采用高表面积材料的吸附作用长期储存废物制造技术

本发明专利技术提供了一种用于长期储存废物的系统和方法，所述系统和方法可包括具有高表面积的粉碎材料(100)。所述粉碎材料(100)可包括已从中得到了烃类产物的经处理的含烃材料颗粒。所述粉碎材料(100)可与可流动废料接触，使得所述可流动废料保留在所述粉碎材料(100)中。这种可流动废料是不同于从所述含烃材料中得到的烃类产物的一些材料。封装阻隔物(105)可以包裹所述粉碎材料(100)，并提供防止所述可流动废料逸出的辅助手段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请本专利申请要求于2014年1月28日提交的名称为“采用高表面积材料的吸附作用长期储存废物”(Long Term Storage of Waste Using Adsorption by High Surface Area Materials)的美国临时专利申请No.61/932,582的优先权，该美国临时专利申请以引用方式并入本文。
本专利技术涉及用于在高表面积材料主体中长期储存可流动废物(例如有害废物)的系统和方法。因此，本专利技术整体涉及废物管理、地质学、材料科学和流体力学等

技术介绍
随着世界各地产生越来越多不需要的废料，垃圾处置成为越来越具有挑战性的问题。特别是有害废物处置可能涉及复杂且昂贵的措施，以销毁有害废物或否则使有害废物被安全地管控。如果处置方法并未充分地管控有害废物，那么，有害废物可逸出到周围环境中，并对植物和动物生命造成伤害、污染地下水，并可能造成其他伤害。经常采取措施来固定化有害废物，以防止其逸出到环境中。已开发出多种方法，包括将废物封在硬化的材料(例如水泥、树脂或玻璃)中、将废物注入到地下岩层裂痕中，以及将废物储存在可配备有防漏衬里和检测系统的垃圾填埋地中。然而，就处置点的稳定性、持久性、可靠性和经济性等而言，仍然存在各种挑战。
技术实现思路
用于长期储存废物的系统可包括具有高表面积的粉碎材料。粉碎材料可包括已从中得到了烃类产物的经处理的含烃材料颗粒。可流动废料可被保留在粉碎材料中。这种可流动废料是不同于从含烃材料中得到的烃类产物的材料。封装阻隔物可包裹粉碎材料。此外，用于储存可流动废料的方法可包括将粉碎材料的基本静止主体与可流动废料接触。粉碎材料可具有高表面积。粉碎材料还可包括已从中得到了烃类产物的经处理的含烃材料颗粒。最后，可通过封装阻隔物将粉碎材料包裹起来。因此，已对本专利技术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专利技术的具体实施方式，并且更好地认识本专利技术对本领域的贡献。通过本专利技术的以下具体实施方式结合附图和权利要求，本专利技术的其他特征将变得更清晰，或者可通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的通过封装阻隔物包裹的粉碎材料的主体的横截面。图2是根据本专利技术的一个实施例的其中保留有可流动废料的粉碎材料颗粒的横截面。图3是根据本专利技术的一个实施例的用于储存可流动废料的方法的流程图。应当指出的是，附图仅仅是本专利技术的几个实施例的示例，并非意在由此限制本专利技术的范围。而且，附图通常不按比例绘制，而是出于方便、清楚地说明本专利技术各个方面的目的进行绘制。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专利技术，但是应当理解，其他实施例也可以实现并且在不脱离本专利技术的精神和范围的前提下可对本专利技术作出各种改变。因此，以下对本专利技术的实施例的更详细的描述并不旨在限制本专利技术的请求保护的范围，而是仅仅为了说明而非限制的目的而呈现以描述本专利技术的特征和特性，阐述本专利技术的最佳操作模式，并且充分地使本领域的技术人员能够实践本专利技术。因此，本专利技术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专利技术时，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“一个壁”包括提及一个或多个这样的结构，提及“一种废料”包括提及一种或多种这样的材料，而“一个接触步骤”是指一个或多个这样的步骤。如本文所用，“粉碎”是指将构造物或较大的团块破坏成较小的块，例如通常直径小于约2英尺的碎块。可碎石化或以其他方式使用任何数目的技术(包括压碎、爆轰等)将粉碎的团块打碎成为碎块。如本文所用，“生土材料”是指仅用机械变形从土壤中回收的天然材料，例如但不限于，膨胀性粘土(例如膨润土、蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、蛭石等)、砾石、岩石、压实填土、泥土等。例如，砾石可与水泥结合形成混凝土。经常地，粘土改良的泥土可与水结合形成水合层，该水合层充当流体阻隔物。相比之下，废油页岩可与在封装阻隔物的壁中所使用的生土材料结合使用，但不会是如本文所用的生土材料，这是因为前处理将嵌入的油母岩转化成了烃类产物。如本文所用，“可流动废物”是指能够在给定条件下流入高表面积材料的材料。可流动废物可包括液体、气体、细颗粒、蒸气或它们的组合。如本文所用，“有害材料”或“有害废物”包括能够对动物、人或环境造成伤害的任何材料，并且表现出以下特征的一种或多种：可燃性、反应性、腐蚀性、毒性或放射性。环境保护署在40 C.F.R.261(2012年7月1日)中定义了许多有害废物。然而，任何将这种特性表现至不适于给定应用或环境的程度的材料都可被认为是有害的。例如，有害材料还可包括放射性材料，例如核废物或相关处理材料，它们是A类、B类或C类废物。如本文所用，“含烃材料”是指包含烃类的材料，可从该材料中提取或衍生烃类产物。例如，可从该材料中直接提取液体烃，通过溶剂提取提移出烃、直接蒸发出烃或以其他方式释放出烃。然而，许多含烃材料包含烃、油母岩和/或沥青，其通过加热和热解转变为更高质量的烃类产物，包括油和气产物。含烃材料可包括但不限于油页岩、焦油砂、煤、褐煤、沥青、泥煤、生物质和其他富含有机物的岩石。如本文所用，“经处理的含烃材料”是指已经从中提取或衍生烃类产物的含烃类的材料。例如，可从该材料直接提取液体烃，通过溶剂提取提移出烃、直接蒸发出烃或以其他方式提移出烃。然而，许多含烃材料包含油母岩或沥青，其通过加热和热解转变为烃。含烃材料可包括但不限于油页岩、焦油砂、煤、褐煤、沥青、泥煤、生物质和其他富含有机物的岩石。这种经处理的含烃材料可任选地与其他材料混合，例如岩石、水泥、树脂、其他生土材料、表面活性剂、粘合剂、酶、生物衍生填料、生物试剂、无机试剂、前体、盐和/或人造材料。如本文所用，“开采”是指将材料从初始的地层或地理位置移到或扰动到不同的第二位置的条件。通常，可通过碎石化、压碎、爆炸引爆或以其他方式从原生地层移出材料来生产开采材料，用于进一步使用或处理。如本文所用，“保留容量”是指粉碎材料主体内可基本上保持静止的可流动废料的量。保留容量可取决于许多因素，例如粉碎材料的表面积、粉碎材料的孔隙率、粉碎材料中的空隙空间、经处理后留在粉碎材料中残余烃或其他材料的量、可流动废料和粉碎材料表面之间的分子间力、粉碎材料相对于可流动废料的可润湿性、毛细力、可流动废料的粘度、可流动废料的表面张力、可流动废料的密度、温度及其他有助于降低表面能的因素。保留容量至少部分地由可流动废物与粉碎材料的主体接触时的表面能减少所控制。因此，保留容量可以是粉碎材料主体和可流动废料的性能及它们之间的相互作用的函数，例如对于不同的废料，粉碎材料主体的保留容量可不同。一般来讲，保留容量可以是粉碎材料内可稳定保留而无废料流出粉碎材料或在重力作用下在粉碎材料底部汇集的可流动废料的最大量。如本文所用，“基本上静止”是指粉碎材料内的可流动废料几乎静止布置。这是指可流动废料基本上不具有本体流动、允许小规模流动(例如气孔内流动、围绕粉碎材料的润湿膜层内流动、无规对流或粉碎材料的相邻颗粒之间的流动)。如果粉碎材料在封装阻隔物中沉淀或沉降，那么，基本上静止的可流动废料还可发生移动。然而，基本上静止的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于长期储存废物的系统，包括：a)粉碎材料，所述粉碎材料具有高表面积并且其中保留有可流动废料，所述粉碎材料包括已从中得到了产物的经处理的含烃材料颗粒；和b)包裹所述粉碎材料的封装阻隔物；其中所述废料不是所述产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.28 US 61/932,5821.一种用于长期储存废物的系统，包括：a)粉碎材料，所述粉碎材料具有高表面积并且其中保留有可流动废料，所述粉碎材料包括已从中得到了产物的经处理的含烃材料颗粒；和b)包裹所述粉碎材料的封装阻隔物；其中所述废料不是所述产物。2.根据权利要求1所述的系统，其中以体积计，所述粉碎材料中大部分颗粒的最长尺寸在约1mm和约30cm之间。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述经处理的含烃材料选自废油页岩、废焦油砂、煤残渣、褐煤残渣、沥青残渣或它们的混合物。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述封装阻隔物包括选自以下物质的生土材料：粘土、压实填土、耐火水泥、水泥、粘土改性土、膨胀性粘土、膨润土、蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、蛭石、压实土、低质页岩或它们的组合。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述封装阻隔物是自立式的或原状地层。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述可流动废料包括选自以下项的物质：放射性废物、化学废物、农药、汽车废物、溶剂、腐蚀剂、含重金属的废物、制冷剂、生物废物、生物危害性废物、提取残渣以及它们的混合物。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述废料为液体。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述废料在所述粉碎材料周围形成润湿膜。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述废料以等于或小于所述粉碎材料的保留容量的量存在。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述粉碎材料还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·W·帕滕，
申请(专利权)人：红叶资源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US