CN107208391A - 密封气体围闭系统的流体密封件和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于烃回收舱的流体密封系统，所述系统包括多个互连的流体密封件(30)，每个流体密封件包括夹紧到舱壁板(34)并将土工膜(36)偏置到所述舱壁板(34)的细长密封构件(32)。将压板(42a，42b)定位在每个细长密封构件(32)和所述舱壁板(34)之间，从而将所述土工膜(36)夹紧到所述舱壁板(34)。每个细长密封构件(32)的封闭通道(38)接收浆料(40)。粘土改性土壤包围并压紧所述多个互连的密封件(30)以提供能够承受高温同时将流体和气体与环境隔离的流体密封。本发明公开并描述了一种密封烃回收舱的方法。

Description

密封气体围闭系统的流体密封件和方法

相关专利申请

本申请要求提交于2014年10月10日的美国临时专利申请No.62/062,687的权益，该专利申请全文以引用方式并入本文。

背景技术

从某些含烃材料回收烃产物可以通过多种方法实现，包括竖式蒸馏罐、原位工艺和最近开发的大型包封蓄积池(即(舱内)方法)。烃回收舱可以包括包封在气密粘土质土壤中的堆积含烃材料(即矿石)和具有周边填石料围闭台坎的土工合成阻隔系统。回收舱的大小可占据许多英亩，并且在一些情况下部分地凹陷或嵌入土地中。土工膜通常包围气密粘土质土壤，并将气体包封在回收舱内。加热和集气管道穿过邻近土工膜的舱壁板(诸如钢板)进入回收舱。通过加热回收舱内的含烃材料引起热解，导致产生气态烃和液态烃，由此从回收舱中提取烃。收集气态烃和液态烃以进一步加工成石油产物和相关副产物。通常，管道和舱内部区域的温度可以达到华氏900度以上，甚至更高。暴露于气体围闭系统和舱壁互连件的高温可能会导致粘土质材料变干燥和附接的土工膜受热超过其转变温度。这些效应可能损坏舱壁板、土工膜和围护结构之间的连接件附近的气体围闭层(图1)，这可能导致对人类和环境带来危险的气体泄漏。此外，加热舱内的含烃材料并提取烃的方法会产生常常与气体围闭系统以及土工膜和舱壁板之间的互连件接触的液体和气体。已知此类流体会导致粘土质和土工膜材料的退化。图1示出了容易失效和/或发生流体泄漏的舱壁板、土工膜和结构之间的典型互连。

发明内容

本技术提供一种流体密封件和密封系统，其具有上覆的甘油和粘土改性土壤(GCAS)层，该层为包封的烃回收舱提供气密密封。

在一个示例性实施例中，流体密封件包括附接到舱壁板的细长密封构件(例如，钢C形通道)。该细长密封构件将土工膜偏置或夹紧到舱壁板。该细长密封构件和舱壁板限定了一个封闭通道。该通道适于接收浆料以帮助为材料回收舱提供流体密封。在一些方面，该浆料由甘油-水、膨润土和水泥或其组合组成。在一些方面，压板定位在所述细长密封构件和舱壁板之间，并且垫圈定位在所述压板和舱壁板之间。因此，土工膜定位在所述垫圈和压板之间(图2)。可以提供额外的可选压板和垫圈。细长密封构件被穿过通道延伸的紧固件夹紧到舱壁板，或者可以被其他合适的紧固件附接到舱壁。在一些方面，流体导管联接到细长密封构件并延伸到通道中，以在该细长密封构件被夹紧到舱壁板之后将浆料递送到通道中。粘土改性土壤的压实层包围细长密封构件和舱壁板的外周边区域。粘土改性土壤被烃回收舱内的矿石压紧，从而压紧该流体密封件并使甘油和水从GCAS挤压到流体密封件上以及流体密封件四周，使得土工膜与舱壁板之间的界面流体密封。

本发明的技术提供了一种包括流体密封系统的材料回收系统。在一个实施例中，流体密封系统可以包括四个流体密封件(诸如上文和本申请中的其他地方所述)，这些流体密封件彼此互连并包围延伸穿过舱壁板的至少一个管道。这四个流体密封件将土工膜夹紧或偏置到舱壁板的周边区域。粘土改性土壤的压实层包围细长密封构件和舱壁板的外周边区域。

本发明的技术还提供了一种包括材料回收舱的材料回收系统，该材料回收舱具有限定材料回收舱的内部体积的气体围闭系统。舱壁板邻近该气体围闭系统并且具有孔和周边区域。至少一个管道延伸穿过舱壁板中的孔并进入材料回收舱。土工膜覆盖在舱壁板的周边区域上面并位于气体围闭系统外部。流体密封件包括细长密封构件，所述细长密封构件绕周边区域附接到舱壁板，并将土工膜偏置或夹紧到舱壁板。流体密封件可以是包围舱壁板的单个细长构件，或者彼此互连并密封的多个细长构件(例如，四个)。细长密封构件和舱壁板之间限定了一个封闭通道。该通道填充有帮助为材料回收舱提供流体密封的浆料。粘土改性土壤的压实层包围细长密封构件和舱壁板的外周边区域。

一种密封材料回收舱的方法涉及将土工膜偏置或夹紧到具有流体密封件的舱壁板。该流体密封件包括附接到舱壁板的细长密封构件。该方法包括将浆料引入由细长密封构件和舱壁板限定的封闭通道中，以帮助在土工膜和板之间提供流体密封。该方法还涉及在引入浆料之前将至少一个流体密封件附接到舱壁板。因此，该至少一个流体密封件包围至少一个管道并且将土工膜偏置或夹紧到舱壁板。该方法涉及将至少一个压板设置在细长密封构件和舱壁板之间，并将至少一个垫圈定位在压板和舱壁板之间。该方法涉及用至少一个紧固件将细长密封构件夹紧到舱壁，由此细长密封构件与舱壁板一起限定接收浆料的通道。引入浆料的步骤包括将流体导管流体地联接到细长密封构件并将浆料分配到通道中。该方法涉及将粘土改性土壤的压实层定位在舱壁板和流体密封件上方，从而在土工膜和舱壁板之间提供流体密封，以防止流体泄漏和/或降解。

因此，已对本发明的较重要的特征进行了广义的概述，以更好地理解接下来的本发明的具体实施方式，并且更好地认识本发明对本领域的贡献。通过本发明的以下具体实施方式结合附图和权利要求，本发明的其他特征将变得更清晰，或者可通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了现有技术中已知的土工膜和结构之间的典型连接系统；

图2示出了根据本发明实施例的流体密封件和流体密封系统；

图3示出了具有根据本发明实施例的流体密封系统的材料回收系统；

图4是图3的一部分的剖面图；

图5A是图4的一部分的俯视示意图；以及

图5B是图5A的一部分的剖面图。

提供这些附图以说明本发明的各个方面而不是意图在尺寸、材料、构型、布置或比例方面进行范围的限制，除非权利要求另有限制。

具体实施方式

虽然这些示例性实施例足够详细地描述以使本领域的技术人员能够实践本发明，但是应当理解，其他实施例也可以实现并且在不脱离本发明的精神和范围的前提下可对本发明作出各种改变。因此，如权利要求书所要求的，本发明的实施例的以下更详细的描述并不旨在限制本发明的范围，但是仅仅为了说明而非限制的目的而呈现以描述本发明的特征和特性，阐述本发明的最佳操作模式，并且充分地使本领域的技术人员能够实践本发明。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求书来限定。

定义

在描述和要求保护本发明时，将使用下面的术语。

除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一种”、“一个”和“该”包括复数指示物。因此，例如，提及“紧固件”包括提及一个或多个此类装置，并且提及“经受”是指一个或多个此类步骤。

如本文相对于标识的特性或环境所用，“基本上”是指足够小的偏差程度，以便不可测量地减损所标识的特性或环境。在一些情况下，容许的精确偏差度取决于具体情况。

如本文所用，“邻近”是指两个结构或元件接近。具体地讲，被识别为“邻近”的元件可邻接或连接。此类元件还可以彼此靠近或接近，而不一定彼此接触。在一些情况下，精确的接近度可以取决于具体情况。

如本文所用，为方便起见，多个物品、结构元件、组成元件和/或材料可以在相同列表中表示。然而，这些列表应理解为列表的每个构件独立地识别为单独且唯一的构件。因此，在没有相反指示的情况下，不应单独地基于它们在相同组中的表现，将此类列表的任何单个构件理解为相同列表的任何其他构件的实际等同物。

本文可能以范围格式表示浓度、含量和其他数值数据。应当理解，此类范围格式的使用仅仅出于方便和简洁目的，并且应灵活解读为不仅包括明确引用为范围限值的数值，还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确引用每个数值和子范围。例如，约1至约4.5的数值范围应被理解为不仅包括明确叙述的1至约4.5的限制，而且还包括单个数值(诸如2、3、4)和子范围(诸如1至3、2至4)等。相同原理适用于叙述仅一个数值的范围，诸如“小于约4.5,”，这应被理解为包括所有上述值和范围。另外，这样的解释应不管范围的宽度或所描述的特性而应用。

如本文所用，术语“…中的至少一个”旨在与“…中的一个或多个”同义。例如，“A、B和C中的至少一个”明确地包括仅A、仅B、仅C，以及每一个的组合(例如A+B、B+C、A+C和A+B+C)。

任何方法或工艺权利要求中所引用的任何步骤可以按任何顺序执行并且不限于权利要求中提供的顺序。装置加功能或步骤加功能限制仅仅用在特定的权利要求限制中，在这种限制中满足所有的下列条件：a)明确记载了“用于…的装置”或“用于…的步骤”；以及b)明确引用对应功能。在本文的说明中明确引用了支持装置加功能的结构、材料或行为。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求及其合法等同条件确定，而非由本文给定的描述和例子确定。

上述具体实施方式参照具体示例性实施例描述了本发明。然而，应当理解，在不脱离如所附权利要求中所述的本发明的范围的情况下，可进行各种修改和变化。具体实施方式和附图应视为仅仅是示例性的，而非限制性的，并且所有此类修改或更改(如果有的话)旨在落入如本文所述和示出的本发明的范围内。

图1是在现有系统中已知的土工膜12和结构14之间的典型连接系统10。这样的连接系统通常在形成流体密封系统的尝试中被单独使用或与压实的粘土改性土壤(CAS)或天然粘土质土壤一起使用。系统10包括被紧固件18紧固到结构14的角铁16，该紧固件诸如具有螺母和垫片的楔形锚定螺栓。夹紧在角铁16和结构14之间的是土工膜12和垫圈20。这种连接容易受到沿气体围闭系统的土工合成物-土壤和土工合成物-结构界面的互连件处平流气体输送的影响，这通常导致连接系统发生泄漏和/或失效。这可能对人类和环境很危险，并会导致损失潜在有价值的产品。

如本文所述的流体密封件可以提供对流体密封件和相关部件的热和化学劣变两者的增强抵抗能力。图2中描绘了根据本发明技术的流体密封件的一个实施例。图2示出了流体密封件30，其包括附接到舱壁板34的细长密封构件32。细长密封构件32将土工膜36偏置或夹紧到舱壁板34。细长密封构件32和舱壁板34限定了封闭通道38。通道38适于接收浆料40以帮助提供流体密封，其在一个方面被用作围绕延伸到材料回收舱中的加热管道、集气管道和其他管道的流体密封件(图3和图4)。

此类加热管道、集气管道和其他管道可以穿过舱壁板34进入回收舱。舱壁板通常可以具有正方形或矩形几何形状。然而，舱壁板可以具有任何合适的或所需的几何形状。此类几何形状可以包括正方形、矩形、多边形、梯形、菱形、椭圆形、圆形、三角形或其他所需的几何形状，诸如用于障碍物的切口。

此外，舱壁板可由任何合适的材料制成。例如，舱壁板34可以是钢板，尽管也可以使用其他高温复合材料、金属或其他材料。舱壁板可以具有任何合适的厚度。在一个示例中，舱壁板可以具有约0.1至约5cm的厚度。在另一方面，舱壁板可以具有约0.3cm至约3cm的厚度。在另一方面，舱壁板可以具有约0.5cm至约2.5cm的厚度。

此外，土工膜36可包围并包封回收舱内的气体。土工膜可以在另一个气体阻隔层将由于任何原因而失效的情况下充当额外的屏障。该膜还可以帮助防止空气或其他不需要的气体从舱外部进入。该膜可以包括各种不可渗透的覆盖物。该膜可以由任何合适的材料制成。在一些实施例中，该膜可以选自高密度聚乙烯衬垫、线性低密度聚乙烯衬垫、聚氯乙烯衬垫、聚丙烯衬垫、氯磺化聚乙烯衬垫、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物衬垫及其组合。在其他实施例中，该膜可以包括土工合成粘土衬垫、织造纺织物、非织造织物或其组合。

细长密封构件32可帮助在舱壁板34和土工膜36之间的互连处提供有效的流体密封。细长密封构件可以具有任何合适的几何形状。在图2所示的实施例中，细长密封构件32具有基本上U形的几何形状。然而，细长密封构件可以包括C形、U形、V形、多边形、梯形或任何其他合适的几何形状。在一个方面，细长密封构件可以形成有C形通道、U形通道或类似的通道。此外，细长密封构件可以由合适的材料制成，诸如钢、其他高温金属和复合材料，以及任何其他合适的材料。

细长密封构件32与舱壁板34界接、附接到该舱壁板或以其他方式连接到该舱壁板，以限定封闭通道38。如将在下面结合图5A至图5B更详细地讨论的，细长密封构件可以具有各种构型。另外，封闭通道38可被构造为或适于在其中接收浆料40。

浆料40可以在舱壁板34和土工膜36之间的互连位点处提供流体密封。浆料可以包括密封流体、膨胀粘土或膨胀土，以及水泥中的至少一种。在一个方面，浆料可以包括密封流体、膨胀粘土和水泥。

密封流体可以包括任何合适的流体或组分。流体密封件30的渗透性也可能受到密封流体的组成的影响。在一个方面，密封流体可以包括极性溶剂，诸如水。在一个方面，密封流体可以包括引起膨胀粘土或膨胀土膨胀的任何流体。在另一方面，密封流体可以包括改性组分，诸如水改性组分，其导致密封流体的沸腾温度升高、密封流体的粘度增大、密封流体的蒸气压降低、密封流体的蒸发速率降低及其组合中的至少一种。密封流体的组分(包括改性组分)的非限制性实例可以包括短链(C1-C4)羧酸、短链(C1-C3)醇、多元醇、水、三乙醇胺、三乙胺等。在一个具体方面，密封流体可以包括水和水溶性多元醇。可以使用各种水溶性多元醇。水溶性多元醇的典型类别包括但不限于：无环多元醇、单脂环多元醇和环醚多元醇。合适的无环多元醇可以包括丙三醇(甘油)、乙二醇、丙烷-1,2-二醇(丙二醇)、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,2-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、丁烷-2,3-二醇、二甘醇、三甘醇、山梨醇、三乙醇胺及其组合。在一个具体实施例中，水溶性多元醇可以是甘油。

这些多元醇可以与水混合，并且在一些情况下，可以影响密封流体的特性。通过将多元醇与水混合可以获得的效果包括但不限于：使密封流体的沸点增大到高于纯水的沸点，降低密封流体在升高的工作温度下的蒸气压，降低密封流体在升高的工作温度下的蒸发速率，改变密封流体的粘度以及其他效果。这些效果中的若干种也可以改善流体密封件30的不可渗透性。

在一些实施例中，密封流体在STP下可以具有比纯水更高的沸点。例如，多元醇甘油和水的溶液可以具有从100℃(纯水)至290℃(纯甘油)范围内的沸点。又如，多元醇三甘醇和水的溶液可以具有从100℃(纯水)至285℃(纯三甘醇)范围内的沸点。又如，多元醇三乙醇胺和水的溶液可以具有从100℃(纯水)至335℃(纯三乙醇胺)范围内的沸点。作为一般性指导原则，密封流体的沸点在这些多元醇的稀释溶液中缓慢升高，并且在较高浓度下更快升高。

密封流体可以具有各种组成范围。在一个方面，密封流体可以具有至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％的水。在另一方面，密封流体可以包含约80重量％至约100重量％的水。在另一方面，密封流体可以包含约70重量％至约90重量％的水。在一个更具体的方面，密封流体可以包含约70重量％至约80重量％的水。在另一个更具体的方面，密封流体可以包含约73重量％至约77重量％的水。在另一个更具体的方面，密封流体可以包含约75％的水。

另外，通常密封流体可以包含约0.001重量％至约20重量％的合适的水改性组分。在另一方面，密封流体可以包含约10重量％至约40重量％的合适的水改性组分。在另一方面，密封流体可以包含约30重量％至约50重量％的合适的水改性组分。在一个更具体的方面，密封流体可包含约20重量％至约30重量％的合适的水改性组分。在另一个更具体的方面，密封流体可以包含约25重量％的合适的水改性组分。在一个方面，水改性组分可以是多元醇。在一个具体方面，水改性组分可以是甘油。

如前所述，水改性组分可以对密封流体具有许多影响，如将通过各种实例说明的。在一个具体实例中，密封流体可以包含甘油和水的组合物。一个实施例包括含约60重量％甘油的沸点为约109℃的溶液。另一个实施例包括含约70重量％甘油的沸点为约113.6℃的溶液。另一个实施例包括含约80％甘油的沸点为约121℃的溶液。在另一个实施例中，可以使用含约95％甘油的沸点为约164℃的溶液。水与其他多元醇的溶液可以具有其他各种沸点。通常，可以使用升高水的沸点的多元醇和其他水改性组分。

类似地，与相同温度下的纯水相比，添加多元醇或其他合适的水改性组分可以降低密封流体的蒸气压。这也可能导致从浆料中蒸发密封流体的速率较慢。再次使用甘油作为非限制性实例，一个实施例包括含60重量％甘油的在100℃下具有565mm Hg蒸气压的溶液。另一个实施例包括含70重量％甘油的在100℃下具有496mm Hg蒸气压的溶液。如本领域的技术人员将认识到的，不同于100℃的温度将导致在甘油-水溶液的相应浓度的每个浓度下更高或更低的蒸气压。水和水溶性多元醇或其他水改性组分的其他溶液可以类似地具有与纯水相比较低的蒸气压。

在一些情况下，水溶性多元醇或其他合适的水改性组分可以增大水的粘度。这些溶液的粘度可以根据水改性组分的浓度以及温度而变化。因此，可以根据流体密封件的温度和密封流体的所需粘度来优化溶液中的水改性组分的浓度。不受特定机制的束缚，据信增大密封流体的粘度可以提高流体密封件和相关浆料的不可渗透性，因为较粘稠的溶液可以阻止打开平流流体流通过流体密封件的通道并降低通过流体密封件的扩散速率。

如上所述，不同浓度的密封流体组分可以对密封流体的性质产生不同的效果。因此，可以根据所需的效果和流体密封件的设计参数来选择浓度。例如，溶液的蒸汽压趋于随着多元醇浓度的增大而降低。此外，粘度趋于随着多元醇浓度的增大而增大。增大粘度可以使流体密封件更不容易渗透，但是在极高的粘度下，溶液可能更难以使用，特别是在将其添加到额外的浆料组分中时。在选择密封流体中各种组分的浓度时，可以考虑和平衡所有这些效果。

在一些情况下，可以添加改性组分以增加或增强膨胀粘土或膨胀土的膨胀。例如，当密封流体的pH低时，一些膨胀粘土或膨胀土可能会膨胀更多。因此，在一个方面，密封流体可以包括短链羧酸或其他合适的酸以降低密封流体的pH并有助于膨胀粘土或膨胀土的膨胀。

如前所述，浆料还可以包括膨胀粘土或土壤。可以使用任何合适的膨胀粘土或土壤。可用于当前技术的膨胀粘土和土壤的一些非限制性实例包括膨润土、蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、蛭石及其组合。在一个具体实施例中，膨胀粘土是膨润土。在一些情况下，浆料可以包括膨胀粘土和土壤的混合物。作为一般性指导原则，当存在时，土壤含量可以在约5％至50％的范围内，尽管其他土壤含量可能是合适的。

此外，浆料可以包括水泥。可以与当前技术一起使用的水泥的一些非限制性实例包括灰白色波特兰水泥、铝酸钙水泥、膨胀水泥、它们的组合以及任何其他合适的水泥。

如前所述，浆料40(图2)可以包括密封流体、膨胀粘土和水泥中的至少一种。浆料40还可以包括密封流体、膨胀粘土和水泥中的每一种。在一个方面，浆料可以具有约1.4至2.0的目标比重。在一个方面，浆料可以具有约1.6至1.8的目标比重。在一个具体实例中，使用水与甘油的比例为75:25的密封流体可以实现约1.6至约1.8的特定比重，其中固体含量为96％的水泥和4％的膨润土。

再次参见图2，流体密封件30还可以包括一个或多个压板。例如，可以将一对压板42a,42b定位在细长密封构件32和舱壁板34之间。尽管可以使用其他材料，但压板通常可各自由高温金属(诸如钢)形成，该金属在最高至舱的工作温度的温度下保持结构完整性。典型的工作温度范围最高至约750℉，并且在一些情况下最高至900℉。也可以使用其他高温金属和复合材料。

此外，流体密封件30可以包括至少一个垫圈。例如，可以将一对垫圈44a,44b定位在相应的压板42a,42b和舱壁板34之间。垫圈可以由任何合适的材料制成。在一个方面，垫圈可以由弹性体材料制成，诸如全氟弹性体、含氟弹性体、氟硅橡胶、硅橡胶、聚丙烯酸橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯、氯磺化聚乙烯、乙烯丙烯橡胶和任何其他合适的弹性体材料。在一个具体实施例中，垫圈是涂覆有多元醇(诸如甘油)的弹性体垫圈。

如图2所示，土工膜36定位或夹紧在右垫圈44a和右压板42a之间。应注意的是，压板、垫圈和土工膜的存在不会妨碍由细长密封构件和舱壁板限定的封闭通道的形成。在包括压板和垫圈的实施例中，这些特征还限定了封闭通道的一部分，并且被视为舱壁板和/或细长密封构件的延伸部。

在大多数情况下，细长密封构件32被延伸穿过通道38的紧固件46夹紧到舱壁板34。螺栓支撑板48附接到舱壁板34并附接到紧固件46的端部。在一个实施例中，紧固件46是被拧紧以将土工膜36夹紧到舱壁板34的Nelson螺柱紧固件。其他合适的紧固件或紧固系统也可用于将构件32夹紧到舱壁板34。

将流体导管50可以被联接到细长密封构件32并且可以延伸到封闭通道38中。流体导管50被构造为在细长密封构件32被夹紧到舱壁板34之后将浆料40递送到封闭通道38中。流体导管50可以是穿过细长密封构件32中的孔进入通道38中的灌浆喷嘴。在一个方面，流体管道50可以用于用浆料对封闭通道进行充注或灌注，随后被断开连接并密封以防止或尽量减少浆料变干燥。在另一方面，流体导管50可以用于用浆料对封闭通道进行充注或灌注，而且随后保持连接。这可以允许定期灌注额外的密封流体、水和/或其他再润湿溶剂，以防止或尽量减少浆料变干燥。在这个方面，流体管道可以经由舱壁板34连接到外部再润湿系统。

细长密封构件32上方的外周边区域52可填充有粘土改性土壤的压实层(标记为GCAS)。这通常由于浆料40的粘度以及难以在较长距离上泵送浆料而在浆料40被引入到封闭通道38中之后进行。然而，可以在GCAS已经被填充到外周边区域52之后引入浆料40。在一个实例中，GCAS材料的水和多元醇的流体混合比例在5:95和75:25之间。在一个方面，该多元醇是甘油。GCAS的固体(按干质量计)通常可以是约10％至20％的粘土以及90％和80％之间的颗粒土壤。按总质量计，水合混合物通常为10％至18％的流体以及90％至82％的固体，尽管其他比例可能是合适的。

甘油和其他多元醇可以具有比水更高的沸点和比水大得多的粘度(即甘油的粘度比水的粘度大1000倍以上)。因此，将多元醇与粘土质土壤混合允许土壤在达到密封流体蒸发点之前耐受更高的温度，这为GCAS材料提供了改善的抗干燥性能。另外，较高的多元醇和水粘度降低了GCAS材料的渗透性，从而改善了其流体密封性能。

GCAS的压实层覆盖并压紧细长密封构件32和邻近构件32的舱壁板34(参见图4)。当板34和密封件30被埋置时，其上方的含烃矿石的绝对质量导致多元醇和水被从GCAS挤压到流体密封件30和舱壁板34上以及流体密封件和舱壁板四周，使得土工膜36和舱壁板34之间的界面流体密封。为了帮助这种密封，可以在将GCAS覆盖在顶部之前将密封流体以液态形式施加到舱壁板34。在一个方面，密封流体可以包括水和多元醇，诸如甘油。

图3、图4、图5A和图5B示出了根据本发明技术的实施例的烃材料回收系统100。注意，上述流体密封件30与系统100一起使用以提供流体密封(图4)，并且在下文进一步论述。

更具体地讲，图3示出了烃材料回收舱102，其通常在舱102的侧面和底部上被基岩或土质台坎104包围。气体围闭系统106邻近台坎104并且限定材料回收舱102的内部体积108。气体围闭系统106由压实的CAS或天然粘土质土壤组成，并且土工膜包围气体围闭系统106(图4)。内部体积108填充有静止质量的含烃材料110。含烃材料通常可以是油页岩，尽管其他材料可以包括煤、焦油砂、泥煤、生物质等。此外，含烃材料通常是具有范围从约0.5cm至约60cm的颗粒大小的粉碎材料，具体取决于材料和所需的操作条件(例如孔隙度、空隙体积等)。覆盖材料112覆盖在气体围闭系统106的顶部上，并且绝缘材料114位于气体围闭系统106的附近和内部。覆盖材料通常可以是覆岩或其他土质材料，其向上部绝缘层和膜层提供额外的岩石静压力和完整性。可以使用其他材料层，但将不详细讨论。关于该舱的一个示例性变型形式的额外细节可见于美国专利No.7,862,705和美国专利申请公布No.2013/0334106中，这两个专利各自以引用方式并入。

至少一个管道116穿过舱壁板34延伸进入气体围闭系统106的内部区域，该舱壁板可以在舱的垂直壁或水平壁上。从图4可以看出(示出图3的剖面图的更近的视图)，一组加热管道120延伸穿过舱102的绝缘层122和混凝土层124。管道120可以是将气体递送到气体围闭系统106以及从该气体围闭系统排出气体的相对大的加热管道(最大至36英寸内径)。此外，此类管道可以用于在闭合加热回路中或者通过直接注入到围闭系统中来使加热流体循环。包围管道120并附接到舱壁板34的周边流体密封件30彼此互连并且将土工膜36夹紧到板34，这在图5B的示意性俯视图中最佳地示出(下文进一步论述)。

继续参考图4，一层GCAS 130覆盖在流体密封件30上并压紧密封件30和板34，如上所述。这层GCAS 130在其最厚点处通常为约3英尺厚。然而，GCAS层可以具有任何合适的厚度，诸如约1英尺至约5英尺、约2英尺至约4英尺，或约2.5英尺至约3.5英尺厚。绝缘层114覆盖在混凝土层124的一部分上并且覆盖在GCAS 130上。绝缘层114可以由能够承受高工作温度的绝缘材料形成。合适的绝缘材料的非限制性实例可以包括被水浸透的颗粒层等。[在这里应该包括任何其他合适的绝缘材料吗？]如前所述，舱壁板34通常是定位在板34周边的绝缘层122和GCAS 130之间的相对较大的矩形钢板；当然，密封件30在板34上方并且沿板34的周边延伸(图5A)。

如上所述，加热管道120的温度可以高于华氏900度。暴露于气体围闭系统106的以及在舱壁板34和流体密封件30之间的互连处的此类高温可能会导致粘土质材料变干燥以及土工膜受热超过其转变温度。因此，将密封件30定位在距管道120以及其周围足够的距离D处，以尽量降低在板34和土工膜36之间的互连处发生损坏或流体泄漏的风险。尽管最佳的操作参数可以变化，但该距离D通常在0.5和8英尺之间。然而，距离D可以是任何合适的距离，诸如约0.5英尺至约15英尺、约0.75英尺至约10英尺，或约1英尺至约5英尺。

参考图5A和图5B，示出了舱壁板118和流体密封件30的布置的俯视示意图。至少一个管道116延伸穿过舱壁板118(即，图2和图4中的物件34)。虽然示出了四个这样的流体密封件，但是可以使用其他数量的密封件(例如，1个、2个、3个、5个、6个、7个、8个等)来形成围绕舱壁板34的周边。例如，可以使用多于四个的流体密封件，因为舱壁板具有大于四个的周边边缘(即多边形舱壁板)。而且，如果需要，可以沿着舱壁板的单个周边边缘使用不止一个流体密封件。此外，尽管制造成本更高，但是可以使用一个或多个弯曲的流体密封件来跨越土工膜和舱壁板之间的所有周边边缘或连接区域形成流体密封。因此，可以使用各种构造来沿着土工膜和舱壁板之间的互连区域提供流体密封。

如果舱壁板具有正方形或矩形几何形状，则每个流体密封件30的细长密封构件32可以采用大约九十度的取向互连到相邻构件32。然而，如前所述，舱壁板可以具有各种几何形状，使得可以制造细长密封构件32以适应这种几何形状。此外，术语“互连”并不一定意味着由细长密封构件32限定的封闭通道38是流体地连接的，尽管它们可以流体地连接。在一个方面，由细长密封构件32中的每一个限定的封闭通道各自彼此流体地互连。在另一方面，至少一个封闭通道被流体地连接到至少一个相邻的封闭通道。在另一方面，由细长密封构件32中的每一个限定的封闭通道彼此不流体地互连。然而，无论封闭通道是否流体地互连，各种细长密封构件必须充分互连以在舱壁板118(或34)和土工膜36之间的互连区域提供流体密封。

图5B示出了邻接的细长密封构件之间的互连点的更近视图。细长密封构件32可彼此互连。如图5A和图5B的实施例所示，可以为正方形或矩形舱壁板118(34)的四个周边边缘中的每一个使用单独的细长密封构件。第一和第三细长密封构件可以各自沿着舱壁板118(34)的平行周边边缘的长度延伸。可以将端盖132附接到第一和第三细长密封构件32的每一个暴露端。第二和第四细长密封构件可以沿着舱壁板118(34)的两个剩余周边边缘的长度延伸，使得第二和第四细长密封构件的端部以朝向第一和第三细长密封构件端部的方式并且在对应内边缘处与第一和第三细长密封构件界接或邻接，内边缘靠近所述至少一个加热管道。在另一方面，细长密封构件32中的每一个可以适于或被构造成包括端盖132以仅覆盖其一端。与每个细长密封构件的覆盖端相对的端部可以被构造成或适于以朝向相邻细长密封构件的覆盖端的方式并且在其内边缘处与相邻细长密封构件界接或邻接，内边缘靠近所述至少一个加热管道。在又一方面，细长密封构件32中的每一个可以适于或被构造成与两个相邻的细长密封构件界接或邻接，以在不使用端盖132的情况下提供流体密封。在一个实例中，在舱壁板具有正方形或矩形几何形状的情况下，细长密封构件可被制造成具有比相对的外边缘短的内边缘。两个相对的侧边缘可以在细长密封构件的周边连接内边缘和相对的外边缘。细长密封构件的内边缘、外边缘和两个相对的侧边缘形成基本上梯形的几何形状，其中两个相对的侧边缘可以相对于细长密封构件的外边缘以大约45°和135°的角度取向。因此，相邻的细长密封构件32可以采用基本上直角附接，以沿循正方形或矩形舱壁板的周边，并在舱壁板和土工膜之间的相交区域提供流体密封。如本领域的技术人员将认识到的，可以使用连接细长密封构件的各种其他方法。另外应注意，为了简洁起见，上文提供的实施例适用于正方形或矩形舱壁板，但是可以对其进行相应地改变以适应具有以不同于90°的角度倾斜的边缘的舱壁。

紧固件46经由相应的螺栓支撑板48将每个细长密封构件32夹紧或附接到舱壁板34，诸如参照图2所述。如上文更详细地论述的，压板42a,42b被相应的细长密封构件32和紧固件46夹紧，从而将土工膜36联接到舱壁板34。

提供这些附图以说明本发明的各个方面而不是意图在尺寸、材料、构型、布置或比例方面进行范围的限制，除非权利要求另有限制。

Claims (21)

1.一种用于材料回收舱的流体密封件，所述流体密封件包括：

细长密封构件，所述细长密封构件附接到舱壁板并将土工膜偏置到所述舱壁板；以及

由所述细长密封构件和所述舱壁板限定的封闭通道，所述通道适于接收为所述材料回收舱提供流体密封的浆料。

2.根据权利要求1所述的流体密封件，其中所述浆料包括密封流体、膨胀粘土和水泥。

3.根据权利要求1所述的流体密封件，其中所述浆料包括甘油、水、膨润土和水泥。

4.根据权利要求1所述的流体密封件，包括：

定位在所述细长密封构件和所述舱壁板之间的压板；以及

定位在所述压板和所述舱壁板之间的垫圈，由此将所述土工膜定位在所述垫圈和所述压板之间。

5.根据权利要求1所述的流体密封件，其中所述细长密封构件是C形通道，其被延伸穿过所述通道的紧固件夹紧到所述舱壁板。

6.根据权利要求1所述的流体密封件，其中所述细长密封构件的外周边定位成邻近粘土改性土壤的压实层，并且适于被所述粘土改性土壤的压实层压紧，从而在所述土工膜和所述舱壁之间提供流体密封。

7.根据权利要求1所述的流体密封件，包括联接到所述细长密封构件并延伸到所述通道中的流体导管，所述流体导管适于将所述浆料递送到所述通道中。

8.一种包括多个根据权利要求1所述的流体密封件的材料回收系统，所述多个流体密封件彼此互连并且包围延伸穿过所述舱壁板的至少一个管道，由此所述多个流体密封件中的每一个将所述土工膜偏置到所述舱壁板的周边区域。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个流体密封件是四个流体密封件。

10.一种材料回收系统，包括：

材料回收舱，所述材料回收舱具有限定其内部体积的气体围闭系统；

邻近所述气体围闭系统的舱壁板，所述舱壁板具有孔和周边区域；

延伸穿过所述舱壁板中的所述孔并进入所述材料回收舱中的至少一个管道；

覆盖在所述舱壁板的所述周边区域上面并位于所述气体围闭系统外部的土工膜；

流体密封件，所述流体密封件包括绕所述周边区域附接到所述舱壁板的细长密封构件，所述流体密封件将所述土工膜偏置到所述舱壁板；以及

被限定在所述细长密封构件和所述舱壁板之间的封闭通道，所述通道填充有为所述材料回收舱提供流体密封的浆料。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述浆料包括甘油、水、膨润土和水泥。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述流体密封件包括：

定位在所述细长密封构件和所述舱壁板之间的压板；以及

定位在所述压板和所述舱壁板之间的垫圈，由此将所述土工膜定位在所述垫圈和所述压板之间。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述细长密封构件是C形通道，其被延伸穿过所述通道的紧固件夹紧到所述舱壁板。

14.根据权利要求10所述的系统，包括包围所述流体密封件的粘土改性土壤的压实层，从而在所述土工膜和所述舱壁之间提供流体密封。

15.根据权利要求10所述的系统，包括彼此互连并包围所述至少一个管道的四个流体密封件，由此所述四个流体密封件中的每一个将所述土工膜偏置到所述舱壁板的所述周边区域。

16.一种密封材料回收舱的方法，包括：

将土工膜偏置到具有流体密封件的舱壁板，所述流体密封件包括附接到所述舱壁板的细长密封构件；以及

将浆料引入由所述细长密封构件和所述舱壁板限定的封闭通道中，以为所述材料回收舱提供流体密封。

17.根据权利要求16所述的方法，包括在引入所述浆料之前将四个流体密封件附接到所述舱壁板，所述四个流体密封件包围所述至少一个管道，并且所述四个流体密封件将所述土工膜偏置到所述舱壁。

18.根据权利要求16所述的方法，包括：

将压板定位在所述细长密封构件和所述舱壁板之间；以及

将垫圈定位在所述压板和所述舱壁板之间，从而将所述土工膜定位在所述垫圈和所述压板之间。

19.根据权利要求16所述的方法，包括用紧固件将所述细长密封构件夹紧到所述舱壁，其中所述细长密封构件是C形通道，所述C形通道与所述舱壁板一起限定接收所述浆料的所述通道。

20.根据权利要求16所述的方法，其中引入所述浆料包括将流体导管流体地联接到所述细长密封构件并将所述浆料分配到所述通道中。

21.根据权利要求16所述的方法，包括将粘土改性土壤的压实层紧靠所述四个流体密封件和所述舱壁板的至少一部分定位，从而在所述土工膜和所述舱壁之间提供流体密封。