專利名稱：去除和凝聚蒸汽的方法
去除和凝聚蒸汽的方法相關(guān)串請本申請要求2009年12月16日提交的、名稱為“去除和凝聚蒸汽的方法”的美國臨時申請第61/286，900號的優(yōu)先權(quán)，其通過引用被并入本文。
背景技術(shù)：
盡管價格上漲以及其他經(jīng)濟和地理政治關(guān)注，但對化石燃料的國內(nèi)外需求仍繼續(xù)上升。因為這種需求繼續(xù)上升，所以對尋找另外的、經(jīng)濟上可行的化石燃料來源的研究和調(diào)查也相應(yīng)地增加。在歷史上，許多人已經(jīng)認識到大量能源儲存在油頁巖、煤和浙青砂沉積物中。用于從這種材料中回收烴的一種方法和系統(tǒng)公開在2008年2月8日提交的美國申請第12/028，569號中并要求保護，該申請通過引用以其整體被并入本文。在該申請中， 公開了從含烴材料中回收烴的方法，包括形成構(gòu)建的滲透性控制基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該構(gòu)建的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)限定基本上包封的容積。開采的含烴材料諸如油頁巖可被引入到控制基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，形成含烴材料的滲透體。滲透體可被充分加熱，以從中重整并去除烴，留下貧乏的頁巖或其它土材料。在加熱期間，含烴材料可以基本上是固定的?？墒占コ臒N用于進一步加工，作為補充燃料或添加物用于工藝中和/或直接使用而無需進一步處理。貧乏的頁巖或其它材料可保留在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中?？刂苹A(chǔ)結(jié)構(gòu)可包括充分帶襯的(lined)不透層或不透側(cè)面層，其具有基本上不滲透的底板(floor)和蓋。在處理這種含烴材料中遇到的一個問題是從封閉的或包封的容積內(nèi)收集和回收汽化烴。在氣化和去除烴所需的溫度下，期望提供這樣的收集系統(tǒng)，其能夠從這種封閉容積中去除最佳量的烴。液體的烴和/或在封閉容積內(nèi)部凝聚的烴可通過合適的導(dǎo)管、管道或其它收集裝置從下部被排出。蒸汽也可以借助于經(jīng)過封閉容積內(nèi)部通過適當設(shè)置的導(dǎo)管、管道或孔被去除。然而，這種方法涉及從封閉容積內(nèi)指定的位置循環(huán)和去除蒸汽。因為這些和其它原因，仍需要能提供從封閉容積內(nèi)部回收和凝聚從適當?shù)暮瑹N材料中釋放的烴蒸汽的改進的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
從加熱的封閉容積內(nèi)去除、凝聚(冷凝)和回收蒸汽可通過由土材料的絕緣顆粒層圍繞的加熱的封閉空間來完成，該土材料的絕緣顆粒層具有溫度梯度，其從內(nèi)部層表面到外部層表面溫度逐漸降低。絕緣層對于蒸汽是可透性的。材料被放置在封閉空間中并被加熱以產(chǎn)生蒸汽和任選地產(chǎn)生液體。從材料中萃取的液體從封閉空間下部排出，進行收集。由于加熱材料以及蒸汽形成，在封閉空間內(nèi)形成正壓，并且，沒有液化的蒸汽經(jīng)過絕緣顆粒層的內(nèi)部表面并朝向外部表面移動。而在絕緣顆粒層中，蒸汽接觸顆粒土材料，而且還經(jīng)受溫度梯度中的溫度降低。結(jié)果，蒸汽凝聚，并且，可以凝聚的液體向下經(jīng)過絕緣顆粒層并被收集。任選的不透性外部覆蓋物，諸如膨潤土改進的土，可以包封或封閉絕緣顆粒層。通過以下詳細描述，本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)勢將變得顯而易見，該詳細描述通過舉例闡明了本發(fā)明的特征。
附圖
簡沭圖I是根據(jù)一個實施方式的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖，顯示封閉容積包含由不透層覆蓋的絕緣顆粒土層并含有粉碎的含烴材料，并進一步顯示液體在封閉容積的底部或底板處排出，并進一步顯示液體在絕緣顆粒土層的底部處排出，以從層內(nèi)部收集凝聚的蒸汽。圖2是由虛線限定的圖I基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分的分解圖，更詳細地顯示封閉空間內(nèi)部的粉碎的含烴材料；絕緣顆粒土層，其顯示顆粒土材料并具有內(nèi)部表面和外部表面，該內(nèi)部表面和外部表面顯示跨過其的溫度梯度；外部不透層，顯示方向箭頭，該箭頭指示蒸汽從封閉容積進入層以及凝聚液體在絕緣層中向下流動的通道。在圖中呈現(xiàn)維數(shù)、材料和構(gòu)造僅為了方便描述本發(fā)明，而不代表精確的相對比例或被認為是本發(fā)明的部分的可選變化。為了便于清楚說明，一些方面可以被擴大或隨著實踐實施方式而變化。發(fā)明詳沭 現(xiàn)將參考示例性實施方式，并將在本文中使用特定語言對其進行描述。然而，應(yīng)該理解，并不因此意圖限制本發(fā)明的范圍。對本文描述的本發(fā)明特征的改造和進一步修飾以及本文所述的本發(fā)明原則的另外的應(yīng)用——將會被相關(guān)領(lǐng)域中并擁有本公開內(nèi)容的技術(shù)人員想到——將被認為屬于本發(fā)明的范圍。此外，在公開和描述本發(fā)明的具體實施方式
之前，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于本文所公開的具體方法和材料，因為這在一定程度上可以變化。同樣應(yīng)該理解，本文利用的術(shù)語僅用于描述具體實施方式
的目的，而并不意圖是限制性的，因為本發(fā)明的范圍將僅由所附權(quán)利要求書及其等同范圍來限定。定義在描述并要求保護本發(fā)明時，將使用以下術(shù)語。單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”和“該(the) ”包括復(fù)數(shù)指代，除非上下文另有明確說明。因此，例如，對“一個出口”的指代包括對一個或多個這種結(jié)構(gòu)的指代，“一種顆粒”包括對一種或多種這種材料的指代，并且，“一個通過步驟(passing st印)”指對一個或多個這種步驟的指代。如本文中所使用的，“導(dǎo)管”、“管道”、“孔”或類似術(shù)語指沿著指定距離的任何通道，其可用于運輸材料和/或熱從一個點到另一個點。盡管導(dǎo)管通?？赡苁菆A形管道，但其它非圓形導(dǎo)管也可以是有用的，例如矩形通道等。導(dǎo)管可有利地被用于將流體引入封閉空間的材料中或者從中抽出流體、通過流體轉(zhuǎn)移運輸熱，和/或用于運輸射頻裝置、燃料電池機構(gòu)、電阻加熱器或其它裝置。如本文中所使用的，“粉碎的”指將構(gòu)造(formation)或較大的塊破碎成片。粉碎的塊可以被破碎化或以另外方式破碎成碎片。如本文中所使用的，“含烴材料(hydrocarbonaceous material) ”、“含有烴的材料(hydrocarbon containing material)”以及類似術(shù)語指可以從中提取或衍生烴產(chǎn)物的任何含烴材料。例如，烴可以作為液體被直接提取、通過溶劑萃取被除去、被直接汽化或以另外方式從材料中去除。然而，許多含烴材料含有油母質(zhì)、浙青或各個等級的煤，其通過加熱和熱解被轉(zhuǎn)換成更小分子量的烴液體或氣體。含烴材料可包括、但不限于油頁巖、浙青砂、煤、褐煤、浙青、泥炭以及其它有機材料。如本文中所使用的，“絕緣滲透顆粒土層”、“層(layer) ”或“多個層(layers) ”指構(gòu)建的連續(xù)層，其具有絕緣性能，使得可以在層中保持溫度梯度。絕緣層通常是垂直的，但可以以任何功能方式被定向。限定包封的容積的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的頂板、底板和其它輪廓和部分也可以是本文所使用的“層”，除非另有說明。任何顆粒無機材料或土材料諸如礫石、壓碎的巖石、沙或類似材料，通常具有直徑小于約2英寸的粒度，可用于形成這樣的層或多個層。如本文中所使用的，“外部不透層”、“膨潤土改進的土”、“BAS”以及類似術(shù)語指部分或全部包圍絕緣顆粒土層或多個層的密封控制層。不透層可以覆蓋絕緣層以及絕緣基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的某些或所有的頂部和底板。當被使用時，BAS層通常包含按重量計約6-12%膨潤土
粘土； 15-20%混合有土或凝聚體(aggregate)-通常具有小于I"的粒度并向下分布到
容易獲得的最細微材料——的水，盡管可以從這些總方針進行變化——只要水合BAS能保持功能性密封。當與水結(jié)合時，膨潤土成分膨脹至膨潤土粘土干燥體積的若干倍，從而密封土，使得該材料有可塑性和韌性。其它不透性材料諸如水泥、薄漿、聚合物(例如，膜、薄膜等)、高溫柏油、鋼板、鋁板以及類似物也可以被使用。 如本文中所使用的，當用于涉及材料的量或數(shù)量或其具體特性時，“基本上”指足以產(chǎn)生該材料或特性意圖提供的作用的量。在一些情況中，允許的偏差的確切程度取決于特定背景。相似地，“基本上不含”或類似術(shù)語指在組合物中缺乏識別的元素或劑。尤其地，被識別為“基本上不含”的元素或者完全不存在于組合物中或者僅以足夠少的量被包含，以便對組合結(jié)果沒有可測量的作用。如本文中所使用的，“約”指基于對于識別的特定性能典型的試驗誤差的偏離程度。將根據(jù)特定背景和具體性能為范圍提供術(shù)語“約”，并且這容易被本領(lǐng)域的技術(shù)人員辨另IJ。術(shù)語“約”并不意圖擴大或限制可以以另外方式被賦予具體值的等同物的程度。此外，除非另有說明，術(shù)語“約”將清楚地包括“確切地”，這與關(guān)于范圍和數(shù)字數(shù)據(jù)的以下論述一致。濃度、維數(shù)、量和其它數(shù)字數(shù)據(jù)可以以范圍的形式呈現(xiàn)在本文中。應(yīng)該理解，這種范圍形式僅為了方便和簡明而被使用，并且應(yīng)該被靈活地解釋為不僅包括明確敘述的數(shù)值作為范圍的限值，而且包括該范圍內(nèi)所包含的所有單個數(shù)值或亞范圍，如同每個數(shù)值和亞范圍被明確敘述一樣。例如，約I到約200的范圍應(yīng)該被解釋為不僅包括明確敘述的限值——I和約200，而且包括單個尺寸諸如2、3、4和亞范圍諸如10到50、20到100等。如本文中所使用的，為了方便，多個項目、結(jié)構(gòu)元素、組成元素和/或材料可以呈現(xiàn)在共同列表中。然而，這些列表應(yīng)該被解釋為如同表中的每一成員被分別識別為獨立并唯一的成員。因此，該表的個體成員均不應(yīng)該僅基于它們呈現(xiàn)在共同的組中而沒有相反說明，而被解釋為事實上等同于相同表中的任何其它成員。利用絕緣滲透層的凝聚系統(tǒng)公開了系統(tǒng)，其包括由絕緣滲透層圍繞的封閉空間。當封閉空間內(nèi)的材料被加熱時，層可以具有溫度梯度，該溫度梯度在內(nèi)部層表面處具有較高溫度，而在外部層表面處具有較低溫度。系統(tǒng)可以在其下部具有至少一個流體出口，以排出液體，即提取的或凝聚的烴，并且可以具有多個流體出口和入口，這取決于在去除烴或其它材料中如何利用該系統(tǒng)。然而，形成該結(jié)構(gòu)的絕緣層對于通過加熱封閉空間內(nèi)的材料而形成的蒸汽也是可透性的。封閉空間內(nèi)的蒸汽基本上處于材料被加熱的現(xiàn)有高溫下，盡管內(nèi)部溫度由于流體流動和對流而可以在封閉空間內(nèi)局部變化。蒸汽的形成也在封閉空間內(nèi)產(chǎn)生蒸汽的正分壓。在該溫度和分壓下，蒸汽向外經(jīng)過其中蒸汽與形成層的物質(zhì)接觸的絕緣滲透層。與物質(zhì)的接觸以及在絕緣層中從內(nèi)部表面到外部表面的溫度降低導(dǎo)致至少部分蒸汽凝聚。凝聚的液體向下經(jīng)過絕緣層，用于收集。另外，蒸汽的凝聚導(dǎo)致局部容積減小以及隨后通過產(chǎn)生的將另外的蒸汽從封閉空間內(nèi)部引入到層中的作用而減小絕緣層內(nèi)的壓力。此外，注意到僅需要蒸汽的正分壓以驅(qū)使擴散進入滲透層(例如，總壓差可以為零并由于濃度梯度而仍具有蒸汽擴散)。封閉空間內(nèi)部的正分壓和絕緣滲透層內(nèi)部壓力的降低充當自動凝聚泵來不斷地從封閉空間內(nèi)部回收蒸汽到絕緣滲透顆粒層中，同時繼續(xù)凝聚并收集蒸汽。如在上述共同未決的申請中所述的，用于從含烴材料回收烴的方法可以包括形成構(gòu)建的滲透性控制基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。該構(gòu)建的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)限定基本上封閉的或包封的容積。開采或收獲的含烴材料——其是固體或者至少在引入條件下不自由流動——可被引入到封閉的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，形成含烴材料的滲透體。滲透體可被充分加熱，以從中去除烴。在加熱期間，含烴材料基本上固定，因為構(gòu)建的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是固定的結(jié)構(gòu)。然而，隨著烴被去除，殘留的材料趨于下沉和沉降。在一些情況中，沉降的程度可能是顯著的，盡管殘留的材料并未被有效地混合。去除的烴(包括液體和氣體)可以被收集用于進一步處理、用于工藝中和/或用于回收。適當?shù)奶幚聿襟E充分公開在并入到本文的在前申請中，并容易適合用于本文所公開的、包含絕緣滲透顆粒土層的密封(containment)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中。
絕緣滲透層可以由這樣的材料制成，該材料對于來自封閉空間的蒸汽是絕緣的并且可透的。適當?shù)慕^緣和滲透性材料的非限制性實例可以包括顆粒土材料、開孔泡沫、纖維墊以及類似物。在一個方面中，絕緣滲透層可以是直徑小于約2"的顆粒材料。盡管其它材料可能是合適的，但絕緣顆粒層可以典型地由礫石、沙、壓碎的貧油頁巖或不限制或以另外方式抑制流體流動經(jīng)過絕緣顆粒層的其它絕緣顆粒微粒(fine)制成。通過選擇合適的顆粒材料，層厚度可以充當主要的絕緣源。鄰近于封閉空間內(nèi)部被加熱材料的絕緣層的內(nèi)部表面處于加熱處理的溫度下。絕緣層的外部表面可以處于周圍溫度或低于內(nèi)部表面的其它溫度。外部表面通常低于水的沸點，并且更常常遠低于蒸汽的沸點。與各自感興趣蒸汽的沸點相比，梯度的大小可以顯著變化，這取決于封閉空間的內(nèi)部溫度。注意到一些蒸汽可能不會凝聚，尤其在引入的蒸汽具有多種成分的情況下。無論怎樣，存在溫度梯度，其足以凝聚期望的蒸汽部分。根據(jù)多種變量如、但不限于內(nèi)部和外部表面溫度、層中的粒度、材料類型、層厚度、空隙空間等等，可以特制(tailor)溫度梯度。因此，在絕緣層寬度上實質(zhì)存在從內(nèi)部表面朝向其外部表面的熱梯度。在加熱工藝過程中產(chǎn)生于封閉空間內(nèi)部的蒸汽穿透該滲透絕緣層。因為這些蒸汽在絕緣層(低于相應(yīng)蒸汽的凝聚點)中充分冷卻，所以將形成液體。當封閉空間中的材料是含烴材料時，這些液體主要是烴。通常，液體基本上不潤濕絕緣層材料并向下滴流經(jīng)過該層到達封閉空間基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的絕緣層的底部是有利的，在該底部，它們被收集并去除。有利地，隨著液體向下經(jīng)過絕緣層，存在于液體中的任何微?？梢员贿^濾并去除。例如，顆粒土材料趨于吸引凝聚液體中的微粒。當跨過顆粒流動的液體被保持以便在土材料的實質(zhì)部分上維持薄膜時，該效果可能是特別有效的。該薄膜允許微粒遷移跨過膜厚度朝向顆粒材料表面，在該顆粒材料表面可以保留微粒(例如，通過吸附)。關(guān)于該微粒分離方面的另外的細節(jié)可以在2009年12月3日提交的美國臨時申請第61/266，423號中找到，其通過引用被并入本文。封閉的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尤其適于從各種來源諸如油頁巖、浙青砂、煤、浙青、褐煤、泥炭及其組合中處理和去除烴。然而，凝聚機制對于從中提取可凝聚蒸汽的任何其它材料也可以使合適的。另外的材料的非限制性實例可以包括生物質(zhì)、污水、廢污泥以及類似物。根據(jù)具體應(yīng)用和被加熱的材料，絕緣層的寬度可以從約IOcm到7m進行變化，盡管針對具體應(yīng)用可以考慮其它厚度。同樣，封閉空間內(nèi)的溫度可以從約150°C到約500°C進行變化，盡管根據(jù)涉及的材料和蒸汽，該范圍以外的溫度也可以是合適的。因此，封閉空間內(nèi)的壓力通常將在約0. I到15psig之間進行變化。封閉容積的范圍可以相對寬，從幾立方米到幾十萬立方米。對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的尺寸、封閉空間的容積、層寬度、溫度、壓力等的唯一限制是其是有功能的。在閱讀本公開內(nèi)容之后，這種參數(shù)可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員確定。外部不透層可任選地包含絕緣滲透層。該層對于烴和含水液體或蒸汽均是不透性的。典型地，該層可以包含膨潤土改進的土層或類似材料。該層被水合，以便膨潤土改進的土層的塑性密封基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，防止除了通過指定的導(dǎo)管在絕緣層或其它合適的裝置中凝聚以 外烴滲漏在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外面或經(jīng)過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。膨潤土改進的土層也用以防止烴蒸汽、烴液體和帶襯的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外面的外部水蒸汽經(jīng)過。此外，膨潤土改進的土層有足以被壓縮的塑性，從而有助于保持封閉空間處于封閉狀態(tài)。因為膨潤土改進的土層被水合，所以絕緣層的外部表面的溫度可以低于水的沸點，并且更常常更低，以保持層的塑性。其它材料也可以用于不透層，包括、但不限于聚合物膜/薄膜、混凝土、薄漿、柏油、金屬板、鋁板以及類似物?？梢栽诜忾]空間中從固體材料中原位產(chǎn)生蒸汽，或者可以從引入到封閉空間的流體產(chǎn)生蒸汽。例如，從第一操作產(chǎn)生的液體可以被引入到封閉空間中，并被加熱到足以產(chǎn)生蒸汽。任選地，部分封閉空間可以是不透性的，以便允許將液體保留在封閉空間中(例如，充當貯留池的下部)。此外，任選的液體收集盤可被引入到封閉空間中，以選擇性地收集和從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)回收液體。在一個方面中，一個或多個收集盤可被定向，以收集從頂部蓋排出的液體(S卩，為了減小落回到封閉空間的這種液體的體積)。包含由絕緣滲透層圍繞的封閉空間的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)——所述絕緣滲透層在其中具有溫度梯度——可以利用任何合適的方法形成。然而，在一種當前期望的方法中，該結(jié)構(gòu)由上底板(floor up)形成。顆粒土層的形成和通過粉碎的土含烴材料在封閉空間中的設(shè)置可在其中材料以預(yù)定的式樣被沉積的垂直沉積工藝中同時完成。例如，多槽或其它顆粒輸送機構(gòu)可以沿著沉積材料上的相應(yīng)位置被定向。通過選擇性控制輸送顆粒的體積以及沿系統(tǒng)——其中每一單獨的顆粒材料均被輸送——的俯視圖的位置，形成該結(jié)構(gòu)的絕緣層可從底板到頂部被同時形成?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)的側(cè)壁部分可作為在底板外周圍處的連續(xù)向上延伸被而形成。如果存在不透性外層諸如改進的膨潤土改進的土(BAS)，該層與顆粒土層一起被構(gòu)建，作為底板的連續(xù)延伸。在這種側(cè)壁的建立期間，粉碎的含烴材料可同時被放置在底板上和側(cè)壁周邊內(nèi)，以便將成為封閉空間的部分同時由上升的構(gòu)建的側(cè)壁填充。以這種方式，可以避免保留壁或其它側(cè)向約束考慮。該方法也可以在垂直建立期間被監(jiān)控，以驗證在層的界面處的混合在可接受的預(yù)定容忍度(tolerance)內(nèi)(例如，維持各個層的功能性)。例如，BAS層與顆粒土層的過多混合會損害BAS的密封功能。這可通過在其建立時小心沉積每一個鄰近層和/或增加沉積的層厚度來避免。隨著建立工藝接近上部分，可利用相同的顆粒輸送機制并僅調(diào)整適當?shù)念w粒材料的位置和速度來形成頂部。例如，當達到期望的側(cè)壁高度時，可加入足夠量的粉碎含烴材料，在該粉碎含烴材料上可沉積基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的上表面。在該方法中，頂部部分可由含烴材料支撐而且不具有獨立的支撐物。根據(jù)具體的裝置，加熱管道、收集管道、收集盤和/或其它結(jié)構(gòu)可任選地被嵌入沉積的顆粒材料中。因此形成包含封閉空間的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，該封閉空間含有粉碎含烴材料。鑒于以上描述，圖I描述一個實施方式的側(cè)視圖，顯示密封基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)100，其尤其適于從粉碎的含烴材料110中提取烴?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)100包括由絕緣滲透層130限定的封閉空間120。絕緣層130由不透層140覆蓋，該不透層140—為了說明一是膨潤土改進的土。加熱裝置(未顯示)加熱含烴材料110至足以從中提取烴的溫度。典型地，該溫度在約150°C到約500°C之間。隨著烴由于加熱或焙燒過程被釋放，將形成液體和/或蒸汽。液體將通過底板排水管150從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)排出。在封閉空間內(nèi)形成的蒸汽將產(chǎn)生約0. I到約15psig之間的正壓。如果期望，導(dǎo)管(未顯示)可被放置在封閉空間120中，以回收蒸汽，諸如在2008年2月8日提交的共同未決的美國申請第12/028，569號中所指示的，其通過引用其整體被并入本文。然而，即使存在導(dǎo)管或其它蒸汽收集裝置，也不是所有的蒸汽在封閉空間外被收集。不考慮蒸汽收集裝置的存在與否，仍存在收集和回收在加熱或焙燒過程中產(chǎn)生的最大量蒸汽的需要。 在加熱過程中存在于封閉空間中的正壓結(jié)合絕緣層130的滲透性有助于蒸汽在加熱過程的溫度下通過進入到層130中，在層130中，它們至少部分地凝聚，以便液體向下排出經(jīng)過其中它們通過第二排水管160被收集的層的內(nèi)部容積。更具體而言，如圖2所示，蒸汽210通過內(nèi)部表面220進入層。一旦在顆粒層內(nèi)部，蒸汽即與顆粒材料130接觸。在絕緣層130的內(nèi)部表面和層的外部表面240之間存在降低的溫度梯度230 (即，從T1到T2,其中T1XT2)。外部表面240處的溫度顯著低于內(nèi)部表面220處的溫度。蒸汽210接觸并經(jīng)過顆粒土材料凝聚體(condense)的溫度梯度230,這是由于溫度降低和由方向箭頭250所指示的向下通過，用于進行收集。顯著地，溫度梯度可以是線性平衡，盡管在由外部表面和/或內(nèi)部表面溫度變化導(dǎo)致的瞬態(tài)非平衡條件期間可能產(chǎn)生變化的曲線。蒸汽凝聚也導(dǎo)致層130中的壓力減小，這產(chǎn)生滲透內(nèi)部層表面200的另外的蒸汽210。在這種功能性中，系統(tǒng)用作自動凝聚泵來促使蒸汽從封閉空間內(nèi)部進入到絕緣顆粒土層中，以進行凝聚和回收。應(yīng)該理解，以上提及的排列對于本發(fā)明原則的應(yīng)用是說明性的。因此，雖然已經(jīng)結(jié)合發(fā)明的示例性實施方式在上面描述了本發(fā)明，但可以進行許多修飾和可選排列而不背離權(quán)利要求書中示出的本發(fā)明的原則和概念，這對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.從封閉空間內(nèi)去除和凝聚蒸汽的方法，包括 加熱封閉空間內(nèi)的材料，形成從中提取的蒸汽，所述封閉空間被其中具有溫度梯度的絕緣滲透層圍繞，其中限定所述封閉空間的內(nèi)部層表面處于第一較高溫度并在橫跨所述絕緣層的寬度至其外部表面具有逐漸降低的較低溫度，其中所述蒸汽處于所述第一較高溫度，并且還處于所述封閉空間內(nèi)的第一正壓下； 使所述蒸汽經(jīng)過所述絕緣層的所述內(nèi)部表面，其中該蒸汽接觸形成所述絕緣層的物質(zhì)并朝向所述絕緣層的所述外部表面向外通過，其中所述蒸汽與所述物質(zhì)以及橫跨所述絕緣層的逐漸降低的溫度梯度的接觸使得所述蒸汽凝聚并導(dǎo)致所述絕緣層內(nèi)壓力降低，從而使得另外的蒸汽從所述封閉空間引入到所述絕緣層進行凝聚，并且，其中所述凝聚液體向下經(jīng)過所述絕緣層的所述物質(zhì)，進行收集。
2.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述絕緣層由顆粒形成。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述顆粒是顆粒土材料，其包括礫石、壓碎的巖石、沙、壓碎的油頁巖、土及其組合中的至少一種。
4.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述形成所述土層的所述顆粒具有直徑小于2英寸的平均尺寸。
5.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述絕緣層由開孔泡沫或纖維墊形成。
6.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述封閉空間內(nèi)的材料是含烴材料。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述含烴材料選自油頁巖、浙青砂、煤、浙青、褐煤、泥炭及其組合。
8.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述絕緣層的寬度從約IOcm到約7m。
9.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一較高溫度從約150°C到約500°C。
10.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述封閉空間內(nèi)的所述蒸汽的所述第一正壓從約O.Ipsig 至Ij 15psig0
11.權(quán)利要求I所述的方法，其中所述外部表面的溫度從約0°C到約80°C。
12.權(quán)利要求I所述的方法，進一步包括收集所述凝聚液體。
13.權(quán)利要求I所述的方法，進一步包括形成包圍所述絕緣滲透層的外部不透層。
全文摘要
公開了從封閉空間(120)內(nèi)部去除和凝聚蒸汽的方法。含有材料(110)的封閉空間(120)被絕緣滲透層(130)圍繞，該絕緣滲透層(130)在內(nèi)部表面(220)和外部表面(240)之間具有降低的溫度梯度(230)。絕緣層(130)也可以被不透層(140)覆蓋。加熱封閉空間(120)中的材料(110)導(dǎo)致在封閉空間(120)內(nèi)部在正壓下形成蒸汽。蒸汽經(jīng)過絕緣滲透層(130)的內(nèi)部表面(220)并接觸滲透性材料，并且通過降低絕緣層(130)內(nèi)部的溫度被凝聚。凝聚液體向下經(jīng)過絕緣層(130)，進行收集。加熱的封閉空間(120)內(nèi)的正壓和絕緣層(130)中的凝聚以及壓力和溫度的降低用于將另外的蒸汽從封閉空間(120)內(nèi)部引入到絕緣層(130)中，進行凝聚和收集。
文檔編號B01D53/26GK102781548SQ201080056811
公開日2012年11月14日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者J·W·帕藤 申請人:紅葉資源公司