-
Allgemeiner Stand der Technik
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Entfernen von Kohlenwasserstoffen aus Feststoffen. Insbesondere
betrifft die Erfindung die thermische Niedertemperatur-Desorption von Erdölkohlenwasserstoffen
aus verunreinigtem Erdboden.
-
Allgemeiner Stand der Technik
-
Wenn
Bohrlöcher
in Erdformationen gebohrt oder fertig gestellt werden, werden in
der Regel in dem Bohrloch verschiedene Flüssigkeiten aus einer Vielfalt
von Gründen
verwendet. Zum Zwecke der Beschreibung des allgemeinen Stands der
Technik und der Erfindung selbst werden solche Flüssigkeiten
als „Bohrlochflüssigkeiten" bezeichnet. Zu allgemeinen
Verwendungszwecken von Bohrlochflüssigkeiten zählen: Schmieren und
Kühlen
von Bohrkronenschneideflächen
beim allgemeinen Bohren oder Einbohren (d. h. Bohren in einer als
Ziel gesetzten Erdöl
enthaltenden Formation), Transport von „Bohrgut" (Formationsstücke, die durch den Schneidvorgang
der Zähne
an einer Bohrkrone gelöst
wurden) an die Oberfläche,
Steuern des Formationsflüssigkeitsdrucks,
um Ausbrüche
zu verhindern, Aufrechterhalten der Bohrlochstabilität, schwebend
Halten von Feststoffen im Bohrloch, Minimieren des Flüssigkeitsverlusts
in die Formation und Stabilisieren der Formation, durch die das Bohrloch
gebohrt wird, Brechen der Formation in der Umgebung des Bohrlochs,
Verdrängen
der Flüssigkeit
im Bohrloch durch eine andere Flüssigkeit,
Reinigen des Bohrlochs, Testen des Bohrlochs, Einbringen einer Flüssigkeit
für das
Dichtungsstück
im Bohrgestänge,
Aufgeben des Bohrlochs oder Vorbereiten des Bohrlochs auf die Aufgabe
und anderweitiges Behandeln des Bohrlochs oder der Formation.
-
Wie
oben ausgeführt,
ist ein Verwendungszweck von Bohrlochflüssigkeiten das Entfernen von
Gesteinsteilchen („Bohrgut") aus der Formation,
in die gebohrt wird. Ein Problem ist das Entsorgen dieses Bohrguts,
insbesondere wenn die Bohrflüssigkeit ölbasiert
oder kohlenwasserstoffbasiert ist. Das heißt, das Öl aus der Bohrflüssigkeit
(sowie jegliches Öl
aus der Formation) verbindet sich mit den Oberflächen des Bohrguts oder wird
von diesen adsorbiert. Das Bohrgut ist dann ein umweltgefährdendes
Material, was die Entsorgung zu einem Problem macht.
-
Eine
Vielfalt von Verfahren wurde vorgeschlagen, um adsorbierte Kohlenwasserstoffe
aus dem Bohrgut zu entfernen. Die
US-Patentschrift
Nr. 5,968,370 offenbart ein solches Verfahren, welches
das Anwenden einer Behandlungsflüssigkeit
auf das verunreinigte Bohrgut beinhaltet. Die Behandlungsflüssigkeit
enthält Wasser,
ein Silikat, einen nichtionischen grenzflächenaktiven Stoff, einen anionischen
grenzflächenaktiven Stoff,
einen Phosphat-Builder und eine ätzende
Verbindung. Die Behandlungsflüssigkeit
wird dann mit dem verunreinigten Bohrgut in Kontakt gebracht und
vorzugsweise mit diesem gründlich
gemischt, über
einen Zeitraum, der ausreicht, um die Kohlenwasserstoffe aus mindestens
einigen der festen Teilchen zu entfernen. Die Behandlungsflüssigkeit bewirkt,
dass die Kohlenwasserstoffe desorbiert und anderweitig von den festen
Teilchen gelöst
werden.
-
Des
Weiteren bilden die Kohlenwasserstoffe dann eine separate homogene
Schicht aus der Behandlungsflüssigkeit
und einer beliebigen wässrigen
Komponente. Die Kohlenwasserstoffe werden danach in einem Trennschritt
von der Behandlungsflüssigkeit
und den festen Teilchen getrennt, z. B. durch Abschöpfen. Die
Kohlenwasserstoffe werden dann zurückgewonnen und die Behandlungsflüssigkeit
wird rückgeführt, indem
die Behandlungsflüssigkeit
auf weiteren verunreinigten Bohrschmand angewendet wird. Das Lösemittel muss
separat verarbeitet werden.
-
Die
Veröffentlichung
des Standes der Technik
BE-A-1 009 472 beschreibt
ein System, das das Umsetzen eines Prozesses thermischer und biologischer
Erdbodenreinigung ermöglicht.
Der Prozess beinhaltet das Einführen
von Erdboden in eine Drehkammer, Erhitzen der Wände der Kammer und Injizieren
von heißem Dampf
oder heißer
Luft in die Kammer. Der Erdboden wird durch die Kammer transportiert
und bleibt in der Regel etwa 10 Minuten in der Kammer.
-
Einige
Systeme des Standes der Technik setzen thermische Niedertemperatur-Desorption
als ein Mittel zum Entfernen von Kohlenwasserstoffen aus extrahierten
Erdböden
ein. Allgemein gesagt ist thermische Niedertemperatur-Desorption
(low-temperature thermal desorption, LTTD) eine Abhilfe schaffende
Technologie, die ex situ durchgeführt wird und Wärme zum
physikalischen Trennen von Kohlenwasserstoffen von Bodenaushüben angewendet
wird. Thermische Desorber sind dazu konzipiert, Erdböden auf
Temperaturen zu erhitzen, die dazu ausreichen zu bewirken, dass
Kohlenwasserstoffe verdampfen und aus dem Erdboden desorbieren (physikalisch
von diesem trennen). In der Regel ist in Systemen des Standes der
Technik eine gewisse Vor- und Nachbearbeitung des Bodenaushubs erforderlich,
wenn LTTD angewendet wird. Insbesondere werden Bodenaushübe zunächst gesiebt,
um großes
Bohrgut (z. B. Bohrgut, das einen Durchmesser aufweist, der größer als
2 Zoll ist) zu entfernen. Dieses Bohrgut kann zerkleinert (d. h.
zertrümmert
oder zerschnitten) werden und dann wieder in ein Ausgangsmaterial
eingeführt
werden. Nach dem Verlassen des Desorbers werden die Erdböden gekühlt, wieder
angefeuchtet und stabilisiert (falls erforderlich), um sie für die Entsorgung/Wiederverwendung
vorzubereiten.
-
Die
US-Patentschrift Nr. 5,127,343 (das
Patent 343) offenbart eine Vorrichtung des Standes der Technik zur
thermischen Niedertemperatur-Desorption von Kohlenwasserstoffen.
1 aus
dem Patent 343 offenbart, dass die Vorrichtung aus drei Hauptteilen
besteht: ein Erdbodenbehandlungsgefäß
10, eine Reihe Heizgeräte
12 und
ein Vakuum- und Gasentladungssystem
14. Das Erdbodenbehandlungsgefäß
10 ist
ein rechteckig geformter Behälter.
Die Bodenwand des Erdbodenbehandlungsgefäßes
10 weist mehrere
Vakuumkammern auf und jede Vakuumkammer weist eine längliche
Vakuumröhre
auf, die innen angeordnet ist. Die Vakuumröhre ist von feinem Kies umgeben,
die Schmutzteilchen einfängt
und verhindert, dass sie in eine Vakuumpumpe eintreten, die an der
Vakuumröhre
angebracht ist.
-
Die
Reihe Heizgeräte 12 weist
mehrere nach unten gerichtete Infrarotheizgeräte auf, die eng beabstandet
sind, um die gesamte Erdbodenoberfläche gründlich zu erhitzen, wenn die
Heizgeräte
eingeschaltet sind. Die Vorrichtung arbeitet, indem der Erdboden
sowohl durch Strahlen- als auch Konvektionswärme erhitzt wird, und dann
wird ein Vakuum durch Röhren
an einem Punkt, der von den Heizgeräten 12 am weitesten
entfernt ist, gezogen. Dieses Vakuum zieht die Konvektionswärme (durch
die Anregung der Moleküle
durch die Infrarotstrahlung gebildet) durch den gesamten Erdboden
und verringert auch den Dampfdruck in der Behandlungskammer. Das
Senken des Dampfdrucks verringert den Siedepunkt der Kohlenwasserstoffe,
was bewirkt, dass die Kohlenwasserstoffe bei viel niedrigeren Temperaturen
als normal verdampfen. Das Vakuum zieht dann die Dämpfe ab
und lässt
sie durch einen Abzugsschornstein ab, der einen Kondensator oder
einen Abgaskatalysator enthalten kann. Wenn der Prozess zum Entfernen
von Kohlenwasserstoffen fortgesetzt wird, trocknet der Oberflächenboden
(d. h. der, der den Heizgeräten
am nächsten
ist) aus und wird hart und verhindert tatsächlich das Strömen von
Luft durch den Erdboden.
-
Es
wird folglich ein verbesserter LTTD-Prozess benötigt, der adsorbierte Kohlenwasserstoffe
schnell und einfach aus Bohrgut entfernt.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Verschiedene
Gesichtspunkte der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen definiert.
-
Weitere
Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung und den angefügten
Ansprüchen
offenbar werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine LTTD-Vorrichtung des Standes der Technik.
-
2 ist
ein Prozessschema gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Ausführliche Beschreibung
-
2 zeigt
eine Ausführungsform
einer LTTD-Vorrichtung 90 zum
Entfernen von adsorbierten Kohlenwasserstoffen von Bohrlochbohrgut 100.
In der in 2 gezeigten Ausführungsform
wird Bohrgut 100, das mit beispielsweise ölbasierter
Bohrflüssigkeit
und/oder Kohlenwasserstoffen vom Bohrloch (nicht gezeigt) verunreinigt
ist, von einem Fluss von Bohrflüssigkeit,
der von dem gebohrten Bohrloch (nicht gezeigt) zurückkommt, an
die Oberfläche
transportiert. Das verunreinigte Bohrgut 100 wird auf einem
Prozesstiegel 102 abgelegt. In einigen Ausführungsformen
kann das Bohrgut 100 zusammen mit der zurückgekommenen
Bohrflüssigkeit über Rohrleitungen
(nicht gezeigt) zum Prozesstiegel 102 transportiert werden.
In anderen Ausführungsformen kann
das Bohrgut 100 beispielsweise mit Förderschnecken oder -bändern (nicht
gezeigt) verarbeitet werden, bevor es in dem Prozesstiegel 102 abgelegt
wird. Der Prozesstiegel 102 wird dann mittels beispielsweise
eines Gabelstaplers (in 2 nicht separat gezeigt) in
eine Prozesskammer 103 versetzt. Zum Beispiel kann in einigen
Ausführungsformen
der Erfindung der Prozesstiegel 102 auf einer Reihe Rollen
in die Prozesskammer 103 und aus dieser herausgerollt werden.
-
In
anderen Ausführungsformen
kann der Prozesstiegel 102 mit beispielsweise Hydrozylindern
vertikal in die Prozesskammer 103 und aus dieser herausversetzt
werden. Dementsprechend soll der Mechanismus, mit dem der Prozesstiegel 102 in
Bezug auf die Prozesskammer 103 versetzt wird, nicht einschränkend sein. Darüber hinaus
können
einige Ausführungsformen
der LTTD-Vorrichtung 90 mehrere Prozesskammern 103 und/oder
mehrere Prozesstiegel 102 umfassen. Andere Ausführungsformen,
wie die in 2 gezeigte Ausführungsform,
umfassen ein System mit einem einzigen Prozesstiegel 102/einer
einzigen Prozesskammer 103. Des Weiteren müssen die
Anzahl der Prozesstiegel 102 und der Prozesskammern 103 nicht
identisch sein.
-
Die
Prozesskammer 103 beinhaltet in einigen Ausführungsform
eine hydraulisch aktivierte Haube (nicht gezeigt), die dazu abgestimmt
ist, sich über
der Prozesskammer 103 zu öffnen oder zu schließen, wobei sie
das Herausnehmen oder Einsetzen des Prozesstiegels 102 ermöglicht.
Nachdem der Prozesstiegel 102 in die Prozesskammer 103 eingesetzt
wurde, kann die hydraulisch aktivierte Haube (nicht gezeigt) geschlossen werden,
um die Prozesskammer 103 zu „versiegeln" und eine geschlossene
Prozessumgebung zu bilden. Die Haube (nicht gezeigt) kann dann geöffnet werden,
so dass der Prozesstiegel 102 herausgenommen werden kann.
-
Nachdem
der Prozesstiegel 102 in der Prozesskammer 103 positioniert
wurde, wird erhitzte Luft, die von einer Heizeinheit 112 (bei
der es sich beispielsweise um einen Propanbrenner, ein elektrisches
Heizgerät oder
ein ähnliches
Heizgerät
handeln kann) erhitzt wurde, durch das verunreinigte Bohrgut 100 getrieben,
um Kohlenwasserstoffe und andere flüchtige Substanzen, die damit
verbunden sind oder daran adsorbiert sind, zu verdampfen. Die erhitzte
Luft tritt über
beispielsweise einen Einlasskanal 120, eine Rohrleitung
oder eine ähnliche
in der Technik bekannte Struktur in die Prozesskammer 103 ein.
Die erhitzte Luft, die auf beispielsweise ungefähr 204,44°C (400°F) erhitzt werden kann, wird
von beispielsweise einem Gebläse
(nicht gezeigt) durch den Prozesstiegel 102 getrieben.
-
Ein
Gebläse
ist jedoch möglicherweise
in einigen Ausführungsformen
nicht erforderlich, wenn der Druck in dem Luftzirkulationssystem
auf einem gewählten
Niveau gehalten wird, das dazu ausreicht, die Zwangszirkulation
der erhitzten Luft durch das verunreinigte Bohrgut 100 bereitzustellen.
Während
die erhitzte Luft durch den Prozesstiegel 102 getrieben
wird, verdampft die Luft den Kohlenwasserstoff und andere flüchtige Bestandteile,
die mit dem Bohrgut 100 verbunden sind. Die an Kohlenwasserstoffen
reiche Luft tritt dann durch beispielsweise einen Auslasskanal 122 aus
dem Boden der Prozesskammer 103 aus und wird durch eine
Wärmerückgewinnungseinheit 108 geleitet.
Die Wärmerückgewinnungseinheit 108 gewinnt
einen Teil der Wärme
aus der an Kohlenwasserstoffen reiche Luft zurück und verwendet beispielsweise
die zurückgewonnene
Wärme zum
Erhitzen weiterer kohlenwasserstofffreier Luft, die dann durch die
Prozesskammer 103 durch den Einlasskanal 120 wieder
in den Umlauf gebracht werden kann. Einige Kohlenwasserstoffe, Wasser
und andere Verunreinigungen aus dem verunreinigten Bohrgut 100 können direkt
infolge des Zwangsbelüftungsprozesses
verflüssigt
werden. Diese verflüssigten
Kohlenwasserstoffe, dieses Wasser und/oder diese verflüssigten
anderen Verunreinigungen fließen
aus der Prozesskammer 103 und durch eine Prozesskammerauslassleitung 106 heraus.
-
Nach
dem Leiten durch die Wärmerückgewinnungseinheit 108 wird
die an Kohlenwasserstoffen reiche Luft durch eine Reihe Filter 124 gezogen,
die darauf abgestimmt sind, teilchenförmige Substanz aus der Luft zu
entfernen. Die an Kohlenwasserstoffen reiche Luft wird dann durch
einen Einlass 126 eines ersten Kondensators 110 geleitet.
Man beachte, dass der Einlass 126 des ersten Kondensators 110 in
der Regel unter einem Vakuum betrieben wird, um den Strom von an
Kohlenwasserstoffen reicher Luft zu steuern. Das Vakuum am Einlass 126 kann
beispielsweise von einer Vakuumpumpe (in 2 nicht
separat gezeigt) produziert werden.
-
Der
erste Kondensator 110 umfasst weiterhin Kühlschlangen
(in 2 nicht separat gezeigt), die darauf abgestimmt
sind, die verdampften Kohlenwasserstoffe (und beispielsweise einen
Wasserdampf und/oder andere Verunreinigungen) in der an Kohlenwasserstoffen
reiche Luft in eine flüssige
Form zu kondensieren. Die verflüssigten
Kohlenwasserstoffe und Verunreinigungen werden dann durch beispielsweise
einen Kondensatorauslass 128 entfernt, der die verflüssigten
Kohlenwasserstoffe und Verunreinigungen zu einem Öl-/Wasserabscheider 116 befördert. Das
LTTD-System 90 kann außerdem
beispielsweise Pumpen (nicht gezeigt) umfassen, die den Fluss von
verflüssigten
Kohlenwasserstoffen und Verunreinigungen von dem Kondensatorauslass 128 zu
dem Öl-/Wasserabscheider 116 unterstützen können.
-
Nach
dem Leiten durch den ersten Kondensator 110 strömt die gekühlte Luft
dann durch eine zweite Reihe Filter und Kühlschlangen 130 und
in einen zweiten Kondensator 111, der bei oder in der Nähe von Atmosphärendruck
arbeitet. Der zweite Kondensator 111 hebt den Druck des
Umgebungsluftstroms an und etwaiges weiteres Kondensat wird durch
einen Auslass 132, der das weitere Kondensat zu dem Öl-/Wasserabscheider 116 transportiert,
aus dem Prozessstrom entfernt.
-
Der
Luftstrom wird in dem System mittels Betriebs eines Hauptgebläses 113 aufrechterhalten,
der Luft von dem ersten Kondensator 110 zieht und sie in
den zweiten Kondensator 111 bläst. Andere Ausführungsformen
des LTTD-Systems 90 können
jedoch nach Bedarf weitere Gebläse
und Pumpen umfassen, um einen Strom von Luft und kondensierten Kohlenwasserstoffen
in dem System 90 aufrechtzuerhalten. Nachdem sie aus dem
zweiten Kondensator 111 abgegeben worden ist, kann die
gekühlte,
im Wesentlichen kohlenwasserstofffreie Luft durch einen von zwei
Wegen geleitet werden, wie er von beispielsweise einem Steuerventil 132 bestimmt
wird, das an einen zweiten Kondensatorauslass 134, einen
Einlass 136 eines thermischen Oxidators und einen Wärmerückgewinnungseinheitseinlass 138 angeschlossen
ist. Luft tritt von den Heizgeräten 112 in das
System ein und setzt schließlich
das System unter Druck. Das Steuerventil 132 baut Überdruck über einen thermischen
Oxidator 114 ab, um die nicht kondensierbaren Gase zu verbrennen.
Die thermisch oxidierte Luft kann dann durch einen Auslass 140 des
thermischen Oxidators in die Atmosphäre abgelassen werden.
-
Alternativ
kann die Luft zurück
durch die Wärmerückgewinnungseinheit 108 durch
den Wärmerückgewinnungseinheitseinlass 138 geleitet
werden. Die Luft wird dann von dem Brenner 112 vorerhitzt,
so dass sie durch die Prozesskammer 103 getrieben werden
kann und dadurch der Verarbeitungszyklus wiederholt wird. Somit
wird die Luft „rückgeführt", indem der Luftstrom
vom Gebläse 113 mit
dem Steuerventil 132 gesteuert wird.
-
Das
Steuerventil 132 kann beispielsweise ein Durchflussmessgerät, einen
Drucksensor oder eine beliebige ähnliche
in der Technik bekannte Vorrichtung umfassen, die darauf abgestimmt
ist, einen gewählten Mengendurchfluss
durch das LTTD-System 90 aufrechtzuerhalten. Das Steuerventil 132 kann
wirkend mit beispielsweise einem Prozessor (nicht gezeigt) gekoppelt
sein, der darauf abgestimmt ist, den gewählten Mengendurchfluss der
Luft durch das System 90 aufrechtzuerhalten, indem der
Luftstrom durch den Einlass 136 des thermischen Oxidators
und durch den Wärmerückgewinnungseinheitseinlass 138 gesteuert
wird.
-
Alternativ
kann das Steuerventil 132 ein Überdruckventil umfassen, das
darauf abgestimmt ist, kontrolliert Überdruck in dem System (wobei
beispielsweise der Überdruck
einem übermäßigen Mengendurchfluss von
Luft durch das System 90 entspricht) durch den Einlass 136 des
thermischen Oxidators abzubauen, so dass übermäßiger Luftstrom durch den thermischen
Oxidator 114 abgelassen werden kann. In einer anderen Ausführungsform
kann das Steuerventil 132 einen Sensor umfassen, um zu
bestimmen, ob nicht kondensierbare Gase vorliegen. Der Sensor gibt
einen Alarm ab, wenn nicht kondensierbare Gase einen hohen Sollwert erreichen.
Dies wird angewendet, um eine unbeabsichtigte Verbrennung zu verhindern.
Diese Luft wird durch den thermischen Oxidator kontrolliert abgeleitet.
Auf diese Art und Weise wird das gesamte Gas, das nicht kondensierbare
Bestandteile enthält,
aus dem Prozess entfernt.
-
Der Öl-/Wasserabscheider 116 ist
darauf abgestimmt, das Kondensat, das in der Prozesskammer 103 (durch
die Auslassleitung 106 der Prozesskammer) und in dem ersten
Kondensator 110 (durch den Kondensatorauslass 128)
gebildet wird, zu verarbeiten und in Kohlenwasserstoffbestandteile 142 und
Wasserbestandteile 144 zu trennen. Der Öl-/Wasserabscheider 116 nimmt
die verflüssigten
Kohlenwasserstoffe und anderen Verunreinigungen auf und gewinnt
beide Kohlenwasserstoffbestandteile 142 und Wasserbestandteile 144 durch
einen Trennprozess, der in der Technik bekannt ist, zurück.
-
Die
Wirksamkeit der oben beschriebenen Ausführungsform wurde dann an vier
Materialien getestet. Die vier Materialien waren Sand (durchschnittliche
Teilchengröße von weniger
als 1 mm), Kies (durchschnittliche Teilchengröße von 10 bis 30 mm, bis zu
5% Kohlenwasserstoffgehalt aufweisend), ölbasiertes Bohrgut (durchschnittliche
Teilchengröße von 1
bis 20 mm, bis zu 11 Kohlenwasserstoffgehalt aufweisend) und Erdboden
(Mischung aus Sand, Ton und Wasser, bis zu 5% Kohlenwasserstoff
aufweisend). Muster mit unterschiedlichen Teilchengrößen wurden
dann in die Vorrichtung gegeben und die Entfernung von Kohlenwasserstoffen wurde
bestimmt.
-
In
einem ersten Test der Ausführungsform
von 2 wurden Kiesteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ungefähr 20 mm
bis 30 mm in den Prozesstiegel 102 geladen, wobei eine
50,8 mm (zwei Zoll) dicke Schicht von Kiesteilchen gebildet wurde.
Der Prozesstiegel 102 wurde dann in die Prozesskammer 103 geladen.
Die Kiesteilchen wiesen einen anfänglichen Kohlenwasserstoffgehalt
von 1,2 Gew.-% auf. In dieser Ausführungsform wurde Dieseltreibstoff
als der Kohlenwasserstoff verwendet. Der Kohlenwasserstoffgehalt
wurde unter Anwendung des Retortenverfahrens gemäß API-RP13B-2, Abschn. 6, gemessen. Die Kiesteilchen
wurden dann 2 Stunden behandelt. Nachdem zwei Stunden verstrichen
waren, wurde die Vorrichtung abgeschaltet und die Kiesteilchen wurden
auf Raumtemperatur abkühlen
gelassen. Dann wurde eine letzte Ablesung des Kohlenwasserstoffgehalts
vorgenommen. Nach der obigen Behandlung wurde festgestellt, dass
die Kiesteilchen einen Kohlenwasserstoffrestgehalt von 0% aufwiesen.
-
In
einem zweiten Test der Ausführungsform
von 2 wurden Kiesteilchen mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von ungefähr 20 mm
bis 30 mm in den Prozesstiegel 102 geladen, wobei eine
177,8 mm (sieben Zoll) dicke Schicht von Kiesteilchen gebildet wurde.
Der Prozesstiegel 102 wurde dann in die Prozesskammer 103 geladen.
Die Kiesteilchen wiesen einen anfänglichen Kohlenwasserstoffgehalt
von 1,8 Gew.-% auf. In dieser Ausführungsform wurde Dieseltreibstoff
als der Kohlenwasserstoff verwendet. Der Kohlenwasserstoffgehalt
wurde unter Anwendung des Retortenverfahrens gemäß API-RP13B-2, Abschn. 6, gemessen. Die Kiesteilchen
wurden dann 2 Stunden behandelt. Nachdem zwei Stunden verstrichen
waren, wurde die Vorrichtung abgeschaltet und die Kiesteilchen wurden
auf Raumtemperatur abkühlen
gelassen. Dann wurde eine letzte Ablesung des Kohlenwasserstoffgehalts
vorgenommen. Nach der obigen Behandlung wurde festgestellt, dass
die Kiesteilchen einen Kohlenwasserstoffrestgehalt von 0% aufwiesen.
-
In
einem dritten Test der Ausführungsform
von 2 wurden Kiesteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ungefähr 20 mm
bis 30 mm in den Prozesstiegel 102 geladen, wobei eine
zwölf Zoll
dicke Schicht von Kiesteilchen gebildet wurde. Der Prozesstiegel 102 wurde
dann in die Prozesskammer 103 geladen. Die Kiesteilchen
wiesen einen anfänglichen
Kohlenwasserstoffgehalt von 2,1 Gew.-% auf. In dieser Ausführungsform
wurde Dieseltreibstoff als der Kohlenwasserstoff verwendet. Der
Kohlenwasserstoffgehalt wurde unter Anwendung des Retortenverfahrens
gemäß API-RP13B-2, Abschn.
6, gemessen. Die Kiesteilchen wurden dann 2 Stunden behandelt. Nachdem
zwei Stunden verstrichen waren, wurde die Vorrichtung abgeschaltet
und die Kiesteilchen wurden auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Dann wurde eine letzte Ablesung des Kohlenwasserstoffgehalts vorgenommen.
Nach der obigen Behandlung wurde festgestellt, dass die Kiesteilchen
einen Kohlenwasserstoffrestgehalt von 0% aufwiesen.
-
In
einem vierten Test der Ausführungsform
von 2 wurden Sand/Ton/Wasser-Kugeln mit einem Durchmesser
von ungefähr
6 mm bis 31 mm in den Prozesstiegel 102 geladen, wobei
eine 152,4 mm (sechs Zoll) dicke Schicht gebildet wurde. In dieser
Ausführungsform
wurden die Sand/Ton/Wasser-Teilchen („Erdboden"-Teilchen) gemischt, um sphärische Teilchen
(„Kugeln") zu bilden, um die
Porosität
der Teilchen zu erhöhen.
Der Prozesstiegel 102 wurde dann in die Prozesskammer 103 geladen.
Die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wiesen einen anfänglichen Kohlenwasserstoffgehalt
von 1,9 Gew.-% auf. In dieser Ausführungsform wurde Dieseltreibstoff
als der Kohlenwasserstoff verwendet. Der Kohlenwasserstoffgehalt
wurde unter Anwendung des Retortenverfahrens gemäß API-RP13B-2, Abschn. 6, gemessen.
Die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wurden dann 2 Stunden behandelt. Nachdem
zwei Stunden verstrichen waren, wurde die Vorrichtung abgeschaltet und
die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wurden auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Dann wurde eine letzte Ablesung des Kohlenwasserstoffgehalts vorgenommen.
Nach der obigen Behandlung wurde festgestellt, dass die Sand/Ton/Wasser- Kugeln einen Kohlenwasserstoffrestgehalt
von 0,1% aufwiesen.
-
In
einem fünften
Test der Ausführungsform
von 2 wurden Sand/Ton/Wasser-Kugeln mit einem Durchmesser
von ungefähr
6 mm bis 31 mm in den Prozesstiegel 102 geladen, wobei
eine 304,8 mm (zwölf Zoll)
dicke Schicht gebildet wurde. In dieser Ausführungsform wurden die Sand/Ton/Wasser-Teilchen
(„Erdboden"-Teilchen) gemischt,
um sphärische
Teilchen („Kugeln") zu bilden, um die
Porosität
der Teilchen zu erhöhen.
Der Prozesstiegel 102 wurde dann in die Prozesskammer 103 geladen.
Die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wiesen einen anfänglichen Kohlenwasserstoffgehalt
von 4,6 Gew.-% auf. In dieser Ausführungsform wurde Dieseltreibstoff
als der Kohlenwasserstoff verwendet. Der Kohlenwasserstoffgehalt
wurde unter Anwendung des Retortenverfahrens gemäß API-RP13B-2, Abschn. 6, gemessen.
Die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wurden dann 2 Stunden behandelt. Nachdem
zwei Stunden verstrichen waren, wurde die Vorrichtung abgeschaltet und
die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wurden auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Dann wurde eine letzte Ablesung des Kohlenwasserstoffgehalts vorgenommen.
Nach der obigen Behandlung wurde festgestellt, dass die Sand/Ton/Wasser-Kugeln einen Kohlenwasserstoffrestgehalt
von 0,1% aufwiesen.
-
In
einem sechsten Test der Ausführungsform
von 2 wurden Sand/Ton/Wasser-Kugeln mit einem Durchmesser
von ungefähr
6 mm bis 31 mm in den Prozesstiegel 102 geladen, wobei
eine 304,8 mm (zwölf Zoll)
dicke Schicht gebildet wurde. In dieser Ausführungsform wurden die Sand/Ton/Wasser-Teilchen
(„Erdboden"-Teilchen) gemischt,
um sphärische
Teilchen („Kugeln") zu bilden, um die
Porosität
der Teilchen zu erhöhen.
Der Prozesstiegel 102 wurde dann in die Prozesskammer 103 geladen.
Die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wiesen einen anfänglichen Kohlenwasserstoffgehalt
von 7,0 Gew.-% auf. In dieser Ausführungsform wurde Dieseltreibstoff
als der Kohlenwasserstoff verwendet. Der Kohlenwasserstoffgehalt
wurde unter Anwendung des Retortenverfahrens gemäß API-RP13B-2, Abschn. 6, gemessen.
Die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wurden dann 2 Stunden behandelt. Nachdem
zwei Stunden verstrichen waren, wurde die Vorrichtung abgeschaltet und
die Sand/Ton/Wasser-Kugeln wurden auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Dann wurde eine letzte Ablesung des Kohlenwasserstoffgehalts vorgenommen.
Nach der obigen Behandlung wurde festgestellt, dass die Sand/Ton/Wasser-Kugeln einen Kohlenwasserstoffrestgehalt
von 0,1% aufwiesen.
-
Die
Ergebnisse sind unten tabellarisch dargestellt. TABELLE 1: LTTD-ERGEBNISSE
Test | Beschreibung | Anfängliche
Gew.-% Kohlenwasserstoff | Gew.-%
Kohlenwasserstoff bei Abschluss |
1 | Kiesteilchengröße: 20–30 mm,
2-Zoll-Bett mit zugesetztem Diesel | 1,2 | 0 |
2 | Kiesteilchengröße: 20–30 mm,
7-Zoll-Bett mit zugesetztem Diesel | 1,8 | 0 |
3 | Kiesteilchengröße: 20–30 mm,
12-Zoll-Bett mit zugesetztem Diesel | 2,1 | 0 |
4 | Sand/Ton/Wasser/Öl-Kugeln: 6 bis 31
mm, Bettdicke: 6 Zoll | 1,9 | 0,1 |
5 | Sand/Ton/Wasser/Öl-Kugeln: 6 bis 31
mm, Bettdicke: 12 Zoll | 4,6 | 0,1 |
6 | Sand/Ton/Wasser/Öl-Kugeln: 6 bis 31
mm, Bettdicke: 12 Zoll. Test für
Kunden durchgeführt. | 7,0 | 0,1 |
-
Die
obige Tabelle veranschaulicht, dass Kohlenwasserstoffe aus einer
Vielfalt von Substanzen und bei unterschiedlichen Gewichtsprozentanteilen
entfernt werden können.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte
Erdbodenmuster beschrieben wird, ist mit einer solchen Beschreibung
keine Einschränkung
beabsichtigt. Es liegt ausdrücklich
innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, dass Kohlenwasserstoffe
aus Bohrschlamm, anderen Arten von Bohrgut und anderen Feststoffen,
die mit der Produktion von Kohlenwasserstoffen verbunden sind, entfernt
werden können.
Des Weiteren liegt es ausdrücklich innerhalb
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, dass unterschiedliche
Anzahlen von Prozesstiegeln, Prozesskammern, Brennern, Kondensatoren,
thermischen Oxidatoren und Wärmerückgewinnungseinheiten
verwendet werden können.
Durch Bezugnahme auf ein beliebiges dieser Elemente im Singular
oder Plural, wie oben beschrieben, ist keine Einschränkung des
Schutzumfangs der Erfindung beabsichtigt.
-
Obwohl
die Erfindung im Hinblick auf eine eingeschränkte Anzahl von Ausführungsformen
beschrieben wurde, werden Fachmänner,
die aus dieser Offenbarung Nutzen ziehen, zu schätzen wissen, dass andere Ausführungsformen
ersonnen werden können.
Dementsprechend sollte der Schutzumfang der Erfindung nur durch
die angefügten
Ansprüche
eingeschränkt
sein.