กระบวนการ Electro Thermal Dynamic Stripping ( ET-DSP ) เป็น เทคโนโลยี การฟื้นฟูสิ่งแวดล้อมด้วยความร้อนแบบin situ ที่ได้รับการจด สิทธิบัตร ซึ่งคิดค้นโดยบริษัท McMillan-McGee Corporation เพื่อทำความสะอาดพื้นที่ปนเปื้อน ET-DSP ใช้พลังงานไฟฟ้าสามเฟส ที่หาได้ง่าย ในการให้ความร้อนแก่ใต้พื้นดินด้วยอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดจะถูกวางไว้ที่ระดับความลึกและตำแหน่งต่างๆ ในชั้นหินกระแสไฟฟ้าที่ส่งไปยังอิเล็กโทรดแต่ละตัวจะถูกควบคุมอย่างต่อเนื่องด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อให้ความร้อนแก่บริเวณปนเปื้อนเป้าหมายอย่างสม่ำเสมอ^{[ 2 ]}

ความแตกต่างระหว่างการให้ความร้อนด้วยความต้านทานไฟฟ้า (ERH)และ ET-DSP คือการถ่ายเทความร้อนเนื่องจาก การพาความ ร้อนน้ำที่ฉีดเข้าไปรอบๆ ขั้วไฟฟ้า ET-DSP จะถูกทำให้ร้อนและไหลออกไปในแนวรัศมีไปยังบ่อสกัดสุญญากาศ ทำให้ชั้นหินร้อนขึ้นในกระบวนการ ความแตกต่างระหว่าง ERH และ ET-DSP แสดงอยู่ในสมการควบคุม

สมการควบคุมสำหรับการทำความร้อนด้วยความต้านทานไฟฟ้า (ERH) มีดังนี้

${\displaystyle {\bar {\rho \,\!c}}\left({\frac {\partial T}{\partial t}}\right)\ ={\bar {\lambda }}\left({\frac {\partial ^{2}T}{\partial t^{2}}}+{\frac {1}{r}}{\frac {\partial T}{\partial r}}\right)+{\frac {1}{\bar {\sigma }}}\left({\frac {I}{2{\pi }Lr}}\right)^{2}}$

ที่ไหน${\displaystyle {\bar {\rho \,\!c}}}$คือค่าความจุความร้อนรวมของโครงสร้างนั้น T คืออุณหภูมิ และ t คือเวลา${\displaystyle {\bar {\แลมบ์ดา \,\!}}}$คือค่าการนำความร้อน${\displaystyle {\bar {\sigma \,\!}}}$σ คือค่าการนำไฟฟ้า , I คือกระแสไฟฟ้าและ L คือความยาวของอิเล็กโทรด

สมการควบคุมสำหรับกระบวนการ Electro Thermal Dynamic Stripping Process (ET-DSP) มีดังนี้

${\displaystyle {\bar {\rho \,\!c}}\left({\frac {\partial T}{\partial t}}\right)\ ={\bar {\lambda }}\left({\frac {\partial ^{2}T}{\partial t^{2}}}+{\frac {1}{r}}{\frac {\partial T}{\partial r}}\right)+{\frac {1}{\bar {\sigma }}}\left({\frac {I}{2{\pi }Lr}}\right)^{2}-\underbrace {\rho _{w}\,\!c_{w}{\frac {Q}{2{\pi }Lr}}{\frac {1}{r}}{\frac {\partial T}{\partial r}}} _{Convection}}$

ที่ไหน${\displaystyle \rho _{w}}$คือความหนาแน่นของน้ำ${\displaystyle \!c_{w}}$คือค่าความร้อนจำเพาะของน้ำ และ Q คืออัตราการฉีดน้ำ

อิเล็กโทรด ET-DSP ถูกวางไว้ในบริเวณที่ปนเปื้อนและได้รับการออกแบบมาเพื่อให้สามารถใช้ไฟฟ้าสามเฟสแบบทั่วไปในการให้ความร้อนแก่ดินได้ ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดและตำแหน่งของอิเล็กโทรดจะถูกกำหนดจาก กลไกการ ถ่ายเทความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการสกัดไอ การให้ความร้อนด้วยไฟฟ้า และการเคลื่อนที่ของของเหลวในบริเวณที่ปนเปื้อน

เพื่อกำหนดรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดของอิเล็กโทรดและบ่อสกัด จึงใช้แบบจำลองความร้อนแบบหลายเฟส หลายองค์ประกอบ และ 3 มิติ ในการจำลองกระบวนการ นอกจากนี้ยังใช้แบบจำลองเชิงตัวเลขในการออกแบบระบบจ่ายพลังงาน (PDS) ความต้องการพลังงานจากผู้ให้บริการไฟฟ้า และความต้องการเงินทุนของโครงการ

การให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าจะเพิ่มอุณหภูมิของดินและน้ำใต้ดินโดยการนำกระแสไฟฟ้าผ่านน้ำที่อยู่ภายในเนื้อดินซึ่งมีความต้านทานสูง การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะเพิ่มความดันไอของสารปนเปื้อนที่ระเหยง่ายและกึ่งระเหยง่าย ทำให้สารเหล่านั้นระเหยได้ง่ายขึ้นและสามารถนำไปสกัดได้ด้วยวิธีการทั่วไป เช่นการสกัดไอจากดิน

ET-DSP ใช้ระบบควบคุมแบบกระจายเวลา (TDC) และการซิงโครไนซ์ระหว่างเฟส (IPS) เพื่อควบคุมกำลังไฟฟ้าที่ส่งไปยังอิเล็กโทรด กระบวนการนี้ควบคุมปริมาณและจังหวะเวลาในการส่งกำลังไฟฟ้าไปยังอิเล็กโทรดแต่ละตัว หากอิเล็กโทรดอยู่ในบริเวณที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงซึ่งส่งผลให้เกิดจุดเย็น กำลังไฟฟ้าที่ส่งไปยังอิเล็กโทรดในบริเวณเหล่านั้นสามารถเพิ่มขึ้นได้เพื่อให้ความร้อนแก่โครงสร้างอย่างสม่ำเสมอ TDC และ IPS ควบคุมคลื่นไซน์ ไฟฟ้า สามเฟสในระดับมิลลิวินาที ทำให้สามารถควบคุมแต่ละเฟสได้อย่างอิสระ

ก่อนการดำเนินงานตามแผน ET-DSP จะมีการรวบรวมข้อมูลพื้นที่ เช่น โครงสร้างพื้นฐานบนพื้นผิว การใช้ที่ดินโดยรอบ การใช้พื้นที่ในระยะสั้นระหว่างการฟื้นฟู ลักษณะทางธรณีวิทยาใต้ผิวดิน ความลึกของระดับน้ำใต้ดิน ลักษณะการแพร่กระจายของสารปนเปื้อน ประเภทของสารปนเปื้อน การกระจายตัวของสารปนเปื้อน และระยะเวลาที่จำเป็นในการบรรลุอุณหภูมิเป้าหมาย มีการใช้ ซอฟต์แวร์จำลองและวิเคราะห์เชิง ตัวเลข ร่วมกับการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการเพื่อกำหนดกลยุทธ์การฟื้นฟูด้วยความร้อนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นที่นั้น

การสร้างแบบจำลองเชิงตัวเลขมีความสำคัญในการกำหนดค่าการจัดเรียงอิเล็กโทรดที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของรูปแบบ รูปร่าง และระยะห่าง ข้อกำหนดด้านแหล่งจ่ายไฟ การซิงโครไนซ์พลังงาน อุณหภูมิเป้าหมายที่เหมาะสม และเวลาโดยประมาณที่จะบรรลุอุณหภูมิเป้าหมาย

กระบวนการ Electro Thermal Dynamic Stripping (ET-DSP) กำลังถูกนำไปใช้ในแหล่งน้ำมันทราย Athabascaเพื่อกู้คืนบิทูเมนและน้ำมันหนักด้วยความร้อนโดย ET Energy Limited กระบวนการทางความร้อนด้วยไฟฟ้าจะแปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนโดยการเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าผ่านชั้นหินโดยใช้อิเล็กโทรดกระตุ้น สามารถควบคุมเส้นทางของกระแสไฟฟ้าและโปรไฟล์อุณหภูมิที่จะเกิดขึ้นในแหล่งสะสมได้อย่างมากโดยการปรับความถี่ในการทำงานและระยะห่างของตัวกระตุ้น^{[ 3 ]}กระบวนการทางความร้อนด้วยไฟฟ้าแทบจะไม่มีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการฉีดเข้าสู่ชั้นหินเริ่มต้นที่ต่ำมาก การถ่ายเทความร้อนที่ไม่ดี และความเป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมการเคลื่อนที่ของของเหลวและก๊าซที่ฉีดเข้าไปอย่างเพียงพอ^{[ 3 ]}

• เว็บไซต์ของบริษัท McMillan-Mcgee Corporation
• เว็บไซต์ของ ET Energy Limited