DE69506714T2

DE69506714T2 - Druckreduziersystem und -verfahren

Info

Publication number: DE69506714T2
Application number: DE69506714T
Authority: DE
Inventors: John Barber; Roy Mcbrayer; Jimmy Swan
Original assignee: RPC Waste Management Services Inc
Current assignee: Hollingford Ltd Cork Ie
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1995-08-01
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2015-08-02
Also published as: CA2195851A1; EP0774134A1; AU3206895A; EP0774134B1; US5551472A; US5823220A; DE69506714D1; ES2125642T3; CA2195851C; WO1996004598A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Druckreduziersysteme und -verfahren und insbesondere Druckreduziersysteme und - verfahren, die statische Einschränkungseinrichtungen wie beispielsweise Düsen, Venturirohre, Rohre oder Rohrleitungen mit verringertem Durchmesser und/oder Kapillarröhren verwenden. Derartige Systeme und Verfahren können insbesondere zweckmäßig sein, um relativ hohe Stromdrucke (beispielweise von mehr als 222 bar (3200 p.s.i.g)) in wässrigen überkritischen Abfalloxidationsreaktionssystemen zu mindern.

2. Beschreibung des betreffenden Standes der Technik

Die Druckminderung von Fluidströmen um wenigstens etwa 35 bar (500 psi) hat beim Stande der Technik zu Schwierigkeiten geführt. Insbesondere bei überkritischen Wasseroxidationssystemen ("SCWO") arbeiten die Reaktoren im typischen Fall auf relativ hohen Drucken (beispielsweise von mehr als 222 bar (3200 psig)) und erzeugen die Reaktoren Abwasserströme, die erhebliche Mengen (bis zu etwa 10 bis 20%) Gas enthalten. Das Gas enthält im typischen Fall Kohlendioxid und Sauerstoff. Wenn dieser relativ hohe Druck herabgesetzt wird, neigt die Ausdehnung des Gases im Strom dazu, hohe Geschwindigkeiten und/oder schwere Hohlraumbildungen im Druckreduktionssystem zu erzeugen. Das hat zur Folge, daß eine merklich erhöhte Neigung zur Erosion in der Druckreduktionsvorrichtung besteht. Unter gewissen Umständen besteht auch die Neigung zu einer verstärkten Korrosion.
Viele SCWO-Ströme enthalten darüber hinaus im typischen Fall anorganische Feststoffe, die nicht oxidiert sind. Wenn der Druck von Strömen herabgesetzt wird, die diese Feststoffe enthalten, neigen die Feststoffe dazu, eine stark erodie rende Umgebung für die Bauelemente in der Druckreduktionsvorrichtung zu erzeugen.
Die Behandlung von Schlämmen und Breien wie beispielsweise städtischen Abfallschlämmen oder Papierfabrikschlämmen durch SCWO ist als Folge der oben erwähnten Erosionsprobleme behindert. Im typischen Fall müssen SCWO-Baueinheiten, die Breie oder Schlämme behandeln, vor der Druckminderung das feste träge Material von den Abwässern trennen. Die abgetrennten Feststoffe müssen daher statt mittels eines fortlaufend arbeitenden Systems durch ein chargenweise arbeitendes System entfernt werden. Chargenweise arbeitende Systeme neigen zu höheren Betriebskosten als fortlaufend arbeitende Systeme.
Es sind bereits verschiedene Systeme und Verfahren benutzt worden, um die Erosionsprobleme bei der Minderung von relativ hohen Drucken zu überwinden. Bei einem derartigen System wird ein Drosselsteuerventil benutzt. Bei Drosselventilen wird jedoch im typischen Fall die Erfahrung extrem hohen Verschleißes auf den Drosselflächen gemacht. Dieser hohe Verschleiß beruht auf der Tatsache, daß die Drosselflächen nur einen begrenzten Flächenbereich haben, der zur Absorption der kinetischen Energie verfügbar ist, die bei der Druckminderung erzeugt wird.
Der relative hohe Verschleiß ist insbesondere dann problematisch, wenn Drosselventile in Systemen mit relativ niedrigen Strömungsdurchsätzen benutzt werden. In derartigen Systemen ist der Ringbereich zwischen dem Sitz und dem Trim (durch den das Fluid strömt) sehr klein. Der Ventilverschleiß zeigt sich somit in einem begrenzten Bereich und ist daher verstärkt.
Die Minderung von relativ hohen Drucken ist in Systemen mit relativ niedrigen Strömungsdurchsätzen aus anderen Gründen problematisch. Die relativ kleinen Strömungskanäle in derartigen Systemen neigen insbesondere dazu, verstopft oder zugesetzt zu werden, wenn nur eine relativ geringe Menge an festen Teilchen im Fluidstrom vorhanden sind. Ob Erosion oder Verstopfung, in beiden Fällen neigen die Druckreduktionseinrichtungen in Systemen mit relativ niedrigen Strömen dazu, ihre gewünschte Funktion nicht zu erfüllen. Die auf dem Markt erhältlichen Druckreduzierventile, die zur Verwendung mit Feststoffe enthaltenden Hochdruckschlämmen oder -breien ausgelegt sind, neigen darüber hinaus dazu, daß sie bei Strömungsdurchsätzen unter etwa 19-27 Liter pro Minute (5-7 gpm) nicht zur Verfügung stehen oder nicht arbeiten.
In einigen Fällen wurde den Erosionswirkungen bei der Verminderung von relativ großen Drucken dadurch entgegengewirkt, daß die Druckreduziereinrichtungen aus extrem harten Stoffen, beispielsweise Wolfram, Carbid, Stellit, Titan, Nitrid oder verschiedenen keramischen Materialien gemacht wurden. Selbst diese gehärteten Stoffe neigen dazu, unakzeptabel starke und schnelle Verschleißeinrichtungen bei hohen Geschwindigkeiten zu zeigen, die durch große Druckminderungen hervorgerufen werden. Extrem harte Materialien neigen darüber hinaus dazu, spröde zu werden, was sie für den normalen Dienst unsicher und/oder unzuverlässig macht.
Drosselventile sind aufgrund ihrer Auslegung nicht statische Druckreduziereinrichtungen, die ihren Durchsatz in Abhängigkeit von einem gewählten Wert, wie beispielsweise dem Druck oder dem Durchsatz ändern. Aufgrund der oben erwähnten Probleme bei derartigen Ventilen ist von den Fachleuten versucht worden, das Maß an Druckminderung zu reduzieren, das an jedem Ventil im System auftritt. Derartige Versuche haben dazu geführt, daß eine Vielzahl von Drosselventilen in Reihe angeordnet wurde, wobei jedes Ventil ein geringeres Maß an Druckreduktion erfährt.
Mehrfachdrosselventilsysteme führen jedoch zu höheren Kosten als einstufige Druckminderungsysteme und erfordern zahlreiche Steuerschleifen. Um eine Wechselwirkung der Steu erschleifen zu vermeiden, müssen darüber hinaus im typischen Fall Zwischenspeicher zwischen den Ventilen jeweils angeordnet werden. Bei Systemen mit beträchtlicher Druckreduktion können zwei bis zehn Ventilsysteme in Reihe vorgesehen sein, was die Kosten und die Kompliziertheit des Druckreduktionssystems stark erhöht.
Bei Systemen mit relativ niedrigem Strömungsdurchsatz haben Mehrfachsystemventile den weiteren Nachteil, daß die Strömungskanäle in jedem Drosselventil kleiner werden (verglichen mit Einventilsystemen), da der Gesamtdruckabfall des Systems über alle Ventile im System verteilt wird. Das hat zur Folge, daß die Drucksteuerung zu Fehlern neigt, da wenigstens eines der Ventile möglicherweise verstopft, wenn sich Feststoffe im Strom befinden.
Ein weiteres Problem, das beim Stand der Technik auftritt, bezieht sich auf die Tatsache, daß Änderungen in der Dichte in typischen SCWO-Systemen nicht notwendigerweise proportional zum Druckabfall sind. Diese SCWO-Systeme enthalten im typischen Fall erhebliche Anteile an Kohlendioxid und die Druckdichtebeziehung für Kohlendioxid unterscheidet sich bezeichnend von der idealer Gase. Es wurde beobachtet, daß merkliche Änderungen in der Dichte in gedrosselten Abgasen so lange nicht auftreten, bis der Druck unter etwa 55- 69 bar (800-1000 p.s.i.a.) herabgesetzt ist. Wenn der Druck auf unter 55-69 bar (800-1000 p.s.i.a.) herabgesetzt ist, neigt die Stromgeschwindigkeit aufgrund eines Absinkens der Dichte des Abgases dazu, dramatisch zuzunehmen. Der größte Teil der Erosion tritt nach der Abnahme der Dichte auf. Die geeignete Anordnung und Bemessung der Steuerventile, um diese Dichteänderung aufzufangen, haben sich als schwierig herausgestellt.
Die Fachleute haben in der Praxis gleichfalls versucht, Ventile mit mehreren Anschlüssen zu verwenden, die mehrere Ventilsitze in einem einzigen Ventilkörper enthalten. Der artige Mehrfachventile sind jedoch in Systemen mit niedrigerem Strömungsdurchsatz schwierig zu verwenden (wegen Verstopfungsproblemen) und leiden an mechanischen Beschränkungen bei höheren Drucken.
Statt dynamische Einschränkungseinrichtungen zur Erzielung einer Druckminderung zu verwenden, haben die Fachleute in der Praxis auch versucht, statische Einschränkungseinrichtungen wie beispielsweise Düsenplatten, Rohre mit verringertem Durchmesser oder Kapillarröhren, Venturirohre oder andere statische Einschränkungsdruckabfalleinrichtungen zu verwenden. Diese statischen Einschränkungseinrichtungen arbeiten jedoch nur bei einem Strömungsdurchsatz bei einer gegebenen Druckminderung oder bei einer Druckminderung für einen gegebenen Strömungsdurchsatz. Diese Systeme unterliegen natürlich auch einem Verschleiß aufgrund einer Erosion, wenn außerordentlich hohe Druckabfälle erzielt werden. Wenn eine derartige Erosion auftritt, liefert eine statische Druckeinschränkungseinrichtung nicht mehr denselben Druckabfall für einen gegebenen Strömungsdurchsatz. Das hat zur Folge, daß es schwierig ist, eine genaue Druckabfallsteuerung im System beizubehalten. Wenn die Drucksteuerung schwierig ist, dann wird auch die Steuerung anderer Systemparameter wie beispielsweise der Temperatur, des Strömungsdurchsatzes, der Reaktionsrate usw. schwierig sein, da diese anderen Systemparameter dazu neigen, sich (wenigstens indirekt) als Funktion des Druckes zu ändern. Das Problem der Steuerung bei variierenden Parametern hat daher die Verwendung von statischen Einschränkungseinrichtungen für die Druckminderung verhindert.
Statische Einschränkungseinrichtungen zeigen auch Probleme bei Systemen mit relativ niedrigem Strömungsdurchsatz. In diesen Systemen muß die Größe der Einschränkung in der Düsenplatte, im Rohr mit verringertem Durchmesser, in der Kapillarröhre oder im Venturirohr klein sein. Das hat zur Folge, daß derartige kleine Einschränkungen stark für Verstopfungen anfällig sind.
Das US-Patent 3 674 045 betrifft einen Wirbelventilfluidoszillator.
Das US-Patent 1 725 782 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Strömungssteuerung.
Das US-Patent 3 129 587 betrifft eine Stromsensoreinrichtung.
Das US-Patent 4 887 628 betrifft eine strömungstechnische Vorrichtung, in der ein Wirbelverstärker als Drosselventil arbeitet, um die Strömung in einer Strömungsleitung, beispielsweise von einer Gas- oder Ölquelle zu steuern. Alle obigen Patente werden durch entsprechenden Bezug in die vorliegende Beschreibung eingeschlossen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft allgemein ein Druckreduktionssystem und -verfahren. Das Druckreduktionssystem kann eine erste Leitung enthalten, die so angeschlossen ist, daß sie während der Benutzung ein Fluid enthält, wobei die erste Leitung das Fluid auf einem Druck von wenigstens etwa 36 bar (500 p.s.i.g.) während der Verwendung enthalten kann. Dieses System kann auch einen Drucksensor, der so angeschlossen ist, daß er den Druck des Fluides in der ersten Leitung während der Benutzung wahrnimmt, und eine statische Einschränkungseinrichtung enthalten, die den Druck des durchströmenden Fluides um wenigstens etwa 36 bar (500 p.s.i.) während der Benutzung herabsetzen kann. Die statische Einschränkungseinrichtung ist stromabwärts vom Drucksensor angeschlossen. Das System enthält gleichfalls eine zweite Leitung, die so angeschlossen ist, daß sie Fluid in die erste Leitung stromaufwärts von der statischen Einschränkungseinrichtung und stromabwärts vom Drucksensor einleitet.
Schließlich enthält das System ein automatisches Fluideinführungssystem, daß die Menge an Fluid, die von der zweiten Leitung eingeführt wird, in Abhängigkeit von dem Druck ändern kann, der vom Drucksensor wahrgenommen wird.
Die statische Einschränkungseinrichtung kann eine Kante aufweisen, die so angeschlossen ist, daß sie das Fluid während der Benutzung kontaktiert. Ein Vorteil des Systems besteht darin, daß die zweite Leitung so angeschlossen werden kann, daß sie Fluid derart einführt, daß wenigstens ein Teil des durch die zweite Leitung während der Benutzung eingeführten Fluides die Kante der statischen Einschränkungseinrichtung kontaktiert, ohne zunächst mit dem Fluid vermischt zu werden, das während der Benutzung durch die erste Leitung strömt. Wenigsten ein Teil des durch die zweite Leitung während der Benutzung eingeführten Fluids wirkt als Sperre, um wenigstens einen Teil des Fluides, das in der ersten Leitung strömt, an einem Kontakt mit der statischen Einschränkungseinrichtung während der Benutzung zu hindern.
Das System kann einen im wesentlichen zentral angeordneten Teil zum Halten des Fluides, das in der ersten Leitung während der Benutzung strömt, und einen Ringteil aufweisen, der den zentral angeordneten Teil im wesentlichen umgibt, um das in der zweiten Leitung während der Benutzung strömende Fluid zu halten.
Das System eignet sich insbesondere dazu, Druck in Strömen zu mindern, die wenigstens etwa 50, 500 oder 5000 ppm mitgeführter Feststoffe während der Benutzung enthalten. Der Druck von Schlamm- oder Breiströmen kann gleichfalls ohne wesentliche Erosion der statischen Einschränkungseinrichtung herabgesetzt werden.
Im typischen Fall ist die statische Einschränkungseinrichtung so bemessen, daß sie eine gewählte Druckminderung für einen bekannten Fluidströmungsdurchsatz liefert. Dieser bekannte Fluidströmungsdurchsatz ist größer als der Durch satz des Fluides in der ersten Leitung während der Benutzung. Änderungen im Druck, der durch die statische Einschränkungseinrichtung vermindert wurde, können dadurch kompensiert werden, daß der Strom des Fluides durch die zweite Leitung vermindert oder erhöht wird. Die Leitungen usw. im System sind somit vorzugsweise so bemessen, daß während des normalen Betriebes wenigstens ein gewisser Fluidstrom in der zweiten Leitung fließt.
Das System ist gleichfalls insbesondere so ausgebildet, daß es den Druck eines in der statischen Einschränkungseinrichtung fließenden Fluides reduziert, das ein Gemisch aus Glas und Flüssigkeit ist. Die Drucke in diesen Gas/Flüssigkeitsströmen können aufgrund der Expansion und Kontraktion des Gases und der Flüssigkeit während des Durchströmens der statischen Einschränkungseinrichtung sonst schwierig zu mindern sein.
Eine Pumpe kann ein Teil des automatischen Fluideinführungssystems sein. Die Pumpe kann mit einem Drucksensor und einem Steuerteil so gekoppelt sein, daß die Menge am Fluid, die durch die Pumpe gepumpt wird, in Abhängigkeit von dem Druck variiert, der durch den Drucksensor während der Benutzung erfaßt wird.
Das System kann insbesondere so ausgebildet sein, daß es dem Druck von Strömen mit relativ niedrigem Durchsatz reduziert, die mitgeführte Feststoffe enthalten.
Das Verfahren der Erfindung kann die Minderung des Druckes eines Fluides um wenigstens 36 bar (500 p.i.s.g.) einschließen, indem das Fluid durch eine statische Einschränkungseinrichtung geführt wird. Das Verfahren kann einschließen:
Strömenlassen eines ersten Fluidstromes auf einem Druck von wenigstens etwa 36 bar (500 p.s.i.g.),
Erfassen des Druckes des ersten Fluidstromes, Mischen eines zweiten Fluidstromes mit dem ersten Fluidstrom, Mindern des Druckes des gemischten Fluidstromes um wenigstens etwa 35 bar (500 p.s.i), indem der gemischte Fluidstrom durch eine statische Einschränkungseinrichtung strömengelassen wird,
Ändern des Durchsatzes des zweiten Fluidstromes in Abhängigkeit vom wahrgenommenen Druck.
Das Verfahren kann insbesondere für härtere Stromverhältnisse ausgebildet sein, bei denen beispielsweise der erste Fluidstrom wenigstens etwa in der Nähe der überkritischen Verhältnisse für Wasser liegt, oder der erste Fluidstrom wenigstens etwa überkritische Verhältnisse für Wasser hat. Der Strom kann zunächst abgekühlt werden, bevor sein Druck gemindert wird, was dazu führt, daß der Erosionseffekt des Stromes geringer wird.
Ein Vorteil der Systeme und Verfahren der Erfindung besteht darin, daß die Inflexibilität von statischen Einschränkungseinrichtungen (da diese Inflexibilität die Steuerung des Systemdruckes, des Druckabfalls, der Temperatur, der Durchsätze, der Reaktionsraten usw. betrifft) überwunden werden kann.
Eine Erosion der statischen Einschränkungseinrichtung würde z.B. normalerweise zu einem geringeren Druckabfall über der Einrichtung für einen gegebenen Strömungsdurchsatz führen. Wenn die anderen Systemparameter unverändert bleiben, hat das zur Folge, daß der Strömungsdurchsatz durch die statische Einschränkungseinrichtung zunehmen würde. Wenn beispielsweise ein SCWO-Reaktor stromaufwärts von der statischen Einschränkungseinrichtung angeordnet ist, würde der Strom durch die erste Leitung zunehmen, bestünde die Neigung, daß die Verweilzeit und die Temperatur im Reaktor abnehmen, und müßten andere Variablen geändert werden, um diese Abnahme zu überwinden.
Bei den Systemen und Verfahren nach der Erfindung kann jedoch eine Erosion in der statischen Einschränkungseinrich tung dadurch kompensiert werden, daß der Strom durch die zweite Leitung eingestellt wird. Das hat zur Folge, daß der Fluidstrom vom Reaktor (d.h. der Strom in der ersten Leitung) nahezu konstant bleiben wird und ein Absinken der Verweilzeit und der Temperatur im Reaktor verhindert werden könnte. Mit Kosten verbundene Abschaltzeiten zum Ändern oder Reparieren der statischen Einschränkungseinrichtung können in dieser Weise vermieden oder verzögert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm eines Druckreduziersystems.
Fig. 2 zeigt ein Druckreduziersystem, das eine Vielzahl von Druckbegrenzern verwendet.
Fig. 3 und 4 zeigen Druckreduziersysteme mit einer Düse zum Lenken eines Fluidstromes.
Fig. 5 zeigt ein Druckreduziersystem mit einer Rohr- und Mantelanordnung.
Fig. 6 zeigt ein Druckreduziersystem mit einem Rohr mit vermindertem Durchmesser.

BESCHREIBUNG IM EINZELNEN

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt ein Druckreduziersystem mit einer ersten Leitung ein, die so angeschlossen ist, daß sie während der Benutzung ein Fluid enthält. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann die erste Leitung 4 so ausgebildet sein, daß sie ein Fluid unter einem Druck von wenigstens etwa 36 bar (500 psig) während der Benutzung enthält. Ein Drucksensor 6 kann so angeschlossen sein, daß er den Druck des Fluidstromes in der ersten Leitung 4 wahrnimmt. Darüber hinaus kann eine statische Einschränkungseinrichtung 16 stromabwärts vom Drucksensor so angeschlossen sein, daß sie Fluid von der Leitung 5 empfängt.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann eine zweite Leitung 14 so angeschlossen sein, daß sie Fluid mit dem ersten Fluidstrom mischt, der in der ersten Leitung 4 fließt. Diese Mischung tritt stromaufwärts von der statischen Einschränkungseinrichtung 16 und stromabwärts vom Drucksensor 6 auf.
Die im folgenden benutzte Bezeichnung "statische Einschränkungseinrichtung" schließt Kapillarröhren, Düsen, Venturirohre, Rohre mit verringertem Durchmesser und andere bewegungslose Bauelemente ein, die im Stande der Technik bekannt sind und dazu benutzt werden, eine Druckminderung zu erzeugen.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist der Drucksensor 6 über eine Leitung 10 mit einem Steuerteil 8 verbunden. Der Steuerteil 8 kann ein Computer, eine programmierbare logische Steuerung oder ein anderes im Stand der Technik bekanntes Steuersystem sein. Der Steuerteil 8 kann ein PI oder PID (Proportional-Integral- oder Proportional-Integral-Differential-)Steuerteil sein. Der Steuerteil kann ein Teil eines elektronischen, digitalen oder pneumatischen Systems sein. In jedem Fall sendet und je nach Wunsch empfängt der Steuerteil 8 Signale zur Pumpe 12 oder von der Pumpe 12 über eine Leitung 11. Die Leitungen 10 und 11 können elektronische, digitale oder pneumatische Leitungen sein.
Zusammen mit den Leitungen 10 und 11 ist der Steuerteil 8 Teil eines automatischen Fluideinführungssystems, das so ausgebildet ist, daß es die Menge der Fluide, die von der zweiten Leitung 14 (und/oder der zweiten Leitung 22) eingeführt wird, in Abhängigkeit von dem Druck ändert, der durch den Drucksensor 6 wahrgenommen wird. Wenn der Druck, der vom Drucksensor 6 wahrgenommen wird, unter einen Sollwert fällt, wird vorzugsweise der Steuerteil 8 der Pumpe 12 den Befehl geben, den Fluidstrom in der zweiten Leitung 14 und/oder 22 zu erhöhen. Der Steuerteil 8 kann beispielsweise die Pumpe 12 anweisen, ihre Pumpgeschwindigkeit und/oder die Größe ihres Hubs zu erhöhen. Der erhöhte Fluidstrom durch die Leitung 14 und/oder 22 wird sich dann mit dem Fluidstrom durch die erste Leitung 4 vermischen. Das hat zur Folge, daß sich eine Druckzunahme ergibt und der Sensor 6 dann einen höheren Druck wahrnimmt. Diese Rückkopplungsschleife liefert dadurch die Möglichkeit, Schwankungen in den Drucken in der Leitung 4 zu kompensieren.
Es gibt alternative Möglichkeiten, die Fluidmenge zu ändern, die von der zweiten Leitung 14 und/oder 22 eingeführt wird. Beispielsweise kann die Pumpe 12 einen Bypass 13 mit einem Ventil 15 aufweisen. Der Steuerteil 8 kann das Ventil 15 anweisen, zu öffnen oder zu schließen, wodurch die Fluidmenge verändert wird, die in der zweiten Leitung 14 und/oder 22 fließt.
Fluid kann vor der statischen Einschränkungseinrichtung 16 über die Leitung 14 oder über die Leitung 22 (siehe Beschreibung bezüglich Fig. 2 im folgenden) eingeführt werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das oben erwähnte System mit einem Reaktor 2 kombiniert sein, der so ausgebildet ist, daß er Fluid wenigstens etwa in der Nähe überkritischer Verhältnisse für Wasser (d.h. auf wenigstens etwa 260ºC und 139 bar (500ºF und 2000 psig)) enthält. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält das Fluid in der ersten Leitung 4 Fluid, das stromabwärts vom Reaktor 2 fließt. Als Alternative kann der Reaktor auch so ausgebildet sein, daß er Fluid auf wenigstens etwa überkritischen Verhältnissen für Wasser, d.h. mit wenigstens etwa 371ºC (700ºF) und auf etwa 222 bar (3200 psig) enthält. Das durch die erste Leitung 4 strömende Fluid schließt Fluid auf überkritischen Verhältnissen für Wasser oder in der Nähe überkritischer Verhältnisse für Wasser ein.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das System einen Kühler 3 enthalten, der so ausgebildet ist, daß er das Fluid abkühlt, das durch die erste Leitung 4 strömt. Der Kühler 3 kann ein Röhrenwärmetauscher, ein Rippengebläsewärmetauscher oder ein anderer bekannter Wärmetauscher sein. Vorzugsweise ist der Kühler 3 stromabwärts vom Reaktor 2 angeordnet, wodurch es dem Kühler 3 möglich ist, das vom Reaktor 2 austretende Fluid zu kühlen. Wenn das vom Reaktor 2 austretende Fluid wenigstens etwa überkritische Verhältnisse für Wasser hat, kann der Kühler 3 das Fluid bis zu dem Punkt abkühlen, an dem eine Phasentrennung auftritt, was eine Abtrennung des Gases von den Flüssigkeitsanteilen in einem derartigen Fluid erlaubt. In Verbindung mit dem Kühler 3 oder stromabwärts vom Kühler 3 kann ein Gas/Flüssigkeitsabscheider vorgesehen sein.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann das Fluid, das zur Leitung 14 und/oder 22 fließt, ein rückgeführtes Fluid enthalten, das durch die Leitung 18 fließt. Dieses rückgeführte Fluid kommt von der statischen Einschränkungseinrichtung 16. Das Fluid, das durch die Leitung 14 und/oder 22 fließt, kann alternativ auch von einer Quelle 20 kommen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel liefert die Quelle Wasser auf oder bei etwa Umgebungstemperatur. Wenn dieses Wasser mit dem Fluid gemischt wird, das durch die Leitung 4 fließt, kühlt es das Mischfluid ab. Das hat zur Folge, daß die Temperatur des Mischfluides, das durch die statische Einschränkungseinrichtung 16 fließt, abnimmt, was somit dazu führt, daß die korrodierenden und erodierenden Wirkungen an der statischen Einschränkungseinrichtung 16 geringer sind.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die über die Leitung 18 rückgeführte Fluidmenge auf der Grundlage der Temperatur in der Leitung 19 gesteuert werden. Das heißt mit anderen Worten, daß die Temperatur in der Leitung 19 gewählt werden kann und daß der Anteil des Fluides, das von der Quelle 20 kommt, gegenüber dem Anteil des Fluides eingestellt werden kann, das durch die Rückführungsleitung 18 fließt, um ein Fluidgemisch zu erzielen, das die gewählte Temperatur hat. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann zur Steuerung der Temperatur des Fluides in der Leitung 19 ein Temperatursensor 22 in Verbindung mit Steuerventilen 24 und 26 vorgesehen sein. Ein Steuerteil (auch als 22 dargestellt) kann dann den Anteil des Fluides einstellen, das durch die Ventile 24 und/oder 26 fließt, um die gewünschte oder gewählte Temperatur des gemischten Fluides zu erzielen, das durch die Leitung 19 strömt. Als Alternative kann eine Heizung (oder ein Wärmetauscher) in der Leitung 14 hinter der Pumpe 12 angeordnet sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel erwärmt die Heizung das Fluid, das in der Leitung 14 fließt, auf die gewählte Temperatur, bevor das Fluid in die Leitung 4 eingeleitet wird.
Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die Quelle 20 Fluid wenigstens etwa bei überkritischen Verhältnissen für Wasser liefern. Es kann bevorzugt sein, daß gemischte Fluid, das in der Leitung 5 zur statischen Einschränkungseinrichtung 16 fließt, auf Verhältnissen zu halten, die in der Nähe oder wenigstens etwa bei überkritischen Verhältnissen für Wasser liegen. Unter diesen Umständen wird das durch die zweite Leitung 14 fließende Fluid vorzugsweise die Temperatur des gemischten Fluides beibehalten oder anheben, das durch die Leitung 5 zur statischen Einschränkungseinrichtung 16 fließt.
In Fig. 1 kann die Leitung 27 Fluid zu einer Abgabestelle oder zu einem sich anschließenden Arbeitsvorgang fließen lassen.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, kann die statische Einschränkungseinrichtung eine Reihe von Düsenöffnungen 58, 60, 62 und 64 umfassen. Es versteht sich, daß irgendeine Anzahl von Düsenöffnungen vorgesehen sein kann und daß Fig. 2 vier Düsenöffnungen nur zum Zweck der Darstellung eines Beispiels zeigt. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist das in die Richtung 72 strömende Fluid das Fluid in der Leitung 5 in Fig. 1. Das in die Richtung 74 in Fig. 2 fließende Fluid wäre das Fluid, das in der Leitung 25 von Fig. 1 fließt.
Die statische Einschränkungseinrichtung 56 in Fig. 2 kann mehrere Zuströmungsleitungen aufweisen. In Fig. 2 sind als Beispiel drei Leitungen 66, 68 und 70 dargestellt. Diese Leitungen repräsentieren das Fluid, das durch die Leitung 22 in Fig. 1 fließt. Dadurch, daß mehrere Eintrittsleitungen 66, 68 und 70 vorgesehen sind, ist ein stärker kontrolliertes Strömungsprofil, ein stärker kontrolliertes Temperaturprofil und/oder ein stärker kontrolliertes Druckreduzierungsprofil in der statischen Einschränkungseinrichtung 56 möglich. Es versteht sich somit, daß die Menge an Fluid, die durch eine der Leitungen 66, 68 und 70 fließt, gesteuert werden kann, um die Menge an Fluid zu verändern, die in die statische Einschränkungseinrichtung 56 fließt.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, kann die statische Einschränkungseinrichtung 356 Kanten 301 haben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das durch die Leitung 314 fließende Fluid über ein Kniestück 350 so umgelenkt, daß das Fluid annähernd in der Mitte der Düsenöffnung strömt, die in Fig. 3 dargestellt ist. Das Fluid, das durch 314 strömt, kann sich dann mit dem Fluid vermischen, das in der Leitung 304 fließt. Das gemischte Fluid fließt dann durch die Druckminderungseinrichtung 356 in die Leitung 325.
Es versteht sich, daß das Fluid, das durch die Leitung 304 fließt, entweder dem Fluid, das in der Leitung 4 fließt, oder dem Fluid entspricht, das durch die Leitung 14 in Fig. 1 fließt. In ähnlicher Weise kann das Fluid, das durch die Leitung 314 in Fig. 3 fließt, dem Fluid, das durch die Leitung 4 fließt, oder dem Fluid entsprechen, das durch die Leitung 14 in Fig. 1 fließt. Wenn das Fluid, das durch die Leitung 314 fließt, dem Fluid entspricht, das durch die Leitung 4 fließt, dann kann das Fluid, das in den Strömen 351 fließt, das Fluid wiedergeben, das in der Leitung 14 von Fig. 1 fließt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Fluid, das über die Leitung 314 fließt, relativ saubere Fluide und/oder Fluide auf niedriger Temperatur, wie beispielsweise Wasser umfassen. In einem derartigen Fall kann das saubere Wasser und/oder das Wasser auf niedriger Temperatur in Strömen 351 fließen, die dazu neigen, als Sperre zu wirken, um wenigstens einen Teil des weniger sauberen Fluides und/oder des Fluides auf höherer Temperatur, das durch die Leitung 314 fließt, an einem Kontakt mit der statischen Einschränkungseinrichtung 356 zu hindern. Das hat zur Folge, daß die Erosion und/oder Korrosion der statischen Einschränkungseinrichtung 356 geringer sein kann. Diese Verringerung der Korrosion und/oder Erosion tritt auf, da wenigstens ein Teil des Fluides, das durch die zweite Leitung (d.h. durch die Leitung 304) eingeführt wird, die Kante 301 der statischen Einschränkungseinrichtung 356 kontaktiert, ohne zunächst sich mit dem Fluid zu vermischen, das durch die erste Leitung (d.h. die Leitung 314) fließt.
In Fig. 4 ist ein zu Fig. 3 alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. 4 zeigt eine statische Einschränkungseinrichtung, die einen Venturi 460 mit nach innen schrägverlaufenden Wänden aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckminderung stetiger, was zu einer Verringerung der Erosion und/oder Korrosion der statischen Einschränkungseinrichtung 456 führt. Die Bezugszeichen 401, 404, 414, 425, 450 und 456 gehören zu den gleichen Bauteilen wie die Bezugszeichen 301, 304, 314, 325, 350 und 356 jeweils.
Fig. 5 zeigt eine statische Einschränkungseinrichtung 556. Das Fluid in der ersten Leitung (die als Leitung 504 dargestellt ist) kann in einem im wesentlichen zentral angeordneten Teil der zweiten Leitung (hier als Leitung 415 dargestellt) fließen. Das Fluid in der zweiten Leitung kann in einem im wesentlichen ringförmigen Teil fließen, der im wesentlichen den zentral angeordneten Teil umgibt. Wie es in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, kann das Fluid, das über die Leitungen 514 fließt, sauberere Fluide und/oder Fluide auf niedrigerer Temperatur umfassen, wobei diese Fluide dazu neigen, in Strömen 551 zu fließen. Diese Ströme neigen dazu, die Kante 501 der Einschränkungseinrichtung 556 zu kontaktieren, ohne sich zunächst mit dem Fluid zu vermischen, das durch die Leitung 504 fließt. Das Fluid, das in Strömen 551 fließt, neigt dazu, als Sperre zu wirken, um wenigstens einen Teil des Fluides, das durch die Leitung 504 fließt, an einem Kontakt mit der Kante der statischen Einschränkungseinrichtung 501 zu hindern. In dieser Weise kann die Korrosion und/oder Erosion der statischen Einschränkungseinrichtung 556 verringert werden.
Es hat sich herausgestellt, daß die Erosion und/oder Korrosion der statischen Einschränkungseinrichtung insbesondere bei Verhältnissen stark wird, bei denen das Fluid, das durch die statische Einschränkungseinrichtung fließt, etwa 50 Teile pro Million (ppm) oder mehr mitgeführter Feststoffe oder Teilchen enthält. Die Systeme und Verfahren der Erfindung sind daher insbesondere zweckmäßig bei der Verminderung von Drucken in derartigen Strömen.
Bezüglich Fig. 1 hat sich herausgestellt, daß vorzugsweise die statische Einschränkungseinrichtung 16 so bemessen ist, daß sie eine gewählte Druckminderung für einen bekannten Fluidströmungsdurchsatz liefert. Vorzugsweise ist der bekannte Fluidströmungsdurchsatz größer als das Fluid, das durch die Leitung 4 fließt. Um die gewählte Druckminderung zu liefern, muß dabei wenigstens etwas Fluid über die Lei tung 14 und/oder 22 fließen und sich mit dem Fluid vermischen, das durch die Leitung 4 fließt. In dieser Weise ist die Steuerung des Systemdruckes über das oben erwähnte Steuersystem unter Verwendung des Drucksensors 6, des Steuerteils 8 usw. erleichtert.
In einigen Systemen kann die Druckminderung über die Druckreduziereinrichtung 16 zu Hohlraumbildungen führen. In derartigen Systemen enthält das Fluid, das durch die statische Einschränkungseinrichtung 16 fließt, ein Gemisch aus Gas und Flüssigkeit. Eine Minderung der Fluiddrucke in derartigen Systemen ist insbesondere schwierig, da hohe erodierende Geschwindigkeiten die Folge sind, wenn der Druck von Gas/Flüssigkeitsgemischen vermindert wird. Es hat sich daher herausgestellt, daß die Systeme und Verfahren der Erfindung insbesondere zweckmäßig sind, um Drucke von Strömen zu reduzieren, die Gemische von Gasen und Flüssigkeiten einschließen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die statische Einschränkungseinrichtung eine Kapillarröhre/Kapillarleitung und/oder ein Rohr/eine Leitung mit verringertem Durchmesser umfassen. Diese statischen Einschränkungseinrichtungen können kreisrunde, rechtwinklige (beispielsweise quadratische oder rechteckige), ovale oder unregelmäßige Querschnitte haben. Diese statischen Einschränkungseinrichtungen neigen bei Verhältnissen mit hoher Druckminderung zu einer längeren Lebensdauer, da die Erosion und/oder Korrosion über die Länge der Kapillarröhre und/oder des Rohres mit verringertem Durchmesser verteilt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der mittlere Durchmesser der Kapillarröhre/Leitung unter 1,27-1,90 cm (0,5-0,75 Inch) (und vorzugsweise bei etwa 0,32 cm (1/8 Inch) oder etwa 0,16 cm (1/16 Inch)) und enthält das Fluid, das in der ersten Leitung 4 fließt, wenigstens etwa 50 ppm (und bei einigen Ausführungsbeispielen wenigstens etwa 100, 500 oder 1000 ppm) mitgeführte Feststoffe.
Es hat sich herausgestellt, daß die Systeme und Verfahren der Erfindung insbesondere zum Mindern des Druckes von Systemen mit relativ niedrigem Strömungsdurchsatz anwendbar sind. Wie es bereits erwähnt wurde, kann die Erzielung einer derartigen Druckminderung insbesondere mit statischen Einschränkungseinrichtungen schwierig sein, da ein Verstopfen oder Zusetzen der Einschränkungseinrichtung die Folge sein kann. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das System daher so ausgebildet, daß der Druck vermindert wird, wenn der Durchsatz des Fluides, das durch die erste Leitung 4 fließt, unter etwa 27-38 Liter pro Minute (7-10 gpm) und als Alternative unter etwa 0,95-1,9 Liter pro Minute (0,25- 0,50 gpm) während der Benutzung (d.h. bei Laborsystemen, die dazu neigen, starke Verstopfungs- und/oder Erosionsprobleme zu zeigen, wenn der Druck von relativ hohen Fluidströmen, die Feststoffe enthalten, vermindert wird) liegt.
Fig. 6 zeigt eine Kapillarröhre/Leitung oder ein Rohr/ eine Leitung 656 mit verringertem Durchmesser, die als statische Einschränkungseinrichtung verwandt werden kann. Das Fluid, das durch die Leitung 605 fließt, kann in die statische Einschränkungseinrichtung 656 fließen, wodurch sich ein Druckabfall in einem derartigen Fluid ergibt.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann ein Sammler 680 stromabwärts von der statischen Einschränkungseinrichtung 656 angeordnet sein. Ein Drucksensor 682 kann sich stromauf- oder -abwärts vom Sammler 680 befinden und eine Druckeinschränkungseinrichtung 684 kann stromabwärts vom Sammler 680 angeordnet sein. Die Druckeinschränkungseinrichtung 684 kann eine statische oder dynamische Einschränkungseinrichtung und so ausgebildet sein, daß sie die Menge an durchgeführtem Fluid in Abhängigkeit von dem Druck ändert, der vom Drucksensor 682 wahrgenommen wird, der stromauf- oder stromabwärts vom Sammler 680 angeordnet ist.
Ein Steuerteil 686 kann in Verbindung mit dem Drucksensor 682 und der Druckeinschränkungseinrichtung 684 verwandt werden.
In Systemen, die wenigstens etwa 50 ppm Feststoffe im ersten Fluidstrom enthalten, ist vorzugsweise das automatische Fluideinführungssystem der Erfindung so ausgebildet, daß es ausreichend Fluid über die Leitung 14 oder die Leitung 22 einführt, damit während der Benutzung eine Verstopfung der statischen Einschränkungseinrichtung vermieden wird. In derartigen Systemen ist der Steuerteil 8 so ausgebildet, daß er eine minimale Menge an Fluid sicherstellt, die durch die Leitung 14 oder die Leitung 22 fließt.
In einigen Systemen sind Druckminderungen von wenigstens etwa 69, 138, 207 oder 276 bar (1000, 2000, 3000 oder 4000 psi) erwünscht. In derartigen Systemen kann die Erosion und/oder Korrosion gemindert, jedoch kaum vollständig vermieden werden. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das System daher so ausgebildet sein, daß es den Strom des Fluides über die Leitung und/oder 22 erhöht, wenn die statische Einschränkungseinrichtung 16 erodiert oder korrodiert ist. In dieser Weise kann das System weiterarbeiten und einen gewählten Druck beibehalten, der durch den Drucksensor 6 wahrgenommen wird.
Die Beibehaltung eines gewählten Druckes in der ersten Leitung kann insbesondere dann wichtig sein, wenn ein SCWO- Reaktor stromaufwärts in der ersten Leitung unterhalten wird. Die Beibehaltung eines gewählten Druckes hilft der Sicherung eines stabilen Strömungsdurchsatzes durch den Reaktor und einer stabilen Verweilzeit des Fluides im Reaktor. In überkritischen Abfalloxidationssystemen ist die Beibehaltung einer passenden Verweilzeit oftmals wichtig, um ein gewähltes Maß an Oxidation im Reaktor beizubehalten. Eine stabile Drucksteuerung erleichtert eine stabilere Reaktortemperatur, eine stabilere Reaktionsrate und stabilere Oxidationsmitteleingabeströmungsraten. Stabile Temperaturprofile, stabile Reaktionsratenprofile und stabile Oxidationsmitteleingaberatenprofile können von wichtiger Bedeutung für den Betrieb einer SCWO-Einheit sein und sind schwierig ohne stabile Drucksteuerung beizubehalten.
Die Verfahren und Systeme der Erfindung können insbesondere dazu verwandt werden, den Druck von Fluidströmen, die Schlämme oder Breie enthalten, z.B. von Raffinerieströmen, Papierfabrikabwasserströmen oder anderen Strömen zu mindern, die anorganische inerte Feststoffe enthalten.

Versuche

Bei dem ersten Versuch wurde ein Badger Research Steuerventil mit einem Edelstahltrim dazu benutzt, den Druck von etwa 222 bar (3200 psig) auf etwa Atmosphärendruck zu mindern. Eine wässrige Lösung auf Umgebungstemperatur (z.B. etwa 21ºC (70ºF)), die annähernd 100 ppm Tonerdeteilchen (mittlere Größe 5 um) enthielt, wurde als Prozeßfluid benutzt. Dieses Drucksteuerventil hielt weniger als eine Viertelstunde. Bei einer Überprüfung zeigte sich eine starke "Drahtzieh"-Erosion (d.h. eine scharfkantige Nut) am Ventiltrim.
Bei einem zweiten Versuch wurde eine Kapillarröhre mit einem Innendurchmesser von einem Achtel Inch als statische Druckeinschränkungseinrichtung in einem Strom mit etwa 276 bar (4000 psia) und etwa 21ºC (70ºF) eingesetzt. Das Rohr hatte eine Wandstärke von 1,65 cm (0,65 Inch) und bestand aus Edelstahl 316. Eine Länge von 20 Fuß wurde installiert. Der Durchsatz betrug etwa 1,9 Liter (0,5 Gallonen) pro Minute einer 5 prozentigen wässrigen Lösung von Tonerdeteilchen mit 5 um. Die Lösung wurde als erheblich stärker schleifend als die niedrige Feststoffkonzentration angesehen, die beim ersten Versuch benutzt wurde. Ein verteiltes Fisher Porter System wurde als Steuerteil 8 in Fig. 1 benutzt. Der Druckwandler 6 in Fig. 1 war ein Dynisco Modell PT 140-5M, das von Dynisco (Norwood, CT, USA) erhältlich ist. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, war eine Ausgleichspumpe 12 mit der Leitung 14 verbunden, wobei Wasser auf Umgebungstemperatur als Fluid benutzt wurde, das durch die Pumpe 12 fließt. Die Pumpe war ein Haskell Modell DF-72, das von Haskell, Inc. (Burbank, CA, USA) erhältlich ist. Der Steuerteil 8 war so ausgebildet, daß er die Geschwindigkeit der Haskell-Pumpe in Abhängigkeit vom erfaßten Druck ändert. Wenn der erfaßte Druck absank, wurde die Geschwindigkeit der Haskell-Pumpe erhöht. Dieses System arbeitete für wenigstens etwa fünf Stunden ohne bezeichnende Erosion oder Korrosion in der Einschränkungseinrichtung. Der Druck in der Leitung 4 wurde darüber hinaus auf 276 bar (4000 psia) gehalten. Die Drucksteuerung im System war tatsächlich stabiler als es bei weniger schleifenden Strömen unter Verwendung eines Standarddruckminderungssteuerventils der Fall war.
Bei einem dritten Versuch wurde städtisches Abwasser in einem SCWO-Reaktor mit einem Strömungsdurchsatz von 1,9 Litern pro Minute (0,5 gpm) behandelt. In diesem System lag der Druck des Reaktors bei 222 bar (3200 psi) und lag die Temperatur des Reaktors über 377ºC (710ºF). Ein Fluidstrom, der Wasser, CO&sub2;, Sauerstoff und mehr als 50 ppm mitgeführter Feststoffe umfaßt, trat während der Benutzung vom Reaktor aus. Der Ausfluß wurde auf etwa 21ºC (70ºF) abgekühlt und dann unter Verwendung des beim zweiten Versuch beschriebenen Systems druckgemindert. Dieses System setzte erfolgreich den Systemdruck auf den Luftdruck für die Dauer der Behandlung ohne erkennbares Auftreten eines Abriebs herab. Es ist anzunehmen, daß Lehm und Schmutzteilchen, die im Ausfluß vorhanden sind, einen herkömmlichen Ventiltrim, wie er bei dem ersten Versuch benutzt wurde, innerhalb von Minuten erodieren würde. Vor der Schaffung dieses Druckminderungssystems war eine Verarbeitung von städtischen Abwässern in SCWO- Reaktoren als Folge einer unangemessenen oder fehlerhaften Drucksteuerung nicht möglich.

Claims

1. Druckreduziersystem mit

einer ersten Leitung (4), die so angeschlossen ist, daß sie während der Benutzung Fluid enthält, wobei die erste Leitung so ausgebildet ist, daß sie Fluid auf einem Druck von wenigstens etwa 36 bar (500 p.s.i.g.) während der Benutzung enthält,

einem Drucksensor (6), der so angeschlossen ist, daß er den Druck des Fluides in der ersten Leitung während der Benutzung erfaßt,

einer statische Einschränkungseinrichtung (16), die so ausgebildet ist, daß sie den Druck des durchfließenden Fluides um wenigstens etwa 35 bar (500 p.s.i.) während der Benutzung mindert, wobei die statische Einschränkungseinrichtung stromabwärts vom Drucksensor angeschlossen ist,

einer zweiten Leitung (14), die so angeschlossen ist, daß sie Fluid in die erste Leitung stromaufwärts von der statischen Einschränkungseinrichtung und stromabwärts vom Drucksensor einführt, und

einem automatischen Fluideinführungssystem, das so ausgebildet ist, daß es die Menge an Fluid, die von der zweiten Leitung eingeführt wird, in Abhängigkeit von dem Druck ändert, der durch den Drucksensor wahrgenommen wird.

2. System nach Anspruch 1, bei dem die erste Leitung so ausgebildet ist, daß sie Fluid wenigstens etwa in der Nähe überkritischer Verhältnisse für Wasser enthält.

3. System nach Anspruch 1, bei dem die statische Einschränkungseinrichtung eine Kante umfaßt, die so angeschlossen ist, daß sie Fluid während der Benutzung kontaktiert, und bei dem die zweite Leitung so angeschlossen ist, daß sie Fluid so einführt, daß wenigstens ein Teil des Fluides, das durch die zweite Leitung während der Benutzung eingeführt wird, die Kante der statischen Einschränkungseinrichtung kontaktiert, ohne sich zunächst mit dem Fluid zu vermischen, das während der Benutzung durch die erste Leitung fließt.

4. System nach Anspruch 1, mit einem im wesentlichen zentral angeordneten Teil zum Halten von Fluid, das während der Benutzung in der ersten Leitung fließt, und einem Ringteil, der im wesentlichen den zentral angeordneten Teil umgibt, um Fluid zu halten, das während der Benutzung in der zweiten Leitung fließt.

5. System nach Anspruch 1, bei dem die statische Einschränkungseinrichtung so bemessen ist, daß sie eine gewählte Druckminderung für einen bekannten Fluidströmungsdurchsatz liefert und bei dem dieser bekannte Fluidströmungsdurchsatz größer als der Strömungsdurchsatz des Fluides in der ersten Leitung während der Benutzung ist.

6. System nach Anspruch 1, bei dem das automatische Fluideinführungssystem mit einer Pumpe so gekoppelt ist, daß die Fluidmenge, die durch die Pumpe gepumpt wird, in Abhängigkeit von dem Druck variiert, der durch den Drucksensor während der Benutzung wahrgenommen wird.

7. System nach Anspruch 1, bei dem die statische Einschränkungseinrichtung eine Kapillarröhre umfaßt.

8. System nach Anspruch 7, bei dem der mittlere Durchmesser der Kapillarröhre kleiner als etwa 1,9 cm (0,75 Inch) ist und das Fluid, das während der Benutzung in der ersten Leitung fließt, wenigstens etwa 50 ppm mitgeführter Feststoffe umfaßt und der Durchsatz des Fluides, das in der ersten Leitung während der Benutzung fließt, unter etwa 27 Litern (7 Gallonen) pro Minute liegt.

9. System nach Anspruch 1, welches weiterhin eine dritte Leitung umfaßt, die so angeschlossen ist, daß sie Fluid, das von der statischen Einschränkungseinrichtung kommt, während der Benutzung in die zweite Leitung fließen läßt.

10. System nach Anspruch 1, welches weiterhin eine Quelle eines überkritischen Fluides umfaßt, die so ausgebildet ist, daß sie Fluid auf wenigstens etwa überkritischen Verhältnissen für Wasser liefert, wobei diese Quelle an überkritischem Fluid so angeschlossen ist, daß sie während der Benutzung überkritisches Fluid der zweiten Leitung liefert.

11. System nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Sammler, der stromabwärts von der statischen Einschränkungseinrichtung angeordnet ist, einen Drucksensor, der stromauf- oder -abwärts des Sammlers angeordnet ist, und eine Druckeinschränkungseinrichtung umfaßt, die sich stromabwärts vom Sammler befindet, und bei dem die Druckeinschränkungseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Menge des durchgehenden Fluides in Abhängigkeit von dem Druck ändert, der durch den Drucksensor wahrgenommen wird, der stromauf- oder -abwärts vom Sammler angeordnet ist.

12. System nach Anspruch 1, bei dem das Fluid, das in der ersten Leitung fließt, wenigstens etwa 50 ppm Feststoffe während der Benutzung enthält und bei dem das automatische Fluideinführungssystem so ausgebildet ist, daß es ausreichend Fluid einführt, um eine Verstopfung der statischen Einschränkungseinrichtung während der Benutzung zu verhindern.

13. System nach Anspruch 1, bei dem das automatische Fluideinführungssystem einen Steuerteil umfaßt, der so ausgebildet ist, daß er den Fluidstrom in der zweiten Leitung erhöht, wenn der vom Drucksensor wahrgenommene Druck abfällt und umgekehrt.

14. Verfahren zum Mindern des Druckes eines Fluides um wenigstens 36 bar (500 p.s.i.g.), indem Fluid durch eine statische Einschränkungseinrichtung geführt wird, bei dem

ein erster Fluidstrom auf einem Druck von wenigstens etwa 36 bar (500 p.s.i) fließengelassen wird, der Druck des ersten Fluidstromes erfaßt wird,

ein zweiter Fluidstrom mit dem ersten Fluidstrom gemischt wird,

der Druck des gemischten Fluidstromes um wenigstens etwa 35 bar (500 p.s.i.) dadurch gemindert wird, daß der gemischte Fluidstrom durch eine statische Einschränkungseinrichtung (16) fließengelassen wird, und

der Strömungsdurchsatz des zweiten Fluidstromes in Abhängigkeit vom erfaßten Druck geändert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der erste Fluidstrom wenigstens in der Nähe überkritischer Verhältnisse für Wasser liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die statische Einschränkungseinrichtung eine Kante umfaßt, die so angeschlossen ist, daß sie das Fluid während der Benutzung kontaktiert und bei dem weiterhin wenigstens ein Teil des zweiten Fluidstromes so fließengelassen wird, daß er die Kante der statischen Einschränkungseinrichtung kontaktiert, ohne sich zunächst mit dem ersten Fluidstrom zu vermischen.

17. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem wenigstens ein Teil des zweiten Fluidstromes als Sperre wirkt, um den ersten Fluidstrom an einer Beeinträchtigung der statischen Einschränkungseinrichtung während der Benutzung zu hindern.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der erste Fluidstrom über einen im wesentlichen zentral angeordneten Teil fließengelassen wird und der zweite Fluidstrom durch einen Ringteil fließengelassen wird, der im wesentlichen den zentral angeordneten Teil umgibt.

19. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das gemischte Fluid, das durch die statische Einschränkungseinrichtung fließt, wenigstens etwa 50 ppm mitgeführte Feststoffe enthält, und bei dem das gemischte Fluid durch die statische Einschränkungseinrichtung fließt, ohne diese im wesentlichen zu erodieren.

20. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die statische Einschränkungseinrichtung so bemessen ist, daß sie eine gewählte Druckminderung für einen bekannten Fluidströmungsdurchsatz liefert, und bei dem dieser bekannte Fluidströmungsdurchsatz größer als der Strömungsdurchsatz des ersten Fluidstromes ist.

21. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der gemischte Fluidstrom, der in der statischen Einschränkungseinrichtung fließt, ein Gemisch aus Gas und Flüssigkeit umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem weiterhin der zweite Fluidstrom gepumpt wird und die gepumpte Menge an zweitem Fluidstrom in Abhängigkeit vom wahrgenommenen Druck verändert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die statische Einschränkungseinrichtung eine Kapillarröhre umfaßt.

24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der mittlere Durchmesser der Kapillarröhre kleiner als etwa 1,90 cm (3/4 Inch) ist, und der erste Fluidstrom wenigstens etwa 50 ppm mitgeführte Feststoffe enthält und mit einem Durchsatz von weniger als etwa 27 Litern (7 Gallonen) pro Minute fließt.

25. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Strömungsdurchsatz des ersten Fluidstromes unter etwa 27 Litern (7 Gallonen) pro Minute liegt.

26. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem weiterhin wenigstens ein Teil des Fluidstromes, der von der statischen Einschränkungseinrichtung kommt, dem zweiten Fluidstrom zugegeben wird.

27. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der zweite Fluidstrom Fluid auf wenigstens etwa überkritischen Verhältnissen für Wasser umfaßt.

28. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem weiterhin das Fluid von der statischen Einschränkungseinrichtung durch einen Sammler fließengelassen wird, ein Drucksensor stromauf- oder -abwärts vom Sammler angeordnet ist und das Fluid vom Sammler durch eine Druckeinschränkungseinrichtung fließengelassen wird und bei dem weiterhin die durch die Druckeinschränkungseinrichtung gehende Fluidmenge in Abhängigkeit von dem Druck verändert wird, der durch den Drucksensor wahrgenommen wird, der stromauf- oder stromabwärts vom Sammler angeordnet ist.

29. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem weiterhin eine Beeinträchtigung der statischen Einschränkungseinrichtung dadurch kompensiert wird, daß der Strom des zweiten Fluidstromes erhöht wird.

30. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem weiterhin der Strom des zweiten Fluidstromes erhöht wird, wenn der wahrgenommene Druck abnimmt und umgekehrt.