoff kann das Gas nahezu in jede Richtung fließen, vorausgesetzt, daß nichts den Durchfluß einschränkt.
FIG. 4 stellt eine Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu der in FIG. 1 gezeigten dar. Diese Ausführungsform weist weiterhin ein Rohr 15 auf, das sich über den Durchlaß 4 hinaus in die Basis oder den hinteren Abschnitt 5 der Düse erstreckt. Durch die Verwendung des Zentralrohrs 15 kann die Aufteilung des Gasdurchflusses zwischen dem Zentraldurchlaß 4 und dem porösen Werkstoff gesteuert werden, ohne die Abmessungen des Kopfbereichs der Düse aus porösem Werkstoff oder die Permeabilität des Kopfbereichs zu verändern.
Diese Erfindung bewerkstelligt eine adäquate Verhinderung des Ansammelns von kondensierbaren Stoffen auf dem Kopf der Düse und verhindert dadurch dessen Verschmutzen oder Verstopfen. Erreicht wird dies durch das Durchleiten eines Teils des Verfahrensgases durch die Düsenstirnseite. Bei einer gegebenen Gasdurchflußrate sind der durch den Durchlaß (die Durchlässe) fließende Teil und der durch den porösen Abschnitt fließende Teil voneinander nicht unabhängig. Beide Durchflüsse können basierend auf dem Verhältnis der porösen Düsenfläche zu der Fläche des/der Durchlasses/Durchlässe bestimmt werden. Je größer der Durchfluß durch den porösen Werkstoff, um so besser fällt der Schutz der Düse aus. Die impulsgemittelte Geschwindigkeit des von der Düse abgegebenen Gases kann zum Erreichen einer geringen NOx-Emission optimiert werden. Bei einer gegebenen Gasdurchflußrate und gegebenen Düsenabmessungen kann die poröse Düse die impulsgemiffelte Geschwindigkeit bei einem spezifischen Verhältnis von d&sub1; zu d&sub2; maximieren. Der Umstand, daß ein Gasdurchfluß von der porösen Düse selbst verwendet wird, um ein Verstopfen oder Verschmutzen der Düse zu verhindern, und der Umstand, daß das erreichbare Ausmaß der Reinigung oder der Schutzes bei der Auslegung der Düse berücksichtigt werden kann, stellt einen wichtigen Vorteil dieser Erfindung dar.
Obwohl die poröse Düse dieser Erfindung hauptsächlich ausgelegt ist, ein Verschmutzen der Düse als Teil des Brennersystems zu verhindern, weist sie weitere Eigenschaften auf. Beispielsweise erzeugt sie während des Betriebs nur wenig NOx, sie benötigt keine Wasserkühlung und keinen sehr hohen Druck für den Gasfluß, und sie ist sehr einfach aufzubauen.
Wie oben erläutert, besteht ein Hauptproblem konventioneller Düsen in dem hohen Verschmutzungsgrad infolge eines geringen Ausmaßes an Exzentrizität, wenn die Düse in einer Ofeneinbauöffnung verwendet wird. Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen dazu, die Effektivität der Erfindung bei der Beseitigung dieses Problems darzustellen. Die Ergebnisse sind in FIG. 5 graphisch dargestellt, wobei ebenfalls ein Beispiel einer Exzentrizität (e) wiedergegeben ist. Die Beispiele sind aus illustrativen Gründen gezeigt und beabsichtigen keine Einschränkung des Erfindungsrahmens.
Eine Düse ähnlich zu der in FIG. 4 dargestellten mit Ausnahme des Zentralrohrs 15 wurde bei den Überprüfungen verwendet, wobei sie in einem Rohr mit einem Durchmesser von 2,125 inch (ca. 53,9 mm) um einen Rohrdurchmesser zurückversetzt angeordnet und zum Injizieren von Stickstoffgas von dem Rohr in die Atmosphäre verwendet wurde. Die Sauerstoffkonzentration an der Düsenstirnseite wurde gemessen und zur Anzeige verwendet, wie gut die Düse die Umgebungsgase, d.h. im allgemeinen Ofengase, in diesen Überprüfungen jedoch Luft, von der Düsenstirnseite entfernt halten konnte. Je geringer die Sauerstoffkonzentration, um so wirksamer erwies sich die Düse hinsichtlich der Fähigkeit, die Stimseite frei von Gasen der Außenseite zu halten. Die Düse verfügte über einen Außendurchmesser von 1,875 inch (ca. 47,6 mm) und eine vordere Abschniffslänge von 1,0 inch (25,4 mm). Sie wies einen Zentraldurchlaß mit einem Durchmesser von 0,5 inch (12,7 mm) auf. Der poröse Abschnitt bestand aus monolithischem Cordierit mit einer Porengröße von etwa 1 Millimeter. Stickstoffgas trat mit einer Durchflußrate von 1000 scfh (scfh = standard Kubikfuß pro Stunde, 1 Fuß = 0,305 m) in die Düse. Etwa 40 Prozent dieses Gases flossen durch den Zentraldurchlaß und etwa 60 Prozent flossen durch die Poren des porösen Abschnitts. Das Gas trat mit einer Geschwindigkeit von 80 fps (Fuß pro Sekunde, 1 Fuß = 0,305 m) durch den Zentraldurchlaß. Zusätzlich trat ein ringförmiger Durchfluß an Stickstoffgas mit einer Durchflußrate von 165 scfh durch den Ringraum zwischen der Düse und der inneren Rohrwand. Die Sauerstoffkonzentrationsmessungen erfolgten, indem die Düse innerhalb des Rohrs und an vier Positionen außerhalb der Rohrmitte ausgerichtet wurde. Die Ergebnisse sind in der FIG. 5 als Linie A wiedergegeben.
Ein ähnliches Verfahren wurde mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Düse ein Zentralrohr wie das in FIG. 4 gezeigte Rohr 15 aufwies. In diesem Fall traten etwa 50 Prozent des Gases durch den Zentraldurchlaß und etwa 50 Prozent traten durch den porösen Abschnitt. Die Geschwindigkeit des durch den Zentraldurchlaß fließenden Gases betrug 140 fps (1 Fuß = 0,305 m). Die Ergebnisse sind in der FIG. 5 als Linie B wiedergegeben.
Zu Vergleichszwecken wurde ein ähnliches Verfahren ohne die Verwendung der Erfindung durchgeführt, das heißt, die Düse wies einen konventionellen festen Abschnitt anstelle des porösen Abschnitts der Erfindung auf. Die Geschwindigkeit des durch den Zentraldurchlaß fließenden Gases betrug 204 fps (1 Fuß = 0,305 m). Der ringförmige Stickstoffdurchfluß wurde auf 965 scfh (1 Fuß = 0,305 m) angehoben, d.h. auf etwa das Sechsfache, verglichen mit dem Beispiel der Erfindung, um einen angemessenen Reinigungspegel zu bewerkstelligen. Die Ergebnisse sind in der FIG. 5 als Linie C wiedergegeben.
Wie die in FIG. 5 dargestellten Ergebnisse klar zeigen, löst die Erfindung das Problem des Vorhandenseins von Hochofengas an der Düsenstirnseite, wenn die Düse in einer Brennereinbauöffnung zurückversetzt ist und vollständig symmetrische Durchflußbedingungen nicht vorliegen.

Claims

1. Düse mit einem vorderen Abschnitt mit einer Länge und einer Stirnseite, einem zur Aufnahme von Gas geeigneten hinteren Abschnitt, und mindestens einem zum Durchlassen von einem ersten Teil des Gases durch die Länge hindurch geeigneten Durchlaß, wobei der vordere Abschnitt einen porösen Werkstoff aufweist, der einem zweiten Teil des Gases einen Durchtritt durch den porösen Werkstoff und aus der Düse heraus über die Stirnseite erlaubt.

2. Düse nach Anspruch 1, wobei der poröse Werkstoff über seine Länge mit einem nicht-porösen Werkstoff ummantelt ist.

3. Düse nach Anspruch 1, wobei der poröse Werkstoff einen keramischen Werkstoff aufweist.

4. Düse nach Anspruch 1, wobei der poröse Werkstoff Metall aufweist.

5. Düse nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Durchmessers des Durchlasses (der Durchlässe) zu dem Durchlaß der Stimseite im Bereich von 0,05 bis 0,8 liegt.

6. Düse nach Anspruch 1, wobei der poröse Werkstoff einen monolithischen keramischen Werkstoff aufweist.

7. Düse nach Anspruch 1, wobei der poröse Werkstoff einen monolithischen keramischen Werkstoff und gesintertes Metall aufweist.

8. Düse nach Anspruch 1 mit einem einzelnen Durchlaß und ferner versehen mit einem sich entlang dem Durchlaß durch den vorderen Abschnitt und in den hinteren Abschnitt hinein erstreckenden Rohr.

9. Verfahren zum Injizieren von Gas in eine Aufnahmezone, wobei

(A) eine Düse mit einem Abschnitt mit einer Länge und einer Stimseite, sowie mit einem Durchlaß durch die Länge bereitgestellt wird, wobei der Abschnitt einen porösen Werkstoff aufweist;

(B) ein erster Teil von Gas durch den Durchlaß und in die Aufnahmezone geleitet wird;

(C) ein zweiter Teil von Gas durch den porösen Werkstoff und in die Aufnahmezone an der Stirnseite geleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Aufnahmezone eine Verbrennungszone ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gas Sauerstoff ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gas Stickstoff ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gas Argon ist.

14. Verfahren nach Anspruch 9 wobei das Gas Kohlendioxid ist.

15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gas Brennstoff ist.

16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Gas zusätzlich entlang der Länge des Abschnitts aus porösem Werkstoff aus dem porösen Werkstoff heraus austritt.

17. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwischen 2 und 85 % des gesamten von der Düse in die Aufnahmezone geleiteten Gases durch den porösen Werkstoff hindurchtreten.

18. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwischen 10 und 65 % des gesamten von der Düse in die Aufnahmezone geleiteten Gases durch den porösen Werkstoff hindurchtreten.

19. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Durchflußrate des durch den porösen Werkstoff geleiteten Gases zwischen 10 und 100000 standard Kubikfuß pro Stunde beträgt (1 Fuß³ = (0,305 m)³).

20. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Geschwindigkeit des von dem Durchlaß (den Durchlässen) in den Aufnahmeraum geleiteten Gases mindestens 100 Fuß/s (30,5 m/s) beträgt.