專利名稱：利用維持在正壓力下的構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)和相關(guān)系統(tǒng)從含烴材料回收烴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
盡管有價格上漲和其它經(jīng)濟(jì)與地理政治方面的因素，化石燃料的全球和國內(nèi)需求持續(xù)上升。由于這樣的需求持續(xù)上升，因此尋找化石燃料的另外經(jīng)濟(jì)可行的來源的研究和調(diào)查相應(yīng)增加。歷史上，許多人已認(rèn)識到例如油頁巖、煤和浙青砂礦層中儲藏的巨量能量。 然而，這些來源仍然在經(jīng)濟(jì)競爭性回收方面存在困難的挑戰(zhàn)。加拿大浙青砂已表明這樣的努力可能是有成效的，盡管仍有許多挑戰(zhàn)，其包括環(huán)境影響、產(chǎn)物質(zhì)量、生產(chǎn)成本和加工時間等。估計世界各地的油頁巖儲量在兩萬億桶到近七萬億桶石油的范圍內(nèi)，這取決于估計來源。無論如何，這些儲量表現(xiàn)為極大的容量并且仍是基本未使用的資源。大量公司和調(diào)查員繼續(xù)研究和試驗(yàn)從這樣的儲量中回收石油的方法。在油頁巖工業(yè)中，提取方法包括通過爆炸產(chǎn)生的地下碎石通道、原位方法例如原位轉(zhuǎn)化工藝(ICP)方法(殼牌石油公司Shell Oil)以及在鋼制干餾器內(nèi)加熱。其它方法包括原位射頻法(微波)以及“修正”原位工藝， 其中已經(jīng)結(jié)合使用地下采礦、爆破和干餾以從地層中制造碎石，從而允許更好的傳熱和產(chǎn)物去除。在典型的油頁巖工藝中，所有工藝都面臨經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素的權(quán)衡。當(dāng)前沒有工藝單獨(dú)滿足經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)挑戰(zhàn)。此外，全球變暖的問題引發(fā)解決與這類工藝相關(guān)的二氧化碳(CO2)排放的額外措施。需要實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理(environmental stewardship)而仍提供高產(chǎn)量成本有效的石油生產(chǎn)的方法。地下原位概念的出現(xiàn)基于其產(chǎn)出高產(chǎn)量且同時避免采礦成本的能力。盡管可以實(shí)現(xiàn)因避免采礦導(dǎo)致的成本節(jié)省，但由于固體油頁巖的極低的導(dǎo)熱性和高比熱，因此原位方法需要較長時間加熱地層。對于任何原位工藝來說，最重大的挑戰(zhàn)也許是不確定性和可能伴隨地下淡水含水層出現(xiàn)的長期潛在的水污染。在Siell的ICP方法的情況下，“冷凍壁” 被用作屏障，從而維持含水層(aquifer)和地下處理區(qū)之間的分離。盡管這是可能的，但沒有長期分析證明可長期保證防止污染。在沒有保證以及甚至在較少補(bǔ)救的情況下，如果冷凍壁失敗，那么期望其它方法解決這樣的環(huán)境危險。因?yàn)樵撛蚝推渌?，仍需要可以提供改善的從合適含烴材料中回收烴的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)具有可接受的經(jīng)濟(jì)性并避免上面提到的缺點(diǎn)
發(fā)明內(nèi)容
一種從含烴材料中回收烴的方法可包括形成構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)。該構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)限定基本密閉體積。開采的含烴材料可被引入該控制基層結(jié)構(gòu)以形成含烴材料的可滲透體。該可滲透體可充分加熱以從其中去除烴。在加熱期間含烴材料可基本靜止。 可收集去除的流體烴以便進(jìn)一步加工、在工藝中用作補(bǔ)充燃料或添加劑和/或直接使用而不做進(jìn)一步處理。這些系統(tǒng)和工藝可允許解決涉及從地表或地下采出的含烴礦床(例如油頁巖、浙青砂、褐煤和煤)以及從收獲的生物質(zhì)中提取烴液體和氣體的困難問題。除其他優(yōu)點(diǎn)外，該方案幫助降低成本、增加輸出容量、減少空氣排放、限制水消耗、防止地下含水層污染、修整地表擾動、減少材料處理成本、去除臟的細(xì)顆粒以及改善回收的含烴液體或氣體的組成。該方案也用更安全、更可預(yù)測、構(gòu)造的、可觀察、可修理、適應(yīng)的和可預(yù)防的水體保護(hù)結(jié)構(gòu)來解決水污染問題。本發(fā)明的另外特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下詳細(xì)描述變得明顯，這些詳細(xì)描述以示例方式說明本發(fā)明的特征。


圖1是根據(jù)一個實(shí)施例的構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)的側(cè)面部分剖視示意圖。圖2A和2B是根據(jù)一個實(shí)施例的多個滲透性控制蓄積池的頂視圖和平面圖。圖3是根據(jù)一個實(shí)施例的滲透性控制蓄積池的側(cè)面剖視圖。圖4是根據(jù)一個實(shí)施例的構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)的一部分的示意圖。圖5是示出根據(jù)另一實(shí)施例的兩個滲透性控制蓄積池之間的熱傳遞的示意圖。應(yīng)該注意，附圖僅是若干實(shí)施例的示范，并由此無意限制本發(fā)明的范圍。進(jìn)一步地，附圖通常不按比例繪制，而是為了方便并清晰地圖解本發(fā)明的各方面草擬的。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考示例性實(shí)施例，并且在此使用特定語言描述這些示例性實(shí)施例。然而應(yīng)理解在此無意限制本發(fā)明的范圍。在相關(guān)領(lǐng)域中擁有本公開內(nèi)容的技術(shù)人員容易想到的在此描述的本發(fā)明特征的替換和進(jìn)一步修改以及在此描述的本發(fā)明原理的其他應(yīng)用應(yīng)被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，在公開和描述具體實(shí)施例之前，應(yīng)理解本發(fā)明不限于在此公開的具體工藝和材料，因?yàn)檫@些可以在一定程度上變化。同樣應(yīng)理解在此使用的術(shù)語僅用于描述具體實(shí)施例，并且無意進(jìn)行限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍僅由隨附的權(quán)利要求及其等價物限定。定義在描述和要求保護(hù)本發(fā)明時，將使用下面的術(shù)語。單數(shù)形式“一”、“一個/ 一種”和“所述/該”包括復(fù)數(shù)指代，除非上下文另外明確規(guī)定。因此，例如，對“(一個)壁”的指代包括指代一個或更多個這樣的結(jié)構(gòu)，“(一種)可滲透體”包括指代一種或多于一種這樣的材料，以及“(一個)加熱步驟”指代一個或多于一個這樣的步驟。如在此使用，“現(xiàn)有參考水準(zhǔn)面(grade) ”或相似術(shù)語指代參考水準(zhǔn)面或平面，其平行于含有如在此描述的基層結(jié)構(gòu)的位置的局部表面地形，該基層結(jié)構(gòu)可以在現(xiàn)有參考水準(zhǔn)面之上或之下。如在此使用，“導(dǎo)管”指代沿特定距離的任何通路，其可以用來從一個點(diǎn)向另一點(diǎn)運(yùn)送材料和/或傳熱。盡管導(dǎo)管通常可以是圓形管道，但其它非圓形管道也可能是有用的。 導(dǎo)管可以有利地用來引入流體到可滲透體內(nèi)或從該可滲透體抽取流體、進(jìn)行傳熱和/或運(yùn)輸射頻器件、燃料電池機(jī)構(gòu)、電阻加熱器或其它器件。如在此使用，“構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)”指代基本上全部人造的結(jié)構(gòu)，其與通過修改或填充現(xiàn)有地質(zhì)地層的孔隙形成的冷凍壁、硫壁或其它屏障相反。構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)經(jīng)?；静缓瓲畹刭|(zhì)地層，盡管該基層結(jié)構(gòu)可以鄰近或直接接觸原狀地層形成。這樣的控制基層結(jié)構(gòu)可以是獨(dú)立的或通過機(jī)械手段、化學(xué)手段或此類手段的結(jié)合固定到原狀地層，例如使用錨、系材或其它合適的硬設(shè)備栓接到地層。如在此使用，“粉碎的”指代使地層或較大團(tuán)塊破裂為碎塊。粉碎的團(tuán)塊可以被破碎或以其他方式破裂為碎片。如在此使用，“含烴材料”指代可以從其中提取或得到烴產(chǎn)物的任何含烴材料。例如，烴可以作為液體被直接提取、經(jīng)溶劑提取被去除、被直接蒸發(fā)或以其他方式從該材料中去除。然而，許多含烴材料含有通過加熱和高溫分解轉(zhuǎn)化為烴的干酪根或浙青。含烴材料可以包括但不限于油頁巖、浙青砂、煤、褐煤、浙青、泥煤和其它有機(jī)材料。如在此使用，“蓄積池”指代經(jīng)設(shè)計容納或保持流體和/或固體可移動材料的累積的結(jié)構(gòu)。蓄積池通常源于地層的至少一大部分和源自土地材料的結(jié)構(gòu)支撐。因此，控制壁不總是具有與形成它們的土地材料和/或地層無關(guān)的獨(dú)立強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)完整性。如在此使用，“可滲透體”指代具有相對高滲透性的粉碎的含烴材料的任何團(tuán)塊， 該相對高的滲透性超過相同組成的固體原狀地層的滲透性。合適的可滲透體可以具有大于約10%的空隙空間，并通常具有從大約30%到45%的空隙空間，盡管其它范圍也可能是合適的。例如通過合并大的不規(guī)則成形顆粒，允許高滲透性有利于以對流作為主要傳熱方式對可滲透體進(jìn)行加熱，同時也大大降低與壓碎成非常小的尺寸(例如低于大約1英寸到大約0.5英寸)相關(guān)的成本。如在此使用，“壁/墻壁”指代具有滲透性控制作用以將材料限制在至少部分由控制壁定義的密閉體積內(nèi)的任何構(gòu)造化特征。壁/墻壁可以以任何方式定向，例如垂直，但定義該密閉體積的頂部、底部和其它輪廓也可以是如在此使用的“壁/墻壁”。如在此使用，“采出/開采的(材料)”指代從原始色譜分離位置或地質(zhì)位置移到或擾動到第二不同位置或返回到相同位置的材料。通常，可以通過破碎、壓碎、爆炸引爆或其它方式從地質(zhì)地層中去除材料來產(chǎn)生采出的材料。如在此使用，“基本靜止”指代在從密閉體積內(nèi)的含烴材料中去除烴從而留下貧礦材料(lean material)時幾乎靜止的材料定位，其允許一定程度的下沉、膨脹和/或沉降。 相反，含烴材料的任何循環(huán)和/或流動，例如在流化床(fluidized bed)或旋轉(zhuǎn)干餾器中發(fā)現(xiàn)的循環(huán)和/或流動包括含烴材料的極其顯著的移動和處理。如在此使用，在提到材料的量或數(shù)量或其特定特征時所用的“基本”一詞指代足以提供該材料或特征有意提供的效果的量?？稍试S的精確的偏差度在一些情況下可能取決于特定的上下文。類似地，“基本不含……”等指代在組合物中缺乏所確定的元素或試劑。特別地，被確定為“基本不含”的元素或者完全不存在于組合物中，或者僅含有足夠小的量以至對該組合物沒有可測量影響。如在此使用，“大約”指代基于特別是所確定的具體屬性的實(shí)驗(yàn)誤差的偏差度。術(shù)語“大約”提供的范圍將取決于具體的上下文和具體屬性，并可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易辨別。術(shù)語“大約”無意擴(kuò)展或限制可另外賦予具體值的等價程度。進(jìn)一步地，除非另外說明， 否則術(shù)語“大約”明確包括“精確地”，與下面關(guān)于范圍和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的討論一致。濃度、尺寸、數(shù)量和其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在此可以用范圍形式呈現(xiàn)。應(yīng)理解這樣的范圍形式僅為方便和簡潔使用，并應(yīng)該靈活解釋為不僅包括作為該范圍的界限明確表述的數(shù)值， 而且包括包含在該范圍內(nèi)的全部單個數(shù)值或子范圍，如同每個數(shù)值和子范圍都被明確表述。例如，大約1到大約200的范圍應(yīng)該解釋為不僅包括明確表述的1和200的界限，而且包括單個大小例如2、3、4，以及子范圍例如10到50,20到100等。如在此使用，為方便起見，多個項目、結(jié)構(gòu)元素、組成元素和/或材料可以在共同列表中呈現(xiàn)。然而，這些列表應(yīng)該理解為如同該列表的每個組分都各自被確定為單獨(dú)且唯一的組分。因此，在沒有相反表示的情況下，此類列表的單個組分都不應(yīng)僅基于它們呈現(xiàn)在一個共同組中而被解釋為同樣列表的任何其它組分的實(shí)際等價物。在正壓力下從含烴材料回收烴從含烴材料中回收烴的方法可以包括形成構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)。該構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)限定基本密閉體積。開采或收獲的含烴材料可被引入該控制基層結(jié)構(gòu)以形成含烴材料的可滲透體?？蓾B透體可以被充分加熱以從其中去除烴。在加熱期間，由于構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)是固定結(jié)構(gòu)，因此含烴材料基本靜止。可收集去除的流體烴以便進(jìn)一步加工、在加工過程中使用和/或在回收時使用?？梢酝ㄟ^使用現(xiàn)有參考水準(zhǔn)面(grade)作為該構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)的底部支撐和/或作為側(cè)壁支撐，形成構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)。例如，控制基層結(jié)構(gòu)可以被形成為獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，即僅使用現(xiàn)有參考水準(zhǔn)面作為底部，其中側(cè)壁是人造的。可替換地，控制基層結(jié)構(gòu)可以在挖掘的坑內(nèi)形成。構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)可以包括限定基本密閉體積的滲透性控制蓄積池。滲透性控制蓄積池基本不含原狀地質(zhì)地層。特別地，蓄積池的滲透性控制方面可以被完全構(gòu)造化并人造為單獨(dú)的隔絕機(jī)構(gòu)，以便防止材料不受控制地遷移到密閉體積內(nèi)或移出密閉體積。在一個實(shí)施例中，滲透性控制蓄積池可以沿挖掘的含烴材料礦床的壁形成。例如， 油頁巖、浙青砂或煤可以從礦床采出，從而形成大約對應(yīng)于期望的蓄積池密閉體積的空穴。 然后挖掘的空穴可以被用作構(gòu)建滲透性控制蓄積池的形狀和支撐體。在一個可替換方面，可以形成至少一個另外的已挖掘含烴材料礦床，從而使得可以操作多個蓄積池。此外，這樣的配置可以有利于減小采出材料的運(yùn)輸距離。特別地，任何具體密閉體積的采出含烴材料可以從鄰近的已挖掘含烴材料礦床中采出。這樣，可以建造構(gòu)造化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格，從而使得采出的材料可以立即且直接填充到鄰近的蓄積池中?？梢酝ㄟ^使用任何合適技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)含烴礦床的開采和/或挖掘?？梢允褂贸Ｒ?guī)的露天開采，盡管也可以使用可替換的挖掘機(jī)而不需要運(yùn)輸采出的材料。在一個特定實(shí)施例中，可以使用起重機(jī)懸掛的挖掘機(jī)挖掘含烴礦床。合適的挖掘機(jī)的一個示例可以包括垂直隧道掘進(jìn)機(jī)(boring machine)。這樣的機(jī)器可以被配置為挖掘在挖掘機(jī)下面的巖石和材料。隨著材料被去除，挖掘機(jī)被降低以確保與地層基本連續(xù)接觸。去除的材料可以利用運(yùn)輸機(jī)或升降機(jī)輸送出挖掘區(qū)?？商鎿Q地，挖掘可以在含水泥漿的條件下發(fā)生，從而降低灰塵問題并充當(dāng)潤滑劑/冷卻劑。泥漿材料可以被泵出挖掘處，以便在沉降槽或其它類似的固體-液體分離器中進(jìn)行固體分離，或可以允許固體在蓄積池中直接沉淀。該方法可以容易地與金屬和其它材料的同時或順次的基于溶液的回收整合，如下面更詳細(xì)描述。此外，滲透性控制蓄積池的挖掘和形成可以同時實(shí)現(xiàn)。例如，挖掘機(jī)可以被配置為在去除含烴材料的同時形成蓄積池的側(cè)壁。材料可以僅從側(cè)壁邊緣下面去除，從而使得該側(cè)壁可以被向下引導(dǎo)，從而允許另外的墻壁段堆疊在上面。該方法可以允許增加深度的同時在支撐性蓄積池壁形成之前避免或降低坍塌的風(fēng)險。蓄積池可以由提供隔絕穿過蓄積池壁的材料傳遞的任何合適材料形成。這樣，在控制基層結(jié)構(gòu)操作期間，壁的完整性被保持為足以基本防止流體不受控制地遷移到控制基層結(jié)構(gòu)的外面。用來形成構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)的蓄積池的合適材料的非限制性示例可以包括粘土、膨潤土(例如包含至少一部分膨潤土的粘土)、膨潤土改良土壤、壓實(shí)填充物、耐火水泥、水泥、合成的土工柵格、玻璃纖維、鋼筋、納米碳富勒烯(fullerene)添加劑、 填充的土工布袋、聚合物樹脂、耐油的PVC襯里或其結(jié)合。經(jīng)改造的類水泥復(fù)合物(ECC)材料、纖維增強(qiáng)的復(fù)合物等可以是特別堅固的并可以容易地改造，從而滿足給定裝置的滲透性和溫度容限需求。作為一般方針，盡管非必需，但在基層結(jié)構(gòu)的操作溫度下具有低滲透性和高機(jī)械完整性的材料可以提供優(yōu)良性能。例如，熔點(diǎn)高于基層結(jié)構(gòu)的最大操作溫度的材料可能對在加熱和回收期間以及之后維持防漏(containment)是有用的。然而，如果非加熱緩沖區(qū)被維持在壁與可滲透體的加熱部分之間，那么也可以使用較低溫度的材料。這樣的緩沖區(qū)可以在從6英寸到50英尺的范圍內(nèi)，其取決于用于蓄積池的特定材料和可滲透體的組合物。在另一方面，蓄積池的壁可以耐酸、耐水和/或耐鹽水，例如足以耐受暴露于溶劑回收和/或用酸性或鹽水溶液漂洗，以及耐受蒸汽或水。對于沿地層或其它固體支撐體形成的蓄積池壁，該蓄積池壁可以由噴涂水泥漿、噴涂液體乳液或其它噴射材料例如可噴涂的耐火級水泥漿形成，該可噴涂的耐火級水泥漿針對地層形成密封并創(chuàng)建滲透性控制蓄積池壁。蓄積池壁可以基本連續(xù)，以使蓄積池限定密閉體積從而防止流體出入除所定義的進(jìn)口和出口以外的蓄積池(例如經(jīng)由在此討論的導(dǎo)管等)的實(shí)質(zhì)移動。這樣，蓄積池可以容易地滿足管理流體遷移規(guī)章(government fluid migration regulations)?？商鎿Q地或與制造的屏障結(jié)合，部分蓄積池壁可以是原狀地質(zhì)地層和/或壓實(shí)土地。在此情況下，構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)是可滲透壁和不可滲透壁的結(jié)合，如在下面更詳細(xì)描述。在一個詳細(xì)方面，經(jīng)前處理或后處理的一部分含烴材料可以用作水泥加固和/或水泥基底，其然后在合適位置被傾注，從而形成控制基層結(jié)構(gòu)的部分壁或全部壁。這些材料可以被形成在合適位置，或可以被預(yù)形成然后在現(xiàn)場被組裝，以形成整體蓄積池結(jié)構(gòu)。例如，蓄積池可以通過在合適位置鑄造形成為單一體、擠壓件、預(yù)形成件或預(yù)制件的堆疊、通過水泥漿(水泥、ECC或其它合適材料)連結(jié)的混凝土板材、膨脹外形體/形式(form)等來建造。這些外形體可以依地層建造或者可以是獨(dú)立結(jié)構(gòu)。這些外形體可以由任何合適材料建造，例如但不限于鋼、木材、玻璃纖維、聚合物等。這些外形體可以在合適位置被組裝， 或者可以使用起重機(jī)或其它合適機(jī)構(gòu)被定向。可替換地，構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)可以由用致密填充材料按層組裝的篾筐和/或土工合成織物形成。可以添加任選的粘合劑來增強(qiáng)滲透性控制壁的致密性。在另一詳細(xì)方面，控制基層結(jié)構(gòu)可以包含或主要由密封劑、水泥漿、鋼筋、合成粘土、膨潤土、粘土襯層、耐火水泥、高溫土工膜、排水管、合金片或其組合構(gòu)成。蓄積池壁可以任選地包括不可滲透的絕緣體和/或細(xì)粉(fines)收集層。這些可滲透層可以在滲透性控制屏障和可滲透體之間定向。例如，可以提供含烴粉碎材料的層，其允許流體進(jìn)入層內(nèi)、在層內(nèi)冷卻并且至少部分冷凝。此類可滲透層材料通常可以具有小于可滲透體的顆粒尺寸。此外，此類含烴材料可以經(jīng)各種吸引力從經(jīng)過的流體中去除細(xì)粉。 在一個實(shí)施例中，蓄積池壁和底部的構(gòu)造可以包括固有的或受控的低質(zhì)頁巖與砂、水泥、纖維、植物纖維、納米碳、碎玻璃、增強(qiáng)鋼、改造的碳增強(qiáng)柵格、鈣鹽等的任何組合的多個壓實(shí)層。除這樣的復(fù)合材料壁之外，可以采用通過額外不滲透性工程來抑制長期的流體和氣體遷移的設(shè)計，其包括但不限于襯里、土工膜、壓實(shí)土、輸入砂、砂礫或巖石和重力排水外形， 從而使流體和氣體遠(yuǎn)離不透水層移動到出口。由于采礦過程的情況可以規(guī)定遵循最優(yōu)礦石品級采礦，因此蓄積池底部和壁構(gòu)造可以但不需要包含上階或下階的斜坡或臺階。在任何這樣的上階或下階的應(yīng)用中，底部取平和防漏壁構(gòu)造通?？梢韵蛞粋?cè)或特定的(多個)中央儲集區(qū)排出或傾斜，從而通過重力排水幫助去除流體。任選地，密閉容器(capsule)壁和底部結(jié)構(gòu)可以包括絕緣體，其防止熱從構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)向外傳遞，或從主構(gòu)造化密閉防漏容器內(nèi)的內(nèi)部密閉容器或?qū)Ч芟蛲鈧鬟f。絕緣體可以包含人造材料、水泥或各種其它材料，其比周圍物體即可滲透體、地層、鄰近基層結(jié)構(gòu)等的導(dǎo)熱性小。絕熱屏障也可以在可滲透體內(nèi)、沿蓄積池壁、頂部和/或底部形成。一個詳細(xì)方面包括使用可生物降解的絕緣材料，例如大豆絕緣體等。這與其中蓄積池是單一用途體系以使絕緣體、管道和/或其它組件可以具有相對低的使用壽命(例如小于1-2年) 的實(shí)施例一致。這可以降低設(shè)備成本，并減少長期環(huán)境影響。這些結(jié)構(gòu)和方法可以在幾乎任何規(guī)模下應(yīng)用。較大的密閉體積和增加的蓄積池數(shù)目可以容易地產(chǎn)生相當(dāng)于或超過較小構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)的烴產(chǎn)物和性能。作為說明，單蓄積池的尺寸范圍可從數(shù)十米到數(shù)十英畝。優(yōu)選的蓄積池尺寸可以根據(jù)含烴材料和操作參數(shù)而變化，然而，預(yù)期合適的面積范圍可以是從大約二分之一英畝到五英畝的頂部平面表面積。這些方法和基層結(jié)構(gòu)可以用來從多種含烴材料中回收烴。一個具體優(yōu)點(diǎn)是在控制引入密閉體積的可滲透體的顆粒尺寸、條件和組成方面的寬自由度?？梢员惶幚淼牟沙龅暮瑹N材料的非限制示例包含油頁巖、浙青砂、煤、褐煤、浙青、泥煤或其組合。在一些情況下， 可能期望提供單一類型的含烴材料，從而可滲透體主要由上述材料中的一種構(gòu)成。然而，可滲透體可以包括這些材料的混合物，從而可以調(diào)整等級、含油量、含氫量、滲透性等以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。此外，不同的烴材料可以處于多個層中或處于混合方式，例如結(jié)合的煤、油頁巖、浙青砂、生物質(zhì)(biomass)和/或泥煤。在一個實(shí)施例中，為最優(yōu)化的原因，含烴材料可以被分類到主要構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)內(nèi)的各種內(nèi)部密閉容器中。例如，在油頁巖地層被開采時，被開采的油頁巖地層的層數(shù)和深度可能在某些深度的產(chǎn)區(qū)中更富集。一旦爆炸、開采、鏟起和拖拉到密閉容器以便放置， 那么更富集的含油礦石可以通過富集度分類或混合，以便實(shí)現(xiàn)最優(yōu)產(chǎn)量、更快回收，或?qū)崿F(xiàn)在各蓄積池內(nèi)的最優(yōu)平均。此外，提供不同組成的層可以具有額外的益處。例如，下層浙青砂可以被定向?yàn)樵谏蠈佑晚搸r的下面。通常，該上下層可以相互直接接觸，盡管不是必需的。上層可以包括嵌入其中的加熱管，如在下面更詳細(xì)描述。加熱管可以將油頁巖加熱到足以釋放包括可充當(dāng)從浙青砂中去除浙青的溶劑的短鏈液烴的干酪根油。這樣，上層充當(dāng)原位溶劑來源，以便增強(qiáng)從下層去除浙青。在下層內(nèi)的加熱管是任選的，從而該下層可以不含加熱管或可以包括加熱管，這取決于從上層或任何其它熱源經(jīng)向下傳遞的液體傳遞的熱量。選擇性控制可滲透體的特性和組成的能力在最優(yōu)化石油產(chǎn)量和質(zhì)量方面增加顯著的自由度。此外，在許多實(shí)施例中，釋放的氣體和液體產(chǎn)物充當(dāng)原位生產(chǎn)的溶劑，其補(bǔ)充干酪根去除和/或從含烴材料中去除額外的烴。在另一詳細(xì)方面，可滲透體可以進(jìn)一步包含添加劑或生物質(zhì)。添加劑可以包括用作增加去除的烴的質(zhì)量的任何組成，例如增加API、減小粘度、改善流動特性、降低剩余頁巖的潤濕度、減少硫、減少氫化劑等。合適添加劑的非限制性示例可以包括浙青、干酪根、丙烷、天然氣、天然氣冷凝物、原油、精煉底部殘留物(refining bottoms)、浙青烯、常用溶劑、 其它稀釋劑和這些材料的組合。在一個特定實(shí)施例中，添加劑可以包括流動改善劑和/或供氫體劑。一些材料可以充當(dāng)兩種或任一種試劑從而改善流動或作為供氫體。此類添加劑的非限制性示例可以包括甲烷、天然氣冷凝物、常用溶劑例如丙酮、甲苯、苯等以及上面列出的其它添加劑。添加劑可以用來增加任何烴產(chǎn)物中的氫碳比率，以及充當(dāng)流動增強(qiáng)劑。例如，各種溶劑和其它添加劑可以產(chǎn)生物理混合物，其對于固體顆粒、巖石等具有降低的粘度和/或降低的親和性。此外，一些添加劑可以與烴發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和/或允許烴產(chǎn)物的液體流動。使用的任何添加劑可以變?yōu)樽罱K回收產(chǎn)物的一部分，或可以被去除并再利用或另外處理。類似地，可以通過使用已知的添加劑和方法來實(shí)現(xiàn)含烴材料的生物羥基化作用， 從而形成合成氣體或其它較輕質(zhì)產(chǎn)物。也可用相似方式使用酶或生物催化劑。此外，人造材料也可以用作添加劑，例如但不限于輪胎、聚合物廢品或其它含烴材料。盡管這些方法可廣泛應(yīng)用，但作為一般方針，可滲透體可以包括最大尺寸從大約 1/8英寸到大約6英尺的顆粒，并且在一些情況下小于1英尺，以及在其它情況下小于大約 6英寸。然而，作為實(shí)際情況，大約2英寸到大約2英尺的尺寸可以提供優(yōu)良結(jié)果，其中大約1英尺的直徑對于油頁巖是特別有用的?？障犊臻g可以是確定最優(yōu)顆粒直徑的重要因素。作為一般情況，可以使用任何功能性空隙空間；然而，大約15%到大約50%并且在一些情況下大約30%到大約45%的比率通常提供滲透性與可用體積的有效使用之間的良好平衡。通過改變其它參數(shù)例如加熱導(dǎo)管位置、添加劑等，空隙體積可以稍微變化。采出的含烴材料的機(jī)械分離使得能夠創(chuàng)造細(xì)網(wǎng)孔、高滲透性的顆粒，其一旦放入蓄積池內(nèi)的密閉容器中則提高散熱率。增加的滲透性允許更合理的低溫，其也幫助避免較高溫度，該較高溫度導(dǎo)致碳酸鹽分解產(chǎn)生更多CO2,以及相應(yīng)釋出痕量重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物和可以生成能被監(jiān)測和控制的有毒流出物和/或不期望材料的其它化合物。在一個實(shí)施例中，計算機(jī)輔助的開采、開采設(shè)計、拖運(yùn)、爆炸、化驗(yàn)、裝載、運(yùn)輸、安置和防塵措施可以用來滿足和最優(yōu)化采出材料移動到構(gòu)造化密閉防漏結(jié)構(gòu)內(nèi)的速度。在一個可替換方面，蓄積池可以在含烴地層的挖掘體積中形成，盡管遠(yuǎn)離控制基層結(jié)構(gòu)的其它位置也可能是有用的。例如，一些含烴地層具有相對薄的烴富集層，例如厚度小于大約300 英尺。因此，垂直采礦和鉆孔有可能不是成本有效的。在此情況下，水平采礦對于回收含烴
9材料以便形成可滲透體是有用的。盡管水平采礦一直是挑戰(zhàn)性的嘗試，但許多技術(shù)已開發(fā)并在繼續(xù)發(fā)展，其可以連同蓄積池使用。在此情況下，蓄積池的至少一部分可以跨越水平層形成，而該蓄積池的其它部分可以沿著和/或鄰近非含烴地層形成。其它采礦方法例如但不限于房柱式采礦(room and pillar mining)可以提供具有最小限度浪費(fèi)的有效含烴材料來源，和/或可以運(yùn)輸?shù)叫罘e池并根據(jù)這些原理進(jìn)行處理的回收。如在此提到，這些系統(tǒng)和工藝過程允許對可為給定裝置設(shè)計并最優(yōu)化的可滲透體的性質(zhì)和特性進(jìn)行較大程度的控制。蓄積池(單獨(dú)地和跨越多個蓄積池)可以基于材料的不同組成、預(yù)期的產(chǎn)物等被容易地修正和分類。例如，幾個蓄積池可以專用于生產(chǎn)重質(zhì)原油，而其它蓄積池可以被配置為生產(chǎn)較輕質(zhì)產(chǎn)物和/或合成氣體。潛在的分類和因素的非限制性示例可以包括催化劑活性、特定產(chǎn)物的酶促反應(yīng)、芳香族化合物、含氫量、微生物菌株或用途、改質(zhì)/提級(upgrade)過程、目標(biāo)最終產(chǎn)物、壓力(影響產(chǎn)物質(zhì)量和類型)、溫度、膨脹性能、水熱反應(yīng)、供氫體劑、熱附加處理(superdisposition)、垃圾蓄積池、污水蓄積池、可復(fù)用的管道及其它。通常，這些因素中的多個可以用來為不同的產(chǎn)物和目的在給定工程區(qū)中配置蓄積池。粉碎的含烴材料可以用任何合適方式填充到控制基層結(jié)構(gòu)中以形成可滲透體。通常，粉碎的含烴材料可以通過傾卸、傳送裝置或其它合適方法輸送到控制基層結(jié)構(gòu)中。如前面提到，可滲透體可以具有適當(dāng)高的空隙體積。雜亂的傾卸可能導(dǎo)致過度的壓實(shí)和空隙體積減少。因此，可以通過使含烴材料低壓實(shí)輸送到基層結(jié)構(gòu)中來形成可滲透體。例如，在形成可滲透體時，收縮的傳送裝置可以用來遞送材料到可滲透體的頂面附近。這樣，含烴材料可以保持顆粒之間的顯著空隙體積，而基本沒有進(jìn)一步壓碎或壓實(shí)，盡管在形成可滲透體時存在一些經(jīng)常由巖石靜壓力(lithostatic pressure)導(dǎo)致的小程度壓實(shí)。一旦期望的可滲透體已在控制基層結(jié)構(gòu)內(nèi)形成，則可以例如經(jīng)由熱解作用引入足以開始去除烴的熱量。合適的熱源可以與可滲透體熱相關(guān)。可滲透體內(nèi)的最優(yōu)操作溫度可以根據(jù)組成和期望的產(chǎn)物而變化。然而，作為一般方針，操作溫度的范圍可以是從大約200 °F到大約750下。整個密閉體積的溫度變化可以改變，并且在一些區(qū)域可達(dá)到高達(dá) 900 °F或更高。在一個實(shí)施例中，操作溫度可以是相對較低的溫度，從而促進(jìn)液體產(chǎn)物生產(chǎn)， 例如從大約200 °F到大約650 T。該加熱步驟可以是導(dǎo)致對可滲透體的壓碎礦石進(jìn)行選礦的烘烤操作。此外，一個實(shí)施例包含控制溫度、壓力和其它變量，使其足以主要產(chǎn)生液體產(chǎn)物，并在一些情況下基本僅產(chǎn)生液體產(chǎn)物。通常，產(chǎn)物可以包括液體和氣體產(chǎn)物，而液體產(chǎn)物可能需要較少加工步驟，例如洗滌機(jī)等?？蓾B透體的相對高的滲透性允許生產(chǎn)液體烴產(chǎn)物并使氣體產(chǎn)物最少化，這在某種程度上取決于特定原材料和操作條件。在一個實(shí)施例中， 烴產(chǎn)物的回收基本上可以在可滲透體內(nèi)不存在裂縫的情況下發(fā)生。在一個方面，熱量可經(jīng)對流傳遞到可滲透體。加熱氣體可以被注入控制基層結(jié)構(gòu)內(nèi)，以便在加熱氣體貫穿可滲透體時該可滲透體主要經(jīng)對流加熱?？梢酝ㄟ^天然氣、烴產(chǎn)物或任何其它合適來源的燃燒產(chǎn)生加熱氣體。合適傳熱流體的非限制性示例可以包括熱空氣、熱廢氣、蒸汽、烴蒸汽和/或熱液體。加熱氣體可以從外部來源輸入，或從該工藝回收?？商鎿Q地或與對流加熱結(jié)合，高度可配置的方法可以包括將多條導(dǎo)管嵌入可滲透體內(nèi)。這些導(dǎo)管可以被配置為用作加熱管、冷卻管、傳熱管、排水管或氣體管。此外，在基層結(jié)構(gòu)操作期間，這些導(dǎo)管可以專用于單一功能或可以用于多種功能，即傳熱和排水。根據(jù)預(yù)期的功能，這些導(dǎo)管可以由任何合適材料形成。合適材料的非限制性示例可以包括瓦管、耐火水泥管、耐火ECC管、現(xiàn)場澆筑管、例如鑄鐵、不銹鋼等金屬管、例如PVC的聚合物等等。在一個特定實(shí)施例中，全部或至少一部分嵌入導(dǎo)管可以包含可降解材料。例如非鍍鋅6"鑄鐵管可以有效地用于單用途實(shí)施例，并且其在一般小于大約2年的蓄積池有效期限內(nèi)運(yùn)行良好。此外，多條導(dǎo)管的不同部分可以由不同材料形成?，F(xiàn)場澆筑管對于非常大的密閉體積可以特別有用，其中管徑超過幾英尺。這樣的管道可以通過使用以環(huán)形形狀保持粘性流體的柔性外罩形成。例如，PVC管可以連同柔性外罩一起用作該外形體的一部分，其中混凝土或其它粘性流體被泵送入PVC與柔性外罩之間的環(huán)形空間。根據(jù)預(yù)期的功能，可以在導(dǎo)管中制造穿孔或其它開孔，從而允許流體在導(dǎo)管和可滲透體之間流動。典型的操作溫度超過常規(guī)聚合物和樹脂管的熔點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)管可以被放置和定向成使得導(dǎo)管在基層結(jié)構(gòu)的操作期間有意熔化或以其它方式降解。多條導(dǎo)管可以容易地以任何配置定向，無論是基本水平的、垂直的、傾斜的、分支的還是其它形式。在將導(dǎo)管嵌入可滲透體內(nèi)之前，導(dǎo)管的至少一部分可以沿預(yù)定通道被定向。預(yù)定通道可以被設(shè)計為改善傳熱、氣-液-固接觸，最大化在密閉體積內(nèi)的流體從特定區(qū)域的輸出或去除等。此外，至少部分導(dǎo)管可以專用于加熱可滲透體。這些加熱導(dǎo)管可以被選擇性地穿孔以允許加熱氣體或其它流體對流加熱可滲透體并在整個可滲透體中混合。 穿孔可以被定位并調(diào)整尺寸以優(yōu)化貫穿可滲透體內(nèi)的均勻和/或受控加熱。可替換地，加熱導(dǎo)管可以形成閉合環(huán)路，以使加熱氣體或流體與可滲透體隔離開。因此，“閉合環(huán)路”不一定需要再循環(huán)，而需要隔離加熱流體與可滲透體。這樣，加熱可以主要或基本上僅通過從加熱流體穿過導(dǎo)管壁進(jìn)入可滲透體的熱傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。在閉合環(huán)路中的加熱使得能夠防止在加熱流體和可滲透體之間的物質(zhì)傳遞，并可以減少氣體烴產(chǎn)物的形成和/或提取。在可滲透體的加熱或烘烤期間，超過母巖分解溫度(經(jīng)常高于大約900 T )的局部化加熱區(qū)可以降低產(chǎn)率并形成二氧化碳以及可能導(dǎo)致含有重金屬、可溶性有機(jī)物等的浸析液的不期望污染化合物。加熱導(dǎo)管可以允許基本消除這樣的局部化熱點(diǎn)，同時使大多數(shù)可滲透體維持在期望的溫度范圍內(nèi)。溫度的均勻程度可以是成本(例如額外加熱導(dǎo)管的成本)對產(chǎn)率的權(quán)衡。然而，至少大約85%的可滲透體可以被容易地維持在大約5-10%的目標(biāo)溫度范圍內(nèi)，其中基本沒有熱點(diǎn)，即超過含烴材料的分解溫度，例如大約800下以及在許多情況下大約900下。因此，如在此描述進(jìn)行操作時，系統(tǒng)可以允許回收烴且同時消除或基本避免產(chǎn)生不希望的浸析液。盡管產(chǎn)物可以根據(jù)原材料而顯著變化，但高質(zhì)量液體和氣體產(chǎn)物是可能的。根據(jù)一個實(shí)施例，壓碎的油頁巖材料可以產(chǎn)生具有從大約30到大約45的 API的液體產(chǎn)物，其中大約33到大約38是當(dāng)前典型的，其直接源自油頁巖而沒有附加處理。 有趣的是，這些原理的實(shí)踐導(dǎo)致這樣的理解，即對于回收的烴的質(zhì)量，壓力似乎是比溫度和加熱時間影響小得多的因素。盡管加熱時間可以根據(jù)空隙空間、可滲透體的組成、質(zhì)量等顯著變化，但作為一般方針，時間可以在從幾天(即3-4天)到大約一年的范圍內(nèi)。在一個特定示例中，加熱時間可以在大約2周到大約4個月的范圍內(nèi)。在較短的停留時間(即幾分鐘到幾小時)下，加熱不足的油頁巖可能導(dǎo)致形成可浸析和/或稍微揮發(fā)性的烴。因此，這些系統(tǒng)和工藝允許在中等溫度下的延長的停留時間，從而存在于油頁巖中的有機(jī)物可揮發(fā)和/或碳化，留下少量的可浸析有機(jī)物。另外，下面的頁巖通常不分解或改變，這減少可溶性鹽的形成。
此外，導(dǎo)管可以被定向在多個蓄積池和/或控制基層結(jié)構(gòu)之間，從而在這些結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)移流體和/或熱量。導(dǎo)管可以使用常規(guī)焊接等被相互焊接。此外，導(dǎo)管可以包括允許在可滲透體中材料的膨脹和沉降期間旋轉(zhuǎn)和/或少量運(yùn)動的接頭。另外，導(dǎo)管可以包括支撐系統(tǒng)，其在填充密閉體積之前和期間以及在操作期間用來支撐導(dǎo)管的組件。例如，在流體的加熱流動期間，加熱等可以導(dǎo)致膨脹(壓裂或爆米花效應(yīng))或下沉，其足以在導(dǎo)管和相關(guān)接頭上產(chǎn)生潛在破壞性的應(yīng)力和應(yīng)變。桁架支撐系統(tǒng)或其它類似錨定構(gòu)件可以有利于降低對導(dǎo)管的損害。錨定構(gòu)件可以包括水泥磚、工字梁、鋼筋、立柱等，其可與蓄積池的壁(包括側(cè)壁、底部和頂部)相關(guān)?？商鎿Q地，導(dǎo)管可以在任何開采的材料被引入密閉體積之前完全構(gòu)造和裝配好。 在設(shè)計導(dǎo)管的預(yù)定通道和填充該體積的方法時要謹(jǐn)慎并規(guī)劃，以防止導(dǎo)管埋入時在填充過程中破壞該導(dǎo)管。因此，按一般規(guī)則，所用的導(dǎo)管從開始起或在嵌入可滲透體之前被定向， 以使它們不被鉆孔。結(jié)果，可以在沒有大規(guī)模取心鉆進(jìn)(core drilling)和/或與井筒或水平鉆孔相關(guān)的復(fù)雜機(jī)械的情況下，執(zhí)行導(dǎo)管的構(gòu)造化及其放置。相反，導(dǎo)管的水平或任何其它定向可以容易地通過在用采出的含烴材料填充基層結(jié)構(gòu)之前或與此同時裝配期望的預(yù)定通道來實(shí)現(xiàn)。以各種幾何圖案定向的非鉆孔、手放置/起重機(jī)放置的導(dǎo)管可以被布置成具有閥控制的連接點(diǎn)，其在密閉蓄積池內(nèi)產(chǎn)生精確的且被密切監(jiān)測的加熱。放置和分層布置導(dǎo)管的能力包括連接旁路和流量閥以及直接注入和退出點(diǎn)，其使得能夠?qū)崿F(xiàn)精確的溫度和加熱速率、精確的壓力和增壓率以及精確的流體和氣體入口、出口以及組成混合物。例如，在使用細(xì)菌、酶或其它生物材料時，可以容易地遍及可滲透體維持最優(yōu)溫度，從而提高此類生物材料的性能、反應(yīng)和可靠性。導(dǎo)管通常在不同的點(diǎn)穿過構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)的壁。由于存在溫差和容限，因此在壁和導(dǎo)管之間的界面處包括絕緣材料可能是有益的。該界面的尺寸可以被最小化，同時也留出用于在基層結(jié)構(gòu)的啟動、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、波動操作條件和停工期間的熱膨脹差異的空間。該界面也可以包括絕緣材料和密封裝置，其防止從控制基層結(jié)構(gòu)中不受控制地放出烴或其它材料。合適材料的非限制性示例可以包括高溫墊圈、金屬合金、陶瓷、粘土或礦物襯墊、復(fù)合材料或其它材料，其具有高于典型操作溫度的熔點(diǎn)并充當(dāng)由控制基層結(jié)構(gòu)的壁提供的滲透性控制的連續(xù)體。此外，構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)的壁可以被配置為最小化熱損失。在一個方面，這些壁可以被構(gòu)建為具有基本均勻的厚度，該厚度被優(yōu)化以提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度且同時也最小化導(dǎo)管穿過的壁材料的體積。特別地，過厚的壁可能減少通過由傳導(dǎo)吸熱而傳入可滲透體的熱量。 相反，該壁也可以充當(dāng)熱屏障，從而在操作期間一定程度上隔離可滲透體并保持其中的熱量。在一個實(shí)施例中，在可滲透體內(nèi)的流體和氣體化合物可以通過使用例如通過氣體誘導(dǎo)的壓力或源自堆積碎石的堆積巖石靜壓力，改變?yōu)槠谕奶崛‘a(chǎn)物。因此，一些程度的改質(zhì)(upgrading)和/或改性可以與回收過程一起實(shí)現(xiàn)。此外，某些含烴材料可能需要使用特定稀釋劑或其它材料處理。例如，根據(jù)眾所周知的機(jī)理，通過蒸汽噴射或溶劑噴射以促進(jìn)浙青從砂粒中分離，可以容易地實(shí)現(xiàn)浙青砂的處理。牢記上面描述，圖1示出一個實(shí)施例的側(cè)視圖，其示出建造的密閉防漏提取蓄積池100，其中現(xiàn)有參考水準(zhǔn)面108主要用作不滲透底層112的支撐。外部密閉蓄積池側(cè)壁102提供防漏，并可以但不必須由內(nèi)壁104細(xì)分。細(xì)分部分可以在更大的密閉防漏蓄積池 100內(nèi)創(chuàng)建獨(dú)立的防漏密閉容器(capsule) 122，其可以是任何幾何形狀、尺寸或細(xì)分部分。 進(jìn)一步地，細(xì)分可以水平或垂直堆疊。通過創(chuàng)建獨(dú)立的防漏密閉容器122或腔室，可以容易地適應(yīng)較低級材料、各種氣體、各種液體、各種處理階段例如礦物提取、各種酶或微生物學(xué)類型或其它期望的分階段處理的分類。被構(gòu)造成較大構(gòu)造化密閉容器內(nèi)的筒倉(silos)的分段密閉容器也可以被設(shè)計為提供分階段的和順次的加工、溫度、氣體和流體組合物以及熱傳遞。這樣的分段密閉容器可以提供另外的環(huán)境監(jiān)測，并且可以由類似于主要外壁的具有線紋的建造的尾部護(hù)臺(tailing berms)建造。在一個實(shí)施例中，蓄積池100內(nèi)的分段可以用于在缺乏外部加熱的情況下隔離放置材料，或意圖限制或控制燃燒或溶劑應(yīng)用。具有較低含量的烴的材料可以用作燃燒材料或作為填充或護(hù)臺壁建造材料。不滿足各種截止品位閾值(cut-off grade threshold)的材料也可以被截存(sequester)，而不需要在專用于這一目的的蓄積池中改變。在這樣的實(shí)施例中，這樣的區(qū)域可以被完全隔離，或被熱量、 溶劑、氣體、液體等繞過。任選的監(jiān)測器件和/或設(shè)備可以永久或暫時安裝在蓄積池內(nèi)或蓄積池的外周，以便確認(rèn)隔絕材料的防漏。壁102和104以及蓋子116和不滲透層112可以通過篾筐146和/或填充壓實(shí)而分層布置的土工格柵148來建造并加固?？商鎿Q地，包含滲透性控制蓄積池并一起限定密閉體積的這些壁102、104、116和112可以由如前面描述的任何其它合適材料形成。在該實(shí)施例中，蓄積池100包括自支承式的側(cè)壁102和104。在一個實(shí)施例中，尾部護(hù)臺、壁和底部的結(jié)構(gòu)和滲透性可以被壓實(shí)和建造。在滲透性控制層之前或與滲透性控制層結(jié)合，可以包括使用用于支撐護(hù)臺和提壩的壓實(shí)的土工格柵和其它錨定樁結(jié)構(gòu)(deadman structure), 該滲透性控制層可以包括砂、粘土、膨潤土、砂礫、水泥、水泥漿、鋼筋水泥、耐火水泥、絕緣體、土工膜、排水管、穿孔加熱管的耐高溫絕緣體等。在一個可替換實(shí)施例中，滲透性控制蓄積池可以包括側(cè)壁，該側(cè)壁是壓實(shí)土地和/ 或原狀地質(zhì)地層，而蓋子和底部是不滲透的。具體地，在這樣的實(shí)施例中，不滲透蓋可以用來防止揮發(fā)物和氣體從蓄積池不受控制地逸出，從而可以使用合適的氣體收集出口。類似地，不滲透底部可以用來容納和引導(dǎo)收集的液體到合適出口例如排放系統(tǒng)133，從而從蓄積池的較低區(qū)域移出液體產(chǎn)物。盡管在一些實(shí)施例中不滲透側(cè)壁可能是期望的，但是并不總是需要這樣的不滲透側(cè)壁。在一些情況下，側(cè)壁可以是暴露的原狀土地或壓實(shí)的填充物或土地，或其它可滲透材料。具有可滲透側(cè)壁可以允許來自蓄積池的氣體和/或液體的少量放出。然而，可能期望具有經(jīng)構(gòu)造以使得在其中維持正壓力的蓄積池，由此防止引入空氣或其它氧化氣體進(jìn)入該蓄積池。氧氣的存在可能導(dǎo)致烴和其它內(nèi)容物在蓄積池內(nèi)聚合與結(jié)膠(gumming)。此外，氧氣的存在可能導(dǎo)致該系統(tǒng)內(nèi)的燃燒。盡管未示出，但在構(gòu)造化密閉防漏容器的上面、下面、周圍和附近，可以建造環(huán)境水文學(xué)測量裝置從而在操作期間將地表水重新引導(dǎo)遠(yuǎn)離密閉的壁、底部、蓋子等。此外，重力輔助的排水管和機(jī)構(gòu)可以用來根據(jù)需要聚集和引導(dǎo)密閉體積內(nèi)的流體、液體或溶劑到達(dá)中央聚集管、泵送管、冷凝管、加熱管、分階段管和排放管、筒倉、儲槽和/或井。以相似的方式，有意引入(例如用于浙青砂浙青處理而引入)的蒸汽和/或水可以被再循環(huán)。一旦壁結(jié)構(gòu)102和104已經(jīng)構(gòu)造在從地表面106開始的構(gòu)造化和不滲透底層112之上，那么采出的碎石120 (其可以根據(jù)尺寸或烴富集度被壓碎或分類)可以被分層放置在放置的管狀加熱管118、流體排放管IM和/或氣體聚集或注入管1 上(或緊挨它們)。 這些管道可以按任何最優(yōu)流型、角度、長度、尺寸、體積、交叉、柵格、壁尺寸、合金構(gòu)造、穿孔設(shè)計、注入速率和提取速率被定向和設(shè)計。在一些情況下，管道，例如用于熱傳遞的那些管道可以被連接到熱源134、再循環(huán)通過熱源134或從熱源134獲取熱量?？商鎿Q地或結(jié)合地，回收的氣體可以由冷凝器140冷凝。通過冷凝器回收的熱量可以任選地用于可滲透體的補(bǔ)充加熱，或用于其它加工需要。熱源134可以獲取、增強(qiáng)、聚集、產(chǎn)生、結(jié)合、分離、傳遞或包括從任何合適熱源獲取的熱量，該合適熱源包括但不限于燃料電池(例如固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池等)、太陽能源、風(fēng)能源、液態(tài)烴或氣態(tài)烴燃燒加熱器、地?zé)釤嵩础⒑穗娬尽⑷济弘姀S、 射頻發(fā)熱、波能、無焰燃燒室、自然分布的燃燒室或其任何組合。在一些情況下，可以使用電阻加熱器或其它加熱器，盡管燃料電池和基于燃燒的加熱器特別有效。在一些場所，足夠量的地?zé)崴梢员谎h(huán)到地面以加熱可滲透體，并且被引導(dǎo)到基層結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電材料可以遍及可滲透體分布，并且足以發(fā)熱的電流可以經(jīng)過導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料可以包括但不限于金屬片或金屬珠、導(dǎo)電水泥、涂敷金屬的顆粒、金屬陶瓷復(fù)合材料、導(dǎo)電半金屬碳化物、煅燒的石油焦炭、敷設(shè)絲(laid wire)、這些材料的組合等。導(dǎo)電材料可以被預(yù)先混合以具有各種網(wǎng)孔尺寸，或者該材料可以在可滲透體形成之后被引入可滲透體。液體或氣體可以從熱源134傳熱，或在另一實(shí)施例中，在烴液體或氣體燃燒的情況下，射頻發(fā)生器(微波)或燃料電池都可以但事實(shí)上不需要在密閉蓄積池區(qū)114或122 內(nèi)發(fā)熱。在一個實(shí)施例中，可滲透體的加熱可以通過源自烴燃燒的對流加熱來實(shí)現(xiàn)。特別感興趣的是在燃料與氧的化學(xué)計量條件下執(zhí)行的烴燃燒。化學(xué)計量條件可以允許顯著提高加熱氣體溫度?；瘜W(xué)計量燃燒可以采用純氧源但通常不需要純氧源，純氧源可以由公知技術(shù)提供，其包括但不限于氧濃縮器、隔膜、電解質(zhì)等。在一些實(shí)施例中，可以從具有化學(xué)計量數(shù)量的氧氣和氫氣的空氣提供氧氣。燃燒廢氣可以被引導(dǎo)到超高溫?fù)Q熱器，例如陶瓷或操作溫度高于大約2500 °F的其它合適材料。從周圍環(huán)境獲得或從其它工藝再循環(huán)的空氣可以經(jīng)該超高溫?fù)Q熱器加熱，然后被送到蓄積池以便加熱可滲透體。然后，燃燒廢氣可以被截存(sequester)，而不需要進(jìn)一步分離，這是因?yàn)樵搹U氣主要是二氧化碳和水。為最小化熱量損失，燃燒室、換熱器和蓄積池之間的距離可以被最小化。因此，在一個特定詳述實(shí)施例中，便攜式燃燒室可以被附連到單獨(dú)加熱導(dǎo)管或較小的導(dǎo)管分段。便攜式燃燒室或燃燒器可以獨(dú)立提供大約100，OOOBtu到大約1，000, OOOBtu的熱量，其中每管道大約600，OOOBtu通常是足夠的?？商鎿Q地，密閉容器內(nèi)的燃燒可以在主要的構(gòu)造化密閉防漏結(jié)構(gòu)內(nèi)的分隔密閉容器里面開始。該過程部分燃燒含烴材料從而提供熱量和固有熱解。不需要的空氣排放物 144 一旦從密閉防漏容器114、122或從熱源134獲得并且通過已鉆的井筒142輸送，那么其可以被捕獲并截存(sequester)在地層108中。熱源134也可以產(chǎn)生電并經(jīng)電傳輸線150 傳輸、轉(zhuǎn)換或供電。從密閉蓄積池處理區(qū)114或122提取的液體或氣體可以被貯存在附近的收集槽136中，或貯存在密閉防漏容器114或122內(nèi)。例如，不滲透底層112可以包括傾斜區(qū)110，其向排放系統(tǒng)133引導(dǎo)液體，在排放系統(tǒng)133液體被引導(dǎo)到收集槽。
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在碎石材料120與管道118、1對、1沈和1 一起放置時，預(yù)期各種測量器件或傳感器130用于在提取過程期間監(jiān)測建造的密閉防漏蓄積池100內(nèi)、其周圍或在其下面的溫度、壓力、流體、氣體、組成、加熱速率、密度以及全部其它工藝屬性。這樣的監(jiān)測器件和傳感器130可以分布在放置的管道118、1對、1沈和128內(nèi)、其周圍、其部分、與其連接或在其頂部上的任何地方，或在碎石材料120或不滲透屏障區(qū)112的頂部、被其覆蓋或埋入其內(nèi)。在放置的碎石材料120填充密閉處理區(qū)114或122時，120變?yōu)榻ㄔ斓牟粷B透的蓋子屏障區(qū)138和壁屏障構(gòu)造170的頂部支撐，壁屏障構(gòu)造170可以包括不滲透性與建造的流體和氣體屏障或構(gòu)造化密閉構(gòu)造的任何組合，該構(gòu)造化密閉構(gòu)造包含可以組成112的材料，該材料包括但不限于粘土 162、壓實(shí)填充物或輸入材料164、含有水泥或耐火水泥的材料166、土工合成膜、襯里或絕緣體168?？梢宰鳛轫斏w116被定向的填充材料被放置在 138上方，從而在密閉處理區(qū)114或122上產(chǎn)生巖石靜壓力。用足以在可滲透體內(nèi)產(chǎn)生增加的巖石靜壓力的壓實(shí)填充物覆蓋可滲透體可以對進(jìn)一步增加烴產(chǎn)物質(zhì)量有用。壓實(shí)填充物頂部可以基本覆蓋可滲透體，而可滲透體反過來可以基本支撐該壓實(shí)填充物頂部。壓實(shí)填充物頂部可以進(jìn)一步對去除的烴是足夠不滲透的，或可以按類似于側(cè)壁和/或底壁的方式增加額外的滲透性控制材料層。一旦根據(jù)具體情況經(jīng)管道118、124、1沈或128中的任何管道提取、處理或再循環(huán)，則可以通過增加任何氣體或流體將額外的壓力引入提取密閉處理區(qū)114或122。在一個實(shí)施例中，該額外的壓力足以在處理區(qū)內(nèi)維持正壓力，并且該壓力是通過引入非氧化氣體例如氫氣、氮?dú)?、丙烷、二氧化碳或在處理區(qū)內(nèi)提供惰性氣氛的任何其它氣體來提供的。其它潛在的沖洗氣體可包括但不限于烴氣體。相對于密閉蓄積池100 內(nèi)的加熱、提取、穩(wěn)定、截存、蓄積、改質(zhì)、精煉或構(gòu)造分析工藝，所有相關(guān)的測量值、優(yōu)化率、 注入速率、提取速率、溫度、加熱速率、流速、壓力比率、容量指示器、化學(xué)組成或其它數(shù)據(jù)通過連接到計算設(shè)備132而被預(yù)期，計算設(shè)備132操作計算機(jī)軟件以便管理、計算和最優(yōu)化整個工藝。此外，取心鉆進(jìn)、地質(zhì)儲量分析以及地層在爆炸、開采和運(yùn)輸之前(或在此類任務(wù)之前、之后或期間的任何時間)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢杂米鬟M(jìn)入計算機(jī)控制的機(jī)構(gòu)中的數(shù)據(jù)輸入，該計算機(jī)控制的機(jī)構(gòu)操作軟件以鑒別最優(yōu)放置、尺寸、被校準(zhǔn)并交叉引用從而達(dá)到期望生產(chǎn)率的體積和設(shè)計、壓力、溫度、熱量輸入速率、氣體重量百分?jǐn)?shù)、氣體注入組成、熱容量、 滲透性、孔隙率、化學(xué)和礦物組成、壓實(shí)、密度。這樣的分析和確定可以包括其它因素如氣象數(shù)據(jù)因素，例如影響構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)的總體性能的溫度和空氣濕度含量。其它數(shù)據(jù)，例如礦石濕度含量、烴富集度、重量、網(wǎng)孔尺寸和礦物與地質(zhì)組成可以用作輸入，這些輸入包括產(chǎn)生項目現(xiàn)金流、債務(wù)還本付息和內(nèi)部回報率的貨幣的時間價值數(shù)據(jù)組。圖2A示出蓄積池的集合，其包括未覆蓋的或打開蓋的密閉蓄積池100，密閉蓄積池100含有在采礦場200里面的分段密閉蓄積池122，采礦場200具有各種高度的臺階式采礦。圖2B僅為了清晰圖解說明沒有相連的導(dǎo)管和其它方面的單個蓄積池122。該蓄積池可以類似于在圖1中圖解說明的蓄積池或任何其它配置。在一些實(shí)施例中，預(yù)期開采的碎石可以沿斜道230或經(jīng)輸送機(jī)232傳輸?shù)讲傻V場密閉蓄積池100和122而不需要任何采礦運(yùn)輸卡車。圖3示出在位于地層108的現(xiàn)有參考水準(zhǔn)面106上的密閉蓄積池100下面建造的滲透屏障112，其中蓋子覆蓋密閉蓄積池100的側(cè)面和頂部上的材料或填充物302，從而最終(在該工藝之后)覆蓋和再生新的地表300。已暫時從該地區(qū)移走的本土植物例如樹306可以被重新栽培。構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)通常可以是單一用途的結(jié)構(gòu)，其可以容易且安全地以最小限度的附加補(bǔ)救關(guān)閉。這可以顯著降低與移動大量廢料相關(guān)的成本。然而，在一些情況下，構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)可以被挖掘和再使用。一些設(shè)備例如射頻(RF)機(jī)構(gòu)、管材、器件和發(fā)射器可以在烴回收完成之后就從構(gòu)造化蓄積池內(nèi)回收。圖4示出計算機(jī)裝置130，其在集合蓄積池100內(nèi)的細(xì)分蓄積池122中的加工期間控制連接到熱源134的導(dǎo)管118、1沈或128的各種性質(zhì)輸入和輸出，從而控制可滲透體的加熱。類似地，從蓄積池收集的液體和蒸汽可以被監(jiān)測并且分別收集在儲槽136和冷凝器140中。源自冷凝器的冷凝液體可以被收集在儲槽141中，而不可冷凝的蒸汽在單元143 處被收集。如前面描述，液體和蒸汽產(chǎn)物可以被結(jié)合，或更經(jīng)常被留下作為分離的產(chǎn)物，這取決于可冷凝性、目標(biāo)產(chǎn)物等。蒸汽產(chǎn)物的一部分可以任選地被冷凝并且在儲槽136中與液體產(chǎn)物結(jié)合。然而，大部分蒸汽產(chǎn)物是可以燃燒、銷售或在該工藝內(nèi)使用的C4和較輕氣體。例如，氫氣可以通過使用常規(guī)氣體分離被回收，并且可以根據(jù)常規(guī)改質(zhì)方法例如催化方法等用于對液體產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理(hydrotreat)，或者不冷凝氣體產(chǎn)物可以被燃燒從而產(chǎn)生熱量，以便用于加熱可滲透體、加熱鄰近或附近的蓄積池、加熱服務(wù)或職員區(qū)或滿足其它處理用熱需要。構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)可以包括熱電偶、壓力計、流量計、流體分散傳感器、富集度傳感器和遍及該構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)分布的任何其它常規(guī)工藝控制器件。這些器件可以每個都與計算機(jī)可操作地相關(guān)聯(lián)，從而使得在可滲透體的加熱期間加熱速率、產(chǎn)物流速和壓力可以被監(jiān)測或改變。任選地，可以使用例如與可滲透體相關(guān)的超聲波發(fā)生器執(zhí)行合適位置的攪動。這樣的攪動可以促進(jìn)烴從與它們相關(guān)的下面的固體材料中分離和熱解。此外，足夠的攪動可以減少遍及可滲透體和導(dǎo)管的阻塞和結(jié)塊。圖5示出任何導(dǎo)管如何可以用于以氣體、液體或熱量的任何形式經(jīng)輸送裝置510 將熱量從任何分段的密閉蓄積池傳遞到另一分段的密閉蓄積池。然后，冷卻的流體可以經(jīng)傳熱裝置512被輸送到發(fā)熱密閉容器500或發(fā)熱源134，以從密閉容器500獲得更多熱，從而再次再循環(huán)到目標(biāo)密閉容器522。因此，各種導(dǎo)管可以用于將熱量從一個蓄積池傳遞到另一蓄積池，以便再循環(huán)熱量并管理能量的使用從而最小化能耗。在另一方面，在加熱步驟期間供氫體劑可以被引入可滲透體。供氫體劑可以是能夠?qū)N進(jìn)行加氫的任何組成并且可以任選地是還原劑。合適供氫體劑的非限制示例可以包括合成氣體、丙烷、甲烷、氫、天然氣、天然氣冷凝物、工業(yè)溶劑例如丙酮、甲苯、苯、二甲苯、 枯烯、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、低碳烯烴(C4-C10)、萜烯、這些溶劑的取代化合物等。此外，回收的烴可以在可滲透體內(nèi)或在收集之后受到加氫處理。有利地，從氣體產(chǎn)物回收的氫可以被再引入到液體產(chǎn)物中以便改質(zhì)。無論如何，加氫處理或加氫脫硫過程對降低最終烴產(chǎn)物中的氮和硫含量可以非常有用。任選地，可以引入催化劑從而促進(jìn)這樣的反應(yīng)。另外，將輕質(zhì)烴引入到可滲透體中可以導(dǎo)致降低分子量且同時增加氫碳比的重整反應(yīng)。這是特別有利的，至少部分由于可滲透體的高滲透性，例如經(jīng)常為大約30% -40%的空隙體積，盡管空隙體積通?？梢栽趶拇蠹s10%到大約50%的空隙體積范圍內(nèi)變化。可以注入的輕質(zhì)烴可以是向回收的烴提供重整的任何烴。合適輕質(zhì)烴的非限制示例包括天然氣、天然氣冷凝物、工業(yè)溶劑、供氫體劑和具有十個或更少碳且通常具有五個或更少碳的其它烴。目前，天然氣是有效方便且豐富的輕質(zhì)烴。如前面提到，各種溶劑或其它添加劑也可以被加入，從而輔助從油頁巖提取烴產(chǎn)物，并且經(jīng)常也可以增加流動性。
通過將輕質(zhì)烴輸送通過具有與可滲透體較低部分流體連通的開口端的輸送導(dǎo)管， 以使該輕質(zhì)烴(其在正常操作狀態(tài)下是氣體)向上透過該可滲透體，則該輕質(zhì)烴可以被引入可滲透體?？商鎿Q地，該相同方法可以被應(yīng)用于首先輸送到空蓄積池的回收烴。這樣，蓄積池可以充當(dāng)源自附近蓄積池的直接產(chǎn)物的收集槽，并充當(dāng)重整裝置或改質(zhì)裝置。在該實(shí)施例中，蓄積池可以至少部分填充液體產(chǎn)物，氣體輕質(zhì)烴在其中經(jīng)過，并且允許氣體輕質(zhì)烴在足以根據(jù)眾所周知的工藝實(shí)現(xiàn)重整的溫度和條件下與液體烴產(chǎn)物接觸。蓄積池內(nèi)的液體產(chǎn)物也可以包括任選的重整催化劑，其包括金屬例如Pd、Ni或其它合適的催化活性金屬。 催化劑的添加可以用來為特定液體產(chǎn)物降低和/或調(diào)節(jié)重整溫度和/或壓力。此外，蓄積池可以容易地形成在幾乎任何深度。因此，最優(yōu)重整壓力(或當(dāng)蓄積池深度用作壓力控制措施以便從可滲透體回收時的回收壓力)可以基于由蓄積池中的液體量和蓄積池的高度導(dǎo)致的流體靜壓力設(shè)計，即P= Pgh。另外，在蓄積池的高度上壓力可以顯著改變，足以提供多個重整區(qū)和適應(yīng)性壓力。通常，可滲透體內(nèi)的壓力可以足夠?qū)崿F(xiàn)基本僅液體提取，盡管根據(jù)可滲透體的具體組成，可能產(chǎn)生少量的蒸汽。作為一般原則，壓力可以在從大約fetm 到大約50atm的范圍內(nèi)，盡管從大約6atm到大約20atm的壓力可能特別有用。然而，可以使用任何大于約大氣壓的壓力。在某些示例中，在密閉體積內(nèi)維持相對于外界大氣壓的正壓力具有某些優(yōu)點(diǎn)。例如，正壓力防止在烴去除工藝期間不期望的氣體進(jìn)入蓄積池，并進(jìn)一步加速烴從蓄積池內(nèi)去除。依靠非氧化氣體維持正壓力降低了不期望的燃燒的可能性，并阻礙或防止較輕質(zhì)烴的聚合，該聚合可能在管道或蓄積池內(nèi)的其它基層結(jié)構(gòu)上形成沉積物。同樣，正壓力使得在某些事件或意外的情況下能夠沖洗該系統(tǒng)。一個示例可以是由于從蓄積池內(nèi)泄漏或其它不期望的氣體逸出而導(dǎo)致含烴材料的加工和烴的收集中斷的情況。正壓力允許在預(yù)定溫度 (優(yōu)選冷卻溫度)下幾乎立即引入非氧化氣體來沖洗來自可滲透體以及蓄積池內(nèi)的烴和其它蒸汽成分，以便維持惰性環(huán)境，直到檢測到并糾正任何問題。如前面提及，氣體例如氫氣、 氮?dú)?、丙烷、二氧化碳、烴等可用來沖洗蓄積池。盡管任何功能性正壓力都可能是合適的，但壓力通常可從大約1. Olatm到大約lOatm，并在一個方面是從大約1. Iatm到大約^tm。此外，一旦烴生產(chǎn)階段完成，則可用非氧化氣體沖洗蓄積池，以便從蓄積池進(jìn)一步去除可回收烴。這樣的沖洗可分階段實(shí)現(xiàn)，或以溫度降低的增加量或任何其它措施實(shí)現(xiàn)，從而回收有意義量的烴。允許這樣的沖洗和遞增冷卻可以是有利的，從而最大化烴的回收，而同時制備烴貧頁巖(hydrocarbon lean shale)或其它材料，以便進(jìn)一步加工和/或緩和。 很明顯沖洗時間取決于可滲透體和蓄積池的尺寸，并可用大約幾小時、幾天甚至幾周實(shí)現(xiàn)。同樣，終止烴去除工藝所產(chǎn)生的貧頁巖或其它無機(jī)物可能仍含有可在進(jìn)一步的加工步驟中提取的可滲透體中的其它成分，例如重金屬、貴金屬或其它礦物成分。某些礦床可能含有需要進(jìn)一步加工和/或封存以便滿足管理規(guī)章的放射性材料。在一個實(shí)施例中，提取的粗制物在細(xì)分密閉容器內(nèi)沉淀出細(xì)粒?？梢蕴幚硖崛〉牧黧w和氣體以便去除細(xì)粒和灰塵顆粒?？梢酝ㄟ^例如但不限于熱氣過濾、沉淀和重油再循環(huán)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)粒從油頁巖分離。從可滲透體回收的烴產(chǎn)物可以被進(jìn)一步加工(例如精煉)或在生產(chǎn)時使用。任何可冷凝氣體產(chǎn)物可以通過冷卻和收集來冷凝，而不可冷凝氣體可以被收集、作為燃料燃燒、 再注入或另外利用或處置。任選地，移動設(shè)備可以用來收集氣體。這些單元可以被容易地定向?yàn)榫o鄰控制基層結(jié)構(gòu)，并且氣體產(chǎn)物經(jīng)合適導(dǎo)管從控制基層結(jié)構(gòu)的上面區(qū)域引導(dǎo)到這些單元。在另一可替換實(shí)施例中，可滲透體內(nèi)的熱量可以在從其初次回收烴材料之后被回收。例如，大量的熱保留在可滲透體中。在一個任選的實(shí)施例中，可滲透體可以充滿傳熱流體例如水從而形成加熱的流體，例如加熱的水和/或蒸汽。同時，該處理可以經(jīng)廢頁巖固體的物理漂洗促進(jìn)一些殘余烴產(chǎn)物的去除。在一些情況下，水的引入和蒸汽的存在可以導(dǎo)致水氣變換反應(yīng)以及合成氣體的形成。從該處理回收的蒸汽可以用來驅(qū)動發(fā)電機(jī)、導(dǎo)入另一附近的基層結(jié)構(gòu)或另外使用。烴和/或合成氣體可通過常規(guī)方法與蒸汽或加熱流體分離。盡管方法和基層結(jié)構(gòu)允許改善的滲透性和操作條件的控制，但是大量的未回收的烴、貴金屬、礦物質(zhì)、碳酸氫鈉或其它商業(yè)上有價值的材料經(jīng)常留在可滲透體中。因此，選擇性試劑可以被注入或引入該可滲透體。通常，這可以在收集烴之后完成，盡管某些選擇性試劑或溶劑可以在加熱和/或收集之前被有利地使用。這可以通過使用一個或多個現(xiàn)有導(dǎo)管，或通過直接注入并滲透通過可滲透體來完成。選擇性溶劑或浸析液(Ieachate)可以被選為一種或多種目標(biāo)材料(例如礦物質(zhì)、貴金屬、重金屬、烴或碳酸氫鈉)的溶劑。在一個特定實(shí)施例中，蒸汽或二氧化碳可以用作可滲透體的漂洗劑，從而移去任何剩余烴的至少一部分。這不僅對于去除可能有價值的次級產(chǎn)物可以是有益的，而且對于將痕量重金屬或無機(jī)物的剩余廢料清除到低于可檢測水平，以便符合規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)或防止將來材料的意外浸析也是有益的。更特別地，在加熱可滲透體之前或之后可以使用各種回收步驟，來回收具有經(jīng)濟(jì)價值或在加熱可滲透體期間可能導(dǎo)致不期望問題的重金屬、貴金屬、痕量金屬或其它材料。 通常，這樣的材料回收可以在可滲透體的加熱處理之前完成?；厥詹襟E可以包括但是絕不限于溶液采礦、浸析(leaching)、溶劑回收、沉淀、酸(例如鹽酸、酸性鹵化物等)、浮選、離子樹脂交換、電鍍等。例如，可以通過將可滲透體注滿合適的溶劑并通過合適設(shè)計的離子交換樹脂(例如珠粒、隔膜等)再循環(huán)得到的浸析液，去除重金屬、鋁土礦或鋁以及汞。相似地，可以執(zhí)行烴材料、廢料或貴金屬的生物提取、生物浸析、生物回收或生物修復(fù)(bioremediation)，從而進(jìn)一步改善修復(fù)、提取有價值金屬以及使廢料恢復(fù)到環(huán)境可接受的標(biāo)準(zhǔn)。在這樣的生物提取情況中，導(dǎo)管可以用來注入催化氣體作為前體，其有助于助長生物反應(yīng)和生長。這樣的微生物和酶可以在礦石溶劑萃取之前經(jīng)生物氧化來對礦體或材料或纖維質(zhì)或其它生物質(zhì)材料進(jìn)行生物化學(xué)氧化。例如，穿孔管或其它機(jī)構(gòu)可以用來將足以刺激本地細(xì)菌生長和活動的輕質(zhì)烴(例如甲烷、乙烷、丙烷或丁烷)注入可滲透體。細(xì)菌可以是本地的或引入的，并可以在有氧或厭氧條件下生長。這樣的細(xì)菌可以從可滲透體釋放金屬，然后這些金屬可以經(jīng)由用合適溶劑沖洗或其它合適的回收方法回收。然后可以使用常規(guī)方法沉淀出回收的金屬。合成氣體也可以在加熱步驟期間從可滲透體回收。通過工藝可以操縱氣體生產(chǎn)的各個階段，該工藝提高或降低密閉體積內(nèi)的操作溫度，并調(diào)整進(jìn)入蓄積池的其它輸入從而產(chǎn)生合成氣體，該合成氣體可以包括但不限于一氧化碳、氫氣、硫化氫、烴、氨、水、氮?dú)饣蚱涓鞣N組合。在一個實(shí)施例中，在提取合成氣時，可以控制可滲透體內(nèi)的溫度和壓力以減少 CO2排放。從構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)回收的烴產(chǎn)物最經(jīng)常可以通過例如改質(zhì)、精練等被進(jìn)一步加工。源自相關(guān)改質(zhì)和精練加工的硫可以被隔離在更大結(jié)構(gòu)化蓄積池防漏密閉容器內(nèi)的各種構(gòu)造化硫密閉容器中。構(gòu)造化硫密閉容器可以是用過的構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)，或?qū)Ｓ糜谠诿摿蚝筚A存和分離目的。類似地，在構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)中剩余的廢含烴材料可以用于水泥和聚集產(chǎn)物的生產(chǎn)，以便用于基層結(jié)構(gòu)自身的建造或穩(wěn)定，或用來形成別處的構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)。用廢頁巖制造的此類水泥產(chǎn)物可以包括但不限于具有以下物質(zhì)的混合物波特蘭水泥、鈣鹽、火山灰、 珍珠巖、合成納米碳、砂、玻璃纖維、碎玻璃、浙青、焦油、粘合用樹脂、纖維質(zhì)植物纖維等。在另一實(shí)施例中，注入、監(jiān)測和生產(chǎn)用導(dǎo)管或提取出口可以任何樣式或布置合并到構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)內(nèi)。在構(gòu)造化密閉防漏容器下面或外面的監(jiān)測井和構(gòu)造化土工膜層可以用來監(jiān)測防漏邊界和構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)外不需要的流體和濕氣遷移。盡管填充和制備的構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)可能經(jīng)常立即被加熱以回收烴，但這不是必需的。例如，用采出的含烴材料建造并填充的構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)可以被留在合適位置作為探明儲量。這樣的結(jié)構(gòu)較不易受到恐怖分子活動導(dǎo)致的爆炸或破壞，并且也可以提供未加工石油產(chǎn)物的戰(zhàn)略儲備，其具有已分類和已知的性質(zhì)，從而經(jīng)濟(jì)估價可以增加并且更是可預(yù)測的。長期石油貯存經(jīng)常面臨隨時間推移的品質(zhì)退化問題。因此，這些方案可以任選地用于長期質(zhì)量保證和貯存，并減少關(guān)于烴產(chǎn)物分解和降解的顧慮。在另一方面，高質(zhì)量液體產(chǎn)物可以與更粘的低質(zhì)量(例如較低API)烴產(chǎn)物摻合。 例如，從蓄積池生產(chǎn)的干酪根油可與浙青摻合以形成摻合油。浙青在常規(guī)且公認(rèn)的管道標(biāo)準(zhǔn)下通常不能通過延長的管道輸送，并可能具有基本高于干酪根油的粘度和基本低于干酪根油的API。通過摻合干酪根油和浙青，可以使得摻合油變成可輸送的，而不需要使用額外的稀釋劑或其它粘度或API修改劑(modifier)。結(jié)果，摻合油可以被泵送通過管道而不需要額外處理來去除稀釋劑或經(jīng)二級管道返回此類稀釋劑。常規(guī)地，浙青與稀釋劑例如天然氣冷凝物或其它低分子量液體混合，從而允許泵送到遙遠(yuǎn)的位置。稀釋劑被去除并經(jīng)第二管道返回到浙青源。這些方案允許消除返回稀釋劑并同時對浙青改質(zhì)。盡管這些工藝是與采礦相關(guān)的，但它們不受地上(非現(xiàn)場)干餾工藝限制或阻礙。 該方法改善了表面干餾的益處，其包括由于加工和加熱采出的碎石而帶來的溫度、壓力、注入速率、流體和氣體組成、產(chǎn)物質(zhì)量的更優(yōu)的工藝控制以及更優(yōu)的滲透性。這些優(yōu)點(diǎn)是可用的，且同時仍解決大多數(shù)制造的表面干餾所不能解決的體積、處理和可量測性問題?？蓪?shí)現(xiàn)的其它改善涉及環(huán)境保護(hù)。常規(guī)表面干餾具有頁巖開采并經(jīng)過表面干餾之后的廢頁巖問題。熱變質(zhì)的廢頁巖需要特殊處理以回收并與地表流域和地下含水層隔離。 這些方案解決了用獨(dú)特組合方法進(jìn)行收回和干餾。關(guān)于同樣是現(xiàn)有表面干餾方法的典型主要問題的空氣排放，該方法由于其大容量和高滲透性而能夠適應(yīng)較長的加熱停留時間和由此而來的較低溫度。在提取工藝中較低溫度的一個好處在于可基本限制從油頁巖礦石中碳酸鹽分解產(chǎn)生二氧化碳，由此顯著減少CO2排放和大氣污染物。該方案獨(dú)特地提供了解決方案，該解決方案不是一個問題而是許多問題的解決方案，并以整合方案的形式提供。結(jié)果， 可在發(fā)電、經(jīng)濟(jì)機(jī)會、環(huán)境管理和能量輸出方面對公眾實(shí)現(xiàn)顯著的益處。應(yīng)理解，上面提到的布置基于本發(fā)明的原理來圖示說明本申請。因此，盡管在上面已經(jīng)結(jié)合示范實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是可做出很多修改和可替換布置而不背離如權(quán)利要求闡述的本發(fā)明的原理和概念。
權(quán)利要求
1.一種從含烴材料中回收烴的方法，其包含a)形成限定基本密閉體積的構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)；b)將粉碎的含烴材料引入所述控制基層結(jié)構(gòu)以形成含烴材料的可滲透體；c)在所述密閉容積內(nèi)維持相對于所述控制基層結(jié)構(gòu)外面的壓力的正壓力；d)使基本沒有氧氣的氣態(tài)流體經(jīng)過整個所述可滲透體，以便從所述可滲透體中基本去除烴和其它氣體成分；以及e)收集去除的烴和其它氣體成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含烴材料被加熱，并且所述氣態(tài)流體被用來沖洗從被加熱的含烴材料釋放的烴蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含烴材料包含油頁巖、浙青砂、煤、褐煤、浙青、泥炭或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含烴材料包含油頁巖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可滲透體主要由具有從大約6英寸到大約2 英尺的平均尺寸的碎含烴材料構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可滲透體具有從所述可滲透體總體積的大約 10%到大約50%的空隙空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述可滲透體具有從所述可滲透體總體積的大約 30%到大約45%的空隙空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中依靠多條導(dǎo)管維持所述正壓力，所述多條導(dǎo)管中的至少一些被嵌入所述可滲透體內(nèi)，并且其中所述導(dǎo)管中的至少一些被配置為在預(yù)定溫度下引入所述氣態(tài)流體，以便導(dǎo)致加熱或冷卻所述含烴材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述含烴材料的加熱已被終止，并且所述氣態(tài)流體在相對于所述含烴材料已被加熱的溫度的低溫下經(jīng)過整個所述可滲透體，從而對所述含烴材料提供冷卻效果，并從所述密閉體積內(nèi)沖洗殘留的烴和其它氣態(tài)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中故障引起的其它氣態(tài)材料的不期望的烴釋放導(dǎo)致所述加熱終止。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中從所述含烴材料中去除有效可回收量的烴導(dǎo)致所述加熱終止，并且所述沖洗持續(xù)的時間足夠允許去除剩余體積的可回收烴和其它氣態(tài)材料并冷卻所述含烴材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氣態(tài)流體是從氫氣、氮?dú)?、丙烷、二氧化碳?烴及其組合構(gòu)成的組中選擇的組分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述正壓力是從大約1.Olatm到大約lOatm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述正壓力是從大約1.Iatm到大約^tm。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過在燃料與氧氣的化學(xué)計量條件下執(zhí)行的烴燃燒實(shí)現(xiàn)所述可滲透體的加熱。
16.一種構(gòu)造化的滲透性控制基層結(jié)構(gòu)，其包含a)限定基本密閉體積的滲透性控制蓄積池；以及b)在所述密閉體積內(nèi)形成含烴材料的可滲透體的粉碎的含烴材料，其中在所述密閉體積內(nèi)維持相對于所述控制基層結(jié)構(gòu)外面的壓力的正壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從含烴材料回收烴的方法，該方法可包括形成構(gòu)造化滲透性控制基層結(jié)構(gòu)(100)。該構(gòu)造化基層結(jié)構(gòu)(100)限定基本密閉體積。粉碎的含烴材料可被引入該控制基層結(jié)構(gòu)以形成含烴材料的可滲透體(120)。可滲透體(120)可被充分加熱以從其中去除烴。在加熱和去除烴期間及其之后，可依靠非氧化氣體在密閉體積內(nèi)維持正壓力，從而加速沖洗烴材料，抑制不希望的氧氣進(jìn)入密閉體積，并在加熱工藝之后去除可回收的烴。
文檔編號C10G9/00GK102395653SQ201080016465
公開日2012年3月28日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者J·W·帕藤, T·達(dá)納 申請人:紅葉資源公司