(57)【要約】  蒸気抽出流路に対して曲がりが最小限の単純な流路により、最小限のヘッド損失で最大の空気流を提供して、熱脱離プロセスの効率を高くすることができる。高温空気蒸気抽出構成には、連続ワイヤラップウェルスクリーンを備えた大口径の垂直または水平なトランクラインまたは湾曲プレートを含むことができる。蒸気抽出トランクは、すべての蒸気を土壌ボックスの中央に引き寄せることができるため、凝縮領域を実質的に除去することによって、処理時間を短縮することができる。蒸気抽出ウェルスクリーンおよびトランクの内部には、多孔質材料を含むことができるため、蒸気流内の塵埃の低減、スクリーン断裂時の短絡の可能性の排除、および潜在的な爆発の危険性の低減が可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱脱離プロセス用の土壌ボックスであって、
コンテナであり、
該コンテナが、１つまたは複数の壁を備え、
該コンテナが、物質を収容する内容積を備え、
該コンテナが、開口入口を備え、
前記開口入口が、該コンテナへの処理ガスを受け入れるように構成され、
該コンテナが、開口出口を備え、
前記開口出口が、該コンテナからの前記処理ガスを排出するように構成された、
コンテナと、
前記開口出口に結合されたスクリーン要素であり、
該スクリーン要素が、前記開口入口から前記開口出口までの経路上で前記処理ガスが前記物質を通過する実質的に均一な流れを形成するように構成された、
スクリーン要素と、
を備えた、土壌ボックス。
【請求項２】
前記実質的に均一な流れが、前記コンテナの上面から前記コンテナの底面への平行な流れを含む、請求項１に記載の土壌ボックス。
【請求項３】
前記実質的に均一な流れが、前記１つまたは複数の壁からの放射状の流れと併せて、前記コンテナの上面から前記コンテナの底面への平行な流れを含む、請求項１に記載の土壌ボックス。
【請求項４】
熱脱離プロセス用の土壌ボックスであって、
コンテナであり、
該コンテナが、１つまたは複数の壁を備え、
該コンテナが、土壌物質を収容する内容積を備え、
該コンテナが、開口上面を備え、
該コンテナが、開口出口を備え、
前記開口出口が、前記開口上面からの処理ガスを排出するように構成された、
コンテナと、
スクリーンであり、
該スクリーンが、前記コンテナの底面に沿うとともに離間して配設され、
該スクリーンが、前記土壌物質を支持するように構成され、
該スクリーン要素が、前記開口上面から前記開口出口までの経路上で前記処理ガスが前記土壌物質を通過する実質的に均一な流れを形成するように構成された、
スクリーンと、
を備えた、土壌ボックス。
【請求項５】
前記コンテナが、前記１つまたは複数の壁に１つまたは複数の孔を備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項６】
前記スクリーンが、湾曲プレートを備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項７】
前記スクリーンが、孔密度を有し、該孔密度が、該スクリーンを通過する前記処理ガスの通流性が前記土壌物質を通過する前記処理ガスの通流性と実質的に同様となるように構成された、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項８】
前記底面に結合された台座であって、該台座が、前記開口出口を囲み、該台座が、該土壌ボックスの重量によって処理チャンバの出口管路とシールを形成するように動作可能な、台座をさらに備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項９】
該土壌ボックスが、処理チャンバ内の架台内に載置されるように構成され、前記架台が、高温ガス入力を受け入れる入口を備え、前記架台が、高温ガス出力を該土壌ボックスの一面側に配送する出口を備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項１０】
前記内容積に配設されたプレートであって、該プレートが、前記底面に対して実質的に垂直であり、該プレートが、高温ガス入力を受け入れる入口を備え、該プレートが、高温ガス出力を前記内容積側に配送する出口を備え、該プレートが、前記処理ガスからの凝縮フロントを最小化するように動作可能である、プレートをさらに備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項１１】
前記土壌物質の反対側で、前記スクリーン要素の近傍に配設された多孔質材料をさらに備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項１２】
前記土壌物質の反対側で、前記スクリーン要素の近傍に配設された多孔質材料であって、該多孔質材料が、前記スクリーン要素寄りの大型材料を有する傾斜材料を形成した、多孔質材料をさらに備えた、請求項４に記載の土壌ボックス。
【請求項１３】
熱脱離プロセス用の土壌ボックスであって、
コンテナであり、
該コンテナが、１つまたは複数の壁を備え、
該コンテナが、土壌物質を収容する内容積を備え、
該コンテナが、開口上面を備え、
該コンテナが、開口出口を備え、
前記開口出口が、前記開口上面からの処理ガスを排出するように構成された、
コンテナと、
前記コンテナの底面に結合されたスクリーン要素であり、
該スクリーン要素が、１つまたは複数のスクリーン管を備え、
前記スクリーン管が、前記底面に対して実質的に平行に配設され、
該スクリーン要素が、前記開口上面から前記開口出口までの経路上で前記処理ガスが前記土壌物質を通過する実質的に均一な流れを形成するように構成された、
スクリーン要素と、
を備えた、土壌ボックス。
【請求項１４】
前記コンテナが、前記１つまたは複数の壁に１つまたは複数の孔を備えた、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【請求項１５】
前記スクリーン要素が、円筒管を備えた、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【請求項１６】
前記底面に結合された台座であって、該台座が、前記開口出口を囲み、該台座が、該土壌ボックスの重量によって処理チャンバの出口管路とシールを形成するように動作可能な、台座をさらに備えた、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【請求項１７】
該土壌ボックスが、処理チャンバ内の架台内に載置されるように構成され、前記架台が、高温ガス入力を受け入れる入口を備え、前記架台が、高温ガス出力を該土壌ボックスの一面側に配送する出口を備え、前記架台が、該土壌ボックスが該架台内に載置された場合に前記開口出口が処理チャンバの出口管路と係合するように、該土壌ボックスを拘束するように構成された、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【請求項１８】
前記内容積に配設された要素であって、該要素が、高温ガス入力を受け入れる入口を備え、該要素が、高温ガス出力を前記内容積側に配送する出口を備え、前記高温ガス出力が、前記処理ガスからの凝縮フロントを最小化するように構成された、要素をさらに備えた、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【請求項１９】
前記土壌物質の反対側で、前記スクリーン要素の近傍に配設された多孔質材料をさらに備えた、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【請求項２０】
前記土壌物質の反対側で、前記スクリーン要素の近傍に配設された多孔質材料であって、該多孔質材料が、前記スクリーン要素寄りの大型材料を有する傾斜材料を形成した、多孔質材料をさらに備えた、請求項１３に記載の土壌ボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年４月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／８１７，３０４号明細書「Ｓｏｉｌ  ｂｏｘ  ｆｏｒ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ」、２０１３年６月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／８４０，４７４号明細書「Ｓｏｉｌ  ｂｏｘ  ｆｏｒ  ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ  ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ」、および２０１３年９月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／８７８，６１０号明細書「Ｓｏｉｌ  ｂｏｘ  ｗｉｔｈ  ｗａｒｎｉｎｇ  ｔｏｗｅｒｓ」の優先権を主張し、これらすべてを参照により本明細書に援用する。
【０００２】
背景
石油炭化水素を燃料源として使用することは、社会に定着している。そのため、石油炭化水素製品は、大量に貯蔵され、取り扱われている。石油炭化水素の貯蔵および取り扱いに伴うリスクとして、取り扱い中の流出の可能性または貯蔵中の漏出の可能性が挙げられる。石油炭化水素の流出および漏出に伴う環境への悪影響のため、地方、州、および連邦レベルで規則が策定されている。これらの規則は主として、石油炭化水素の環境への放出の発生を防止することに焦点を当てている。また、これらの規則には、石油炭化水素の環境への放出を責任のある当事者が改善することを要求した規定がある。また、産業界では、埋め立て処分に先立って処理することにより埋め立て処分規制を満たすことが必要な危険廃棄物が発生している。たとえば、石油精製所で生じる重力分離土壌は、埋め立て処分に先立って、普遍的な処理標準に応じた処理を行う必要がある。
【０００３】
土壌からの石油炭化水素の浄化の分野においては、適所（現場）で処理技術を土壌に適用する手法または（現場外で）処理技術を掘削土壌に適用する手法という２つの基本的な手法がある。各手法には長所と短所があり、手法の選択は、石油炭化水素の各放出の現場固有の状況に基づく。
【０００４】
現場外熱脱離技術としては、加熱プロセス中の土壌の機械的撹拌を伴う技術であって、土壌がプロセスに対して連続的に導入され、処理が完了するまでプロセス装置を通って機械的に動かされた後、処分または再利用のためのコンテナへと連続的に排出される連続プロセスにおいて、機械的撹拌を伴って操作する技術が挙げられる。
【０００５】
あるいは、所与の量の土壌が処理チャンバに導入される静的構成において土壌を処理することも可能である。土壌の構成としては、パイル構成およびコンテナ構成が挙げられる。
【０００６】
従来技術のほぼすべてのプロセスでは、熱源として化石燃料の燃焼を利用している。これは、不完全燃焼の生成物、窒素酸化物、および他の温室効果ガスが副産物として形成される望ましくない結果となる可能性がある。また、燃焼では、該燃焼プロセスの厳重な管理が維持されていない場合、未燃炭化水素がプロセス排出ガスに付加される可能性がある。
【０００７】
処理プロセスにおいて作業、時間、およびエネルギーの効率が良く、環境に優しい現場外静的プロセスが求められている。
【０００８】
概要
いくつかの実施形態においては、操作が容易で除染の効率およびスループットを向上可能な設計の土壌ボックスを含む汚染土壌処理システムおよび方法が提供される。土壌ボックスの底部または中間部に位置決めされた大口径蒸気抽出トランクまたは複数の大口径蒸気抽出ウェルスクリーン等、蒸気抽出流路に対して曲がりが最小限の単純な流路により、最小限のヘッド損失で最大の空気流を提供することができる。また、凝縮を抑えた土壌ボックスの設計によって、処理時間を短くすることができる。たとえば、土壌ボックスの中心の加熱によって、土壌ベッドのコア内の凝縮が抑えられるか、または、土壌ボックスの下部の加熱によって、温度成層が抑えられる。また、自己シール機構を備えた台座接続によって、土壌ボックスの外部蒸気抽出処理ラインとの物理的な接続の必要性を排除することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態においては、土壌ボックスの乾燥蒸留流を最適化するシステムおよび方法が提供される。高温空気蒸気抽出構成には、連続ワイヤラップウェルスクリーンを備えた大口径の垂直または水平なトランクラインを含むことができる。中央の蒸気抽出トランクは、すべての蒸気を土壌ボックスの中央に引き寄せることができるため、凝縮領域を実質的に除去することによって、処理時間を短縮することができる。蒸気抽出ウェルスクリーンおよびトランクの内部には、多孔質材料を含むことができるため、蒸気流内の塵埃の低減、スクリーン断裂時の短絡の可能性の排除、および潜在的な爆発の危険性の低減が可能である。
【００１０】
いくつかの実施形態においては、供給された高温空気流を最適化するシステムおよび方法が提供される。供給された高温空気は、土壌ボックスの５つの面からの提供により、高温空気蒸気抽出構成側に移動する複数の乾燥蒸留フロントを形成可能である。また、高温空気架台の使用により、たとえば該架台の狭隘スリットを介して、土壌ボックスの包囲面に高温空気を供給することができる。さらに、この架台は、処理チャンバ内において土壌ボックスを整列させるように構成可能である。
【００１１】
いくつかの実施形態においては、取り外し可能な土壌ボックスを蒸気処理構成と接続するシステムおよび方法が提供される。土壌ボックスの底部のシールによって、土壌ボックスが処理チャンバ内に配置された場合の自動的な台座接続を提供することができる。また、土壌ボックス全体の重量は、土壌ボックスと蒸気処理構成との間のシールを維持するのに十分な力を及ぼすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】いくつかの実施形態に係る、模式的な蒸発脱離システムを示した図である。
【図２】いくつかの実施形態に係る、処理チャンバ内に位置決めされた土壌ボックスを示した図である。
【図３】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの均一な熱処理を示した図である。
【図４】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、排出スクリーンを示した図である。
【図５】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの均一な熱処理を示した図である。
【図６】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの一例を示した図である。
【図７】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの他の例を示した図である。
【図８】いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ラインの一例を示した図である。
【図９】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの均一な加熱を改善する構成を示した図である。
【図１０】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、熱脱離システムで使用する土壌ボックスを形成するためのフローチャートである。
【図１１】いくつかの実施形態に係る、改良された土壌ボックスを熱脱離システムで使用するためのフローチャートである。
【図１２】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、処理時間を短縮する別の土壌ボックス構成を示した図である。
【図１３】Ａ〜Ｇは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの例を示した図である。
【図１４】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示した図である。
【図１５】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、処理時間を短縮する土壌ボックス構成を示した図である。
【図１６】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、処理時間を短縮する土壌ボックス構成を示した図である。
【図１７】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの加熱プロファイルを示した図である。
【図１８】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、側壁開口を有する土壌ボックスを示した図である。
【図１９】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、均一な加熱プロファイルを生成するためのフローチャートである。
【図２０】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスのガス配送構成を示した図である。
【図２１】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの他のガス配送構成を示した図である。
【図２２】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの台座支持を示した図である。
【図２３】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの架台を形成するためのフローチャートである。
【図２４】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、凝縮フロントの概略および土壌加熱への影響を示した図である。
【図２５】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、汚染物質の凝縮を最小化可能な土壌ボックス構成を示した図である。
【図２６】Ａ〜Ｆは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの他の例を示した図である。
【図２７】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示した図である。
【図２８】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの一例を示した図である。
【図２９】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、凝縮汚染物質を最小限に抑えた熱脱離プロセスのためのフローチャートである。
【図３０】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、多孔質要素が詰まっていないスクリーン排出要素を有する土壌ボックスを示した図である。
【図３１】Ａ〜Ｅは、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ラインのウェルスクリーン部の一例を示した図である。
【図３２】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ラインの別の例を示した図である。
【図３３】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、多孔質材料を充填したスクリーン要素を示した図である。
【図３４】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ライン内に多孔質材料を有する土壌ボックスのためのフローチャートである。
【図３５】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの台座支持を示した図である。
【図３６】Ａ〜Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスと台座支持との間の異なるシール構成を示した図である。
【図３７】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスと台座支持との間の別のシール構成を示した図である。
【図３８】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスと台座支持との間のシール構成を示した図である。
【図３９】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスを示した図である。
【図４０】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスを示した図である。
【図４１】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、台座支持を有する熱脱離プロセスのためのフローチャートを示した図である。
【図４２】Ａ〜Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ハンドルを有する土壌ボックスの一例を示した図である。
【図４３】Ａ〜Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示した図である。
【００１３】
詳細な説明
いくつかの実施形態において、本発明は、汚染土からの揮発性汚染物質の非燃焼熱脱離のためのプロセスおよび装置に関する。汚染土は、タールサンド、オイルサンド、オイルシェール、アスファルト、池底質、およびため池底質を含んでいてもよい。汚染物質の濃度は、たとえば約３％未満という低い濃度またはたとえば約３％超という高い濃度の可能性がある。このプロセスでは、汚染物質の分解および／または凝縮性の汚染物質の再生を行った後、非凝縮性の再生廃液を酸化および処理することにより、直接または熱交換器を通して、熱脱離処理ガスとしてリサイクル利用することができる。
【００１４】
低濃度汚染土からの揮発性汚染物質の非燃焼熱脱離については、米国特許第６，８２９，８４４号明細書（Ｂｒａｄｙら）に記載されており、そのすべてを参照により本明細書に援用する。熱脱離は、乾燥した電気加熱大気を１次処理ガスとして用い、土壌、岩石、粘土等の多孔質媒体または低有機汚染（３％未満の有機汚染）の他の多孔質媒体から有機汚染を除去することを意図したものである。
【００１５】
いくつかの実施形態において、本発明の高有機濃度状況での蒸発脱離および／または再生プロセスは、コスト効率良く任意の規模で構成可能であり、１０トン／時を超える間接式回転炉の生産速度を実現可能である。この方法は、多孔質媒体の静的容積を通って移動する高温空気に依拠可能である。多孔質媒体の混合機構が処理に必要となることはない。また、このプロセスでは、その加熱処理ガス供給をリサイクルして、処理に必要なエネルギーを最小限に抑えることができる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、本発明は、空気等の乾燥した非燃焼加熱未使用処理ガスを用いて土壌および岩石の混合物から汚染物質を熱脱離するプロセスおよび装置であって、掘削した土壌および岩石を熱伝導性の処理コンテナ内に配置した後、これを熱的に絶縁された処理チャンバ内に配置して処理するプロセスおよび装置に関する。未使用の高温乾燥空気は、土壌処理コンテナを通って引き込まれ、冷却されて放出されるか、または、大気への放出に先立ち、要求もしくは必要に応じて処理システムに排出される。
【００１７】
いくつかの実施形態においては、コンテナ構成を用いた汚染土壌の静的構成に適用される熱脱離技術が提供される。この熱脱離技術では、蒸発脱離プロセスによって土壌内の汚染を除去することにより、土壌をその非汚染状態に戻すことができる。効率的な浄化プロセスを提供するため、さまざまな温度設定を用いることによって、異なる汚染土壌を処理することが可能であり、また、汚染土壌のサンプルを試験することによって、適当な処理条件を決定することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態においては、操作が容易で除染の効率およびスループットを向上可能な設計の土壌ボックスを含む汚染土壌処理システムおよび方法が提供される。土壌ボックスの底部に位置決めされた大口径蒸気抽出トランク等、蒸気抽出流路に対して曲がりが最小限の単純な流路により、最小限のヘッド損失で最大の空気流を提供することができる。また、凝縮を抑えた土壌ボックスの設計によって、処理時間を短くすることができる。たとえば、土壌ボックスの中心の加熱によって、土壌ベッドのコア内の凝縮が抑えられるか、または、土壌ボックスの下部の加熱によって、温度成層が抑えられる。また、自己シール機構を備えた台座接続によって、土壌ボックスの外部蒸気抽出処理ラインとの物理的な接続の必要性を排除することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態においては、タールサンド、オイルサンド、オイルシェール、アスファルト、池底質、およびため池底質等の掘削土壌からの高濃度炭化水素汚染物質の熱脱離を提供するシステムおよび方法が提供される。このシステムによれば、絶縁された処理チャンバに収まる熱伝導性の土壌ボックス内において土壌を取り扱うことにより、効率的な汚染物質除去が可能となる。土壌は、このチャンバ内において、高温の乾燥処理ガスにより処理される。土壌ボックスからは、汚染物質を再生可能である。非凝縮性の炭化水素汚染物質等、汚染物質の一部を用いることにより、たとえば土壌ボックス中の所望の処理ガス温度の維持等、廃液の調整を行うことができる。
【００２０】
掘削した汚染土（土壌および岩石等の土類物質）を熱伝導性の土壌ボックス内に配置した後、熱的に絶縁された処理チャンバ内にこの土壌ボックスを配置する。土壌ボックスに加熱処理ガスを導入して、該土壌ボックスおよび汚染土に流すことができる。たとえば汚染物質を含む処理ガス等の高温ガス抽出物は、処理チャンバから抜き出すことができる。このプロセスは、汚染物質が土壌から完全に除去され、たとえば所望の汚染レベルを下回るまで継続される。
【００２１】
いくつかの実施形態において、汚染物質は、たとえば凝縮性の汚染物質を冷却して分離する熱交換器を通して、高温ガス抽出物から再生することができる。静的な土壌構成およびフィルタ処理した蒸気抽出ウェルスクリーンによって、塵埃を含まない蒸気が得られ、汚染物質凝縮中のスラッジ発生がなくなる。残りの高温ガス抽出物は、たとえば燃焼または電気加熱式の熱酸化機において処理することにより、非凝縮性の汚染物質を除去することができる。熱交換器は、熱酸化機に熱供給することによって、外部燃料／電力消費を抑えるように設定可能である。熱酸化機からの出力は、一部をリサイクルして、処理ガスとして処理チャンバに供給するか、または処理チャンバの温度を維持することができる。
【００２２】
土壌ボックスは、汚染土壌を収容する面を有することができる。たとえば、土壌ボックスは、上部開口の矩形立方体、角柱、または円柱とすることができる。ボックスの隅部は、一様な蒸気流および材料のダンピングを促進するため、丸くすることができる。また、土壌ボックスは、汚染土壌内にガス退出通路を有することによって、汚染土壌中のガスがガス退出通路へと流れるようにすることができる。
【００２３】
処理チャンバは、土壌ボックスを挿入または取り外し可能な開口と、土壌ボックスへと案内可能な高温乾燥ガスを受容するガス入口と、土壌ボックスのガス退出通路と係合して、汚染土壌中のガスが処理チャンバから退出するように構成されたガス出口とを有することができる。
【００２４】
ヒータ・乾燥機アセンブリを配置することによって、処理チャンバに流入する処理ガスを乾燥し、処理チャンバへの流入時に加熱することも可能である。また、送風機アセンブリを配置することによって、土壌ボックスからの高温ガス抽出物を処理チャンバから退出させるように案内することも可能である。
【００２５】
流入する乾燥加熱ガスは、土壌ボックス、たとえば土壌ボックスの開口および／または土壌ボックスの面に供給することにより、汚染土壌に熱を伝達して、汚染物質が土壌を通ってガス退出通路へと移動するように誘導することができる。加熱処理ガスは、汚染土壌を通って流れ、土壌を直接加熱した後にガス退出通路に流入して、チャンバから退出することにより汚染物質を搬送する。
【００２６】
図１は、いくつかの実施形態に係る、模式的な蒸発脱離システムを示している。１つまたは複数の土壌ボックス１２０を処理チャンバ１１０内に配置することができる。処理チャンバは、絶縁によって、熱損失を防止可能である。土壌ボックスは、上部開口で、ガス退出通路１２７を含むことができる。土壌ボックスは、汚染土壌１２５を充填した後、処理チャンバ１１０に設置して汚染処理を行うことができ、汚染処理が完了した後に取り出すことができる。土壌ボックスは、汚染土壌および清浄土壌に対するバッチプロセスを行うことができる。処理チャンバ１１０には、高温乾燥処理ガス１３０を導入可能である。処理ガスは、土壌ボックス中の汚染土壌を通って、処理チャンバ排路１４０に結合されたガス退出通路１２７に到達した後、処理チャンバ１１０から流れ出ることができる。
【００２７】
排出された処理ガスは、回収可能な炭化水素汚染物質を含んでいる可能性がある。処理チャンバ排路１４０には、回収アセンブリ１５０が結合されることによって、排出処理ガス中の炭化水素の全部または一部を回収可能である。回収アセンブリ１５０は、１つまたは複数の熱交換器と、処理チャンバ１１０から熱交換器を通る処理ガスの流れを提供するガス抽出ファンとを具備可能である。汚染物質は、凝縮されて、熱交換器から凝縮物を回収する相分離器へと流れることができる。相分離器においては、重い有機物、軽い有機物、および水を分離し、出口を通って収集タンクに流すことができる（１６０）。残りの残留物は、通風排気筒へと排出可能である（１７０）。
【００２８】
図２は、いくつかの実施形態に係る、処理チャンバ内に位置決めされた土壌ボックスを示している。土壌ボックス２２０は、取り外し可能で、ロールオフ式と称する場合もあり、ガス退出通路２７０を含むように改良されたホッパーである。上部開口の土壌ボックス２２０は、底部をローラ２２２または鋼レール（図示せず）で支持することができる。処理チャンバ２１０は、乾燥空気等の高温乾燥処理ガス２３０を受け入れることができる。処理ガスは、土壌２２５に流入し、ガス退出通路２７０側へと流れて（２８０）、土壌内の汚染物質を運び去ることができる。また、処理チャンバ２１０は、熱的に絶縁することができる。土壌ボックス２２０は、その底部近傍に配置されたガス退出通路２７０を含む。ガス退出通路は、処理ガスが周囲の土壌から通路内へと流入できるように穿孔可能である。土壌ボックス２２０は、そのガス退出通路２７０からの流路を設けて処理ガスおよび汚染物質が処理チャンバから退出できる（２４０）ようにした台座土壌ボックス支持上に設置可能である。
【００２９】
土壌ボックスは一般的に、汚染土壌をＥＤＵ処理チャンバに収容して処理するのに用いられる熱伝導性の容器である。土壌ボックスには、その底部に蒸気抽出ラインを構成可能である。土壌ボックスに収容された土壌２２５は、処理ガス流路全体にわたって、最も大きな摩擦ヘッド損失を示す。
【００３０】
いくつかの実施形態において、本発明は、熱脱離プロセス用の土壌ボックスを開示している。土壌ボックスは、高スループット、汚染物質の高速除去、および低消費電力等、改良された熱脱離プロセスを提供するように構成されている。
【００３１】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスは、加熱入口から排出出口まで熱エネルギーが均一に伝搬可能となるように構成されている。加熱入口から排出出口までの異なる熱経路が同様に、たとえば同じ距離および／または熱勾配を有することができる。これにより、土壌を均一に処理可能である。たとえば、土壌ボックス中の汚染土壌物質は、異なる熱経路において均一に処理可能であるため、汚染土壌の処理を同時に終わらせることができる。均一な熱処理によって、デッドスポットまたは熱処理が長くなるスポットを排除または低減可能である。
【００３２】
いくつかの実施形態において、本発明は、高温処理ガスが土壌物質を通る均一な熱経路を提供できるように土壌ボックスの底面に配設可能なスクリーン要素を開示している。土壌ボックスにおいては、土壌の表面が水平となる可能性があるため、スクリーン要素は、土壌表面に対して実質的に平行に配置可能であり、土壌ボックスの底面と平行にすることができる。スクリーン要素は、土壌ボックスに取り付けられ、底面に対して実質的に平行であるとともに離間したスクリーンを具備可能である。
【００３３】
図３Ａおよび図３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの均一な熱処理を示している。土壌ボックスは、入力から排出までが均一な熱経路となるように構成されている。熱入力で発生して熱出力で終結する熱経路はすべて、実質的に同様であるため、土壌の処理時間を最も短くすることができる。
【００３４】
図３Ａは、均一な熱処理を提供可能な土壌ボックスの模式的な加熱を示している。土壌物質３２０には、熱入力３３０を与えることができる。土壌物質３２０は、熱出力３４０の構成によって、熱入力３３０から熱出力３４０までの熱経路３８０がすべて、実質的に均一となるように構成可能である。熱経路の均一性により、汚染土壌の熱脱離処理を改善して、たとえば土壌の処理が同時に完了するようにすることができる。たとえば、長く処理する必要がある土壌の部分をなくすことができる。図示のように、熱入力３３０はまず、土壌３２０の上部に適用される。土壌の上部が処理され、たとえば汚染が蒸発して土壌から除去される。そして、熱波が土壌の次の部分へと下方に伝搬して、これらの部分を処理する。熱波が土壌の底部に到達すると、すべての土壌が処理されたことになる。この加熱プロセスは、最適時間処理を表し、たとえば考え得る最も短い時間で、処理プロセスの最後にすべての土壌が処理されるようにすることができる。
【００３５】
土壌ボックスの構成には、上部入力と同様の底部排路を含むことができる。たとえば、土壌ボックスは、汚染土壌物質の受容および取り出しを容易化するように構成された開口上部を有することができる。開口上部は、熱源等から汚染土壌を処理するための高温ガスを受け入れる熱入口として動作可能である。土壌ボックスの底部は、排出出力として構成することにより、土壌ボックスの上面から底面まで熱経路が平行に延びるようにすることができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、排出出力の通流性は、土壌の通流性と実質的に同様とすることができる。土壌ボックスの上部には高温ガスを供給可能であり、この高温ガスは、土壌を伝搬して排出出口に到達可能である。土壌には通流性があり、たとえば土壌は、高温ガス流に対する抵抗を表す。排出出力は、たとえば出口の開口によって決まる通流性を有することができる。いくつかの実施形態において、排出出力は、たとえば土壌を支持して排出出口への土壌の進入を防止するとともに高温ガスの排出を可能にする小さな開口を備えたスクリーンの形態で構成可能である。スクリーンは、土壌の通流性に適合（たとえば、類似）することにより、高温ガスが土壌を通って効率的に排路まで伝搬できるメッシュサイズ（たとえば、スクリーン開口または開口面積）を有することができる。
【００３７】
図３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、処理チャンバ内に位置決めされた土壌ボックスを示している。土壌ボックス３２２は、その底部近傍に配置されたガス退出通路３７５を有する取り外し可能なコンテナである。土壌ボックス３２２は、開口上部を有することができ、処理チャンバ３１０内に配設されている。処理チャンバ３１０は、乾燥空気等の高温処理ガス３３２を受け入れることができる。処理ガスは、土壌に流入し（３２５）、ガス退出通路３７５側へと流れて（３８５）、土壌内の汚染物質を運び去ることができる。
【００３８】
土壌ボックスの底面には、たとえば底面に対して実質的に平行に、スクリーン３７０を配置することができる。スクリーンは、処理ガスが周囲の土壌から通路内へと流入できるように所望のメッシュサイズで穿孔可能である。メッシュサイズは、土壌と同様の通流性を有するように選択可能であるため、処理ガスは、土壌を通って流れ、スクリーンを通過してガス退出通路３７５まで到達可能である。
【００３９】
高温ガス３３２は、処理チャンバ３１０に流入し、たとえば土壌表面に向かう方向３２５で土壌の上面に接触可能である。スクリーン３７０が土壌表面と平行に配置された状態で、高温ガス３３２は、方向３２５に流れることにより、スクリーン３７０側へと平行な方向３８５に伝搬可能である。処理ガスは、スクリーンを通過した後、ガス退出通路３７５側に排出可能である（３４５）。
【００４０】
スクリーンは、土壌上面と平行に、たとえば土壌表面から土壌を均一に流れるように構成可能である。一般的に、土壌ボックスは、土壌上面に平行な平坦底面を有することができる。したがって、スクリーンは、土壌ボックスの底面に対して実質的に平行に配置することができる。いくつかの実施形態において、土壌ボックスは、平坦ではない底部または土壌上面に平行ではない底部を有することができる。スクリーンは、底面の構成に関わらず、土壌上面と平行に構成可能である。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｄは、いくつかの実施形態に係る、排出スクリーンを示している。スクリーン４７０または４７１は、土壌ボックス４２０の底部に配置可能である。スクリーン４７０は、土壌上面（たとえば、水平面）に対して実質的に平行にすることができる。土壌ボックスは、水平ではない底面を有することができる。いくつかの実施形態において、スクリーン４７１は、上に凹となって、たとえば土壌を支持するための構造的安定性を向上させるとともに、大面積化によって通流性を大きくすることができる。たとえば、上に凹のスクリーンは、平坦なスクリーンと比較して、約５〜２０％高い領域（たとえば、通流性）を有することができる。スクリーンは、排出出口４４０を覆って、スクリーン４７０／４７１から排出出口４４０側まで土壌物質のない領域を形成することができる。このように、土壌ボックス内においては、スクリーンの上方に土壌物質を配置可能であり、土壌物質は通過できないが処理ガスは通過できるメッシュサイズをスクリーンが有する。また、スクリーンのメッシュサイズは、たとえばメッシュサイズに基づいて、土壌の通流性と同様の通流性を有することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、スクリーン要素は、コンテナの底面または土壌上面と平行に配置された１つまたは複数のスクリーン管を具備可能である。
【００４３】
図５Ａ〜図５Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの均一な熱処理を示している。スクリーン要素５７５は、土壌ボックスの底面に配置された中空管５４５を具備することにより、土壌上面から排路まで均一な熱経路を形成することができる。土壌ボックス５２０は、その底部近傍に配置されたガス退出通路５４０を有する取り外し可能なコンテナである。土壌ボックス５２０は、ローラ５２２で支持された開口上部を有することができ、処理チャンバ５１０内に配設されている。処理チャンバ５１０は、高温処理ガス５３０を受け入れることができる。処理ガスは、土壌に流入し、ガス退出通路５４０側へと流れて（５８０）、土壌内の汚染物質を運び去ることができる。
【００４４】
土壌ボックスの底面には、たとえば底面に対して実質的に平行に、スクリーン５７０を配置することができる。スクリーンは、処理ガスが周囲の土壌から通路内へと流入できるように所望のメッシュサイズで穿孔可能である。メッシュサイズは、土壌と同様の通流性を有するように選択可能であるため、処理ガスは、土壌を通って流れ、スクリーンを通過してガス退出通路５４０まで到達可能である。
【００４５】
高温ガス５３０は、処理チャンバ５１０に流入し、たとえば土壌表面に向かう方向で土壌５２５の上面に接触可能である。スクリーン５７０が土壌表面と平行に配置された状態で、高温ガス５３０は、スクリーン５７０側へと平行な方向５８０に伝搬可能である。処理ガスは、スクリーンを通過した後、ガス退出通路５４０側に排出可能である。
【００４６】
いくつかの実施形態において、スクリーンは、ステンレス鋼の連続スロットワイヤラップウェルスクリーンを有することにより、蒸気流に対して最大の開口面積を与えることができる。また、ウェルスクリーンは、スチールウールまたはウェルパックサンド等の耐熱フィルタ媒体を備えた二重壁とすることができる。また、ウェルスクリーンは、多孔質フィルタ媒体を含む単一壁とすることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、スクリーンおよび蒸気流路には、流れの効率を改善するため、不要な曲がりを持たない単純な流路が必要となる可能性がある。スクリーンの設計には、連続スロットワイヤラップウェルスクリーンが小さな、大口径の蒸気抽出トランクを含むことができる。小さなウェルスクリーンは、周囲に耐熱充填材料を備えた二重壁とすることができる。また、小さなスクリーンは、蒸気流に対してより大きな開口面積を提供するとともに、蒸気流路中の不要な曲がりを排除することができる。中央の蒸気抽出トランクは、すべての蒸気を土壌ボックスの中央に引き寄せる。これにより、凝縮領域を低減または除去することができる。
【００４８】
図６Ａ〜図６Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの一例を示している。土壌ボックス６２０は、その底部に配設された蒸気抽出ライン６７０を具備可能である。図示のように、蒸気抽出ライン６７０は、円筒管路６７５を具備するが、正方形または長方形等の断面も使用可能である。管路６７５は、Ｈ構成で中間ボックス６７９に結合可能である。蒸気抽出ラインの寸法（たとえば、円筒管路の直径）は、１０インチスクリーン等のように５〜６０ｃｍとすることができる。蒸気抽出ラインの長さは、土壌ボックスのサイズの７０〜９０または９５％等、土壌ボックスの寸法に関連付けることができる。蒸気抽出ラインの高さは、約２０〜６０ｃｍ等、約６０ｃｍ未満とすることもできるし、土壌ボックスの高さの１／４未満等、土壌ボックスの寸法に関連付けることもできる。
【００４９】
蒸気抽出ライン６７０は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口を有することができる。スクリーン開口は、蒸気抽出ライン６７０の周りに配設可能である。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部に位置決めすることができる。ウェルスクリーン開口の長さは、たとえば約１０または５ｃｍ未満といった短いものにすることができる。ウェルスクリーン開口は、たとえば１〜１０ｃｍといった、トランクの直径よりも小さいものにすることができる。スクリーンは、ガスの放出が可能であるとともに、土壌ボックスから土壌が脱落しないように閉塞可能である。スクリーンのサイズ（たとえば、スクリーンの多孔率またはスクリーンの非閉塞部の比率）は、１０〜９０％とすることができる。ウェルスクリーンは、ロッドアレイの周りに巻き付けられた三角形状のワイヤの連続スロット（ワイヤラップ）スクリーンを具備可能である。ウェルスクリーンは、処理ガスの放出を容易化するため、可能な限り大きな割合の非閉塞スロットを有することができる。ウェルスクリーンは、耐腐食性を有すること、崩壊に耐え得る十分な強度を有すること、および砂の吸い上げを防止することができる。
【００５０】
図７Ａ〜図７Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの他の例を示している。土壌ボックス７２０は、その底部に配設された蒸気抽出ライン７７０／７６０を具備可能である。蒸気抽出ラインの直径は、５〜１５インチまたは約１０インチ等、５〜２０インチとすることができる。蒸気抽出ラインは、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口７７５を有することができる。スクリーン開口７７５は、蒸気抽出ラインの周りに配設可能であるとともに、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンで構成可能である。ウェルスクリーンスロットは、連続していてもよい。蒸気抽出ラインの中間部７７９は、中実プレートであって、たとえば土壌が退出ラインに脱落するのを防止可能である。いくつかの実施形態において、蒸気抽出ラインの上部７７９は、スクリーン開口を具備可能である。
【００５１】
図７Ａおよび図７Ｂは、中間部７７９および円筒ロッド７７５がスクリーン開口を有する蒸気抽出ライン７７０を示している。いくつかの実施形態において、蒸気抽出ライン７７０の面７７８は、中実プレートを具備可能である。図７Ｃおよび図７Ｄは、一部７６５にスクリーン開口を有する蒸気抽出ライン７６０を示している。
【００５２】
図８は、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ラインの一例を示している。蒸気抽出ライン８００は、土壌ボックスの内部に配設され、中間部８７０および円筒部８７５を具備可能である。蒸気抽出ライン８００の中間部８７０は、中実プレートとすることができる。円筒部８７５は、ウェルスクリーンを有することができる。スクリーン部８７５は、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンから成る。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。
【００５３】
いくつかの実施形態において、円筒部８７５は、中間部８７０に係合可能とすることによって、交換を容易化可能である。係合部８３０には、ツイストロック等のロック留め具を具備することにより、円筒部８７５を中間部８７０に固定することができる。また、ソケットまたはレンチと接続する上部８２０を具備することによって、２つの部分８７５および８７０の確実な連結（たとえば、ネジ留め）が可能である。
【００５４】
いくつかの実施形態においては、土壌を一様かつ均一に加熱するため、土壌ボックスの隅部に高温ガスを供給可能である。土壌ボックスは、矩形または立方体ボックス等、非球形状を有することができる。外側面からの加熱は、不規則な表面構成のため、非効率的となる可能性がある。不規則な表面に対する補償として、加温タワーを配置することにより、土壌の中心に均一かつ一様な加熱フロントを提供可能である。
【００５５】
図９Ａ〜図９Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの均一な加熱を改善する構成を示している。図９Ａにおいては、隅部加熱要素を用いることにより、土壌ボックスの隅部に低温スポットが生じないようにすることができる。土壌ボックス９２０は、その底部に配設された蒸気抽出ライン９７０を具備可能である。土壌ボックスの隅部には、隅部加温タワー９９０および９９５を設けることにより、特に、土壌の加熱に長い時間を要し得る領域に熱エネルギーを供給することができる。このように、上面加熱フロントに加えて隅部加熱フロントにより、蒸気抽出ライン側へと土壌を加熱し、蒸発した汚染物質を蒸気抽出ライン側に運んで排出することを支援可能である。
【００５６】
図９Ｂおよび図９Ｃにおいては、高温パイプ（たとえば、高温ガスを搬送する中空パイプ）を蒸気抽出ライン９７１の下側に配置して、たとえば土壌ボックスの底部の土壌の加熱を支援可能である。土壌ボックス９２１は、その底部近傍に配設された蒸気抽出ライン９７１を具備可能である。蒸気抽出ラインの下側には、底部加温パイプ９９１を設けることによって、特に、土壌の収集点を通過した領域に熱エネルギーを供給することができる。
【００５７】
いくつかの実施形態において、本発明は、高い効率（たとえば、低消費電力および高速プロセス時間）を提供可能な土壌ボックスを含む熱脱離機器を製造する方法を開示している。土壌ボックスは、土壌上面に導入された高温ガスが土壌物質を効果的に伝搬可能となるように形成することができる。たとえば、高温ガスが均一に土壌を通過してスクリーン要素に到達するように、土壌ボックスの底面にスクリーン要素を配置可能である。
【００５８】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、いくつかの実施形態に係る、熱脱離システムで使用する土壌ボックスを形成するためのフローチャートを示している。図１０Ａにおいては、工程１０００にて土壌ボックスを形成する。土壌ボックスは、汚染土壌物質等の物質を収容する内容積を具備可能である。また、土壌ボックスは、開口を有することができる。
【００５９】
工程１０１０では、土壌ボックスの排出出口を形成する。排出出口は、土壌ボックス中の物質を収容するように構成可能である。また、排出出口は、開口に供給されたガスが該物質を通って排出出口に到達する実質的に均一な流れを形成するように構成可能である。
【００６０】
いくつかの実施形態において、排出出口および入口開口は、同様の通流性を有することができる。また、排出出口は、土壌物質と同様の通流性を有することができる。たとえば、土壌物質から排出出口までは、流れに制限がない。たとえば、土壌は、約２０〜４０％の多孔率を有することができ、このため、排出出口は、入口開口の３０％等、２０〜４０％とすることにより、処理ガスを取り込むことができる。排出出口は、大きなスクリーンメッシュ（たとえば、大きなスクリーン開口）を有するスクリーンを具備可能である。開口は、可能な限り大きくして通流性を高くする一方、土壌の脱落を防止するのに十分小さくすることができる。排出出口は、デッドスペースを生じない流量分布が得られるように構成されていてもよいし、処理時間が長くなり得る領域（たとえば、低温または低ガス流の領域）を生じないように構成されていてもよい。
【００６１】
図１０Ｂにおいては、工程１０３０にて土壌ボックス（たとえば、熱脱離システムで使用する土壌ボックス）を形成する。土壌ボックスは、汚染土壌物質等の物質を収容する内容積を有することができる。また、土壌ボックスは、上部開口を有することができる。工程１０４０では、土壌ボックスの底部に排出出口を形成する。工程１０５０では、排出出口に結合されたスクリーン管路を形成する。スクリーン管路は、上部開口に供給されたガスが該物質を通る実質的に均一な流れを形成するように構成可能である。
【００６２】
いくつかの実施形態において、スクリーンは、土壌ボックスの底部近傍に配設されたスクリーンプレート（平坦または湾曲）または底部近傍の１つもしくは複数のスクリーン管等、底部の全体または一部を覆うことができる。たとえば、スクリーンは、土壌物質の重量を支持する湾曲面を有することができる。また、スクリーンは、底面に沿って配設され、排出ガスを収集する複数のスクリーン管路を具備可能である。この管路は、土壌表面に対して実質的に平行とすることができる。また、管路は、排出出口に流体結合可能である。たとえば、スクリーンの一方の面が該物質に対向し、スクリーンの一方の面が排出出口と流体結合している。スクリーンは、土壌物質の通流性と同様の通流性を有することができる。たとえば、スクリーンは、排出ガスが通過できる大きな細孔または高い細孔率を有することができる。
【００６３】
図１１は、いくつかの実施形態に係る、改良された土壌ボックスを熱脱離システムで使用するためのフローチャートを示している。工程１１００においては、汚染土壌を土壌ボックス内に投入する。土壌ボックスは、汚染土壌を受け入れる開口を備える。また、土壌ボックスは、排出出口を備える。排出出口は、開口に供給されたガスが汚染土壌を通って排出出口に到達する実質的に均一な流れを形成するように構成されている。工程１１１０では、投入された土壌ボックスを処理チャンバに運ぶ。工程１１２０では、処理ガスを処理チャンバに流す。処理ガスは、汚染土壌中の汚染物質を排出出口に抽出するように作用可能である。
【００６４】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスの熱の均一性は、土壌ボックスの側壁で加熱ガス流を有することにより向上可能である。たとえば、土壌ボックスは、高温ガスを受け入れるように構成された熱脱離チャンバ内に配置することができる。また、土壌ボックスは、上面での加熱に加えて土壌ボックスの側壁から土壌を加熱するため、孔等の開口を側壁に有することができる。開口は、土壌ボックス内において加熱が均一であり、たとえば土壌物質の高速および／または一様な加熱が実現されるように構成可能である。
【００６５】
図１２Ａ〜図１２Ｃは、いくつかの実施形態に係る、処理時間を短縮する別の土壌ボックス構成を示している。汚染土壌１２２５を収容した土壌ボックス１２２０は、高温乾燥処理ガス１２３０を受け入れる処理チャンバ１２１０内に配置可能である。土壌ボックス１２２０は、その底部近傍に配置されたガス退出通路１２７０を含むことができる。土壌ボックス１２２０のガス退出通路１２７０は、処理チャンバから退出する排路１２４０に結合可能である。処理ガス１２３０は、土壌ボックスの開口上部に接近して、汚染を下方に処理可能な蒸留フロント１２８５を形成することができる。土壌ボックス１２２０の側面上に位置決めされた複数の小さな孔１２９０により、たとえば処理ガス１２３０から土壌ボックスの内部へと熱を透過させることができる。小さな孔から透過した熱は、土壌ボックス内において汚染を側方に処理可能な側面蒸留フロント１２８０のプロファイルを変えることができる。
【００６６】
また、処理チャンバへのヒータ入口を再配置することによって、土壌ベッド内での凝縮の発生を抑えることができる。たとえば、チャンバの下部内に加熱フロントまたは加熱源（ヒータ等）を配置することによって、土壌ボックス中の温度成層を抑えることができる。高温乾燥処理ガス１２３０’は、処理チャンバの下部で供給可能である。たとえばナイフ状に床（床のスリット）から配送された高温ガス１２５８は、土壌ボックスの上部側へとボックス面を上方に向かう直線的な高温空気案内流を形成する。この高温ガス流によって、処理チャンバ内の温度成層が抑えられる。
【００６７】
中央の蒸気抽出トランク、一部のヒータ入口の処理チャンバ下部への再配置、および土壌ボックス面の小さな孔を組み合わせることによって、土壌ベッド内の凝縮の発生を抑えられるとともに、処理時間を短くすることができる。
【００６８】
図１２Ｂおよび図１２Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの断面図および上面図である。孔パターン１２９０は、土壌ボックス１２２０の周りで、土壌ボックスの高さのほぼ中間に設けることができる。また、複数列の孔等、他の孔パターンを使用することも可能である。孔のサイズは、約２０ｃｍまたは約１０ｃｍ未満とすることができる。孔間の分離は、２０〜２００ｃｍまたは２０〜１００ｃｍとすることができる。
【００６９】
いくつかの実施形態において、蒸気抽出ラインは、ステンレス鋼のワイヤラップウェルスクリーンを有することにより、蒸気流に対して最大の開口面積を与えることができる。また、ウェルスクリーンは、スチールウールまたはウェルパックサンド等の耐熱フィルタ媒体を備えた二重壁とすることができる。
【００７０】
いくつかの実施形態において、蒸気抽出ラインおよび蒸気流路には、流れの効率を改善するため、不要な曲がりを持たない単純な流路が必要となる可能性がある。蒸気抽出ラインの設計には、ワイヤラップウェルスクリーンが小さな、大口径の蒸気抽出トランクを含むことができる。小さなウェルスクリーンは、周囲に耐熱充填材料を備えた二重壁とすることができる。また、小さなスクリーンは、蒸気流に対してより大きな開口面積を提供するとともに、蒸気流路中の不要な曲がりを排除することができる。中央の蒸気抽出トランクは、すべての蒸気を土壌ボックスの中央に引き寄せる。これにより、凝縮領域を低減または除去することができる。
【００７１】
図１３Ａ〜図１３Ｇは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの例を示している。図１３Ａにおいて、土壌ボックスは、その内部に配設された蒸気抽出ライン１３７０を具備可能である。図示のように、蒸気抽出ライン１３７０は、円筒管路であるが、正方形または長方形等の、他の断面１３８０も使用可能である。蒸気抽出ラインの寸法（たとえば、円筒管路の直径）は、５〜３０ｃｍとすることができる。蒸気抽出ラインの寸法は、土壌ボックスのサイズの５〜１０または３０％等、土壌ボックスの寸法に関連付けることができる。蒸気抽出ラインの高さは、約４０〜６０ｃｍとすることもできるし、土壌ボックスの高さの１／４から半分等、土壌ボックスの寸法に関連付けることもできる。いくつかの実施形態において、蒸気抽出ラインの高さは、土壌ボックスの高さの約１／３である。
【００７２】
蒸気抽出ライン１３７０は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口１３８０を有することができる。スクリーン開口１３８０は、蒸気抽出ライン１３７０の周りに配設可能である。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部に位置決めすることができる。ウェルスクリーン開口の長さは、たとえば約１０または５ｃｍ未満といった短いものにすることができる。ウェルスクリーン開口は、たとえば１〜１０ｃｍといった、トランクの直径よりも小さいものにすることができる。スクリーンは、ガスの放出が可能であるとともに、土壌ボックスから土壌が脱落しないように閉塞可能である。スクリーンのサイズ（たとえば、スクリーンの多孔率またはスクリーンの非閉塞部の比率）は、１０〜９０％とすることができる。ウェルスクリーンは、ロッドアレイの周りに巻き付けられた三角形状のワイヤの連続スロット（ワイヤラップ）スクリーンを具備可能である。ウェルスクリーンは、処理ガスの放出を容易化するため、可能な限り大きな割合の非閉塞スロットを有することができる。ウェルスクリーンは、耐腐食性を有すること、崩壊に耐え得る十分な強度を有すること、および砂の吸い上げを防止することができる。
【００７３】
図１３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックスは、その内部に配設された蒸気抽出ライン１３７１を具備可能である。蒸気抽出ライン１３７１の直径は、５〜１５インチ等、５〜２０インチとすることができる。蒸気抽出ライン１３７１は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口１３８１を有することができる。スクリーン開口１３８１は、蒸気抽出ライン１３７１の周りに配設可能であるとともに、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンで構成可能である。ウェルスクリーンは、連続していてもよい。蒸気抽出ライン１３７１の上部１３６１は、中実プレートであって、たとえば土壌が退出ラインに脱落するのを防止可能である。いくつかの実施形態において、蒸気抽出ライン１３７１の上部１３６１は、スクリーン開口を具備可能である。
【００７４】
図１３Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックスは、その内部に配設された蒸気抽出ライン１３７２を具備可能である。蒸気抽出ライン１３７２は、より小さな部分１３９２に配設された、より大きな部分１３８２を有することができる。より大きな部分１３８２は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口を具備可能である。スクリーン部１３８２は、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンから成る。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。蒸気抽出ライン１３７２の上部１３６２は、中実プレートであって、たとえば土壌が退出ラインに脱落するのを防止可能である。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部１３６２に位置決めすることもできる。より小さな部分は、中実とすることもできるし、スクリーン開口を有することもできる。上部１３６２のウェルスクリーンおよび側部１３８２の中実壁等、他の構成を使用することも可能である。
【００７５】
図１３Ｄは、上部１３６３にスクリーン開口を有し、側部１３８３に中実面を有する別の蒸気抽出ライン１３７３を示している。いくつかの実施形態において、蒸気抽出ライン１３７３の側部１３８３は、スクリーン開口を具備可能である。
【００７６】
図１３Ｅは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックスは、その内部に配設された蒸気抽出ライン１３７４を具備可能である。蒸気抽出ライン１３７４は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口１３８４を有することができる。スクリーン部１３８４は、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンから成る。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。蒸気抽出ライン１３７４の上部１３６４は、中実円錐であって、たとえば土壌が退出ラインに脱落するのを防止可能であるとともに、土壌ボックス外への土壌のダンピングを容易化可能である。たとえば、土壌は、たとえばフォークリフトによる土壌ボックスの反転によって、土壌ボックスから取り出すことができる。円錐状上部１３６４の傾斜角によって、土壌の取り出しを改善することにより、ダンピング中に土壌が土壌ボックスに張り付くことを防止可能である。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部１３６４に位置決めすることもできる。上部１３６４のウェルスクリーンおよび側部１３８４の中実壁等、他の構成を使用することも可能である。
【００７７】
図１３Ｆは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックスは、その内部に配設された蒸気抽出ライン１３７５を具備可能である。蒸気抽出ライン１３７５は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口１３８５を有することができる。スクリーン部１３８５は、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンから成る。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。蒸気抽出ライン１３７５の上部１３６５は、中実円錐とすることができる。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部１３６５に位置決めすることもできる。蒸気抽出ライン１３７５の底部１３９５についても、スクリーンまたは中実の円錐形状を有することによって、たとえば土壌ボックスからの土壌のダンピングを容易化可能である。上部１３６５のウェルスクリーンおよび側部１３８５の中実壁等、他の構成を使用することも可能である。
【００７８】
図１３Ｇは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックスは、その内部に配設された蒸気抽出ライン１３７６を具備可能である。蒸気抽出ライン１３７６は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口１３８６を有することができる。スクリーン部１３８６は、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンから成る。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。また、蒸気抽出ラインは、円錐形状を有することもできる。円錐形状１３８６の傾斜角によって、土壌の取り出しを改善することにより、ダンピング中に土壌が土壌ボックスに張り付くことを防止可能である。蒸気抽出ライン１３７６の上部１３６６は、中実円錐であって、たとえば土壌が退出ラインに脱落するのを防止可能であるとともに、土壌ボックス外への土壌のダンピングを容易化可能である。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部１３６６に位置決めすることもできる。円錐状上部１３６６および円錐形状１３８６は、（図示のように）異なる傾斜角を有することもできるし、同様の角度（図示せず）を有することもできる。円錐形状１３８６の底部の小さな部分は、図７Ｃの場合と同様、スクリーンの代わりに中実とすることができる。上部１３６６のウェルスクリーンおよび側部１３８６の中実壁等、他の構成を使用することも可能である。
【００７９】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックス１４２０は、その内部に配設された開口１４９０および蒸気抽出ライン１４７０を具備可能である。いくつかの実施形態において、開口１４９０／１４９５の構成は、土壌ボックス中の土壌の均一な加熱を最適化させるように配置可能であり、たとえば矩形の土壌ボックスに対して、複数の蒸気抽出ラインを使用することができる。たとえば、土壌ボックス１４２５には、幅５フィート、長さ８フィート、高さ５．５フィートの寸法の開口１４９５を具備可能であり、２つの蒸気抽出ライン１４６０および１４６１を使用することができる。蒸気抽出ライン１４６０および１４６１の配置は、たとえば汚染物質（たとえば、土壌が収集した炭化水素）が土壌から分離された後に高温処理ガスおよび汚染物質が退出する高通流性経路として、土壌ボックスからのガス流を最適化するように設計可能である。２つの蒸気抽出ライン１４６０および１４６１間の距離１４５０は、蒸気抽出ラインの一方から土壌ボックス面までの距離１４５１または１４５２と同じ距離から、該距離１４５１または１４５２の約２倍または３倍の距離までが可能である。距離１４５１または１４５２は、土壌ボックスの長さの１／４〜１／３とすることができる。
【００８０】
図中、２つの蒸気抽出ライン１４６０および１４６１を示しているが、３つ、４つ、５つ、または６つ等、他の数の蒸気抽出ラインを使用することもできる。さらに、上部が円錐形状で側面が円筒状の蒸気抽出ラインを示しているが、円筒形状または上掲したような他の形状を使用することもできる。
【００８１】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスは、複数の面から加熱されるように構成可能であるため、凝縮領域の防止等、脱離効率を向上可能である。たとえば、土壌が土壌ボックス中で処理される際、土壌の水分および汚染物質は、蒸気抽出ライン側へと移動するにつれて、凝縮する可能性がある。土壌ベッドのコア内で土壌の水分が凝縮するため、土壌ボックスの中心は、処理がより困難となる。凝縮領域を処理するには、処理時間を延ばすことが必要となる。
【００８２】
いくつかの実施形態においては、蒸気流路を変更して土壌ベッドの中心を加温する方法およびシステムにより、土壌ベッドのコア内での凝縮を抑えることができるため、処理時間を短縮可能である。複数の熱伝搬フロント（たとえば、土壌ボックスの上部および側面からのボックス面および小径孔にわたる高温空気の移動）によって、高温空気の蒸気抽出ライン側へと移動する複数の一体化乾燥蒸留フロントを形成することができる。
【００８３】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、いくつかの実施形態に係る、処理時間を短縮するいくつかの土壌ボックス構成を示している。図１５Ａにおいては、土壌ボックス１５２０の周りにシュラウド１５４０を配置することによって、土壌ボックスの加熱パターン１５５０を最適化することができる。処理チャンバ１５１０に高温処理ガス１５３０を導入し、土壌ボックスの加熱を底面で開始した後、土壌ボックスの上部開口を加熱する前に土壌ボックスの側面を加熱することができる。土壌ボックスの側面の加熱によって、土壌ボックスの側面から内部まで、乾燥蒸留フロント１５８０を形成することができる。また、土壌ボックスの上部の加熱によって、土壌ボックスの上部から内部まで、乾燥蒸留フロント１５８５を形成することもできる。同時に生じる複数の蒸留フロントによって、土壌ボックス中の土壌をより高速に除染することができる。
【００８４】
図１５Ｂにおいては、土壌ボックスの底部に乾燥高温処理ガス１５３５を導入することによって、同様の効果が得られる。底部の処理ガス１５３５は、底部での加熱を開始した後、土壌ボックスの側面および上部へと伝搬可能である。複数の蒸留フロントの生成によって、高スループットの処理が可能となる。
【００８５】
図１５Ｃにおいて、処理チャンバ１５１５は、それぞれがシュラウド１５４２および１５４４を有する複数の土壌ボックス１５２２および１５２４を収容することによって、高温処理ガス１５３５を分散させることができる。シュラウドによって、土壌ボックスに対する複数の蒸留フロントを形成することにより、汚染処理プロセスの有効性を高めることができる。
【００８６】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスの構成には、一部の高温空気を土壌の内部に引き込み、熱フロントが土壌ベッドを伝搬する際に温度を高く保つことができる小さな孔を該土壌ボックスの側面に沿って含むことができる。これらの小さな孔は、土壌ボックスの側面上に設けることにより、たとえば少量の高温空気を短絡させることができる。
【００８７】
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の土壌ボックスは、処理チャンバ内においてヒータを異なる高さに配置することによって加熱することができる。ヒータを異なる高さに配置することによって、シュラウドを不要とすることができる。
【００８８】
図１６Ａ〜図１６Ｄは、いくつかの実施形態に係る、処理時間を短縮するいくつかの土壌ボックス構成を示している。図１６Ａおよび図１６Ｂにおいて、土壌ボックス１６２０は、その壁に開口１６９０（たとえば、孔）を有することができる。開口１６９０の構成は、土壌ボックス中の土壌の均一な加熱を最適化するように配置可能である。図示のように、土壌ボックスを囲む壁には、２列の開口１６９０が設けられている。１列または３列等、他の構成を使用することもできる。いくつかの実施形態においては、土壌ボックスのメッシュ壁を使用することができる。土壌ボックスは、その上部および側面、ならびに任意選択として底部からの加熱を可能とするスクリーン壁を有することができる。
【００８９】
図１６Ｃおよび図１６Ｄにおいては、土壌ボックスの壁にパイプまたはプレート１６２０を結合して、加熱ガスを土壌に供給することができる。加熱ガスをパイプまたはプレート１６２０に導入可能であり、該加熱ガスの一部は、パイプまたはプレート１６２０を離れて土壌に流入可能である。
【００９０】
いくつかの実施形態において、開口は、土壌ボックス中の土壌に対して均一な加熱フロントを提供するように構成されている。たとえば、土壌ボックスの内部では、土壌ボックスの縁部と比較して、より高い加熱が得られる。土壌ボックスの壁の開口は、加熱プロファイルを均一にすることができる。
【００９１】
図１７Ａおよび図１７Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの加熱プロファイルを示している。土壌１７２０は、上部１７３０から加熱可能であり、内部がより高温となる加熱プロファイル１７８０を有する。また、土壌は、側壁の開口から加熱可能であり、開口内方がより高温となる加熱プロファイル１７９０を有する。開口を適正に設計することにより、２つの加熱プロファイル１７８０および１７９０の組み合わせによって、均一な加熱プロファイル１７７０を形成することができ、これにより均一な排出ガス流１７４０を生成して、土壌の均一な加熱および土壌処理のより高速なスループットを実現可能である。組み合わせ加熱プロファイル１７７０は、側壁に選択配置された開口を有する土壌ボックス１７１０において実現可能である。
【００９２】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、いくつかの実施形態に係る、側壁開口を有する土壌ボックスを示している。図１８Ａにおいて、土壌ボックス１８２０は、その底部に配置された湾曲スクリーン１８７０に対して均一な加熱プロファイルを生成するように構成された開口１８９０を有することができる。図１８Ｂにおいて、土壌ボックス１８２１は、その底部に配置された管状スクリーン排出管路１８７５に対して均一な加熱プロファイルを生成するように構成された開口１８９１を有することができる。
【００９３】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、いくつかの実施形態に係る、均一な加熱プロファイルを生成するためのフローチャートを示している。図１９Ａにおいては、工程１９００にて土壌ボックスを用意する。土壌ボックスは、物質を収容する内容積を備える。また、土壌ボックスは、物質を受け入れる上部開口を備える。さらに、土壌ボックスは、その側壁に１つまたは複数の側面開口を備える。工程１９１０では、土壌ボックスの排出出口を形成する。排出出口は、土壌ボックス中の物質を収容するように構成されている。また、排出出口は、上部および側面開口に供給されたガスが物質を通って該排出出口に到達する実質的に均一な流れを形成するように構成されている。側面開口は、土壌ボックスの側壁の中間または中間の下方に配設可能である。側面開口は、土壌ボックスの周囲に配置可能である。また、側面開口は、側壁に配設された管路で構成可能である。
【００９４】
図１９Ｂにおいては、工程１９３０にて土壌ボックスを用意する。土壌ボックスは、物質を収容する内容積を備える。また、土壌ボックスは、物質を受け入れる上部開口を備える。さらに、土壌ボックスは、その側壁に１つまたは複数の側面開口を備える。工程１９４０では、土壌ボックスの底部に排出出口を形成する。工程１９５０では、排出出口に結合されたスクリーン管路を形成する。スクリーン管路は、上部および側面開口に供給されたガスが物質を通過する実質的に均一な流れを形成するように構成されている。
【００９５】
いくつかの実施形態においては、土壌ボックスの底部で高温処理ガスを生成する方法およびシステムが提供される。中空管によって高温ガスを土壌ボックスの側面に供給することにより、土壌ボックスの４つの面からの高温ガスフロントを形成して、スループットを向上させるとともに炭化水素汚染物質の凝縮を最小限に抑えることができる。中空管には、孔または狭隘スリットを形成して、高温ガス流を供給可能である。孔またはスリットは、高速の高温ガス運動をボックス面に配送するように構成可能である。
【００９６】
いくつかの実施形態において、中空管は、架台を形成可能であり、これによって、土壌ボックスの堅く固定された載置領域を形成することができる。中空管は、土壌ボックスが処理チャンバ内に位置決めされた場合に土壌ボックスの移動を最小限に抑えるように設計されている。
【００９７】
いくつかの実施形態において、中空管は、土壌ボックス領域を囲むリングを形成可能である。あるいは、中空管は、切り欠きを有することにより、たとえばフォークリフト等による土壌ボックスの持ち上げを可能とする。また、中空管は、土壌ボックス領域の周りに配設された複数の区分を含むことができる。
【００９８】
図２０Ａ〜図２０Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスのガス配送構成を示している。汚染土壌２０２５を収容した土壌ボックス２０２０は、処理チャンバ２０１０内に配置可能である。土壌ボックス２０２０は、その底部近傍に配置されたガス退出通路２０７０を含むことができる。土壌ボックス２０２０のガス退出通路２０７０は、処理チャンバから退出する排路２０４０に結合可能である。中空管２０９２によって、土壌ボックス２０２０を収容する架台を形成可能である。高温処理ガス２０３０を中空管２０９２に供給可能であり、その後、中空管２０９２は、土壌ボックスの底部領域に高温処理ガスを配送可能である。図示のように、中空管２０９２は、開口２０９４を有することによって、土壌ボックスの底面へのガス２０５０の放出が可能である。また、底部開口等の他の構成を使用することにより、側面開口の置き換えまたは側面開口の補完を行って、土壌ボックスの底部に高温処理ガスを配送することができる。開口は、長形スリット、複数の短形スリット、または側面に沿った複数の孔とすることができる。土壌ボックス２０２０の面上に位置決めされた複数の小さな孔２０９０により、土壌ボックスの内部へと高温ガス２０５０を透過させることができる。土壌ボックスは、側面にハンドルを有することにより、たとえばフォークリフトが処理チャンバを持ち上げて配送することができる。
【００９９】
図２１Ａ〜図２１Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの他のガス配送構成を示している。図２１Ａおよび図２１Ｂにおいて、中空管２１９２は、切り欠き２１９６を有することにより、たとえばフォークが土壌ボックスの下側の領域に進入して土壌ボックスを持ち上げることができる。図２１Ｃおよび図２１Ｄにおいて、中空管２１９１は、開口２１９８を与える凹部２１９７を有することにより、たとえばフォークが土壌ボックスの下側の領域に進入して土壌ボックスを持ち上げることができる。
【０１００】
いくつかの実施形態においては、土壌ボックスの出口を処理チャンバの排路と接続する台座支持を設けることができる。台座土壌ボックス支持は、絶縁された処理チャンバに対する土壌ボックスの設置および取り出しを容易化することができる。土壌ボックスは、その底部近傍に配置されたガス退出通路を有することができる。処理チャンバは、ガス退出通路に結合されて土壌ボックスからの処理ガスを受容するように構成された排路を有することができる。
【０１０１】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスと処理チャンバとの間の結合（たとえば、土壌ボックスのガス退出通路と処理チャンバの排路入口との間の接続）は、土壌ボックスが処理チャンバ内に配置された場合に、自動的にシールされるように構成可能である。処理チャンバは、土壌ボックスのガス退出通路の出口開口と整列するように配置可能な台座支持を具備可能である。また、台座支持は、ガス退出通路の開口出口と係合するように構成可能な開口入口を有することもできる。
【０１０２】
いくつかの実施形態においては、ガス退出通路が排路入口と接続することによって、土壌ボックスを台座支持上に配置することができる。設置が行われると、収容された土壌の重量によって、土壌ボックス底部と台座土壌ボックス支持との間の接触を十分にシールすることができる。ガス退出通路の出口開口または排出通路の入口開口には、柔軟な編組リング等のシール材料を具備することによって、潜在的な漏出を抑えることができる。また、真空および／または加圧ガスを含むことにより、シールガスケットの吸い込みまたは土壌ボックスに対するガスケットの持ち上げ等、シールの改善を支援可能である。
【０１０３】
台座支持は、ガスケットシールと併せて、土壌ボックスの処理チャンバ内への結合を容易化することにより、土壌ボックス出口と処理チャンバ入口排路とを簡単に整列させることができる。また、台座支持には、土壌ボックスを処理チャンバ内に置くための持ち上げ構造を含むことができる。持ち上げ構造には、蒸気処理配置に至る蒸気抽出ラインとのガスケットシール接続を含むことができる。台座接続は、蒸気処理に至る土壌ボックス開口と蒸気抽出ラインとの間の熱膨張を補償するように構成可能である。いくつかの実施形態においては、台座接続によって、物理的な接続工程を不要とすることができる。
【０１０４】
また、土壌ボックスを高温空気架台に案内するガイドとして、高温ガス架台を使用することができる。たとえば、架台の中空管は、台座接続上への載置時のボックスの移動を最小限に抑えることによって、ガスケットシールの完全性を保持するように設計可能である。
【０１０５】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの台座支持を示している。汚染土壌２２２５を収容した土壌ボックス２２２０は、高温乾燥処理ガス２２３０を受け入れる処理チャンバ２２１０内に配置可能である。土壌ボックス２２２０は、その底部近傍に配置されたガス退出通路２２７０を含むことができる。土壌ボックス２２２０のガス退出通路２２７０は、処理チャンバから退出する排路２２４０に結合可能である。ガス退出通路２２７０と排路２２４０との間の接続を容易化するため、台座支持２２８０を使用することができる。任意選択として、シールガスケット２２８５を設置することにより、ガス退出通路２２７０と排路２２４０との間のシールを改善することができる。
【０１０６】
土壌ボックスは、たとえばフォークリフトによって処理チャンバに配送可能である。また、土壌ボックスは、台座支持２２８０の上方に位置決めすることができる。中空管２２９２によって、土壌ボックス２２２０の横方向の移動を抑える架台を形成可能である。高温処理ガス２２３０を中空管２２９２に供給可能であり、その後、中空管２２９２は、土壌ボックスの底部に高温処理ガスを配送可能である。中空管２２９２は、土壌ボックスを処理チャンバと整列させることにより、たとえばガス退出通路２２７０を排路２２４０と係合することができる。シールガスケットは、土壌ボックス内または台座支持内に設置可能である。
【０１０７】
図２３Ａおよび図２３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの架台を形成するためのフローチャートを示している。図２３Ａにおいては、工程２３００にて処理チャンバを形成する。処理チャンバは、土壌ボックスを収容するように構成されている。工程２３１０では、処理チャンバ内に架台を形成する。架台は、土壌ボックスの係合載置領域を形成するように構成されている。また、架台は、土壌ボックスの側壁に配送される処理ガスを受け入れるように中空である。
【０１０８】
図２３Ｂにおいては、工程２３３０にて、汚染土壌を土壌ボックスに投入する。工程２３４０では、投入された土壌ボックスを処理チャンバに運ぶ。工程２３５０では、処理チャンバ内の架台に土壌ボックスを配置する。土壌ボックスは、架台に係合する。架台は、土壌ボックスの側壁に配送される処理ガスを受け入れるように中空である。
【０１０９】
いくつかの実施形態において、本発明は、たとえば凝縮フロントによる劣化なく土壌ボックスを加熱するシステムおよび方法を開示している。土壌を加熱する場合は、熱フロントが土壌の内側へと伝搬可能である。熱フロントの伝搬の先には、凝縮フロントが存在する可能性がある。凝縮フロントは、たとえば液相炭化水素汚染物質の気化効率の低下等、土壌の処理に影響を及ぼす可能性がある。
【０１１０】
いくつかの実施形態において、本発明は、熱脱離プロセスにおいて凝縮フロントを低減または除去可能な加熱源間の加熱距離を開示している。土壌および汚染物質の成分に応じて、凝縮フロントは、５０〜７５ｃｍまたは６０〜６５ｃｍ等、４０〜８５ｃｍで発生する可能性がある。このように、熱源は、凝縮可能な距離（たとえば、熱源からの凝縮フロントが形成可能な距離）の近くに配置可能である。
【０１１１】
図２４Ａおよび図２４Ｂは、いくつかの実施形態に係る、凝縮フロントの概略および土壌加熱への影響を示している。図２４Ａにおいては、土壌ボックス内の土壌物質に熱源２４４０を供給可能である。熱源は、土壌を伝搬して、揮発性汚染物質が気化可能な気化フロント２４５０を形成可能である。気化フロント２４５０の前方のある距離には、凝縮フロント２４６０があり、ここで揮発性汚染物質が凝縮して、たとえば土壌中で部分的な気液相から液体に変化することができる。汚染物質が凝縮フロントで凝縮し、気化フロントが液相の汚染物質に到達した場合に気化が必要になることから、凝縮領域は熱脱離プロセスの効率を低下させる可能性がある。通常、凝縮可能な距離２４７０（たとえば、熱源２４４０と凝縮フロント２４６０との間の距離）は、土壌、汚染物質、および熱出力に応じて、４０〜８５ｃｍとすることができる。
【０１１２】
いくつかの実施形態において、本発明は、熱伝搬距離が凝縮可能な距離よりも短い土壌ボックスを開示している。図２４Ｂは、熱源２４１０（たとえば、閉鎖した処理チャンバからの加熱ガス）を受け入れる土壌ボックス２４２０の構成を示している。土壌ボックス２４２０内には、蒸気抽出排路２４９０を配置して、土壌中の汚染物質と反応した後の加熱ガスを排出させることができる。土壌の厚さ（たとえば、土壌の上面２４２５から蒸気抽出排路２４９０までの距離２４８０）は、たとえば４０〜８５ｃｍまたは６０〜６５ｃｍ等、凝縮可能な距離よりも短くすることができる。
【０１１３】
図２５Ａ〜図２５Ｄは、いくつかの実施形態に係る、汚染物質の凝縮を最小化可能な土壌ボックス構成を示している。図２５Ａにおいて、土壌ボックス２５２０は、１次熱源２５１０（たとえば、土壌上面２５２５に流れる加熱ガス）との間に配置された２次熱源２５６０を有することができる。２次熱源２５６０は、土壌ボックス中に放出する加熱ガス２５１１を受け入れる管またはプレートを具備可能である。２次熱源２５６０は、熱経路の距離をより小さな部分に分割することができる（たとえば、１つの２次熱源により、熱経路の２つの距離２５８０および２５８１を形成可能である）。このように、２次熱源は、熱経路の距離を凝縮可能な距離未満（たとえば、１００ｃｍ未満、６５ｃｍ未満、または中間の任意の距離未満）に抑えることができる。
【０１１４】
図２５Ｂにおいて、土壌ボックス２５２１は、その内部に配置された２次熱源２５６１を有することができる。２次熱源２５６１は、土壌ボックス中に放出する加熱ガス２５１５を受け入れる管またはプレートを具備可能である。２次熱源２５６１は、熱経路の距離をより小さな部分２５８５、２５８６、および２５８７（たとえば、凝縮可能な距離未満（たとえば、１００ｃｍ未満、６５ｃｍ未満、または中間の任意の距離未満））に分割することができる。
【０１１５】
図２５Ｃにおいて、土壌ボックス２５２２は、その底部に配置された２次熱源２５６２を有することができる。蒸気抽出排路２５９２を上面近くに配置することにより、入力加熱ガス２５１０との熱経路の距離を抑えることができる。２次熱源２５６２は、土壌ボックス中に放出（２５１３）する加熱ガス２５１２を受け入れる管またはプレートを具備可能である。２次熱源２５６０は、熱経路の距離をより小さな部分（たとえば、熱経路の距離２５８３および２５８４）に分割することができる。
【０１１６】
図２５Ｄにおいて、土壌ボックス２５２３は、その内部において垂直に配置された２次熱源２５６３を有することができる。蒸気抽出排路２５９３は、湾曲スクリーンプレート等、底面近くに配置することができる。２次熱源２５６３は、土壌ボックス中に放出する加熱ガス２５１６を受け入れ可能な複数の管２５７１またはプレート２５７２に接続された複数の管２５７１を具備可能である。２次熱源２５６０は、熱経路の距離をより小さな部分（たとえば、熱経路の距離２５８８および２５８９）に分割することができる。
【０１１７】
図２６Ａ〜図２６Ｆは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの他の例を示している。土壌ボックス２６２０は、その内部に配設された蒸気抽出ライン２６００を具備可能である。蒸気抽出ライン２６００は、中間部２６７９と、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口を有した円筒部２６７５とを有することができる。円筒部２６７５は、Ｈ形状に構成可能である。スクリーン部は、熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンを具備可能である。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。蒸気抽出ライン２６００の中間部２６７９は、中実プレートを具備可能である。中間部２６７９のウェルスクリーン等、他の構成を使用することもできる。
【０１１８】
いくつかの実施形態においては、保護部２６８０を具備することにより、円筒部のウェルスクリーンを保護することができる。図２６Ａ〜図２６Ｃにおいては、円筒ウェルスクリーン部２６７５の保護部として、円筒保護ロッド２６８０を使用することができる。円筒保護ロッド２６８０は、円筒ウェルスクリーン部２６７５よりもわずかに小さくすることができる。たとえば、円筒保護ロッドは、円筒ウェルスクリーン部の４０〜８０％とすることができる（たとえば、保護ロッド２６８０の直径が約２６インチであるのに対して、スクリーンロッド２６７５の直径が約１０インチの場合等）。スクリーンロッドと比較して同様のサイズまたはより大きなサイズの保護ロッド等、他の構成を使用することもできる。たとえば、保護ロッドがより長く、土壌ボックスの全長に及ぶ一方、保護ロッドの直径は、スクリーンロッドの直径よりも小さくすることができる。
【０１１９】
図２６Ｄ〜図２６Ｆにおいては、円筒ウェルスクリーン部２６７５の保護部として、保護プレート２６８５を使用することができる。保護プレート２６８５の幅は、円筒ウェルスクリーン部２６７５の直径よりもわずかに小さくすることができる。たとえば、保護プレートの長さは、土壌ボックスの長さに及ぶことができる。保護プレートの幅は、円筒ウェルスクリーン部の直径の４０〜８０％とすることができる（たとえば、保護プレート２６８５の幅が約２６インチであるのに対して、スクリーンロッド２６７５の直径が約１０インチの場合等）。スクリーンロッドと比較して同様のサイズまたはより大きなサイズの保護プレート等、他の構成を使用することもできる。たとえば、保護プレートがより短い一方、保護ロッドの幅は、スクリーンロッドの幅よりも大きくすることができる。
【０１２０】
図２７Ａ〜図２７Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックス２７２０は、その内部に配設された蒸気抽出ライン２７００を具備可能である。蒸気抽出ライン２７００は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口２７７５を有した中間部２７７９および円筒部２７７５を有することができる。
【０１２１】
いくつかの実施形態においては、保護部２７８０を具備することにより、円筒部のウェルスクリーンを保護することができる。円筒ウェルスクリーン部２７７５の保護部として、円筒保護ロッド２７８０を使用することができる。円筒保護ロッド２７８０は、開口２７７０を有するとともに土壌ボックスの壁の外方へと延びることで、土壌ボックスからの高温ガスの抽出２７４０または土壌ボックスへの高温ガスの入力２７４５が可能である。保護パイプは、一面側のボックス壁に取り付けて中心２７７９に固定することにより、熱膨張を可能とすることができる。いくつかの実施形態においては、熱膨張の不一致に対応するため、保護パイプが土壌ボックスの両壁に堅くは取り付けられておらず、熱膨張のための小さな間隙を保つことができる。たとえば、保護パイプは、ボックス全体にわたって延びていなくてもよい。いくつかの実施形態においては、熱膨張に対応するため、ストラップまたは二重壁摺動（たとえば、１つのパイプを摺動可能に別のパイプに配設）を使用することもできる。
【０１２２】
いくつかの実施形態においては、土壌ボックスの内側から土壌を加熱する加温タワーを含む汚染土壌処理システムおよび方法が提供される。加温タワーは、土壌ボックスの中心から外方に加熱するための土壌ボックスの内部等、土壌ボックス内のさまざまな位置に配置可能である。また、加温タワーは、土壌の均一かつ一様な加熱を加速できる位置に配置可能である。たとえば、土壌を上部開口面から加熱する場合（たとえば、土壌ボックスが開口上部を有する場合）、土壌ボックスの上部領域は、底面よりも高温となる可能性がある。したがって、表面から約２／３下方に加温タワーを配置することができる。加温タワーからの熱は、上下に移動して、土壌を加熱することができる。加温タワーにより上面よりも高温のガスを供給できる場合は、上面に対するより近い距離（たとえば、２／３未満）を使用することができる。一般的に、加温タワーは、上面に供給されるエネルギーよりも小さな熱エネルギーを供給する可能性があるため、２／３よりも長い距離を使用可能である。
【０１２３】
同様に、土壌ボックスの側壁および底壁に熱エネルギーを供給して、土壌ボックス壁による伝導により土壌を加熱することができる。土壌ボックスの底壁が加熱される場合は、土壌を底部からも加熱できるが、上面からの場合よりも速度は低い。そこで、加温タワーを配置することにより、たとえば、上面、底面、および土壌ボックス内の加温タワーから、土壌ボックス中の土壌を急速に加熱することができる。加温タワーは、土壌ボックスの側面の中間に配置することによって、土壌に熱エネルギーを供給することができる。１つまたは複数の加温タワーを使用し、加熱速度を最適化するように分離距離を構成可能である。たとえば、土壌ボックス側壁からの熱伝導により土壌ボックスを側面から加熱する場合は、内部の加温タワーによって、内部から外方へと土壌の加熱を補足することにより、土壌の高速加熱のための側面熱フロントを達成することができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態においては、高温ガスを加温タワーに供給して土壌に分散させることができる。たとえば、加温タワーは、外側から高温ガスを受け入れ、加温タワーに沿った開口または加温タワーの端部の開口等を介して、高温ガスを土壌に放出することができる。
【０１２５】
図２８Ａ〜図２８Ｃは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの一例を示している。土壌ボックス２８２０は、その底部に配設された蒸気抽出ライン２８７０を具備可能である。図示のように、蒸気抽出ライン２８７０は、円筒管路２８７５を具備するが、正方形または長方形等の、他の断面も使用可能である。管路２８７５は、Ｈ構成で中間ボックス２８７９に結合可能である。蒸気抽出ラインの寸法（たとえば、円筒管路の直径）は、１０インチスクリーン等のように５〜２８０ｃｍとすることができる。蒸気抽出ラインの長さは、土壌ボックスのサイズの７０〜９０または９５％等、土壌ボックスの寸法に関連付けることができる。蒸気抽出ラインの高さは、約２０〜６０ｃｍ等、約６０ｃｍ未満とすることもできるし、土壌ボックスの高さの１／４未満等、土壌ボックスの寸法に関連付けることもできる。
【０１２６】
蒸気抽出ライン２８７０は、土壌ボックスの外側に放出する処理ガスを受容するスクリーン開口を有することができる。スクリーン開口は、蒸気抽出ライン２８７０の周りに配設可能である。また、いくつかの実施形態において、スクリーン開口は、蒸気抽出ラインの上部に位置決めすることもできる。ウェルスクリーン開口の長さは、たとえば約１０または５ｃｍ未満といった短いものにすることができる。ウェルスクリーン開口は、たとえば１〜１０ｃｍといった、トランクの直径よりも小さいものにすることができる。スクリーンは、ガスの放出が可能であるとともに、土壌ボックスから土壌が脱落しないように閉塞可能である。スクリーンのサイズ（たとえば、スクリーンの多孔率またはスクリーンの非閉塞部の比率）は、１０〜９０％とすることができる。ウェルスクリーンは、ロッドアレイの周りに巻き付けられた三角形状のワイヤの連続スロット（ワイヤラップ）スクリーンを具備可能である。ウェルスクリーンは、処理ガスの放出を容易化するため、可能な限り大きな割合の非閉塞スロットを有することができる。ウェルスクリーンは、耐腐食性を有すること、崩壊に耐え得る十分な強度を有すること、および砂の吸い上げを防止することができる。
【０１２７】
いくつかの実施形態においては、保護部２８８０を具備することにより、円筒部のウェルスクリーンを保護することができる。円筒保護ロッド２８８０は、円筒ウェルスクリーン部２８７５よりもわずかに小さくすることができる。たとえば、円筒保護ロッドは、円筒ウェルスクリーン部の４０〜８０％とすることができる（たとえば、保護ロッド２８８０の直径が約２８インチであるのに対して、スクリーンロッド２８７５の直径が約１０インチの場合等）。スクリーンロッドと比較して同様のサイズまたはより大きなサイズの保護ロッド等、他の構成を使用することもできる。たとえば、保護ロッドがより長く、土壌ボックスの全長に及ぶ一方、保護ロッドの直径は、スクリーンロッドの直径よりも小さくすることができる。円筒保護ロッド２８８０は、開口を有するとともに土壌ボックスの壁の外方へと延びることで、土壌ボックスへの高温ガスを受け入れることができる。保護パイプは、一面側のボックス壁に取り付けて中心に固定することにより、熱膨張を可能とすることができる。いくつかの実施形態においては、熱膨張の不一致に対応するため、保護パイプが土壌ボックスの両壁に堅くは取り付けられておらず、熱膨張のための小さな間隙を保つことができる。たとえば、保護パイプは、ボックス全体にわたって延びていなくてもよい。いくつかの実施形態においては、熱膨張に対応するため、ストラップまたは二重壁摺動（たとえば、１つのパイプを摺動可能に別のパイプに配設）を使用することもできる。
【０１２８】
保護パイプには、加温タワー２８８２を結合可能である。加温タワーは、高温ガスを土壌に放出する開口２８８３を有することができる。開口は、加温タワーの端部に配置することもできるし、加温タワーの長さに沿った任意位置に配置することもできる。
【０１２９】
あるいは、加温タワーは、保護パイプなしで設けることもできる。加温タワーは、高温ガスを受け入れる土壌ボックスの外壁に直接結合可能であるとともに、高温ガスを土壌に放出する開口を有することができる。
【０１３０】
図２９Ａおよび図２９Ｂは、いくつかの実施形態に係る、凝縮汚染物質を最小限に抑えた熱脱離プロセスのためのフローチャートを示している。図２９Ａにおいては、工程２９００にて土壌ボックスを用意する。土壌ボックスは、物質を収容する内容積を備える。また、土壌ボックスは、ガス処理入力を受け入れる上部開口を備える。さらに、土壌ボックスは、ガス処理出力を備える。工程２９１０では、土壌ボックス内に１つまたは複数のガス処理入口を形成する。ガス処理入口は、ガス処理入力およびガス処理出力からの距離が凝縮距離よりも短くなるように、ガス処理入力とガス処理出力との間に配設されている。
【０１３１】
図２９Ｂにおいては、工程２９３０にて、汚染土壌を土壌ボックスに投入する。土壌ボックスは、ガス処理入力を受け入れる上部開口を備える。また、土壌ボックスは、ガス処理出力を備える。さらに、土壌ボックスは、１つまたは複数のガス処理入口を備える。ガス処理入口は、ガス処理入力およびガス処理出力からの距離が凝縮距離よりも短くなるように、ガス処理入力とガス処理出力との間に配設されている。工程２９４０では、投入された土壌ボックスを処理チャンバに運んで処理する。いくつかの実施形態において、凝縮可能な距離は、２〜４フィートである。
【０１３２】
いくつかの実施形態においては、スクリーン要素の内側に多孔質要素を配置して、たとえば、スクリーン要素の信頼性を向上させることができる。
【０１３３】
図３０Ａおよび図３０Ｂは、いくつかの実施形態に係る、多孔質要素が詰まったスクリーン排出要素または多孔質要素が詰まっていないスクリーン排出要素を有する土壌ボックスを示している。図３０Ａにおいて、土壌ボックス３０２０は、スクリーン要素３０３０を有する蒸気抽出排路３０９０を具備可能である。加熱ガス３０１０は、スクリーン３０３０から排出管路へと排出（たとえば、通過）可能である。蒸気抽出排路３０９０の内側（たとえば、スクリーン要素３０３０の内側）は、空である。たとえば、加熱ガスは、蒸気抽出排路３０９０を通って排出管路まで、高い平均自由行程３０４０を有することができる。
【０１３４】
図３０Ｂにおいて、土壌ボックスは、スクリーン要素３０３１を有する蒸気抽出排路３０９１を具備可能である。加熱ガスは、スクリーン３０３１から排出管路へと排出（たとえば、通過）可能である。蒸気抽出排路３０９１の内側（たとえば、スクリーン要素３０３１の内側）は、多孔質材料３０４５を充填可能である。たとえば、加熱ガスは、蒸気抽出排路３０９１を通って排出管路まで、低い平均自由行程を有することができる。多孔質材料３０４５は、細孔を有する材料とすることもできるし、蒸気抽出排路３０９１の内側の領域を充填した後にも排出ガスが通過する細孔が残っている固体材料とすることもできる。いくつかの実施形態において、蒸気抽出排路を充填する「多孔質材料」という用語は、蒸気抽出排路の内側に多孔質の容積を形成する材料として定義される。したがって、多孔質材料は、蒸気抽出排路の内側に細孔を形成するものである限り、固体材料とすることができる。
【０１３５】
図３１Ａ〜３１Ｅは、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ラインのウェルスクリーン部の一例を示している。蒸気抽出ライン３１００は、多孔質コア３１７０を包囲可能なスクリーンカバー３１７５を有することができる。スクリーンカバー３１７５は、スクリーンまたは熱的に安定したフィルタ媒体を周囲に備えた二重壁プレパックウェルスクリーンを具備可能である。ウェルスクリーンは、連続スロットスクリーンであってもよい。多孔質コアは、４０〜３１０％の開孔を有する材料等の多孔質材料を含むことができる。
【０１３６】
蒸気抽出ライン３１００の端部には、スクリーンプレート３１３０または中実プレート３１３５を具備可能である。端部３１３０または３１３５には、部分３１３７を具備することにより、たとえば、蒸気抽出ライン３１００の中間部への取り付けを容易化することができる。
【０１３７】
いくつかの実施形態において、スクリーン３１７５は、外側開口よりも大きな内側開口を有することができる。たとえば、土壌に対向するスクリーンの開口領域は、多孔質材料３１７０に対向するスクリーンの開口よりも小さい。この構成により、小さな岩石をスクリーンの内部側に引っ張ることを支援して、スクリーンの閉塞を防止することができる。
【０１３８】
図３２Ａおよび図３２Ｂは、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ラインの別の例を示している。蒸気抽出ライン３２００は、中間部３２７９と、多孔質コア３２７５を覆うスクリーン３２７２を有した円筒部３２７０とを有することができる。蒸気抽出ライン３２００の端部には、スクリーンプレートまたは中実プレート等のプレート３２３５を具備可能である。端部３２３５には、部分３２３７を具備することにより、たとえば、蒸気抽出ライン３２７０の中間部３２７９への取り付けを容易化することができる。図３２Ａにおいては、蒸気抽出ライン３２７０に多孔質コアを設けているが、中間部３２７９は、中実プレートを有するとともに多孔質コアを有していない。図３２Ｂにおいては、蒸気抽出ライン３２７０およびスクリーンプレートを有する中間部３２２５に対して、多孔質コア３２２２を設けている。中実プレートを備えた中間部３２２５またはスクリーンプレートを備えた中間部３２７９等、他の構成を使用することもできる。
【０１３９】
蒸気抽出ラインに充填した多孔質材料は、均一とすることができる（たとえば、同様のサイズおよび形状を有する）。また、多孔質材料は、傾斜を付けることができる（たとえば、スクリーン領域の近傍でより大きなサイズを有し、スクリーン領域の遠方でより小さなサイズを有する）。
【０１４０】
図３３Ａ〜図３３Ｃは、いくつかの実施形態に係る、多孔質材料を充填したスクリーン要素を示している。図３３Ａにおいて、蒸気抽出ライン３３００のスクリーン３３８０の内側領域を充填する多孔質材料３３７０は、同様のサイズおよび形状を有することができる。図３３Ｂは、多孔質材料３３７２を閉じ込めるように構成されたスクリーン３３８２を示す拡大図である。
【０１４１】
図３３Ｃにおいては、傾斜多孔質材料を用いて、蒸気抽出ラインの内側の容積を充填することができる。たとえば、スクリーン領域３３８４の近傍にはより大きな球３３９０を配置する一方、スクリーン領域の遠方（たとえば、スクリーン領域の内部寄り）にはより小さな球３３９２および３３９４を配置することができる。
【０１４２】
図３４Ａおよび図３４Ｂは、いくつかの実施形態に係る、蒸気抽出ライン内に多孔質材料を有する土壌ボックスのためのフローチャートを示している。図３３Ａにおいては、工程３４００にて土壌ボックスを用意する。土壌ボックスは、物質を収容する内容積を備える。また、土壌ボックスは、開口入力を備える。さらに、土壌ボックスは、スクリーン出力を備える。工程３４１０では、スクリーン出力を多孔質材料で充填する。
【０１４３】
いくつかの実施形態において、開口入力は、上部開口とすることができる。多孔質材料は、スクリーン領域のみに充填することもできるし、出力領域全体に充填することもできる。多孔質材料は、スクリーン開口よりも大きな材料寸法を有することができる。多孔質材料の充填によって、蒸気抽出ライン内の細孔率を高くすることができる。また、多孔質材料は、傾斜細孔を形成することができる（たとえば、スクリーン領域の近傍または遠方の細孔率をより高くする）。また、多孔質材料は、傾斜固体材料を形成することができる（たとえば、スクリーン領域の近傍または遠方の材料をより大きくする）。
【０１４４】
図３４Ｂにおいては、工程３４３０にて、汚染土壌を土壌ボックスに投入する。土壌ボックスは、ガス処理入力を受け入れる上部開口を備える。また、土壌ボックスは、ガス処理出力を備える。さらに、土壌ボックスは、１つまたは複数のガス処理入口を備える。ガス処理入口は、ガス処理入力およびガス処理出力からの距離が凝縮距離よりも短くなるように、ガス処理入力とガス処理出力との間に配設されている。工程３４４０では、投入された土壌ボックスを処理チャンバに運んで処理する。
【０１４５】
いくつかの実施形態においては、土壌ボックスの出口を処理チャンバの排路と接続する台座支持を設けることができる。台座土壌ボックス支持は、絶縁された処理チャンバに対する土壌ボックスの設置および取り出しを容易化することができる。土壌ボックスは、その底部近傍に配置されたガス退出通路を有することができる。処理チャンバは、ガス退出通路に結合されて土壌ボックスからの処理ガスを受容するように構成された排路を有することができる。
【０１４６】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスと処理チャンバとの間の結合（たとえば、土壌ボックスのガス退出通路と処理チャンバの排路入口との間の接続）は、土壌ボックスが処理チャンバ内に配置された場合に、自動的にシールされるように構成可能である。処理チャンバは、土壌ボックスのガス退出通路の出口開口と整列するように配置可能な台座支持を具備可能である。また、台座支持は、ガス退出通路の開口出口と係合するように構成可能な開口入口を有することもできる。
【０１４７】
いくつかの実施形態においては、ガス退出通路の排路入口との接続によって、土壌ボックスを台座支持上に配置することができる。設置が行われると、収容された土壌の重量によって、土壌ボックス底部と台座土壌ボックス支持との間の接触を十分にシールすることができる。ガス退出通路の出口開口または排出通路の入口開口には、柔軟な編組リング等のシール材料を具備することによって、潜在的な漏出を抑えることができる。また、真空および／または加圧ガスを含むことにより、シールガスケットの吸い込みまたは土壌ボックスに対するガスケットの持ち上げ等、シールの改善を支援可能である。
【０１４８】
台座支持は、ガスケットシールと併せて、土壌ボックスの処理チャンバ内への結合を容易化することにより、土壌ボックス出口と処理チャンバ入口排路とを簡単に整列させることができる。また、台座支持には、土壌ボックスを処理チャンバ内に置くための持ち上げ構造を含むことができる。持ち上げ構造には、蒸気処理配置に至る蒸気抽出ラインとのガスケットシール接続を含むことができる。台座接続は、蒸気処理に至る土壌ボックス開口と蒸気抽出ラインとの間の熱膨張を補償するように構成可能である。いくつかの実施形態においては、台座接続によって、物理的な接続工程を不要とすることができる。
【０１４９】
図３５Ａおよび図３５Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの台座支持を示している。汚染土壌３５２５を収容した土壌ボックス３５２０は、高温乾燥処理ガス３５３０を受け入れる処理チャンバ３５１０内に配置可能である。土壌ボックス３５２０は、その底部近傍に配置されたガス退出通路３５７０を含むことができる。土壌ボックス３５２０のガス退出通路３５７０は、処理チャンバから退出する排路３５４０に結合可能である。ガス退出通路３５７０と排路３５４０との間の接続を容易化するため、台座支持３５８０を使用することができる。任意選択として、シールガスケット３５８５を設置することにより、ガス退出通路３５７０と排路３５４０との間のシールを改善することができる。
【０１５０】
土壌ボックスは、たとえばフォークリフトによって処理チャンバに配送可能である。また、土壌ボックスは、台座支持３５８０の上方に位置決めすることができる。シールガスケットは、土壌ボックス内または台座支持内に設置可能である。
【０１５１】
図３６Ａ〜図３６Ｄは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスと台座支持との間の異なるシール構成を示している。図３６Ａにおいては、台座支持３６８０にスプリングまたはベロー３６５０を結合可能であり、これによって、土壌ボックス３６２０の蒸気抽出ライン３６７０と処理チャンバの排出ライン３６４０との間のシールを可能とすることができる。図３６Ｂにおいては、スプリングまたはベロー３６５２上にガスケットシール３６８５を配置することによって、土壌ボックスのシールを改善することができる。ガスケットシール３６８５は、土壌ボックスにも結合可能である。図３６Ｃおよび図３６Ｄにおいては、任意選択としてガスケットシールを備えた１体構成のダイヤフラム３６５４または２体構成のダイヤフラム３６５６を使用することにより、土壌ボックスのシールを形成することができる。
【０１５２】
図３７Ａおよび図３７Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスと台座支持との間の別のシール構成を示している。土壌ボックス３７２０の蒸気抽出ライン３７７０は、底部に円錐形状の接続部３７７５を具備可能である。台座支持３７８０には、土壌ボックスが該台座支持３７８０上に配置された場合に、蒸気抽出ライン３７７０と排出ライン３７４０との間にシールを形成する係合円錐形状部３７８０を具備可能である。任意選択として、ガスケットシール３７８５を用いることにより、シールを改善することができる。
【０１５３】
いくつかの実施形態において、土壌ボックスは、フォークリフト等の機械によって取り扱われるハンドルを有することができる。ハンドルは、たとえば底部に孔を有することによって、土壌の捕集を回避するように設計可能である。
【０１５４】
図３８Ａおよび図３８Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスと台座支持との間のシール構成を示している。図３８Ａは、土壌ボックス３８２０と台座支持３８８０との間の分離構成を示している。図３８Ｂは、土壌ボックス３８２０と台座支持３８８０との間の係合構成を示している。台座支持の上部には、突起３８７０を設けることによって、土壌ボックスの開口との係合を容易化することができる。また、台座支持上にガスケットシール３８８５を配置することによって、土壌ボックスのシールを改善することができる。ガスケットシール３８８５は、土壌ボックスにも結合可能である。土壌ボックス３８２０には、開口を補強して、台座支持３８８０の突起３８７０と係合する部分３８２５を具備可能である。
【０１５５】
図３９Ａおよび図３９Ｂならびに図４０Ａおよび図４０Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスを示している。図３９Ａは、処理チャンバ３９００に対して１つまたは複数の土壌ボックス３９１０を挿入および取り出し可能な開口を処理チャンバの一端に含むことを示している。土壌ボックスは、高さがおよそ５フィート、幅が５フィート、長さは最大４０フィートが可能であるが、長さは８フィートと短くてもよく、この場合は、処理チャンバが２つ以上の土壌ボックスを保持するように構成されている。土壌ボックスは、ハウジング処理チャンバに挿入するとともに、フォークリフトまたは改良された積み込み機による容器の移動または摺動によって取り出すことができる。また、ドア３９０２を設けることができる。処理チャンバの一面には、ガス配送管路３９０４を設けることができる。また、土壌ボックスと係合する台座支持３９８０を設けることができる。
【０１５６】
図３９Ｂは、単一の処理チャンバに関するこのプロセスを示している。フォークリフトまたは改良された積み込み機を用いることにより、処理チャンバの位置に対して、土壌ボックスおよびそれに含まれる土壌を移送する。汚染土壌は、汚染現場で土壌ボックスに投入されたら、処理が完了して土壌処分現場への返却の用意が整うまで、土壌ボックスから取り出さることはない。
【０１５７】
図４０Ａは、絶縁された処理チャンバ閉鎖装置４００２が閉鎖位置にある状態の絶縁された処理チャンバ４０００を示している。図４０Ｂは、絶縁された処理チャンバ閉鎖装置が開放位置にある状態を示している。開放位置において、土壌４０９０が充填された土壌ボックス４０１０は、たとえばフォークリフトまたは積み込み機４００６によって、容易に設置または取り出し可能である。ガス配送管路４００４は、高温乾燥処理ガスをチャンバに供給可能である。急激な圧力上昇の場合には、爆発安全通気口４０６０によって、処理チャンバ４０００の加圧内容物の通気を行うことができる。安全通気口４０６０は、放出されたガスを上方に案内可能である。
【０１５８】
図４１Ａおよび図４１Ｂは、いくつかの実施形態に係る、台座支持を有する熱脱離プロセスのためのフローチャートを示している。図４１Ａにおいては、工程４１００にて、処理チャンバを形成する。処理チャンバは、土壌ボックスを受け入れるように構成されている。土壌ボックスは、土壌ボックス出口を備える。処理チャンバは、土壌ボックス出力に係合される排出出口を備える。工程４１１０では、台座支持を排出出口の内側に形成して、土壌ボックス出口とのシールを行う。
【０１５９】
図４１Ｂにおいては、工程４１３０にて、汚染土壌を土壌ボックスに投入する。土壌ボックスは、土壌ボックス出口を備える。工程４１４０では、投入された土壌ボックスを処理チャンバに運ぶ。土壌ボックス出口は、台座支持により処理チャンバの排出出口と係合して、シールを行う。
【０１６０】
図４２Ａ〜図４２Ｃは、いくつかの実施形態に係る、ハンドルを有する土壌ボックスの一例を示している。土壌ボックス４２２０は、その底部に設置された蒸気抽出ライン４２７０を有することができる。土壌ボックスの底部または側面には、フォークポケット４２６０を配置可能である。フォークポケットは、フォークリフトと併用するように構成可能である。フォークポケット４２６０は、土壌の捕集を回避する開口４２６５を有することができる。
【０１６１】
図４３Ａおよび図４３Ｂは、いくつかの実施形態に係る、土壌ボックスの別の例を示している。土壌ボックス４３２０は、その内部に配設された蒸気抽出ライン４３７０を具備可能である。蒸気抽出ライン４３７０が傾斜角を有するのに加えて、土壌ボックス４３２０についても、たとえば垂直からある角度を成す傾斜角側面を有することができる。垂直側面の代わりに傾斜側面を有することにより、ダンピング工程における土壌ボックスからの土壌の放出を支援可能である。傾斜角は、０．５〜２°等、０．２〜５°とすることができる。たとえば、土壌ボックスは、幅５フィート、長さ８フィート、高さ５．５フィートの寸法を有することができ、土壌ボックスの側面は、上部開口４３１０を約１インチ広げられるように傾斜可能である。円錐形状の蒸気抽出ライン４３７０を図示しているが、円筒形状４３７５または上掲したような他の形状を使用することもできる。
【０１６２】
蒸発脱離土壌汚染除去・汚染再生装置の動作は、絶縁された処理チャンバ閉鎖装置の開放および汚染土壌を収容する土壌ボックスの設置により開始となる。そして、閉鎖装置を閉鎖し、処理ガスを導入する。処理ガスが流れると、ガス抽出ファンが利用可能となる。
【０１６３】
入口温度が所望の動作温度へと上昇する際に、処理ガス入口および出口の温度を監視する。熱交換器の冷却およびガス抽出ファンを通る流れは、所望の動作温度を維持するとともに熱酸化機の燃料消費を調整するため、変更するようにしてもよい。
【０１６４】
チャンバに流入した乾燥高温処理ガスは、熱伝導性の土壌ボックスの周りを流れ、容器側面による伝導によって容器およびその内部の土壌を加熱する。ガスは、土壌ボックスの上部に露出した土壌へと流れた後、土壌を通って流れることにより直接接触で熱を伝え、土壌を通って土壌ボックスの下部のすり割りまたは穿孔導管ガス退出通路まで伝搬する間に、揮発性汚染物質を捕獲（脱離）する。土壌ボックスの壁および床の伝熱と土壌を降下する高温乾燥空気の流れによる熱対流との組み合わせによって、土壌が一様に加熱され、均一に処理され易くなる。そして、揮発性汚染物質を含む高温空気は、ガス退出通路穿孔を通って流れ、処理チャンバから退出する。
【０１６５】
処理チャンバの出口温度が大幅に低下し、熱酸化機に相当なエネルギーが必要となった場合は、処理がその最終段階を完了したことを示している。そこで、熱酸化機のエネルギー供給をオフにして、運転を停止し始める。処理チャンバが十分に冷えたら、熱交換器およびガス抽出ファンをオフにする。そして、清浄な土壌を含む土壌ボックスを取り出すようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
2016522742.tif 000010
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ−２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２６Ｅ】
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【図２６Ｆ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３１Ｄ】
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【図３１Ｅ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３６Ｄ】
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【図３７Ａ】
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【図３７Ｂ】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９Ａ】
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【図３９Ｂ】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１】
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【図４２Ａ−４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【国際調査報告】
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