气体围闭系统技术方案

公开了一种气体围闭系统(100)，所述气体围闭系统可以包括形成舱的阻气层(110)。所述阻气层可以由颗粒膨胀粘土、与所述颗粒膨胀粘土混合的非膨胀颗粒材料、水以及水溶性多元醇组成。所述水可以使所述颗粒膨胀粘土水合，并在所述阻气层中形成连续液相。所述水溶性多元醇可以溶解在所述水中。所述气体围闭系统还可包括保留在所述舱内的气体。

Gas enclosed system

A gas enclosure system (100) is disclosed that may include a gas barrier (110) forming a capsule. The barrier gas can be composed of particles, expanded clays, non expanded particulate materials mixed with the particles, expanded clays, water, and water-soluble polyols. The water can expand the particles, hydrate the clay, and form a continuous liquid phase in the barrier. The water-soluble polyol can be dissolved in the water. The gas enclosure system may also include gas retained in the chamber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体围闭系统相关专利申请本申请要求提交于2014年10月10日的名称为″GasContainmentSystem″(气体围闭系统)的美国临时申请No.62/062,713的优先权，该专利以引用方式并入本文。
本专利技术涉及气体围闭系统和用于在封闭体积中围闭气体的方法。更具体地讲，该气体围闭系统可以包括气体屏障，这些气体屏障包含膨胀粘土以降低屏障的渗透率。因此，本专利技术涉及气体围闭领域。
技术介绍
压实的粘土衬垫已被用于城市垃圾和有害垃圾填埋场。通常，富含粘土的土壤用于建造压实的粘土衬垫，因为富含粘土的土壤具有低的水力传导度。许多监管机构要求填埋场中的压实的粘土衬垫具有小于10-9m/s的水力传导度。压实的粘土衬垫的水力传导度可以根据粘土的组成、土壤的组成、粘土中的水含量以及压实方法而变化。低水力传导度使衬垫得以阻止污染物从填埋场渗出。通常通过铺展一层粘土质土壤并用辊筒压实该层来形成压实的粘土衬垫。通常对土壤施加非常高的压力以确保土壤被坚固地压实，使得水力传导度足够低。通常使用重达18,000kg以上的重型压土机来压实土层。压土机可以具有足形辊筒，诸如羊足碾。这些辊筒具有小而突出的足部，其将辊筒的压实能量集中到小区域中。土工合成粘土衬垫是用于控制填埋场渗出的另一种衬垫。通常，通过在两层土工合成纺织物之间封闭膨润土或另一种膨胀性粘土，来制成土工合成粘土衬垫。可以用粘合剂将这些层粘合在一起或通过缝合或其他紧固件将这些层保持在一起。这样形成了可以作为水力屏障放置在填埋场中的毯状片材。有时使用土工合成粘土衬垫来代替或补充压实的粘土衬垫。这两种粘土衬垫都可以与土工膜和土工格栅组合使用，以提供增强的不可渗透性和结构强度。土壤组成、含水量和压实方法的各种组合已被用于尝试尽量减小粘土衬垫的水力传导度。通过适当的维护与保养，粘土衬垫可以提供低水力传导度，诸如低于10-8m/s或10-9m/s。然而，粘土衬垫在某些情况下容易变得较易渗透。不均匀的元素(诸如压实的粘土衬垫中的土块)可以增大衬垫的水力传导度。此外，粘土层之间的界面可以产生水力传导度较高的路径，流体可经过该路径渗出。由于含水量可能会影响衬垫的渗透率，因此含水量随时间推移的变化可能会改变衬垫的水力传导度。用于防止粘土衬垫变干的措施包括了限制衬垫暴露于大气层或定期用水喷湿衬垫。然而，如果衬垫变得太湿，喷水有可能会增大衬垫的水力传导度。
技术实现思路
本专利技术的技术涉及用于围闭气体的系统和方法。例如，一种气体围闭系统可以包括形成为围闭气体的舱的阻气层。除了气体之外，可以任选地将液体和固体材料围闭在该舱内。阻气层可以包括颗粒膨胀粘土和非膨胀颗粒材料的混合物。该混合物还可以包括水和溶解在水中的水溶性多元醇。水可以使颗粒膨胀粘土水合，导致粘土颗粒膨胀。粘土颗粒的膨胀可以降低阻气层的渗透率。例如，阻气层可以具有足够的不可渗透性，使得该屏障表现出扩散受控的气体输送。水可以在阻气层中形成连续液相。气体围闭系统的另一个实例可以包括由颗粒膨胀粘土、与该颗粒膨胀粘土混合的非膨胀颗粒材料以及甘油形成的阻气层。气体可以被保留在舱内。在一个实例中，舱可以基本上不含水，而是将纯的或接近纯的甘油与颗粒膨胀粘土和非膨胀颗粒材料混合。一种将气体围闭在封闭体积内的方法可以包括形成围绕该封闭体积的舱。该舱可以由被水和水溶性多元醇溶液水合的粘土改良土壤形成。可以在该封闭体积内提供气体，并且该气体可以被该舱保留。该舱可以具有足够低的水力传导度，使得该舱表现出扩散受控的气体输送。该舱的水力传导度可以保持足够低以保持扩散受控的气体输送。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1A是根据本专利技术技术的实施例的气体围闭系统的横截面侧视图；图1B是图1A所示的气体围闭系统的环绕部分的展开图；图2是根据本专利技术技术的实施例的气体围闭系统的俯视平面图；图3是根据本专利技术技术的实施例的气体围闭系统的横截面侧视图，该系统包含碎的油页岩；图4是根据本专利技术技术的实施例的气体围闭系统的横截面侧视图，该系统包括分布在舱内的加热导管；以及图5是示出根据本专利技术实施例的将气体围闭在封闭体积内的方法的流程图。提供这些附图以说明本专利技术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，如权利要求书所要求的，本专利技术的实施例的以下更详细的描述并不旨在限制本专利技术的范围，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。如本文所用，″含烃材料″是指任何包含烃类的材料，可从该材料中提取或衍生烃类产物。例如，可直接提取液态烃，通过溶剂提取来移除烃、直接蒸发烃、从原料材料转化烃，或以其他方式从材料中提移出烃。许多含烃材料包含油母质或沥青，其通过加热和热解转变为可流动或可回收的烃。含烃材料可包括但不限于油页岩、焦油砂、煤、褐煤、沥青、泥煤和其他富有机质岩石。因此，现有的含烃材料可以通过化学转化从此类原料升级和/或释放成更有用的烃产物。如本文所用，″含烃材料废渣″和″油页岩废渣″是指已经用于生产烃的材料。通常在从烃类材料生产烃之后，剩余的材料主要是去除了有机质成分的矿物质。然而，一些量的原始有机质成分可以保留在废料中，诸如小于约10％、小于约20％或小于约30％的原始有机质成分。如本文所用，″贫烃材料″和″贫油页岩″是指具有相对低的烃含量的材料。在某些情况下，这些贫矿可以是已经去除了烃的废料。在其他情况下，可以从天然具有较低烃含量的矿床中开采贫矿。例如，贫油页岩通常可以具有按重量计1％至15％的烃含量。如本文所用，″压实土质材料″是指颗粒材料，诸如土壤、砂石、砾石、碎石、粘土、废页岩，这些材料的混合物以及类似材料。适用于本专利技术的压实土质材料通常具有直径小于约5cm的粒径。如本文所用，″壁″是指气体围闭系统的有助于允许保持气体和其他材料的不可渗透气体屏障的任何构造的特征。壁可以采用任何方式取向，诸如竖直或倾斜取向。限定舱的舱顶、底部以及其他轮廓也可以是本文所用的″壁″。如本文所用，″多元醇″是指具有两个或更多个羟基的醇的化合物。″水溶性多元醇″是指可以以一定比例溶于水的多元醇。一些水溶性多元醇可以完全溶于水直到溶解度极限，例如大于500g/L(20℃)。如本文所用，″水和水溶性多元醇的溶液″等是指含有水和水溶性多元醇的溶液，其中水溶性多元醇的比例使得该水溶性多元醇可以完全溶解在水中。如本文所用，″甘油″是指具有化学式C3H8O3的多元醇。该化合物通常也称为″丙三醇″和″甘油(glycerin)″，包括替代拼写″glycerine″(甘油)。如本文所用，这些术语被认为是同一化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体围闭系统，包括：形成舱的阻气层，所述阻气层包括：颗粒膨胀粘土；与所述颗粒膨胀粘土混合的非膨胀颗粒材料；使所述颗粒膨胀粘土水合并在所述阻气层中形成连续液相的水；以及溶解在所述水中的水溶性多元醇；以及保留在所述舱内的气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.10 US 62/062,7131.一种气体围闭系统，包括：形成舱的阻气层，所述阻气层包括：颗粒膨胀粘土；与所述颗粒膨胀粘土混合的非膨胀颗粒材料；使所述颗粒膨胀粘土水合并在所述阻气层中形成连续液相的水；以及溶解在所述水中的水溶性多元醇；以及保留在所述舱内的气体。2.根据权利要求1所述的气体围闭系统，其中所述颗粒膨胀粘土选自膨润土、蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石、蛭石及其组合。3.根据权利要求1所述的气体围闭系统，其中所述非膨胀颗粒材料选自土壤、砂石、砾石、碎石、碎的废油页岩及其组合。4.根据权利要求1所述的气体围闭系统，其中所述水溶性多元醇选自甘油、乙二醇、丙二醇、二甘醇及其组合。5.根据权利要求1所述的气体围闭系统，其中所述水溶性多元醇包括甘油。6.根据权利要求1所述的气体围闭系统，其中所述水溶性多元醇是甘油，并且所述水和所述甘油在所述阻隔层中以20％至40％的水和60％至80％的甘油的比例存在。7.根据权利要求1所述的气体围闭系统，其中所述水溶性多元醇是甘油，并且所述水和甘油在所述阻隔层中以5重量％至10重量％的水和90重量％至95重量％的甘油的比例存在。8.根据权利要求1所述的气体围闭系统，还包括覆盖所述舱的外表面的柔性不可渗透膜。9.根据权利要求8所述的气体围闭系统，其中所述柔性不可渗透膜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。10.根据权利要求1所述的气体围闭系统，还包括被取向为在所述舱内的颗粒固体材料。11.根据权利要求10所述的气体围闭系统，其中所述颗粒固体材料选自油页岩、焦油砂、褐煤、沥青、煤、泥煤，收获的生物质及其组合。12.根据权利要求10所述的气体围闭系统，其中所述颗粒固体材料是油页岩。13.根据权利要求1所述的气体围闭系统，还包括穿透所述舱以加热所述舱的内部体积的加热...

【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