EA022854B1

EA022854B1 - Экологически безопасная обработка криогенными текучими средами в конденсированной фазе

Info

Publication number: EA022854B1
Application number: EA201070275A
Authority: EA
Inventors: Роналд Де Струлле
Original assignee: Роналд Де Струлле
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2016-03-31
Also published as: EP2190598B1; WO2009023032A2; EP2190598A2; AP2010005193A0; EA201070275A1; WO2009023032A3

Abstract

Разработаны системы, способы и устройства, предназначенные для использования криогенной текучей среды в основном в конденсированной фазе для удаления и извлечения, например разлитой сырой нефти и других продуктов, связанных с разливом нефти, из морских/водных и наземных окружающих сред. В некоторых вариантах осуществления разработаны системы и устройства, предназначенные для подачи криогенной текучей среды в основном в конденсированной фазе на некоторый объем разлитой нефти и, кроме того, имеющие конструкции для сбора разлитой нефти. Некоторые варианты осуществления являются экологически нейтральными. Также могут быть удалены вещества, отличные от нефти.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к экологически безопасной обработке криогенными текучими средами в конденсированной фазе (СРСР - сопйепвей рйаве сгуодешс йшйв).

Предпосылки создания

Вслед за произошедшим в 1989 г. разливом нефти из танкера Еххоп УаИе/ были приняты многочисленные меры для борьбы с разливом. Было выполнено пробное сжигание во время ранних стадий разлива в малой зоне разлива, изолированной от остальной части огнестойким боновым заграждением. Испытание имело сомнительный успех, и вследствие неблагоприятных ветров и погоды (например, региональной метеорологической динамики) и отрицательного возможного влияния на качество воздуха и окружающую среду в целом (например, в виде воздействий на природу) не было предпринято попыток никакого дополнительного сжигания в течение последующих 16 лет данных (продолжающихся) усилий по борьбе с разливом. Механическая очистка была начата вскоре после этого посредством использования боновых заграждений и нефтесборщиков, но технические проблемы, обусловленные толщиной слоя нефти и бурыми водорослями, для которых характерна тенденция засорения оборудования, стали серьезной проблемой. 24 марта 1989 была нанята частная компания для нанесения диспергатора посредством использования вертолета и лопаток для нанесения диспергатора. Однако результаты и/или полученные данные показали, что было недостаточно волнового воздействия для смешивания нефти и диспергатора, и применение данного способа также было прекращено. Разложение и побочные продукты диспергирующих добавок и/или реакций с составляющими нефти и нефтепродуктами стали проблемой для многих. Другая проблема возникла вследствие того, что невозможно было быстро обеспечить наличие нефтесборщиков в течение критических первых 24 ч после разлива, то есть критического периода для времени реагирования, при борьбе с последствиями для живой природы и уязвимых экосистем.

Работая с береговой охраной США, которая официально возглавляла борьбу с разливом, компания Еххоп предприняла усилия по очистке, которые, как утверждается, превысили по затратам, объему и тщательности все предыдущие операции по борьбе с разливами нефти. Помимо работников компании Еххоп более 11000 жителей Аляски работали во всем регионе, помогая восстанавливать окружающую среду. Через три года после разлива в 1992 г. береговая охрана объявила очистку завершенной. Тем не менее, до настоящего времени сохраняются многие экологические проблемы, и живая природа попрежнему восстанавливается после данной катастрофы.

Случай с танкером Еххоп Уа1бе/ наряду со стандартными способами борьбы с разливами нефти и результатами работ по очистке и усилий по восстановлению при последующих разливах показывают, что современные методики и технологии, используемые при борьбе с разливами сырой нефти и нефтепродуктами, далеки от идеальных. Воздействия на окружающую нас среду и локальную экологию, вызванные разливами нефти, являются существенными и остаются серьезной проблемой.

Проблема в значительной степени обусловлена естественными свойствами нефти или самой основы загрязняющих веществ: ее несмешиваемостью, ее склонностью диспергировать по поверхности воды (или образовывать тонкие пленки), ее вязкостью (которая, например, приводит к удушению водоплавающих птиц и млекопитающих или прилипанию к прибрежным скалам), ее потенциальной токсичностью и характером и/или длительностью данных воздействий загрязняющих веществ. Кроме того, разлитая нефть может варьироваться от низковязких текучих сред, содержащих (в разных частях) летучие и/или горючие компоненты, до высоковязких и очень густых или смолоподобных веществ. Таким образом, трудно собрать и эффективно удалить нефть и другие несмешивающиеся загрязняющие вещества как из массы воды, где происходит разлив, так и из окружающих зон окружающей среды, например берегов, скал и других естественных сред обитания.

Сущность изобретения

В соответствии с одним аспектом изобретения разработаны система, способ и/или устройство для использования криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной фазе для цели(-ей) очистки, извлечения и/или удаления, например, разлитой сырой нефти, продуктов нефтепереработки, побочных продуктов и продуктов переработки нефти, фармацевтических препаратов на липидной основе, активных химических веществ, токсичных или ядовитых отходов и/или разливов других гидрофобных или несмешивающихся продуктов из морских/водных и наземных сред и восстановления данных сред. Также может быть обеспечено удаление веществ, отличных от нефти. В некоторых вариантах осуществления разработаны конструкции для судов, систем удаления загрязняющих веществ, разбрызгивающих устройств и других устройств, предназначенные для использования при доставке, распределении и/или подаче криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной фазе в объем разлитой нефти или другого несмешивающегося вещества, наряду с конструкциями для сбора, хранения и удаления отделенной нефти или других разлитых материалов и приборами для исследования/мониторинга в реальном времени условий разлива, загрязняющих отходов и/или эффективности операции удаления загрязняющих веществ. Некоторые варианты осуществления являются экологически безвредными.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой пример системы удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 2 иллюстрирует некоторые характеристики жидкого азота.

- 1 022854

Фиг. 3 иллюстрирует пример способа удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 4 иллюстрирует пример центральной станции (1шЬ).

Фиг. 5 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе (СРСР).

Фиг. 6 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 7 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 8 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 9 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 10 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 11 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 12 иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 13 иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 14А и 14В иллюстрируют пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 15 иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 16А иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 16В иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 17 иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 18А иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 18В иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 18С иллюстрирует пример устройства для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 19Α-19Ό иллюстрируют пример резервуара для отходов.

Фиг. 20 иллюстрирует пример устройства для удаления загрязняющих веществ.

Фиг. 21 и 22 иллюстрируют вязкостное агломерирование, увеличение скопления, инкапсуляцию и отделение посредством поглощения в кристаллической решетке.

Подробное описание

Нижеприведенное представляет собой описание предпочтительных вариантов осуществления, а также некоторых альтернативных вариантов осуществления систем, способов и устройств для экологически безопасной обработки посредством использования криогенных текучих сред, по существу, в конденсированной фазе (СРСР). В качестве экологически безвредной технологии или операции удаления загрязняющих веществ может рассматриваться такая, которая не предусматривает ни использования в качестве активного вещества в любом процессе очистки или на любой операции удаления загрязняющих веществ, ни транспортировки к месту разлива или восстанавливаемой окружающей среде для использования, по существу, в качестве активного вещества, какого-либо материала, который не является природным или обычным для данной окружающей среды или экосистемы (то есть обычно обнаруживаемым в данной окружающей среде или экосистеме) и/или уже присутствующим в данной окружающей среде или экосистеме.

Кроме того, данное изобретение относится, например, к очистке от сырой нефти, продуктов нефтепереработки и других видов разлитых нефтепродуктов, фармацевтических препаратов на липидной основе и/или других гидрофобных или несмешивающихся веществ; кроме того, оно относится к таким сопутствующим сферам, как локализация распространения, ограждение и удаление подобных вредных загрязняющих и/или разлитых субстратов, а также к некоторым методикам критического реагирования в случае террористических угроз и/или в случаях, включающих размещение вредных активных химических веществ, радиологических и/или биологических средств.

Криогенные текучие среды в конденсированной фазе, такие как насыщенные жидкие состояния или конденсированные фазы сжиженного воздуха, сжиженного азота, сжиженного гелия, аргона и т.д., могут обеспечить наличие жизнеспособных методов, используемых при борьбе с разливами нефти и операциях извлечения, восстановления состояния окружающей среды и других применениях.

Процессы, в которых используются криогенные текучие среды в конденсированной фазе, имеют множество применений при устранении от маломасштабных до крупномасштабных разливов сырой нефти, углеводородов и побочных продуктов нефтепереработки и/или других несмешивающихся субстратов (подобных указанным выше и рассмотренным дополнительно ниже) с открытых океанических вод, прибрежных вод, внутренних водных путей и других морских или водных организмов. Процессы с использованием криогенных текучих сред в конденсированной фазе также хорошо подходят для использования в уязвимых экосистемах и граничных зонах, например от эстуариев, заболоченных территорий и при- 2 022854 родных заповедников до берегов, парков и скалистых зон береговых линий, а также для сухопутных зон (где они применимы как для смешивающихся, так и для несмешивающихся веществ), например нефтеперерабатывающих заводов, электростанций, трубопроводов, аэропортов. Другие независимые применения - это применения для тушения пожаров на нефтяных скважинах и нефтяных месторождениях, поджогов и экстремальных пожаров (пожаров высокой интенсивности или распространяющихся с высокой скоростью); при удалении опасных коррозионных и/или активных химикатов, вредных и токсичных отходов, а также опасных биологических, химических и радиологических средств, причиной применения которых является, например, умышленное распространение и/или террористические угрозы.

Признаком, общим для технологий с использованием криогенных текучих сред в конденсированной фазе, в некоторых вариантах осуществления является то, что способы, системы и устройства являются экологически нейтральными. Экологическая нейтральность или экологически нейтральное удаление загрязняющих веществ совместимы с устойчивым развитием. Другими словами, в экологически нейтральном процессе или операции восстановления (удаления загрязняющих веществ) не предусмотрено ни использование в качестве активного средства в каком-либо процессе очистки или на какой-либо операции восстановления окружающей среды, ни транспортировка к месту разлива для использования в качестве активного средства удаления загрязняющих веществ, какого-либо материала, который не является природным или обычным для данной окружающей среды или экосистемы (то есть обычно обнаруживаемым в данной окружающей среде или экосистеме) и/или уже присутствующим в данной окружающей среде или экосистеме.

Например, в некоторых способах используется сжиженный азот и/или сжиженный воздух. Изменяется только фаза или состояние от газа до конденсированной жидкости. Простое введение воздуха (или повторное введение воздуха, который был сжижен) не оставляет после себя ничего такого, что не является обычным для данной окружающей среды, и/или ничего такого, чего уже не было в экосистеме. Аналогичным образом, азот является преобладающим компонентом воздуха, и, следовательно, его присутствие также является экологически нейтральным. В некоторых вариантах осуществления сжиженный азот или сжиженный воздух получают на месте.

Общее представление и основные положения

Нижеизложенное включает в себя описание некоторых общих принципов, относящихся к некоторым вариантам осуществления, и некоторых потенциально релевантных научных основ для данных общих принципов.

Вообще говоря, низкотемпературные сжиженные газы (например, жидкий воздух, азот, диоксид углерода, неон, аргон, гелий) могут быть использованы для замораживания нефти и других несмешивающихся веществ, которые были разлиты в соленой водной (например, океанической) или пресной водной (например, акватической) среде. Тем не менее, важным моментом является то, будут или нет нефть или несмешивающиеся вещества, замороженные таким способом, оставаться в твердом виде достаточно долго, для того чтобы их можно было эффективно собрать и удалить из зоны разлива экономичным и технологически осуществимым образом. С учетом термодинамических, гидромеханических, химических и физических свойств вовлеченных веществ (например, свойств разлитой нефти или несмешивающегося субстрата, образующегося в результате вязкого или твердого продукта, гидравлических и термодинамических свойств водной среды и эффектов добавления криогенных текучих сред к ней, количественных физических характеристик различных криогенных газов и т.д.) раскрыты определенные способы, системы и устройства, предназначенные для использования и подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе (СРСР) в зону разлива и извлечения твердой смешанной фазы (замерзшего льда и нефти) или твердой композиции из водяного льда и несмешивающегося загрязняющего вещества.

Большая часть вариантов осуществления облегчает доставку и распределение криогенной текучей среды в насыщенной жидкой или конденсированной фазе (например, сжиженного азота в насыщенном жидком состоянии) с учетом соответствующих химических и термодинамических свойств. В большинстве вариантов осуществления желательно максимизировать количество криогенной текучей среды в конденсированной фазе, распределенной по разлитой нефти. Один способ достижения этого - это подача криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат при атмосферном давлении. Исходя из данных химических и термодинамических свойств, доступности, легкости/трудности производства и транспортировки и относительной стоимости применимых криогенных текучих сред в большинстве вариантов осуществления используется насыщенная жидкость или конденсированная фаза сжиженного азота и/или сжиженного воздуха. Оба данных материала могут быть или получены непосредственно на месте разлива (например, на борту соответствующего судна или баржи), или перемещены к месту разлива (например, в танкерах, посредством вертолетов и самолетов, грузовых автомобилей или иным образом).

Подача криогенной текучей среды в насыщенной жидкой или конденсированной фазе вызывает существенные химические и физические изменения в гидрофобных субстратах (например, в сырой нефти, побочных продуктах при добыче сырой нефти или побочных продуктах нефтяной промышленности, углеводородах и нефтепродуктах, липидах или других несмешивающихся субстратах), в структуре кристаллической решетки водяного льда и/или в динамике твердой фазы композиции из замерзших льда и

- 3 022854 нефти. Данные изменения могут быть обусловлены ролью гидрофобности - при вязкостном агломерировании, увеличении скопления и инкапсуляции и/или отделении за счет поглощения в кристаллической решетке - подобных углеводородов, липидов и/или несмешивающихся веществ, а также при максимизации отношения количества нефти к количеству воды при очистке и удалении данных разлитых нефти и несмешивающихся субстратов из масс воды, с морских/водных организмов, наземных систем, берегов и скалистых береговых линий и из экосистем эстуариев и других уязвимых экосистем (например, заболоченных территорий и заповедников для мигрирующих объектов живой природы). Однако подобная обработка посредством использования криогенной текучей среды в конденсированной фазе в наземных или сухопутных системах никоим образом не ограничена гидрофобными или несмешивающимися веществами и не связана ограничениями, обусловленными данными веществами, и применима в большинстве случаев.

Химические и/или физические изменения криогенно вызываются в окружающей среде для воздействия: а) на удаляемые гидрофобные субстраты (например, сырую нефть) или несмешивающиеся вещества с точки зрения существенного повышения вязкости и средней плотности данных субстратов (что приводит к заметному повышению легкости обращения с данными субстратами) за счет эффектов гидрофобности; Ь) на структуру кускового водяного льда, когда он подвергается изменениям в кристаллической решетке, и/или с) на динамику твердой фазы композиции из (замерзшей) нефти и льда в смешанном состоянии. На свойства композиции из замерзшей нефти и льда влияет структура кускового водяного льда, когда он подвергается нескольким изменениям кристаллической решетки. По меньшей мере два из данных изменений кристаллической решетки относятся к изменениям формы (геометрических характеристик) кристаллов льда, в то время как два изменения представляют собой переходы в аморфные твердые состояния. Подобные изменения зависят от быстрого снижения температуры, вызываемого за счет подачи криогенной текучей среды в насыщенной жидкой фазе (например, сжиженного азота или воздуха, который находится в жидком состоянии, а не в парообразном или смешанном состоянии). Данные изменения могут быть вызваны, для того чтобы способствовать очистке от разлитого субстрата и восстановлению окружающей среды.

Данные изменения гидрофобности (химические) и в структуре решетки (кристаллические) или твердой фазы (физические) удаляемых загрязняющих веществ, в водной среде или объемной текучей среде или в удаляемом композиционном материале (например, в композиции из нефти и льда) приводят к трем независимым методикам или технологиям борьбы с разливами нефти и других загрязняющих отходов:

a) вязкостному агломерированию;

b) увеличению скопления и инкапсуляции и

c) отделению посредством поглощения в кристаллической решетке.

Данные три методики могут быть использованы стратегически при рассмотрении специфических свойств загрязняющих материалов, подлежащих удалению, и/или состояния рабочей среды. Таким образом, некоторые варианты осуществления обеспечивают возможность выбора методик, которые являются специфическими для заданного субстрата или класса гидрофобных субстратов и/или для определенных условий разлива, и обеспечивают возможность достижения более легкой изоляции, транспортировки и удаления подобных загрязняющих материалов, в результате чего обеспечивается, по существу, более легкая и быстрая очистка от разлитой нефти и других несмешивающихся субстратов. В сущности, более тяжелая нефть лучше подходит для вязкостного агломерирования и увеличения скопления и инкапсуляции, в то время как более легкая нефть лучше подходит для изоляции (отделения) посредством поглощения в кристаллической решетке.

Проще говоря, вязкостное агломерирование относится к увеличению вязкости и плотности несмешивающегося субстрата при нанесении на него криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Вязкость несмешивающегося субстрата увеличивается до значения, при котором с ним можно обращаться как с твердым веществом или подобным твердому веществу. Это обусловлено гидрофобным эффектом, при котором несмешивающийся субстрат скатывается в комки и отталкивает водную или гидрофильную объемную среду. Увеличение скопления и инкапсуляция подобно вязкостному агломерированию основаны на гидрофобных характеристиках несмешивающегося субстрата, то есть в тех случаях, когда при нанесении на него криогенной текучей среды в конденсированной фазе несмешивающийся субстрат скапливается вместе, и его толщина увеличивается, или он подвергается агломерированию, отталкивая окружающую воду или водную объемную среду и образуя мениск. Подача дополнительной криогенной текучей среды в конденсированной фазе обеспечивает дополнительное охлаждение вязкого агломерата и увеличение его скопления до еще более плотного (более уплотненного) вещества. Таким образом, появляется мениск, сначала в виде вязкого агломерата, который затем при дальнейшем нанесении (подаче) криогенной текучей среды в конденсированной фазе по мере того, как он продолжает скапливаться, становится инкапсулированным в сплошной массе воды и льда по мере снижения (локального) температуры водной объемной среды. В случае более легкой нефти и более легких несмешивающихся веществ, то есть в том случае, когда гидрофобные эффекты (и, следовательно, изменения вязкости) менее выражены, нефть или несмешивающееся вещество инкапсулируется в водяной лед в более жидком виде

- 4 022854 (например, можно захватить большой кусок льда и увидеть карманы с инкапсулированной нефтью или несмешивающимся веществом, которые могут свободно плавать в определенных карманах). Затем с несмешивающимся субстратом можно обращаться как с твердым веществом (композицией изо льда и нефти); в данном случае инкапсулированный продукт будет захвачен в твердой кристаллической решетке льда. При образовании посредством нанесения криогенной текучей среды в конденсированной фазе способом, аналогичным образованию твердого вещества из вещества, подобного густой смоле, в случае вязкого агломерата, методика инкапсуляции обеспечивает захватывание нефти или несмешивающегося вещества в зонах объемного сплошного массива водяного льда, и данное вещество остается более текучим или скапливается и становится более вязким в зависимости от свойств несмешивающегося вещества (или типа нефти); в то время как при использовании методики агломерирования отсутствует объемный лед, и нефть или несмешивающееся вещество (обычно из более тяжелого или плотного продукта) становится достаточно вязкой (вязким) или смолоподобной(-ым), подлежащим удалению или непосредственному устранению. Поглощение в кристаллическую решетку происходит при более длительном подвергании воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе и охлаждении льда и нефти в смешанном состоянии до температуры ниже приблизительно 100 К (100 К или «-173°С) и оптимально при охлаждении до температуры от «60 до 90 К (от «-213 до -183°С), когда водяной лед подвергается переходу в аморфную твердую фазу (называемую аморфной сплошной массой замерзшей воды или Λδ\ν - атотрйоик κοίίά \\Шсг). При данном переходе в кристаллической решетке водяного льда или динамике твердой фазы вещества в смешанном состоянии несмешивающийся субстрат поглощается или впитывается в поры аморфной структуры.

Физическая химия и/или материаловедение, связанные с данным процессом, описывают криогенно вызванные изменения в разлитой нефти или других несмешивающихся загрязняющих субстратах или с точки зрения вызванных гидрофобных эффектов, которые приводят к вязкостному агломерированию, или (при дальнейшем охлаждении) с точки зрения увеличения скопления и инкапсуляции несмешивающегося загрязняющего вещества. При нанесении дополнительной криогенной текучей среды в конденсированной фазе и снижении локальной температуры до температуры ниже термодинамического порогового значения, составляющего приблизительно 100 К или «-173°С (при этом точная температура перехода также определяется соленостью, мутностью, концентраций детритового органического углерода и других специфических свойств объемной среды в месте разлива), физические изменения и/или изменения материалов происходят в кристаллической решетке водяного льда и объемной среде; получающаяся в результате динамика твердой фазы нефти и льда в смешанном состоянии в пределах аморфной структуры водяного льда обеспечивает отделение (изоляцию) разлитой нефти или несмешивающегося загрязняющего вещества посредством процесса поглощения в кристаллической решетке.

Автор изобретения полагает, что вышеприведенные научные принципы уместны и рассматриваются в интересах обеспечения полного раскрытия. Данные принципы не следует воспринимать как ограничивающие варианты осуществления каким-либо образом.

Фиг. 1 иллюстрирует вариант осуществления системы 100, предназначенной для экологически безвредного удаления связанных с разливом нефти загрязняющих веществ и тому подобного. Система 100 может вызывать вязкостное агломерирование разлитого субстрата или увеличение его скопления и инкапсуляцию и/или отделение посредством поглощения в кристаллической решетке. Система включает в себя источник 101 криогенной текучей среды в конденсированной фазе. В некоторых вариантах осуществления источник 101 криогенной текучей среды в конденсированной фазе представляет собой один или более изолированных резервуаров, которые выполнены с возможностью удерживания содержимого в жидком состоянии, вместе с насосом, предназначенным для регулирования давления в подающей трубе 110. Один пример варианта осуществления источника 101 криогенной текучей среды включает в себя сосуд Дьюара или вакуумный резервуар. Подобные резервуары часто используются для хранения жидкостей, которые становятся газообразными при температурах, которые существенно ниже температуры окружающей среды, таких как азот. Утечка тепла в чрезвычайно холодную внутреннюю часть резервуара приводит к медленному выкипанию жидкости, так что необходимо узкое незакупоренное отверстие или закупоренное отверстие, защищенное предохранительным клапаном, для предотвращения увеличения давления и разрушения сосуда. Отличная изоляция сосуда Дьюара приводит к очень медленному кипению, и, таким образом, содержимое остается жидким в течение длительного времени без необходимости в дорогом холодильном оборудовании. Улетучившаяся жидкость, которая выкипает, может быть уловлена, сжата (или охлаждена иным образом) и повторно введена в резервуар для уменьшения потерь текучей среды.

Источник 101 криогенной текучей среды в конденсированной фазе может содержать, например, жидкий азот, который был образован в месте промышленного производства и позднее адаптирован для использования вместе с системой 100. Альтернативно, источник 101 криогенной текучей среды в конденсированной фазе может хранить сжатый газ 102 из окружающей среды, например сжиженный атмосферный воздух. Один способ превращения воздуха в криогенную текучую среду - это способ, реализуемый посредством использования многоступенчатого компрессора или системы каскадного сжижения.

- 5 022854

Термин многоступенчатый компрессор может обозначать или один компрессорный агрегат с множеством ступеней сжатия (например, многоступенчатый центробежный компрессор с общим валом), или ряд физически отдельных компрессорных агрегатов (например, два или более одноступенчатых компрессоров, последовательно соединенных в рабочем состоянии, при этом выходное отверстие первого компрессора обеспечивает подачу во всасывающее отверстие компрессора, расположенного далее по ходу потока).

В системе каскадного сжижения используется ряд контуров охлаждения, каждый из которых имеет один холодильный агент и которые предназначены для охлаждения потока природного газа до последовательно более низких температур. Некоторые каскадные системы работают, по существу, следующим образом. В первом контуре охлаждения в качестве холодильного агента используется пропан для охлаждения газа до температуры, составляющей приблизительно -40°Р (-40°С), и для конденсации холодильного агента, используемого во втором замкнутом контуре. Во втором контуре охлаждения в качестве холодильного агента используется или этан, или этилен для охлаждения газа до температуры, составляющей приблизительно -120°Р (-84,4°С), и для конденсации холодильного агента, используемого в третьем контуре. В третьем контуре в качестве холодильного агента используется метан или азот для дальнейшего охлаждения и конденсации газа. Основными элементами оборудования в каскадной системе являются компрессоры (по меньшей мере, один компрессор для каждого холодильного агента), система с охлаждающей водой или устройства для охлаждения окружающего воздуха, сборники холодильных агентов, расширительные клапаны и многочисленные теплообменники. В интересах обеспечения эффективности использования энергии многие из теплообменников и других частей контуров охлаждения могут быть сгруппированы внутри одного или нескольких теплоизолированных кожухов. Подвижные (или транспортабельные) системы многоступенчатого сжатия и каскадного сжижения в настоящее время поставляются на рынок производителями криогенных систем.

Управляющее устройство 104 предусмотрено, среди прочего, для мониторинга состояния источника 101 криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Управляющее устройство 104 получает сигналы от источника 101 криогенной текучей среды, указывающие, например, на температуру текучей среды, интенсивность выкипания и/или другие потери, количество остающейся текучей среды и давление. Управляющее устройство 104 может иметь вид персонального компьютера, процессора специального назначения или программируемого контроллера (ПК). Управляющее устройство 104 также управляет насосом в источнике 101 текучей среды для изменения давления в подающей трубе 110. В некоторых вариантах осуществления предпочтительная подающая труба 110 имеет вакуумную изоляцию.

Клапанные узлы 103 соединены с источником 101 криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Клапаны 103 выполняют две функции: а) регулирование фаз текучей среды, то есть давлений жидкой и паровой фаз криогенной текучей среды в конденсированной фазе; данный узел служит в качестве перепускного клапана (клапанное устройство для выпуска пара, образующегося в результате выкипания жидкости (часто криогенной), и поддержания уровня жидкости), выпускных клапанов для отделения паровых (газовых) фаз, которые образуются за счет тепла, обусловленного трением, возникающим при перекачке или перемещении криогенной текучей среды в конденсированной фазе по изолированной подающей трубе, и в некоторых вариантах осуществления данный компонент 103 может также содержать фазоразделитель; Ь) регулирование скорости потока криогенной текучей среды в конденсированной фазе из ее источника в устройство 105 нанесения под низким давлением (подающее устройство 105). В некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы управляющее устройство 104 управляло клапаном 103 таким образом, чтобы скорость потока криогенной текучей среды можно было регулировать в зависимости от условий, включая давления паровой и жидкой фаз и/или фазовые плотности криогенной текучей среды, количество криогенной текучей среды, остающейся в источнике 101, и свойства субстрата (отслеживаемые сенсорными головками 106).

Сенсорные головки 106 установлены под системой подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, распределительными коллекторными трубами для разбрызгивания и/или решетками для разбрызгивания) и могут также включать в себя инфракрасные датчики (ИК-датчики), оптоакустические датчики или тому подобное, предназначенные для определения толщины разлива/субстрата, ИК-сигнатур (характерных признаков в инфракрасной области спектра) (например, в виде инфракрасного Фурье-спектра (инфракрасной области спектра с преобразованием Фурье) или спектра рамановского рассеяния колебаний молекул из каждого органического компонента) и/или других измерений, которые делают составляющие разлива и их концентрации в разлитом субстрате идентифицируемыми (или показывают их отсутствие). Свойства, например толщина, плотность, вязкость и/или инфракрасные области спектров компонентов разлива, а также свойства агломерированного и/или затвердевшего субстрата (твердого вещества в смешанном состоянии) определяются и отслеживаются. В некоторых вариантах осуществления данные и/или результаты измерений также передаются от датчиков в управляющее устройство 104 для регулирования потока и/или распределения криогенной текучей среды в конденсированной фазе, работы и/или навигации или других аспектов систем удаления загрязняющих веществ.

Сенсорные головки 106 также могут включать в себя приемник глобальной системы навигации и

- 6 022854 определения положения (СР8), который принимает сигналы от одного или нескольких спутников 120 в навигационных целях.

Устройство 105 нанесения под низким давлением может принимать множество форм, но в некоторых вариантах осуществления оно выполнено с возможностью минимизации колебаний давления и скорости потока и поддержания оптимального постоянного давления на уровне атмосферного давления (или как можно более близкого к атмосферному давлению) во время подачи. Подающее устройство 105 может включать в себя разбрызгиватели, опрыскиватели, распылители или решетки из них. Возможные подающие устройства рассмотрены более подробно в связи с фиг. 5-12. Давления в трубопроводе для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и скорость потока криогенной текучей среды, выходящей из подающего устройства 105, можно регулировать посредством управляющего устройства 104. Пользователь может настроить управляющее устройство 104 на определенную скорость потока, и управляющее устройство 104 может поддерживать данную скорость посредством управления насосом в источнике 101 текучей среды и/или клапанами или тому подобным в подающем устройстве 105.

Поддержание небольшого падения давления во время использования подающего устройства 105 способствует поддержанию подаваемой криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Давление сжиженного азота (ЬИ) или другой криогенной текучей среды, а также допустимое непостоянство давления (диапазон давлений) поддерживаются на минимуме во время всех стадий работы в большинстве вариантов осуществления. Для этого может быть использовано несколько способов:

a) Для обеспечения потока насыщенной жидкой фазы криогенной текучей среды или жидкого азота в подающее устройство 105 и для максимизации подачи конденсированной фазы в место 107 разлива (следует отметить, что место разлива/загрязняющее вещество 107, как правило, не рассматривается как часть системы 100), давление жидкого азота в месте выпуска из источника 101 текучей среды и в подающей трубе (или криогенном гибком трубопроводе) 110, которая(-ый) обеспечивает транспортировку криогенной текучей среды в подающее устройство 105, регулируется (например, посредством управляющего устройства 104) для поддержания давления между источником 101 и впускным нагнетательным клапаном подающего устройства 105 на уровне давлений, предпочтительно составляющих <50 фунтов на кв.дюйм. Давление жидкого азота можно регулировать посредством управляющего устройства 104 непосредственно у источника 101 и подкачивать для обеспечения постоянного давления потока жидкого азота, поступающего или входящего в подающее устройство 105, на уровне <50 фунтов на кв.дюйм (например, измеренного у клапана регулирования исходного давления, предусмотренного в устройстве). В зависимости от варианта осуществления предпочтительны значения давления поступающего потока жидкого азота в диапазоне от приблизительно 35 до 50 фунтов на кв.дюйм, но давление может изменяться в зависимости от размеров устройства 105 нанесения под низким давлением (например, длины и диаметра штанги (штанг) подающего устройства и/или размера и конфигурации решетки (или узла) из используемых штанг подающего устройства (см. фиг. ΖΟΤ).

b) Подача конденсированной фазы или насыщенной жидкости подающим устройством 105 дополнительно улучшается за счет использования криогенных перепускных клапанов или предохранительных клапанов (которые настроены на переход в открытое состояние при определенном заданном пороговом давлении) 111 в различных точках вдоль траектории потока, которые обеспечивают эффективный сброс избыточного давления наряду с любым жидким азотом в газовой фазе (испарившейся жидкостью). Пороговое давление может быть изменено посредством управляющего устройства 104. Кроме того, в том случае, если в подающей трубе 110 давление повышается до опасного уровня, управляющее устройство 104 может вызвать открытие предохранительного клапана 111.

c) Давление снижается у впускного нагнетательного клапана, так что поток жидкого азота, поступающий в подающее устройство 105 (то есть давление потока, входящего в подающее устройство), будет находиться на уровне, незначительно превышающем атмосферное давление.

ά) Давление жидкого азота, выходящего из подающего устройства 105 (то есть давление выходящего потока), на несмешивающийся субстрат разлива находится на уровне, приблизительно равном атмосферному давлению.

Поскольку температура жидкого азота поддерживается равной приблизительно -195°С (или приблизительно -320°Р) при критической температуре, составляющей приблизительно -148°С, жидкий азот частично испаряется даже при перемещении по шлангу с вакуумной изоляцией (такому как элемент 110, используемый между источником 101 и подающим устройством 105), и чем больше длина шланга 110, тем больше потери, обусловленные образованием газа. Кроме того, данный газ может вызвать повышение давления в шланге(-ах) 110 или в подающем устройстве 105 на значительную величину. Это может привести к образованию большего двухфазного потока жидкого азота (жидкости и пара), и, если не используется никакого механизма компенсации, то легко создается большое усилие, когда жидкий азот выходит из подающего устройства на разлитую нефть 107. Подобное усилие может легко увеличиваться в системе 100 (по мере того, как конденсированная фаза расширяется до пара), и в этом случае жидкий азот более высокого давления, выходящий из подающего устройства 105 в паровой фазе, может вызвать быстрое диспергирование загрязняющего вещества 107, выталкивая его из охлажденной зоны и делая процесс удаления загрязняющего вещества значительно более тяжелым, длительным и более дорогим.

- 7 022854

Кроме того, простой выпуск паровой фазы жидкого азота на место разлива (даже несмотря на то что он может оставаться и выходить из разбрызгивающего устройства при той же температуре), как правило, не может криогенно вызвать те же физические и химические эффекты.

При использовании паровой фазы жидкого азота можно обеспечить возможность достижения некоторого вязкостного агломерирования, что заставляет нефть сжиматься и отталкивать воду, связанную с нею (и это может создать возможность несколько более легкого обращения с некоторыми из более тяжелых видов нефти или углеводородами с более высокой молекулярной массой). Однако подача и распределение жидкого азота в паровой фазе, как правило, не создают возможности обеспечения достаточного химического изменения или гидрофобных эффектов для полного вязкостного агломерирования субстрата загрязняющего вещества (даже в случае трансмиссионных масел с вязкостью 90 (90 \усщ1И) и других более вязких веществ), а также, как правило, не создают возможности обеспечения достаточных и своевременных физических изменений в объемной среде, какие необходимы для быстрого образования кристаллической решетки водяного льда, которая является достаточной прочной (толстой) для процесса увеличения скопления и инкапсуляции. Кроме того, жидкий азот в паровой фазе, как правило, не способен охладить субстрат в достаточной степени для его быстрого перехода в твердую фазу и/или достаточно охладить какие-либо из смесей нефти и водяного льда, находящихся в смешанных состояниях, так что поглощение в кристаллической решетке будет невозможно, даже если жидкий азот в паровой фазе был подан в значительно больших количествах и в течение более длительных промежутков времени. Например, использование жидкого азота в паровой фазе не создает возможности обеспечения какой-либо заметной степени увеличения скопления и инкапсуляции и/или поглощения в кристаллической решетке.

Таким образом, сохранение и подача в максимальной степени конденсированной или насыщенной жидкой криогенной текучей среды (например, в виде капель, имеющих размер и диапазон размеров, приблизительно соответствующие дождевым каплям) являются предпочтительными в большинстве вариантов осуществления. Для максимизации потока и подачи жидкого азота в конденсированной жидкой фазе могут быть использованы устройство 105 нанесения под низким давлением, трубопровод 105 с вакуумной изоляцией и/или перепускные клапаны или предохранительные клапаны 111 у впускного клапана или рядом с впускным клапаном подающего устройства 105. Альтернативно, вместо перепускных клапанов может быть использован фазоразделитель для поддержания оптимального потока конденсированного жидкого азота. В тех вариантах осуществления, в которых используются фазоразделители, может быть обеспечена циркуляция азота в газовой фазе в источник 102 газа и превращение его снова в жидкий азот.

Устройство 105 нанесения под низким давлением подает жидкий азот в конденсированной фазе на разлитую нефть 107 (или другой аналогичный разлив). Как было рассмотрено, это вызывает изменение свойств нефти таким образом, что она становится более легко удаляемой. Коллектор 109 (примеры которого рассмотрены в связи с фиг. 13-20) захватывает нефть и удаляет ее из места разлива. Захваченная нефть перемещается в зону 108 хранения. Зона 108 хранения может быть выполнена с возможностью поддержания температуры нефти (или нефти/льда) или обеспечения возможности ее повышения. В вариантах осуществления, которые обеспечивают возможность повышения температуры нефти (или нефти/льда), зона хранения может иметь сепаратор, который обеспечивает возможность отделения нефти от любой воды (например, льда), которая была собрана коллектором 109. Вода может быть возвращена на место после сепарации (например, после фильтрации или обеспечения соответствующего уровня чистоты). Кроме того, в этом случае нефть может храниться в зоне 108 хранения для последующей переработки или другого использования.

Фиг. 2, которая иллюстрирует свойства насыщения азота, имеет существенное значение для понимания важности - в большинстве вариантов осуществления - поддержания почти постоянного конечного давления на уровне атмосферного давления или очень близким к атмосферному давлению в подающем устройстве 105, при минимальных колебаниях давления в системе 100. На иллюстрации ось Υ показывает давление (в фунтах на кв.дюйм), и ось X показывает температуру (в °С). Линия 201 показывает точку насыщения азота в зависимости от температуры и давления. Выше линии 201 азот находится в жидкой фазе. Ниже линии 201 азот находится в газовой фазе. Таким образом, если температура азота поддерживается на уровне приблизительно 195°С, он должен сохраняться при давлении, составляющем, по меньшей мере, приблизительно 21 фунт на кв.дюйм (144,79 кПа), для поддержания жидкого состояния или конденсированной фазы. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно более высокое давление. Таким образом, для сохранения азота в жидком состоянии падение давления в системе (например, в системе 100 по фиг. 1) должно быть минимизировано с тем, чтобы азот не переходил в зону температуры/давления ниже линии 201.

Фиг. 3 иллюстрирует вариант осуществления методики очистки и управления. В некоторых вариантах осуществления предусмотрено производство криогенной текучей среды в конденсированной фазе, например в месте разлива. Для данных вариантов осуществления первая операция представляет собой производство текучей среды в конденсированной фазе (301). В данных вариантах осуществления текучая среда в конденсированной фазе может представлять собой сжиженный воздух (ЬА). В других вариантах осуществления криогенную текучую среду доставляют к месту разлива. В данных вариантах осуще- 8 022854 ствления может быть использован жидкий азот. Далее инициируется поток криогенной текучей среды в конденсированной фазе (302). Для поддержания низкой температуры криогенной текучей среды в большинстве вариантов осуществления предпочтительно, чтобы она проходила по изолированным каналам (например, по изолированной трубе 110 по фиг. 1). В некоторых вариантах осуществления выполняют мониторинг и регулирование давления и температуры криогенной текучей среды таким образом, чтобы текучая среда оставалась, по существу, в конденсированной фазе от места хранения до места выдачи подающим устройством (303).

Перед подачей криогенной текучей среды в место разлива определяют свойства разлива, например толщину и значения плотности, вязкости, молекулярные сигнатуры (или спектры) (314). Также определяют свойства удаляемого агломерата и/или твердого вещества в смешанном состоянии (305). Толщина разлива и другие свойства влияют на технологию удаления загрязняющих веществ, так что данные, относящиеся к свойствам разлива и/или преобразованного субстрата, хранятся в операционной базе данных или хранилище 307 параметров. В зависимости от варианта осуществления термин субстрат относится к характеру и составу или смеси разлитого(-ых) загрязняющего(-их) вещества (веществ) (например, нефти) наряду с поверхностным слоем водной массы или наземным граничным слоем, подвергаемым восстановлению, и отличается свойствами (смешиваемостью, толщиной, типом(-ами), концентрацией (концентрациями), молекулярными сигнатурами (спектрами) и другими свойствами разлитых компонентов и т.д.) и характером, составом и/или смесью загрязняющих веществ, удаляемых из разлива (например, являются ли они агломерированным несмешивающимся веществом или нефтью и/или затвердевшей композицией из льда и нефти). Например, если нефть или другое несмешивающееся вещество будут разлиты в определенной зоне Атлантического океана, то субстрат представляет собой смесь несмешивающегося вещества, или воды, или нефти и воды вблизи восстанавливаемой поверхности и твердое вещество в смешанном состоянии (агломерированную нефть или несмешивающееся вещество и/или композицию из льда и нефти или из льда и несмешивающегося вещества), удаляемые из данного места разлива. Тем не менее, для определения свойств разлива (или разлитых веществ) и удаляемого вещества (удаляемого агломерата или твердого вещества в смешанном состоянии) следует понимать, что определяются свойства субстрата вблизи датчика (например, вблизи элемента 106 по фиг. 1) и необязательно свойства всего разлива нефти или всего удаляемого субстрата.

На следующем этапе криогенную текучую среду в конденсированной фазе затем подают в место разлива (304), например разлива нефти. По мере подачи криогенной текучей среды в место разлива свойства преобразованного субстрата определяют (305) и сохраняют в хранилище 307 параметров.

Исходя из выявленных свойств определяют, в достаточной ли степени нефть подверглась агломерированию или затвердеванию (306). Для данного определения информацию дают параметры 307. Поскольку разные виды нефти (или липидов, или других несмешивающихся веществ) становятся более легко удаляемыми при разных температурах, разных значениях плотности и/или вязкости, в некоторых вариантах осуществления желательные или выбранные свойства изменяют и/или вызывают их изменение на величину, достаточную именно для того, чтобы получить характеристики, обеспечивающие наиболее эффективное удаление (например, чтобы вызвать вязкостное агломерирование, увеличение скопления и инкапсуляцию и/или отделение посредством поглощения в кристаллической решетке). Параметры 307 могут храниться в управляющем устройстве (например, в элементе 104 по фиг. 1) и могут включать в себя характеристики для множества разных видов нефти и нефтепродуктов, например трансмиссионного масла, моторного масла, сырой нефти, пищевых масел, минерального масла и других несмешивающихся веществ. Параметры 307 включают данные, относящиеся к толщине разлива и молекулярной идентичности (спектрам), значениям плотности и вязкости компонентов разлива и удаляемого твердого вещества в смешанном состоянии, которые могут обеспечить то, что управляющее устройство (например, элемент 104 по фиг. 1) будет обеспечивать подачу криогенной текучей среды в конденсированной фазе в другом количестве (или с большей объемной скоростью) на субстрат или будет управлять другими аспектами или действиями систем удаления загрязняющих веществ.

Если нефть охладилась или изменила свою фазу или состояние в достаточной степени, осуществляется ее сбор (308). В большинстве вариантов осуществления сбор выполняется так, что при этом обеспечивается удаление максимального количества загрязняющего вещества (например, нефти) и минимального количества объемного материала (например, океанической воды). Затем нефть складируется (309) и может быть впоследствии переработана или сохранена для какого-либо другого использования (например, для перепродажи).

Если нефть не охладилась или не изменилась по фазе или состоянию в достаточной степени, определяют, сколько дополнительной криогенной текучей среды в конденсированной фазе должно быть подано и/или распределено на разлитом субстрате (310). Информацию для данного определения обеспечивают параметры 311, которые могут храниться в управляющем устройстве (например, в элементе 104 по фиг. 1). Параметры 311 могут принимать вид хранилища, которое является отдельным от хранилища, связанного с параметрами 307, или интегрировано с ним. В зависимости от характера удаляемого субстрата и восстанавливаемой среды может быть желательным, чтобы его температура не снижалась ниже определенной температуры или чтобы он изменялся в увеличенной или уменьшенной степени. Напри- 9 022854 мер, некоторые субстраты могут быть обиталищем для чувствительных водных экосистем, которые будут повреждены вследствие замораживания или снижения температуры воды иным образом ниже определенного порогового значения. Если субстрат недостаточно охладился, затвердел или изменился иным образом, поток криогенной текучей среды в конденсированной фазе продолжается или увеличивается (312), и цикл продолжается в блоке 305. В блоках 305 и/или 306 может быть определено, увеличивать ли или сохранять поток текучей среды, исходя из того, далек ли субстрат от пороговой температуры или других пороговых характеристик или близок к ним.

Если субстрат не охлажден в достаточной степени или охлаждается со скоростью, которая не оптимальна, поток текучей среды продолжается или изменяется соответствующим образом (313). В блоке 313 может быть определено, следует ли уменьшить, сохранять в том же состоянии или увеличить поток криогенной текучей среды в конденсированной фазе, исходя из того, находятся ли характеристики субстрата выше, ниже или же на уровне пороговых значений (и/или насколько далеки они от пороговых значений). В данном варианте осуществления поток криогенной текучей среды в конденсированной фазе продолжается даже в том случае, если субстрат стал достаточно холодным. Поскольку в некоторых вариантах осуществления разлитое вещество (например, нефть) не собирают до тех пор, пока оно не достигнет соответствующей температуры, плотности и/или вязкости, может возникнуть необходимость в дополнительном охлаждении субстрата или охлаждении в большей степени, чем заданная. В других вариантах осуществления, в которых субстрат является особо чувствительным, операция может быть модифицирована таким образом, что в том случае, если субстрат достигнет определенного или порогового значения, поток криогенной текучей среды в конденсированной фазе прекращается.

Особые моменты, связанные с определением и/или управлением (регулированием) в блоках 302306, 308, 310 и 312-14, могут быть выполнены посредством использования управляющего устройства, например элемента 104 по фиг. 1.

Центральная станция.

Фиг. 4 иллюстрирует вариант осуществления центральной станции 401, которая может быть использована совместно с системами удаления загрязняющих веществ по фиг. 1 и 13-20.

Данный вариант осуществления центральной станции 401 представляет собой подобное барже судно, которое служит в качестве: 1) станции дозаправки криогенной текучей средой в насыщенной жидкой или конденсированной фазе (СРСР) и/или местом замены модульных резервуаров для криогенной текучей среды в конденсированной фазе для пополнения запасов криогенной текучей среды в конденсированной фазе и/или повторной подачи автономных модульных резервуаров для криогенной текучей среды в конденсированной фазе в мобильные системы подачи (см., например, фиг. 1, 13-20); 2) непосредственного источника криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, конденсированных фаз жидкого азота, сжиженного воздуха, сжиженного диоксида углерода и/или сжиженных инертных газов), закачиваемой во вспомогательные системы подачи конденсированной фазы, например привязные устройства, которые служат в качестве подающих устройств, подающих криогенную текучую среду в конденсированной фазе на поверхность разлива нефти; 3) центрального контейнера, расположенного в месте использования и предназначенного для хранения смешанных фаз льда, воды и нефти и/или других удаленных субстратов, представляющих собой отходы и откачанных из приемных резервуаров для загрязняющих отходов или резервуаров для промежуточного хранения, предусмотренных во вспомогательных и мобильных системах подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе/удаления загрязняющих веществ, и/или из резервуаров для хранения отходов, подвергнутых рециклингу, которые предусмотрены в модульных устройствах для удаления загрязняющих веществ; 4) места дозаправки топливом, предназначенного для снабжения дизельным топливом или другими видами топлива, электрическим током или для замены топливных элементов и/или перезарядки электрических аккумуляторных батарей для мобильных и вспомогательных систем удаления загрязняющих веществ; и 5) судна, находящегося в месте использования и предназначенного для хранения данных модульных резервуаров для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и модульных приемных резервуаров для отходов в виде смеси нефти, льда и воды или загрязняющих веществ или резервуаров для промежуточного хранения.

Центральная станция 401 может быть выполнена с разными размерами, например 10'х 10' (3,048 х3,048 м), 20'х20' (6,096x6,096 м), 40'х40' (12,192x12,192 м) или 100’х 100’ (30,48x30,48 м). Возможны другие размеры для удовлетворения специфических требований определенных пользователей или разливов. Центральная станция может быть снабжена местами швартовки, расположенными на расстоянии друг от друга, составляющем приблизительно 5 футов (152,4 см). Резервуары 402 и 403 представляют собой резервуары для хранения криогенной текучей среды в конденсированной фазе и дозаправки криогенной текучей средой в конденсированной фазе емкостью 2500, 5000 или 10000 галлонов (9462,5, 18925 или 37850 л). Данные резервуары могут быть использованы для дозаправки (например, посредством напорных линий 416 или 417) мобильных систем для удаления загрязняющих веществ (например, тех систем, которые имеют свои собственные резервуары для хранения криогенной текучей среды в конденсированной фазе). В данном варианте осуществления напорные линии 416 или 417 также используются для заполнения резервуаров 402 и 403. Прикрепленные магистрали 412 и 413 обеспечивают подачу криоген- 10 022854 ной текучей среды в конденсированной фазе на вспомогательные суда или в системы для удаления загрязняющих веществ (например, те, которые включают в себя опрыскиватели и/или разбрызгиватели (или решетки), соединенные с резервуарами 402 или 403), которые осуществляют удаление разливов вблизи центральной станции 401.

Кроме того, для обеспечения более быстрой дозаправки мобильных систем удаления загрязняющих веществ могут быть предусмотрены модульные резервуары для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе или бочонки 405 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, которые предварительно заполнены криогенной текучей средой в конденсированной фазе. Резервуары 405 могут поступать с разными размерами, при этом возможные размеры включают 150, 250, 350 или 500 галлонов (567,75, 946,25, 1324,75 или 1892,5 л).

В данном варианте осуществления резервуар 404 для хранения представляет собой резервуар емкостью 10000 или 20000 галлонов (37850 или 75700 л), предназначенный для хранения несмешивающегося вещества или нефти, льда и воды в смешанной фазе или других загрязняющих веществ. Напорные линии 414 могут быть использованы для заполнения резервуара 404 отходами, собранными мобильными устройствами для удаления загрязняющих веществ (то есть теми устройствами, которые имеют свои собственные резервуары для хранения несмешивающихся веществ или нефти, льда и воды в смешанном состоянии). Напорные линии 414 также могут быть использованы для выгрузки содержимого резервуара 404 для хранения для последующего хранения на берегу, рециклинга, очистки и/или продажи. Привязные линии 411 используются для заполнения резервуара 404 отходами, собранными вспомогательными устройствами для удаления загрязняющих веществ (например, теми устройствами, которые не имеют своих собственных резервуаров для хранения нефти, льда и воды в смешанной фазе).

Для обеспечения возможности более быстрого удаления собранных загрязняющих веществ из мобильных и/или вспомогательных устройств для удаления загрязняющих веществ могут быть предусмотрены модульные приемные резервуары 418 для отходов, предназначенные для смеси нефти, льда и воды или загрязняющих веществ. Мобильное или вспомогательное устройство может разместить полный приемный резервуар 418 на центральной станции 401 и снять пустой приемный резервуар 418 для обеспечения быстрого возвращения к очистке. Размер приемных резервуаров 418 может варьироваться, но возможные размеры включают 250 и 500 галлонов (946,25 и 1892,5 л).

Центральная станция 401 также включает в себя центр 420 коммуникаций и управления, который обеспечивает, например, данные глобальной системы определения местоположения и навигации (ОР8), данные радиочастотных сигналов (РР) и инфракрасного излучения (ΙΡ) (от датчиков) и обработку, и другие возможности мобильной телекоммуникации. Центр 420 управления в некоторых вариантах осуществления может передавать данные глобальной системы определения местоположения и навигации и рабочие команды мобильным системам для удаления загрязняющих веществ (см., например, фиг. 1, 13-20), например, для автоматической навигации устройств для удаления загрязняющих веществ вокруг места разлива. Центр 420 управления также может получать информацию от инфракрасных (ΙΡ) и/или оптоакустических датчиков, установленных в разбрызгивающих элементах устройства для удаления загрязняющих веществ для оценки и/или мониторинга в реальном времени толщины разлива (в результате чего обеспечивается средство оценки объема остающегося субстрата, подлежащего удалению) и температуры субстрата. Кроме того, центр 420 управления может обеспечить передачу информации и команд техническому персоналу, персоналу, выполняющему полевые работы, органам государственной власти и т.д.

В топливном резервуаре 408 хранится топливо. В некоторых вариантах осуществления используется дизельное топливо. Размер может варьироваться, но в данном варианте осуществления составляет 2500 галлонов (9462,5 л). Топливный резервуар 408 обеспечивает подачу топлива в источник 407 электропитания (например, генератор) и двигатель 410, который может быть использован для приведения центральной станции 401 в движение. В некоторых вариантах осуществления центральную станцию 401 тянет другое устройство (например, посредством буксирных устройств 409). Топливный резервуар 408 может снабжать топливом мобильные устройства, предназначенные для удаления загрязняющих веществ, посредством напорных линий 415. Напорные линии 415 также могут быть использованы для повторного заполнения топливного резервуара 408.

Источник 407 электропитания используется для подачи электрической энергии, среди прочего, устройству 406 для конденсации криогенной текучей среды в конденсированной фазе. В некоторых вариантах осуществления устройство 406 для конденсации представляет собой конденсатор для сжижения криогенного воздуха и азота и фазоразделитель. Конденсатор 406 может конденсировать окружающий воздух для получения сжиженного воздуха (ЬА) или может улавливать газообразный азот и образовывать сжиженный азот (ΤΝ). Жидкий воздух или жидкий азот хранится в резервуарах 402 и/или 403.

Варианты осуществления подающих устройств для нанесения криогенной текучей среды в конденсированной фазе

Перед рассмотрением конкретных вариантов осуществления устройства для удаления загрязняющих веществ (и соответствующего оборудования) было бы полезно сначала рассмотреть варианты осуществления подающих устройств, которые могут использоваться в таком устройстве. Несмотря на то что в дальнейшем подробно описаны конкретные подающие устройства, следует понимать, что реальное

- 11 022854 подающее устройство, используемое вместе с определенным устройством для удаления загрязняющих веществ, может изменяться. Например, форма и размер подающего устройства могут варьироваться в зависимости от намеченного использования устройства для удаления загрязняющих веществ. Устройство, предназначенное для удаления загрязняющих веществ с большой площади, может быть реализовано с большим набором подающих устройств (с множеством разных форм и конфигураций), в то время как ручное устройство для удаления загрязняющих веществ может быть реализовано с небольшим подающим устройством.

Как рассмотрено выше, проблемой в некоторых вариантах осуществления является обеспечение как можно меньшего перепада давлений в подающем устройстве для гарантирования того, что криогенная текучая среда будет оставаться в конденсированной фазе. Соответственно нижеприведенные варианты осуществления устройств нанесения криогенной текучей среды в конденсированной фазе выполнены с конфигурацией, обеспечивающей возможность получения в результате малого перепада давлений и, следовательно, подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат. В результате данные подающие устройства и суда и/или устройства, в которых они выполнены, могут обеспечить вязкостное агломерирование, увеличение скопления и инкапсуляцию и/или отделение несмешивающегося субстрата посредством его поглощения в кристаллической решетке.

Фиг. 5 иллюстрирует вид варианта осуществления разбрызгивателя 500. Разбрызгиватель принимает криогенную текучую среду в конденсированной фазе посредством изолированного шланга 502. Шланг 502 в зависимости от варианта осуществления может быть выполнен с вакуумной изоляцией. Обычная конструкция по данному варианту 500 осуществления включает в себя зоны 501 разбрызгивания и соединительные муфты 503. Зоны 501 разбрызгивания осуществляют выдачу криогенной текучей среды в конденсированной фазе (предпочтительно под давлением, как можно более близким к атмосферному давлению), в то время как соединительные муфты 503 обеспечивают возможность присоединения дополнительных зон 501 разбрызгивания. Таким образом, общая конфигурация разбрызгивателя 500 может варьироваться в зависимости от того, как используются зоны 501 разбрызгивания и соединительные муфты 504. Торцевые заглушки 504 используются на конце(-ах) разбрызгивателя 500 для обеспечения того, что криогенная текучая среда в конденсированной фазе будет выходить только через зоны 501 разбрызгивания. В данном варианте осуществления используется линейное расположение соединительных муфт 503 и зон 501 разбрызгивания. В других вариантах осуществления может использоваться множество разных форм и конфигураций (например, круглых, угловых и т.д.).

Данный конкретный вариант 500 осуществления может быть реализован вместе с ручным устройством для удаления загрязняющих веществ, и его можно вручную вращать, наклонять и/или выставлять под разными углами. Подобное ручное устройство будет обладать способностью, например, к регулированию его в соответствии с геометрическими характеристиками береговых линий, прибрежных скал, береговых дюн и/или к вставке в более узкие места, такие как места под пирсами и вокруг пирсов или прибрежной флоры.

Зоны 501 разбрызгивания предпочтительно обеспечивают распределение криогенной текучей среды каплями. Зоны 501 разбрызгивания в некоторых вариантах осуществления изготовлены способом спекания. Спеченный материал может варьироваться, но к возможным материалам относятся латунь и бронзовые сплавы, нержавеющая сталь и/или карбид кремния (или композиты из них). В некоторых вариантах осуществления предпочтительны нержавеющая сталь и/или композиционные материалы в зависимости, например, от свойств, реакционной способности и способности к каталитическому разложению загрязняющего субстрата, подлежащего удалению, характеристик или тяжести условий разлива и/или окружающей среды (например, при использовании определенного композиционного материала с большей пористостью для распределения капель большего размера над зоной разлива, в которой ветер или мутность являются значительными, или для минимизации воздействия морской воды, солоноватых систем и/или разливов химически активных или агрессивных химикатов) и условий морской/водной системы (например, солености, водородного показателя рН, потока солнечного излучения в полосе ультрафиолетового излучения спектра В (280-320 нм) и концентраций в воде растворенных органических углеродных веществ (ΌΘΟ) или детрита (ΌΘΜ - растворенного органического вещества) и скоростей образования химически активных кислородных групп (например, неустойчивых окислителей, таких как ОН, пероксил (перекисный радикал), О₂, гидропероксил, О₂Н, синглетный кислород, ¹О₂ (Δ₆), ...), и других свободных радикалов или продуктов разложения).

Средняя пористость различных типов спеченного металла, пригодных для использования в качестве зон 501 разбрызгивания, варьируется. Например, пористость может находиться в диапазоне от менее 1 до более 10 мкм. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления может быть особенно предпочтительно, чтобы использовалась пористость в диапазоне от 2 до 3 мкм. Подобные значения пористости могут быть высокоэффективными для удаления большого количества сырой нефти, моторных масел (10, 20, 30 и 50 ГС), смесей моторных масел и синтетических масел для гоночных автомобилей (5-20, 10-30, 10-40 и 20-40 ГС), масел для вакуумных насосов и трансмиссионных масел (>90 ГС), минеральных масел, растительных масел (соевого, кукурузного и т.д.) и/или других гидрофобных или несмешивающихся субстратов.

Фиг. 6 показывает альтернативный вид разбрызгивателя 500, предназначенного для подачи крио- 12 022854 генной текучей среды в конденсированной фазе.

Фиг. 7 показывает альтернативный вариант осуществления разбрызгивателя 700. Данный вариант осуществления создан аналогично разбрызгивателю 500 (по фиг. 5), но в нем используются только две зоны 701 разбрызгивания. Соединительные муфты 703 заканчиваются торцевыми заглушками 704. Разбрызгиватель 700 принимает криогенную текучую среду в конденсированной фазе посредством изолированного шланга 702. Данный вариант осуществления может быть реализован так, что он будет меньше разбрызгивателя 500 (по фиг. 5), что делает его применимым для ручных операций, которые требуют большой гибкости и точности.

Фиг. 8 представляет собой альтернативный вид разбрызгивателя 700.

Фиг. 9 показывает вариант осуществления другого типа подающего устройства, а именно распылитель 900. Распылитель 900 принимает криогенную текучую среду в конденсированной фазе посредством изолированного (например, имеющего вакуумную изоляцию) шланга 902. Криогенная текучая среда в конденсированной фазе перемещается через секции 901 распылителя и выдается посредством сопел 903. Сопла 903 имеют регулировочные круговые шкалы 904, которые используются для регулирования размера отверстия сопла 903. Другими словами, регулирование посредством круговой шкалы 904 обеспечивает увеличение или уменьшение размера капли криогенной текучей среды в конденсированной фазе, которая выдается, и/или повышение или снижение давления потока криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Соединительная муфта 905 может быть добавлена к секции 901 распылителя для обеспечения возможности присоединения дополнительных секций распылителя (например, секции 901 распылителя с дополнительными соплами 903). Торцевые заглушки 906 установлены на конце(-ах) распылителя 900 для гарантирования того, что криогенная текучая среда в конденсированной фазе будет выдаваться только через сопла 903. В данном варианте осуществления используется линейное расположение сопел 903 и соединительных муфт 905. В других вариантах осуществления может использоваться множество разных форм и конфигураций (например, круглых, угловых и т.д.).

Фиг. 10 представляет собой альтернативный вид распылителя 900.

Данный конкретный вариант 900 осуществления может быть реализован вместе с ручным устройством для удаления загрязняющих веществ, и его можно вручную вращать, наклонять и/или выставлять под разными углами. Подобное ручное устройство будет обладать способностью, например, к регулированию его в соответствии с геометрическими характеристиками береговых линий, прибрежных скал, береговых дюн и/или к вставке в более узкие места, такие как места под пирсами и вокруг пирсов или прибрежной флоры.

Материал распылителя 900 может варьироваться, при этом к возможным материалам относятся нержавеющая сталь, нереактивные (инертные) композиционные материалы и/или особые полимеры, в зависимости от того, что необходимо или предпочтительно для определенных вариантов осуществления или в зависимости, например, от свойств, реакционной способности и способности к каталитическому разложению загрязняющего субстрата, подлежащего удалению, характеристик или тяжести условий разлива и/или окружающей среды (например, для минимизации воздействия морской воды, солоноватых систем и/или разливов химически активных или агрессивных химикатов) и условий морской/водной системы. Кроме того, вопросы, связанные с материалами и конструкциями и рассмотренные в связи с вариантом 500 осуществления, имеют отношение также к данному варианту осуществления.

Геометрические характеристики распылителя 900 могут варьироваться, но к возможным размерам относится диаметр секции 901 распылителя, составляющий от приблизительно 0,75 (19,05 мм) до приблизительно 1,5 (38,1 мм). Регулируемые сопла 903 могут принимать множество форм, но в некоторых вариантах осуществления может использоваться предварительно изготовленное или регулируемое криогенное сопло, например, подобное производимому компанией 8ргаушд §у81ет8 Со., ХУНсаЮп. Иллинойс.

Фиг. 11 представляет собой вариант осуществления опрыскивателя 1100 для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Опрыскиватель принимает криогенную текучую среду в конденсированной фазе посредством изолированного шланга 1102 (например, шланга с вакуумной изоляцией). Криогенная текучая среда в конденсированной фазе перемещается через секции 1101 опрыскивателя и выдается через группы 1103 отверстий. Соединительная муфта 1105 может быть добавлена к секции 1101 опрыскивателя для обеспечения возможности присоединения дополнительных секций опрыскивателя (например, секции 1101 опрыскивателя с дополнительными группами 1103 отверстий). На конце(ах) опрыскивателя 1100 установлены торцевые заглушки 1106 для гарантирования того, что криогенная текучая среда в конденсированной фазе будет выдаваться только через группы 1103 отверстий. В данном варианте осуществления используется линейное расположение секций 1101 опрыскивателя и соединительных муфт 1105. В других вариантах осуществления может использоваться множество разных форм и конфигураций (например, круглых, угловых и т.д.).

Группы 1103 отверстий могут включать в себя последовательную схему расположения отверстий (например, пятиугольники), при этом диаметр отверстий приблизительно составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 мм (хотя диаметры большей величины возможны для определенных использований или применений). Секции 1101 опрыскивателя могут быть изготовлены с длинами от приблизительно 1' (30,48 см) до 10' (304,8 см) или более и с диаметрами от приблизительно 1 (25,4 мм) до более

- 13 022854 (127 мм).

Данный конкретный вариант 1100 осуществления может быть реализован вместе с ручным устройством для удаления загрязняющих веществ, и его можно вручную вращать, наклонять и/или выставлять под разными углами. Подобное ручное устройство будет обладать способностью, например, к регулированию его в соответствии с геометрическими характеристиками береговых линий, прибрежных скал, береговых дюн и/или к вставке в более узкие места, такие как места под пирсами и вокруг пирсов или прибрежной флоры.

Материал опрыскивателя 1100 может варьироваться, при этом к возможным материалам относятся нержавеющая сталь, нереактивные (инертные) композиционные материалы и/или особые полимеры, в зависимости от того, что необходимо или предпочтительно для определенных вариантов осуществления или в зависимости, например, от свойств, реакционной способности и способности к каталитическому разложению загрязняющего субстрата, подлежащего удалению, характеристик или тяжести условий разлива и/или окружающей среды (например, для минимизации воздействия морской воды, солоноватых систем и/или разливов химически активных или агрессивных химикатов) и условий морской/водной системы. Кроме того, вопросы, связанные с материалами и конструкциями и рассмотренные в связи с вариантом 500 осуществления, имеют отношение также к данному варианту осуществления.

Фиг. 12 представляет собой вариант осуществления комплекта разбрызгивателей 1200. Разбрызгиватели 1201, 1203 и 1204 могут принимать форму разбрызгивателей, рассмотренных в связи с фиг. 5, и соответственно они не будут рассмотрены подробно. Комплект 1200 получает криогенную текучую среду в конденсированной фазе посредством изолированного шланга 1201 (например, шланга с вакуумной изоляцией) и распределяет криогенную текучую среду в конденсированной фазе между всеми разбрызгивателями 1202, 1203 и 1204. В сущности, комплекты могут быть полезными для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе в зону большего размера. Комплект может быть выполнен настолько большим, насколько это необходимо, в результате чего обеспечивается возможность эффективной подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе, например на большой разлив нефти. Данный комплект 1200 включает в себя, по существу, параллельные разбрызгиватели, но может принимать множество форм. Схема расположения комплекта 1200 может включать концентрические окружности, одну или несколько спиралей или различные другие формы или их комбинации. В сущности, комплекты не используются широко вместе с ручными устройствам для удаления загрязняющих веществ, а вместо этого лучше подходят для устройств большего размера.

Варианты осуществления переносного/ручного устройства для удаления загрязняющих веществ

Нижеприведенные варианты осуществления могут быть рассмотрены как более определенные варианты осуществления системы по фиг. 1 и/или способа по фиг. 3. Соответственно нижеследующее можно читать, принимая во внимание рассмотрение фиг. 1 и/или 3 или совместно с рассмотрением фиг. 1 и/или 3.

Фиг. 13 иллюстрирует вариант осуществления переносного/ручного устройства 1300 для удаления загрязняющих веществ. Устройство 1300 может быть использовано для улавливания, удаления и/или помещения на карантин опасных материалов (например, загрязняющих веществ, ядовитых химикатов, радиоактивных материалов и т.д.). Устройство 1300 пригодно для широкого ряда сред, от замкнутых пространств, закрытых помещений, аэропортов, электростанций до твердых/земляных поверхностей, прибрежных скал, до берегов, эстуариев или уязвимых экосистем, до удаленных мест, таких как горные или лесистые зоны, ручьи и реки, удаленные береговые линии, пустыни, бункеры, и/или для использования в районах военных действий, в случаях катастроф или аварий.

Устройство 1300, подобное показанному, реализовано в виде переносного ручного устройства для удаления загрязняющих веществ, предназначенного, например, для удаления как смешивающихся, так и несмешивающихся субстратов из наземных зон и с твердых поверхностей вообще. Данное устройство 1300 может быть приведено в действие с дюноходов (багги для езды по песку, предназначенных для езды по морскому песчаному побережью, род трехколесного мотоцикла, высокая проходимость которого обеспечивается за счет очень больших шин низкого давления), полноприводных автомобилейуниверсалов на шасси легкового автомобиля (внедорожников, автомобилей повышенной проходимости), грузовых автомобилей малой грузоподъемности (пикапов), катеров, мотоциклов, снегоходов и/или вездеходных транспортных средств. Один способ выполнения устройства 1300 во взаимодействии с транспортным средством - это установка бочонка 1310 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, находящейся под низким давлением, или другой системы подачи криогенной текучей среды (например, системы сжижения) и приемного резервуара 1311 для отходов, предназначенного для загрязняющих веществ, на подобных транспортных средствах. Посредством использования переносных, ранцевых или автономных (похожих на акваланги) резервуаров 1312 для хранения криогенной текучей среды в конденсированной фазе и отходов, устройство 1300 может быть приведено в действие и реализовано в особенности для удаления загрязняющих веществ и/или других применений в очень удаленных местах, зонах, недоступных даже для внедорожных транспортных средств (вездеходов), или в тех местах, где движение на автомобилях не возможно или не разрешено, например в болотах, реках и ручьях, запо- 14 022854 ведниках, на мигрирующих заболоченных территориях или в других уязвимых или мелководных экосистемах.

В сущности, устройство 1300 включает в себя переносной жезловидный элемент 1301, многофункциональное разбрызгивающее устройство 1317, а также систему 1315 вакуумного поглощения, предназначенную для удаления загрязняющих отходов при одностадийном (или осуществляемом в реальном времени) процессе. Другими словами, по мере улавливания несмешивающегося субстрата 1319 он всасывается под действием вакуума в резервуар для отходов (например, 1311). Следовательно, устройство 1200 обеспечивает возможность минимизации времени воздействия опасных разливов (опасных как для населенного пункта, так и для людей, выполняющих работы по удалению загрязняющих веществ) посредством одновременного улавливания (захвата) и удаления загрязняющих отходов и изоляции вредного вещества в герметизированном приемном резервуаре 1311 (или бочонке для отходов). Удаление загрязняющих веществ, например, со зданий, прибрежных скал и/или других затвердевших или твердых поверхностей, может быть дополнительно ускорено посредством использования вращающихся проволочных щеток (или щеток из инертных полимерных или других материалов). Устройство 1314 подает загрязняющие отходы 1319 в устройство (1316 или 1313) вакуумного поглощения, так что загрязняющие вещества независимо от того, захвачены ли они в виде вязкого агломерата, в виде капсулированного субстрата и/или вещества в смешанном состоянии, отделенного посредством поглощения в кристаллической решетке, могут быть помещены на карантин (герметично закрыты в соответствующих контейнерах, например, 1311) по мере их улавливания. Данный вариант осуществления хорошо подходит для быстрого реагирования, аварийных ситуаций в плотно населенных зонах и применений, связанных с небольшими опасными разливами активных химикатов, разъедающих веществ или горючих веществ, с поджогами и/или для реагирования на радиологические или биологические угрозы.

Жезловидный стержень 1301 включает в себя систему (1317) подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и инструмент (1315) для вакуумного отсоса. Верхняя секция жезловидного стержня 1301 содержит криогенную трубу, предназначенную для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе, служащей для улавливания вредных отходов. Диаметр трубы может варьироваться, но предпочтительны диаметры от приблизительно 0,5 (12,7 мм) до приблизительно 3 (76,2 мм), при этом в некоторых вариантах осуществления идеальным является диаметр, составляющий 1,5 (38,1 мм). Нижняя секция жезловидного стержня 1301 содержит вакуумную трубку (или гибкий шланг), обшитую инертным (химически не активным) композиционным материалом, предназначенную для удаления субстрата 1319, представляющего собой отходы. Диаметр вакуумной трубки может варьироваться, но предпочтительны диаметры от 1,5 (38,1 мм) до 5,5 (139,7 мм), при этом в некоторых вариантах осуществления идеальным является диаметр 3,5 (88,9 мм). Длина жезловидного стержня варьируется, но предпочтительна длина от 6' (182,88 см) до 18' (548,64 см), при этом в некоторых вариантах осуществления идеальная длина составляет 12' (365,76 см). Данное устройство 1300 может быть выполнено в виде, обеспечивающем более высокую производительность, при этом требуется подача криогенной текучей среды в конденсированной фазе со скоростями, для которых требуется труба с диаметром 5 (127 мм) или более и/или вакуумная выпускная трубка с диаметром 6 (152,4 мм) или более.

Устройство 1317 для разбрызгивания криогенной текучей среды в конденсированной фазе может принимать множество форм, включая те подающие устройства, которые были рассмотрены, например, в связи с фиг. 5-12. В частности, разбрызгивающее устройство может принимать вид изогнутого коллектора для опрыскивания, подобного описанному в связи с фиг. 12, комплекта или связки разбрызгивателей меньшего диаметра, выполненных из спеченного металла (например, подобных показанным на фиг. 5 или 7), заделанных в выходной конец криволинейного корпуса (изготовленного из нержавеющей стали или инертного композиционного материала), и/или вид комплекта распылителей или разветвленного трубопровода с распылителями (например, подобными показанным на фиг. 9), предназначенных для подачи конденсированных капель криогенной текучей среды 1318 в конденсированной фазе, находящихся под низким давлением, на разлив или место, из которого должны быть удалены загрязняющие вещества 1319. Разбрызгивающее устройство 1317 выполнено с возможностью его регулирования по направлению и по конфигурации и зоне рассеивания (например, по размеру капель и плотности криогенной текучей среды в конденсированной фазе на единицу площади поверхности разлива). Разбрызгивающее устройство 1317 соединено с криогенной трубой (трубопроводом) для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и соединено с нагнетательным клапанным узлом для поступающего потока криогенной текучей среды в конденсированной фазе и рукояткой 1303 управления (рассмотренной ниже).

Система 1315 вакуумного поглощения, расположенная рядом с поверхностью разлива 1319, может обеспечить вихревое воздействие для обеспечения максимальной скорости всасывания и удаления субстрата, подлежащего удалению. Вакуумная система 1315 соединена непосредственно с циклонной камерой и механическим шнеком, в которых твердая фаза разделяется на куски пневматически (посредством вихревого воздействия) и механически (посредством шнека) и быстро отводится в поддающийся герметизации приемный резервуар для отходов (например, 1311). Вакуумная система 1315 может включать в себя более одного впускного канала и проиллюстрирована здесь с двумя впускными каналами (1313 и 1316). Впускные каналы 1315, 1316 могут функционировать одновременно или могут быть выбраны по

- 15 022854 отдельности, например, в зависимости от ориентации жезловидного стержня 1301 относительно разлива 1319. Альтернативно, можно непрерывно менять впускные каналы 1315, 1316, осуществляющие всасывание. Рукоятка 1306 управления (которая соединена посредством соединительного устройства 1320) может быть использована для выбора вакуумных каналов.

Вращающиеся щетки 1314 определенного состава (например, проволочные щетки, такие как щетки из нержавеющей стали или латуни, полиэтилена для корродирующих веществ или из инертных композиционных материалов в тех случаях, когда возникает необходимость работы при определенных опасностях или условиях) предусмотрены на дистальном конце жезловидного элемента 1301. Щетки 1314 улучшают удаление загрязняющих веществ на поверхностях, например, таких как поверхности прибрежных скал. Щетки вращаются на руке 1321 управления щетками и могут быть подняты, опущены и установлены в заданном положении относительно поверхности разлива посредством рычага 1304 управления щетками. Частота вращения щеток регулируется посредством рычага 1305. Рычаги 1304 и 1395 связаны со щетками 1314 и/или рукой 1321 управления щетками посредством соединительного устройства 1320.

Жезловидный стержень 1301 включает в себя две ручки 1302 и 1309. Нижняя ручка 1309 включает в себя ручной пульт управления для регулирования скорости подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и предохранительного устройства (например, двухпозиционного тумблера). Верхняя ручка 1302 включает в себя ручной пульт управления для регулирования всасывания (или скорости вакуумного поглощения) опасного материала. Предохранительное устройство (например, двухпозиционный тумблер) также встроено в верхнюю ручку 1302.

Рукоятка 1303 управления потоком поступающей криогенной текучей среды в конденсированной фазе (или нагнетательным клапанным узлом) обеспечивает мониторинг потока, поступающего из трубы 1315 для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе (или трубы, соединенной с элементом 1312), и регулирование количества криогенной текучей среды в конденсированной фазе (давления), поступающей в разбрызгивающий коллектор 1317.

Соединительное устройство 1320 прикреплено к верхней части жезловидного стержня 1301 и содержит механические управляющие элементы, соединенные с органами 1303, 1304, 1305 и 1306 управления. Соединительное устройство 1320 также содержит механические тросы и схемы для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и для вакуумных дросселей для выходящего потока (и, например, двухпозиционных предохранительных выключателей), установленных в ручках 1302 и 1309.

Бочонок 1310 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе соединен с жезловидным стержнем 1301 посредством соединительного шланга 1307, который предпочтительно изолирован (например, предусмотрен с вакуумной изоляцией). Приемный резервуар 1311 для отходов соединен с жезловидным стержнем посредством соединительного шланга 1308. В некоторых вариантах осуществления (например, в тех случаях, в которых удаляемое загрязняющее вещество является вредным или токсичным) желательно сохранять отходы замороженными. В данном случае предпочтительно использовать изолированный соединительный шланг 1308. В некоторых вариантах осуществления можно даже использовать криогенную текучую среду в конденсированной фазе из бочонка 1310 или другого источника для сохранения отходов внутри приемного резервуара 1311 замороженными. Аналогичные шланги и конфигурации могут быть использованы вместе с переносным блоком 1312 резервуаров. Бочонок 1310 может принимать форму, аналогичную, например, элементу 405 по фиг. 4. Конструкция бочонка может принимать несколько форм, но в некоторых вариантах осуществления она представляет собой модульный пригодный для повторного использования сосуд Дьюара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Бочонок 1310 может поставляться с множеством разных размеров в зависимости от варианта осуществления, например от 25 галлонов (94,625 л) до 350 галлонов (1324,75 л) или более. Бочонок 1310 может быть повторно заполнен или заменен на запасные (полные) бочонки на находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) или посредством находящегося на берегу резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Приемный резервуар 1311 для отходов предпочтительно представляет собой поддающийся герметизации контейнер и может принимать вид, аналогичный элементу 418 по фиг. 4. В некоторых вариантах осуществления приемный резервуар 1311 для отходов пригоден для помещения на карантин и удаления опасных (например, ядерных или биологических) отходов. Подобные варианты осуществления рассмотрены в связи, например, с фиг. 20. Приемный резервуар 1311 для отходов может быть выполнен с множеством разных размеров в зависимости от варианта осуществления, например от 50 галлонов (189,25 л) до 500 галлонов (1892,5 л) или более. Приемный резервуар 1311 для отходов может быть опорожнен или повторно использован/заменен на находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) или посредством расположенного на берегу резервуара для хранения загрязняющих отходов.

Некоторые варианты осуществления жезловидного элемента 1301 могут быть использованы совместно с автономными (похожими на акваланг) резервуарами 1312 для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и для загрязняющих отходов. С учетом того, что в большинстве вариантов осуществления данные резервуары созданы для обеспечения портативности, они могут быть выполнены с относительно малыми размерами. Возможные размеры включают 10, 25 и 50 галлонов (37,85, 94,625 и

- 16 022854

189,25 л) на сторону (то есть на резервуар для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и резервуар для отходов). Следует отметить, что отдельные резервуары элемента 1312 необязательно должны иметь одинаковую емкость, например, может быть предусмотрен резервуар для криогенной текучей среды в конденсированной фазе емкостью 10 галлонов (37,85 л) и резервуар для загрязняющих отходов емкостью 50 галлонов (189,25 л). В том случае, когда жезловидный элемент 1301 используется вместе с автономными резервуарами 1312, может отсутствовать необходимость в резервуарах 1310 и 1311. Малый размер автономных резервуаров 1312 в некоторых вариантах осуществления делает всю систему особенно хорошо пригодной для применений в удаленных местах и/или специализированных применений. Например, вариант осуществления с автономными элементами может быть предусмотрен в ранцевом виде (или может быть перемещен иным образом) для использования внутри помещений, для густых лесистых местностей, эстуариев или не достижимых иным образом сред, для восстановления уязвимых экосистем и/или для применений в случаях, связанных с обороной и безопасностью.

Варианты осуществления некоторых автономных устройств для удаления загрязняющих веществ

Устройства разбрызгивания криогенной текучей среды в конденсированной фазе, рассматриваемые в связи с нижеприведенными вариантами осуществления, могут принимать множество форм, включая те подающие устройства, которые были рассмотрены, например, в связи с фиг. 5-12. В частности, разбрызгивающее устройство может принимать вид изогнутого коллектора для опрыскивания, подобного описанному в связи с фиг. 12, комплекта или связки опрыскивателей меньшего диаметра (например, разбрызгивателей из спеченного металла по фиг. 5 или 7 и/или распылителей, подобных показанному на фиг. 9), заделанных в выходной конец криволинейного корпуса (изготовленного из обычных материалов, нержавеющей стали или инертного композиционного материала). Данные опрыскиватели используются в виде комплектов или коллекторов для подачи конденсированных капель криогенной текучей среды в конденсированной фазе, находящихся под низким давлением, на разлив или место, из которого должны быть удалены загрязняющие вещества. Разбрызгивающие устройства могут быть выполнены с возможностью их регулирования по направлению и по конфигурации и зоне рассеивания (например, для регулирования размера капель и/или плотности криогенной текучей среды в конденсированной фазе на единицу площади поверхности разлива). Разбрызгивающие устройства могут быть соединены с криогенным трубопроводом для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и могут быть соединены с нагнетательными клапанами для поступающего потока криогенной текучей среды в конденсированной фазе, фазоразделителями или другими управляющими узлами, которые обеспечивают возможность регулирования потока криогенной текучей среды в конденсированной фазе и/или свойств капель в соответствии с типом разлитого(-ых) материала (-ов) и/или в соответствии с окружающей средой или условиями на месте разлива.

Фиг. 14А и 14В показывают вариант осуществления автономного устройства 1400 для удаления загрязняющих веществ. Данный вариант 1400 является, по существу, дискообразным и включает в себя два основных комплекта компонентов: (1) тот, который, как правило, виден у поверхности или над поверхностью субстрата (фиг. 14А), и (2) тот, который, как правило, не виден у поверхности или над поверхностью субстрата (фиг. 14В). Данный вариант 1400 осуществления может найти применение в прибрежных и неприбрежных водах и с учетом его, по существу, круглой конструкции может собирать отходы, по существу, во всех направлениях (например, над поверхностями на 360°).

Сначала рассматривается фиг. 14А, на которой видно, что данный вариант осуществления включает в себя палубу 1420, которая служит конструктивной опорой для двух резервуаров 1413 и 1414 для хранения криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Данные резервуары могут принимать вид модульных сосудов Дьюара или контейнеров, поддающихся повторному заполнению, и тому подобного. Альтернативно, в некоторых вариантах осуществления резервуары 1413 и 1414 могут служить в качестве резервуаров для криогенной текучей среды в конденсированной фазе при активной подаче криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, из баржи или другого судна) и/или в качестве компонентов дополнительных систем для подачи потока криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Кроме того, резервуары 1413 и 1414 могут представлять собой переносные контейнеры для подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе, взятые с центральной станции по фиг. 4 (и/или возвращенные на центральную станцию по фиг. 4) (например, в виде элемента 405). Некоторые варианты осуществления выполнены с возможностью управления ими посредством человека-оператора, находящегося на палубе 1420. Подобные варианты осуществления включают в себя механические узлы или органы 1402 управления для направления движения (рулевого управления и поступательного движения) транспортного судна 1400 и/или для приведения в действие гидравлических и/или пневматических подъемников 1421. В других вариантах осуществления транспортное судно 1400 предусмотрено с навигацией посредством глобальной системы определения местоположения и навигации (СР8) и с дистанционным

- 17 022854 управлением. Соответственно предусмотрены навигационное управляющее устройство и антенна 1415 глобальной системы определения местоположения и навигации. Крыша/экран 1401, изготовленный, например, из легкого отражающего материала, предусмотрен для защиты резервуаров 1413 и 1414 для хранения криогенной текучей среды в конденсированной фазе и технического персонала (например, в случае, когда не предусмотрено дистанционное управление посредством глобальной системы определения местоположения и навигации) от прямого воздействия солнечного света, ветра и/или волн.

Палуба 1420 опирается на множество расположенных в определенном порядке пневматических и/или гидравлических подъемников 1421. Данные подъемники 1421 присоединены к нижней конструкции 1424 по фиг. 14В и обеспечивают регулирование высоты палубы относительно поверхности воды/субстрата. Поскольку центральный резервуар 1422 для отходов (то есть тот, в котором собранные нефть/лед, разлитые отходы и другие удаляемые материалы размещаются и хранятся) расположен рядом с палубой 1420, регулирование пневматических и/или гидравлических подъемников 1421 обеспечивает регулирование высоты резервуара 1422 для отходов относительно поверхности субстрата. Регулирование пневматических и/или гидравлических подъемников 1421 может быть осуществлено в соответствии с преобладающей высотой волн, общей мутностью и/или ветровым режимом в месте разлива или удаления загрязняющих веществ. Центральный резервуар 1422 для отходов может быть создан с разными размерами, например от менее 500 галлонов (1892,5 л) до более 25000 галлонов (94625 л).

Под палубой 1420 находится нижняя платформа 1426, которая может иметь приблизительно такие же размер и форму, как палуба 1420. Нижняя платформа 1426 необязательно должна иметь чрезмерную толщину, но в некоторых вариантах осуществления она является довольно жесткой и прочной. К примерам подходящих материалов относятся одно- и многофазные стали, пластики, композиционные материалы (например, включающие в себя углеродное волокно и/или полиамиды) и алюминиевые сплавы. Соответствующие значения толщины и размеры варьируются в зависимости от вариантов осуществления. Например, в зависимости от варианта осуществления нижняя платформа может иметь толщину от 0,5 (12,7 мм) до 4 (101,6 мм). Защитная перегородка (аргоп) 1417 присоединена к резервуару 1422 для хранения отходов и/или нижней платформе 1426. Защитная перегородка 1417 может быть выполнена из гибкого низкотемпературного полимера, или из синтетического каучука, или тому подобного. Она присоединена к резервуару 1422 и/или нижней платформе только вдоль ее внутренней окружной периферии, в то время как большая часть защитной перегородки может свисать свободно, например, с наружной периферией, простирающейся вниз в толщу воды (ниже поверхности разлитого субстрата). Верхняя поверхность защитной перегородки 1417, по существу, образует траекторию или поверхность, простирающуюся на 360° от поверхности субстрата (разлива) до впускного отверстия центрального резервуара 1422 для отходов.

Наружу от нижней платформы 1426 и/или палубы 1420 простираются линии 1419 подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе, которые присоединены к резервуарам 1413 и 1414 и соединены с возможностью смещения с пневматическими подъемниками 1421. Данные питающие линии 1419 могут принимать форму изолированных труб (например, с вакуумной изоляцией), присоединенных к опорным штангам. Каждая из питающих линий 1419 соединена с разбрызгивающими устройствами (опрыскивателями или разветвленными трубопроводами) 1418 для образования систем подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Разбрызгивающие устройства (опрыскиватели или разветвленные трубопроводы) могут принимать множество форм для обеспечения предпочтительной подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе на поверхность разлитого субстрата (например, в соответствии с разлитым субстратом или условиями разлива). Более конкретные примеры конфигураций разбрызгивателей можно найти, например, на фиг. 5-12 и в их описании. Разбрызгиватели 1418 обеспечивают существенное увеличение вязкости субстрата, который находится вблизи края или рядом с краем защитной перегородки 1417, и криогенное преобразование данного субстрата посредством вязкостного агломерирования, увеличения скопления и инкапсуляции, и/или отделения посредством его поглощения в кристаллической решетке (например, для затвердевания), для обеспечения эффективности удаления и/или восстановления. В некоторых вариантах осуществления каждое разбрызгивающее устройство (или разветвленный трубопровод с опрыскивателями) включает в себя устройство для придания плавучести, так что оно остается на плаву и не погружается в воду. Поскольку питающие линии 1419 соединены с пневматическими и/или гидравлическими подъемниками 1421 с возможностью смещения, разбрызгивающие устройства 1418 могут перемещаться в вертикальном направлении. В некоторых вариантах осуществления питающие линии 1419 могут смещаться только вдоль верхней одной трети длины пневматических и/или гидравлических подъемников.

Датчики 1404 (соединенные с управляющим устройством, например, элементом 104 по фиг. 1) в некоторых вариантах осуществления могут представлять собой инфракрасные (ΙΚ) датчики, датчики ближней инфракрасной области спектра (ΝΙΚ) и/или оптоакустические датчики (ОА), предназначенные для мониторинга, например, толщины и состава композиции из льда и нефти или твердого вещества в смешанном состоянии (например, процентного содержания нефти относительно водяного льда, молекулярных свойств, плотностей, вязкостей и/или относительных концентраций различных типов нефти в композиции) и/или для мониторинга толщины разлива нефти в заданном месте, относительных концентра- 18 022854 ций, вязкостей, молекулярных и/или других свойств разлитой нефти (или других субстратов или загрязняющих веществ). Таким образом, посредством мониторинга данных от датчиков могут быть определены степень, до которой затвердел субстрат у края или рядом с краем защитной перегородки 1417, концентрации (относительные количества, значения вязкости и плотности) и/или молекулярный состав льда и нефти в смешанном состоянии, и может быть выполнено сравнение подобных свойств со свойствами остающейся нефти или разлитого субстрата. Таким образом, можно оценивать и отслеживать эффективность операции очистки (с точки зрения состава удаляемого твердого вещества в смешанном состоянии), а также скорость и общую эффективность удаления загрязняющих веществ (с точки зрения состава остающегося субстрата или разлитой нефти). Процессор для обработки данных и антенна 1416 могут быть использованы для передачи исходных данных, полученных от датчиков 1406, и/или результатов анализа данных удаленным приемникам (например, на центральную станцию или в удаленный центр коммуникаций). Данные от подобных датчиков также могут быть переданы (или переданы по цепи обратной связи) управляющему устройству и использованы для регулирования скорости, свойств капель и/или рисунков рассеивания, с которыми криогенная текучая среда в конденсированной фазе подается на субстрат, для управления работой управляющих рук 1411, 1409, 1408 и 1428 (например, для регулирования скоростей вдвигания/выдвигания и/или сил, приложенных гидравлическими или пневматическими компонентами) и/или для направления движения судна 1400.

Вязкий агломерат и/или затвердевший субстрат (или твердые лед и нефть в смешанном состоянии) собираются и складируются в центральном резервуаре 1422 для отходов посредством смещения агломерированного или затвердевшего субстрата вверх вдоль защитной перегородки 1417 по направлению к резервуару 1422 и в резервуар 1422. Транспортирующие черпаки 1406 расположены вдоль наружной периферии защитной перегородки 1417 и охватывают приблизительно 360°. Транспортирующие черпаки могут иметь, по существу, форму корзин и могут иметь перфорированную конструкцию, так что жидкий субстрат проходит через них, в то время как твердый субстрат скапливается. Черпаки 1406 могут быть созданы из разных материалов, но в некоторых вариантах осуществления они должны быть довольно прочными, жесткими и стойкими к низким температурам. К возможным материалам относятся одно- и многофазные нержавеющие стали, алюминиевые сплавы, полиэтилен, карбид кремния или углеродные композиционные материалы, которые являются инертными (для использования в разливах разъедающих жидкостей, горючих веществ и/или токсичных/ядовитых или активных химических веществ).

Черпаки 1406 присоединены к поперечинам. Поперечины могут обеспечить опору, например, для 15 черпаков. На данном изображении в перспективе видна поперечина 1412, которая служит опорой для двух черпаков, поперечина 1410, которая служит опорой для четырех черпаков, поперечина 1407, которая служит опорой для четырех черпаков, и поперечина 1405, которая служит опорой для трех черпаков. Другие поперечины расположены с противоположной (дальней) стороны транспортного судна 1400 и не видны на данном виде в перспективе. К каждой поперечине соответственно прикреплена управляющая рука 1411, 1409, 1408 и 1428. В некоторых вариантах осуществления поперечины и/или управляющие руки обладают плавучестью сами по себе (например, представляют собой жесткие балки, которые заключены в плавучие материалы или имеют дополнительные прикрепленные к ним элементы для обеспечения плавучести), так что они являются свободно плавающими на одном конце (у поперечины), будучи удерживаемыми за счет крепления к небольшим свободно перемещающимся кольцам (или гильзам со степенью свободы перемещения в вертикальном направлении), установленным вокруг гидравлических или пневматических подъемников 1421. Таким образом, черпаки 1406, будучи привязанными (со степенью свободы перемещения в вертикальном направлении) на их внутреннем конце, могут автоматически реагировать на движение, вызванное ветром и волнами, и оставаться у поверхности (или очень близко к поверхности) разлива со стороны их наружного конца. В некоторых вариантах осуществления управляющие руки могут смещаться только вдоль нижней одной трети гидравлических или пневматических подъемников 1421.

Посредством управления управляющими руками 1408, 1409, 1411 и 1428 (и, в свою очередь, поперечинами 1405, 1407, 1410 и 1412) создается ситуация, при которой соответствующие черпаки 1406 обеспечивают втягивание агломерированного и/или затвердевшего субстрата (например, твердого вещества из водяного льда и нефти или другого разлитого вещества в смешанном состоянии) внутрь по направлению к центральному резервуару 1422 для отходов и в центральный резервуар 1422 для отходов. Управляющие руки в некоторых вариантах осуществления могут быть телескопическими. Более точно, управляющие руки могут быть приведены в действие посредством воздействий, осуществляемых гидравлическими или пневматическими механизмами, и могут быть соединены с питающими линиями гидравлических или пневматических подъемников 1421. В некоторых вариантах осуществления втягивание обеспечивается за счет отвода рабочей жидкости из управляющих рук, что вызывает их укорачивание, в то время как выдвигание обеспечивается за счет подачи рабочей жидкости в управляющие руки. В некоторых вариантах осуществления черпаки 1406 имеют трапециевидную геометрическую форму, которая позволяет им свободно проходить под разбрызгивающими разветвленными трубопроводами или опрыскивателями 1418.

Фиг. 14В иллюстрирует нижнюю часть транспортного судна 1400. Нижняя часть образует, среди

- 19 022854 прочего, основание и опорную конструкцию для рабочих компонентов (связанных с верхней частью по фиг. 14А). Она включает в себя воздушные камеры 1423 плавучести (например, регулируемые понтоны), поперечины и опорную конструкцию 1424 (которая в некоторых вариантах осуществления может содержать дополнительные устройства для обеспечения плавучести), которые обеспечивают плавучесть для элементов системы 1400, наряду с силовыми установками и двигательными устройствами (например, приводным устройством 1425 для катера с водометным движителем и приводом от дизельного двигателя) и регулируемыми гидравлическими и/или пневматическими подъемниками 1421 (также видными на фиг. 14А), которые могут обеспечить независимый подъем и опускание палубы 1420 и/или нижней платформы 1426 так, как необходимо (например, в соответствии с преобладающей высотой волн и ветровым режимом в месте разлива). Приводное устройство 1425 для катера с водометным движителем может быть приведено в действие посредством расположенного на борту резервуара 1427 с дизельным топливом.

Размер устройства 1400 может изменяться в зависимости от варианта осуществления. Некоторые варианты осуществления имеют диаметр, составляющий приблизительно 10 футов (3,048 м) от края до края, в то время как другие варианты осуществления могут иметь размер, составляющий приблизительно 100 футов (30,48 м) или более от края до края.

Фиг. 15 представляет собой иллюстрацию еще одного варианта осуществления устройства 1500 для удаления загрязняющих веществ. Данное транспортное судно 1500 может быть выполнено для использования при разливах нефти и разливах других несмешивающихся субстратов - от мало- до крупномасштабных разливов и может быть использовано для работ по очистке в открытом океане, в прибрежных зонах, на внутренних водных путях и/или в эстуариях. Транспортное судно 1500 перемещается в основном в направлении стрелки 1550, собирая субстрат плугообразным концевым элементом 1522, что заставляет субстрат 1520 проходить под множеством 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей (которые выдают криогенную текучую среду в конденсированной фазе и вызывают увеличение вязкости и/или затвердевание субстрата). Транспортное судно обеспечивает перемещение некоторой части агломерированного разлитого субстрата 1520 и/или твердого вещества в смешанном состоянии из разлитого субстрата 1520 назад к резервуару 1513 для отходов.

В сущности, транспортное судно 1500 включает в себя три основных подузла. Первый подузел представляет собой транспортный модуль, который содержит воздушные камеры 1502 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плавучести), множество 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, блок 1519 датчиков, плугообразный концевой элемент 1522 и крепежные кольца 1504. В некоторых вариантах осуществления имеются две воздушные камеры 1502 плавучести, которые, по существу, параллельны друг другу (данный вид в перспективе скрывает из виду дальнюю воздушную камеру плавучести, но она в основном аналогична ближней воздушной камере плавучести). Две воздушные камеры плавучести находятся на расстоянии друг от друга, которое варьируется в зависимости от варианта осуществления (например, от приблизительно менее трех футов (91,44 см) до более 25 футов (7,62 м). Данное пространство между воздушными камерами 1502 плавучести занято множеством 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. Множество 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей в некоторых вариантах осуществления включает в себя множество расположенных в определенном порядке разбрызгивающих устройств или опрыскивателей (например, по фиг. 12) и опорную конструкцию для поддержания жесткости множества 1503 разбрызгивателей. Соответственно субстрат, находящийся между воздушными камерами 1502 плавучести, подвергается воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе, выходящей из множества 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, которая заставляет субстрат 1520 становиться, например, вязким агломератом или твердым веществом из льда и нефти в смешанной фазе. Крепежные кольца 1504 могут быть использованы для крепления вспомогательных улавливающих устройств (например, сменных плугообразных концевых элементов 1522). Крепежные кольца 1504 также могут включать в себя регулируемые устройства для обеспечения плавучести для регулирования глубины множества расположенных в определенном порядке разбрызгивателей относительно субстрата 1520 и поддержания наиболее эффективного положения плугообразного концевого элемента 1522 в граничном слое разлива нефти. Блок 1519 датчиков выполняет функции, аналогичные датчикам 1404 по фиг. 14, и может быть соединен с управляющим устройством (например, элементом 104 по фиг. 1).

Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью регулирования скорости подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат.

Транспортный модуль в некоторых вариантах осуществления наклонен вниз по направлению к субстрату 1520, так что субстрат 1520 будет направляться в сторону множества 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей и в направлении резервуара 1513 для отходов (по мере перемещения транспортного судна 1500 в направлении стрелки 1550). Разбрызгивающие устройства в множестве 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей выполнены регулируемыми, так что разбрызгиватели могут быть конфигурированы под разными углами и для образования множества разных рисунков рассеивания криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Множество разбрызгивателей получают криогенную текучую среду в конденсированной фазе из бортового резервуара 1509

- 20 022854 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, сосуда Дьюара, модульного подающего устройства или элемента 405 по фиг. 4), который соединен с линией 1521 подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Питающая линия 1521 в некоторых вариантах осуществления предусмотрена с вакуумной изоляцией. Резервуар 1509 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе может иметь разные размеры в зависимости от варианта осуществления, например 150, 250, 350 или 500 галлонов (567,75, 946,25, 1324,75 или 1892,5 л) и может быть повторно заполнен или заменен на запасные (полные) бочонки на находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) или посредством находящегося на берегу резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Резервуар 1509 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе расположен в кожухе 1525, который включает в себя насос, клапаны регулировки давления (например, перепускные клапаны, управляющее устройство и изолированные криогенные трубопроводы и шланги (например, 1521) для перемещения находящейся под низким давлением, криогенной текучей среды в конденсированной фазе в множество 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей.

Второй подузел представляет собой управляющую секцию. Управляющая секция включает в себя органы 1507 управления для управления транспортным судном (например, управления направлением перемещения, регулирования скорости, скорости подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе и т.д.), крышу 1508 для защиты оператора, сиденье 1515 для оператора, палубу 1518, которая служит опорой для конструктивных элементов, которые образуют управляющую секцию, резервуар 1509 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, кожух 1525 резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и несколько компонентов для перемещения отходов и транспортного судна. Компрессор 1510 имеет ряд функций. Компрессор 1510 обеспечивает втягивание агломерата и/или твердого вещества в смешанном состоянии из разлитого субстрата (и некоторых разлитых текучих сред, а также воды) с одного направления и выпуск его под более высоким давлением во втором направлении. Компрессор 1510 может быть выполнен, например, с приводом от дизельного двигателя. Реактивное приводное устройство 1511 присоединено к компрессору 1510 (или непосредственно к дизельному силовому агрегату) для сообщения движущей силы транспортному судну. За счет выпуска текучей среды в направлении назад транспортное судно может перемещаться вперед. Кроме того, компрессор присоединен с возможностью приема субстрата 1520, который проходит под множеством 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, и пропускания его через циклонную камеру 1512 для размещения в конце концов в резервуаре 1513 для отходов посредством канала 1514 транспортировки. Компрессор 1510 и циклонная камера 1512 обеспечивают механическое и пневматическое разделение твердой фазы льда и нефти на куски посредством шнека и за счет вихревого воздействия сжатого воздуха. В других вариантах осуществления компрессор не используется для транспортировки субстрата 1520 в резервуар 1513 для отходов. Вместо этого воздуходувка 1516 обеспечивает сбор поступающего субстрата 1520 и выбрасывание его (1524) в резервуар 1513 для отходов. В вариантах осуществления с воздуходувкой 1516 предпочтительно используется резервуар 1513 для отходов с открытым верхом для обеспечения возможности размещения в нем выбрасываемого субстрата (1524).

Третий подузел представляет собой секцию для отходов. Он включает в себя резервуар 1513 для отходов, воздушные камеры 1501 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плавучести), крепежные кольца 1505 и 1506 и фиксирующие штанги 1517, которые соединяют секцию для отходов с управляющей секцией. Крепежные кольца 1505 могут обеспечивать дополнительное соединение секции для отходов с управляющей секцией, а также могут обеспечить дополнительное регулирование плавучести. Резервуар 1513 для отходов в некоторых вариантах осуществления имеет конструкцию с νобразной формой и выпускными клапанами для выполнения дополнительной функции разделительного воронкообразного контейнера для разделения фаз воды и нефти (или другого несмешивающегося субстрата).

Кольца 1504 и 1505 также пригодны для пристыковки устройства к находящейся на месте использования, центральной станции (например, по фиг. 4) для обслуживания (дозаправки, повторного заполнения или повторного использования/замены бочонков для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, перемещения удаленных загрязняющих субстратов в сборные резервуары большего размера и т.д.), для буксировки устройств и/или для загрузки/выгрузки или хранения устройств на транспортных кораблях.

По мере перемещения транспортного судна в направлении 1550 место 1523 разлива будет содержать меньше нефти (или другого удаляемого вещества), чем субстрат 1520.

Несмотря на то что размер устройства 1500 будет изменяться в зависимости от варианта осуществления, его возможная длина составляет от менее 12 футов (365,76 см) до более 30 футов (914,4 см). В данном варианте осуществления резервуар 1513 для отходов показан справа от множества 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. В других вариантах осуществления вспомогательная баржа или судно-хранилище другого типа, предназначенное для удерживания и транспортировки извлеченного продукта (например, убранных материалов из разлива нефти) из места разлива или из множества 1503 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей и соответствующих конструктивных элементов, может буксироваться (например, посредством баржи, буксира или другого судна),

- 21 022854 и замороженный материал из разлива нефти может быть перемещен посредством воздуходувки вперед на буксируемую баржу (или в контейнер на борту буксирного судна).

Фиг. 16А представляет собой иллюстрацию еще одного варианта осуществления устройства 1600 для удаления загрязняющих веществ. Данное транспортное судно 1600 может быть выполнено для использования при разливах нефти и разливах других несмешивающихся субстратов - от мало- до крупномасштабных разливов и может быть использовано для работ по очистке в открытом океане, в прибрежных зонах, на внутренних водных путях и/или в эстуариях. В примере, проиллюстрированном на виде в перспективе, транспортное судно 1600 перемещается в основном в направлении стрелки 1649, собирая субстрат 1620 плугообразным концевым элементом 1622, что заставляет субстрат 1620 проходить поверх движущейся ленты 1626 и охлаждаться посредством множества 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей (что вызывает увеличение вязкости и/или затвердевание субстрата). Движущаяся лента 1626 обеспечивает перемещение собранного агломерированного разлитого субстрата 1620 и/или твердого вещества в смешанном состоянии из разлитого субстрата 1620 к резервуару 1613 для отходов.

В сущности, транспортное судно 1600 включает в себя три основных подузла. Первый подузел представляет собой устройство типа катамарана, которое содержит воздушные камеры 1602 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плавучести), множество 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, блок 1619 датчиков, плугообразный концевой элемент 1622, ленту 1626 и соответствующие шкивы (1627, 1628 и 1629) и крепежные кольца 1604. В некоторых вариантах осуществления имеются две воздушные камеры 1602 плавучести, которые, по существу, параллельны друг другу (данный вид в перспективе скрывает из виду дальнюю воздушную камеру плавучести, но она в основном аналогична ближней воздушной камере плавучести). Две воздушные камеры плавучести находятся на расстоянии друг от друга, которое варьируется в зависимости от варианта осуществления (например, от приблизительно менее 3 футов (91,44 см) до более 30 футов (9,144 м)). Данное пространство между воздушными камерами 1602 плавучести занято множеством 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, лентой (или транспортером) 1626 и соответствующими ей шкивами (1627, 1628 и 1629). Множество 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей в некоторых вариантах осуществления включает в себя множество расположенных в определенном порядке разбрызгивающих устройств или разветвленных трубопроводов с опрыскивателями (например, по фиг. 12) и опорную конструкцию для поддержания жесткости множества 1603 разбрызгивателей. Соответственно субстрат, находящийся между воздушными камерами 1602 плавучести, который подан на ленту 1626, подвергается воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе посредством множества 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. Это воздействие заставляет субстрат 1620 становиться, например, вязким агломератом или твердым веществом из льда и нефти в смешанной фазе.

Крепежные кольца 1604 могут быть использованы для крепления вспомогательных улавливающих устройств (например, сменных плугообразных концевых элементов 1622). Крепежные кольца 1604 также могут включать в себя регулируемые устройства для обеспечения плавучести для регулирования глубины множества расположенных в определенном порядке разбрызгивателей относительно субстрата 1620 и поддержания наиболее эффективного положения плугообразного концевого элемента 1622 в граничном слое разлива нефти. Блок 1619 датчиков выполняет функции, аналогичные датчикам 1404 по фиг. 14, и может быть соединен с управляющим устройством (например, элементом 104 по фиг. 1). Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью регулирования скорости подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат 1620.

Транспортный модуль в некоторых вариантах осуществления наклонен вниз по направлению к субстрату 1620, так что субстрат 1620 будет направляться на ленту 1620 и рядом с множеством 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. Разбрызгивающие устройства в множестве 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей выполнены регулируемыми, так что разбрызгиватели могут быть конфигурированы под разными углами и для образования множества разных рисунков рассеивания криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Множество разбрызгивателей получают криогенную текучую среду в конденсированной фазе из бортового резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, сосуда Дьюара, модульного бочонка или элемента 405 по фиг. 4), который находится внутри кожуха 1625 для резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и соединен с линией 1621 подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Питающая линия 1621 в некоторых вариантах осуществления предусмотрена с вакуумной изоляцией. Резервуар для криогенной текучей среды в конденсированной фазе может иметь разные размеры в зависимости от варианта осуществления, например 150, 250 или 350 галлонов (567,75, 946,25 или 1324,75 л), и может быть повторно заполнен или заменен на запасные (полные) бочонки на находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) или посредством находящегося на берегу резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Кожух 1625 резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе включает в себя насос, клапаны регулировки давления (например, перепускные клапаны или фазоразделитель), управляющее устройство и изолированные

- 22 022854 криогенные трубопроводы и шланги (например, 1621) для перемещения находящейся под низким давлением криогенной текучей среды в конденсированной фазе в множество 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей.

В некоторых вариантах осуществления лента 1626 изготовлена из материала, который обладает высокой стойкостью к воздействию низких температур (например, из полимера, синтетического каучука или других обычных низкотемпературных материалов, какие поставляются производителями криогенных материалов). В некоторых вариантах осуществления лента 1626 изготовлена из металлической сетки, такой как сетка из нержавеющей стали. Двигатель 1632 расположен напротив кожуха резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, и в некоторых вариантах осуществление управляющее устройство (например, элемент 104 по фиг. 1) управляет двигателем 1632. Двигатель 1632 обеспечивает перемещение верхней части ленты 1626 по направлению к резервуару 1613 для отходов (естественно, нижняя часть ленты 1626 перемещается от резервуара 1613 для отходов). Лента 1626 опирается на передний шкив 1627, расположенный рядом с плугообразным концевым элементом 1622. В некоторых вариантах осуществления передний шкив 1627 представляет собой холостой шкив. Шкивы 1628 и 1629 (также представляющие собой холостые шкивы в некоторых вариантах осуществления) служат в качестве прижимных роликов (или кабестана) и обеспечивают возможность наклона ленты 1626 вверх относительно воздушных камер 1602 плавучести. Поскольку значительные части верхней поверхности ленты 1626 несут отходы, верхний шкив 1629 предпочтительно (в некоторых вариантах осуществления) контактирует с частью ленты (например, с самой(-ыми) дальней(-ими) от центра частью(-ями)), которая не несет отходы. Лента 1626 может иметь такие элементы, как составляющие одно целое с ней поперечины, которые предотвращают соскальзывание затвердевшего субстрата 1620 вниз при наклоне ленты 1626. Для предотвращения падения затвердевшего субстрата со сторон ленты 1626 при ее наклоне боковые направляющие 1630 расположены с обеих сторон наклонной секции ленты 1626. На переходном участке перемещения ленты (то есть в месте, в котором заданное место на ленте останавливается при перемещении к резервуару 1613 для отходов и начинает перемещаться по направлению к плугообразному концевому элементу 1622) затвердевший субстрат выталкивается (1624) в резервуар 1613 для отходов.

В некоторых вариантах осуществления используется колпак 1631 над секцией, представляющей собой катамаран. Колпак 1631, среди прочего, позволяет использовать преимущества криогенной текучей среды в смешанной и паровой фазе. Обычно при подаче криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат 1620 некоторая часть криогенной текучей среды в конденсированной фазе сразу же превращается в паровую фазу, рассеивается в атмосферу и фактически не играет никакой роли в процессе удаления загрязняющих веществ. За счет установки колпака 1631 над множеством 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей криогенная текучая среда в паровой фазе удерживается рядом с удаляемым субстратом и/или проходит над траекторией перемещения транспортера, что способствует сохранению твердого вещества в смешанном состоянии и/или агломерата. В некоторых вариантах осуществления колпак 1631 используется для улавливания и обеспечения рециркуляции криогенной текучей среды в паровой фазе. Колпак 1631 также может сделать устройство более удобным для пользователя за счет уменьшения каких-либо ухудшений в зоне видимости для персонала, осуществляющего удаление загрязняющих веществ, и операторов мобильного устройства. В некоторых вариантах осуществления колпаки специализированной конструкции и состава могут иметь особо важное значение при операциях, при которых имеют дело с легковоспламеняющимися веществами, активными химическими веществами, выделением/рассеянием радиоактивных материалов и биологическими опасными материалами. Более традиционные удерживающие элементы и колпаки также могут быть предпочтительными в вариантах осуществления, предназначенных для работ в более теплой воде и/или при более высоких температурах воздуха или земли, а также в более бурных водах (например, для минимизации воздействий брызг морской воды и волн), а также для работы в условиях ветра.

Второй подузел представляет собой управляющую секцию. Управляющая секция включает в себя органы 1607 управления для управления транспортным судном (например, управления направлением перемещения, регулирования скорости, скорости подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе, скорости ленты и т.д.), крышу 1608 для защиты оператора, палубу 1618, которая служит опорой для конструктивных элементов, которые образуют управляющую секцию, кожух 1625 резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и несколько компонентов для перемещения отходов и транспортного судна. Компрессор 1610 имеет ряд функций. Компрессор 1610 обеспечивает втягивание текучей среды с одного направления и выпуск ее под более высоким давлением во втором направлении. Компрессор 1610 может быть выполнен, например, с приводом от дизельного двигателя. Реактивное приводное устройство 1611 присоединено к компрессору 1610 для сообщения движущей силы транспортному судну. За счет выпуска текучей среды в направлении назад транспортное судно 1600 может перемещаться вперед. Управление направлением перемещения осуществляется посредством регулирования направления реактивного приводного устройства 1611.

Третий подузел представляет собой секцию для отходов. Он включает в себя резервуар 1613 для отходов, воздушные камеры 1601 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плаву- 23 022854 чести), крепежные кольца 1605 и 1606 и фиксирующие штанги 1617, которые соединяют секцию для отходов с управляющей секцией. Крепежные кольца 1605 могут обеспечивать дополнительное соединение секции для отходов с управляющей секцией, а также могут обеспечить дополнительное регулирование плавучести. Резервуар 1613 для отходов в некоторых вариантах осуществления имеет конструкцию с νобразной формой и выпускными клапанами для выполнения дополнительной функции разделительного воронкообразного контейнера для разделения фаз воды и нефти (или другого несмешивающегося субстрата).

Кольца 1604 и 1605 также пригодны для пристыковки устройства 1600 к находящейся на месте использования, центральной станции (например, по фиг. 4) для обслуживания (дозаправки, повторного заполнения или повторного использования/замены бочонков для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, перемещения удаленных загрязняющих субстратов в сборные резервуары большего размера и т.д.), для буксировки устройств и/или для загрузки/выгрузки или хранения устройств на транспортных кораблях.

По мере перемещения транспортного судна в направлении стрелки 1649 место 1623 разлива будет содержать меньше нефти (или другого удаляемого вещества), чем субстрат 1620.

Несмотря на то что размер устройства 1600 будет изменяться в зависимости от варианта осуществления, его возможная длина составляет от менее 12 футов (365,76 см) до более 30 футов (914,4 см). В данном варианте осуществления резервуар 1613 для отходов показан справа от множества 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. В других вариантах осуществления вспомогательная баржа или судно-хранилище другого типа, предназначенное для удерживания и транспортировки извлеченного продукта (например, убранных материалов из разлива нефти) из места разлива или из множества 1603 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей и соответствующих конструктивных элементов, может буксироваться (например, посредством баржи, буксира или другого судна), и замороженный материал из разлива нефти может быть перемещен вперед на ленте 1626 на буксируемую баржу (или в контейнер на борту буксирного судна).

Фиг. 16В представляет собой иллюстрацию еще одного варианта осуществления устройства 1650 для удаления загрязняющих веществ и в данном случае показывает разновидность варианта 1600 осуществления по фиг. 16А. Данное транспортное судно 1650 может быть выполнено для использования при разливах нефти и разливах других несмешивающихся субстратов - от мало- до крупномасштабных разливов и может быть использовано для работ по очистке в открытом океане, в прибрежных зонах, на внутренних водных путях и/или в эстуариях. В примере, проиллюстрированном на виде в перспективе, транспортное судно 1650 перемещается в основном в направлении стрелки 1699, собирая субстрат 1670 плугообразным концевым элементом 1672, что заставляет субстрат 1670 проходить поверх движущейся ленты 1676 и охлаждаться посредством множества 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей (что вызывает увеличение вязкости и/или затвердевание субстрата). Движущаяся лента 1676 обеспечивает перемещение собранного агломерата из несмешивающегося субстрата 1670 и/или твердого вещества из льда и нефти в смешанном состоянии из несмешивающегося субстрата 1670 к резервуару 1663 для отходов.

В сущности, транспортное судно 1650 включает в себя три основных подузла. Первый подузел представляет собой устройство типа катамарана, которое содержит воздушные камеры 1652 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плавучести), множество 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, блок 1669 датчиков, плугообразный концевой элемент 1672, ленту 1626 и соответствующие шкивы (которые не видны в данном варианте осуществления, но аналогичны элементам 1627, 1628 и 1629 по фиг. 16А) и крепежные кольца 1654. В некоторых вариантах осуществления имеются две воздушные камеры 1652 плавучести, которые, по существу, параллельны друг другу, как показано. Две воздушные камеры 1652 плавучести находятся на расстоянии друг от друга, которое варьируется в зависимости от варианта осуществления (например, от приблизительно менее 3 футов (91,44 см) до более 30 футов (9,144 м)). Данное пространство между воздушными камерами 1652 плавучести занято множеством 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей (разветвленных трубопроводов с опрыскивателями), лентой или транспортером 167 6 и соответствующими шкивами. Множество 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей в некоторых вариантах осуществления включает в себя множество расположенных в определенном порядке разбрызгивающих устройств или опрыскивателей (например, по фиг. 12) и опорную конструкцию для поддержания жесткости множества 1653 разбрызгивателей. Соответственно субстрат, находящийся между воздушными камерами 1652 плавучести, который подан на ленту 1676, подвергается воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе посредством множества 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. Это воздействие заставляет субстрат 1670 становиться, например, вязким агломератом или твердым веществом из льда и нефти в смешанной фазе. В данном варианте осуществления множество 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей также может быть расположено рядом с резервуаром 1663 для отходов. Это обеспечивает поддержание субстрата 1670 в основном в замороженном состоянии и целесообразно в применениях, например, предназначенных для удаления тяжелой нефти, легковоспламеняющихся или горючих субстратов, токсичных, ядовитых и/или опасных веществ.

- 24 022854

Крепежные кольца 1654 могут быть использованы для крепления вспомогательных улавливающих устройств (например, сменных плугообразных концевых элементов 1572). Крепежные кольца 1654 также могут включать в себя регулируемые устройства для обеспечения плавучести для регулирования глубины множества расположенных в определенном порядке разбрызгивателей относительно субстрата 1670 и поддержания наиболее эффективного положения плугообразного концевого элемента 1672 в граничном слое разлива нефти. Блок 1669 датчиков выполняет функции, аналогичные датчикам 1404 по фиг. 14, и может быть соединен с управляющим устройством (например, элементом 104 по фиг. 1). Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью регулирования скорости и/или схемы (рисунка) подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат 1670, с возможностью управления транспортерами и/или направления движения судна (когда оно не управляется в режиме управления от глобальной системы определения местоположения и навигации (СР8)).

Транспортный модуль в некоторых вариантах осуществления наклонен вниз по направлению к субстрату 1670, так что субстрат 1670 будет направляться на ленту 1670 и рядом с множеством 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. Разбрызгивающие устройства в множестве 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей выполнены регулируемыми, так что разбрызгиватели могут быть конфигурированы под разными углами и для образования множества разных рисунков рассеивания криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Множество разбрызгивателей получают криогенную текучую среду в конденсированной фазе из бортового резервуара 1685 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, сосуда Дьюара, модульного бочонка или элемента 405 по фиг. 4), который соединен с корпусом 1675 и линией 1671 подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Питающая линия 1671 в некоторых вариантах осуществления предусмотрена с вакуумной изоляцией. Резервуар 1685 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе может поступать с разными размерами в зависимости от варианта осуществления, например 150, 250, 350 или 500 галлонов (567,75, 946,25, 1324,75 и 1892,5 л) и может быть повторно заполнен или заменен на запасные (полные) бочонки на находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) или посредством находящегося на берегу резервуара для криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Корпус 1675 включает в себя узел привода транспортера, соединенный с лентой 1676, насос, клапаны регулировки давления (например, перепускные клапаны, фазоразделитель), управляющее устройство и изолированные криогенные трубопроводы и шланги (например, 1671) для перемещения находящейся под низким давлением криогенной текучей среды в конденсированной фазе в множество 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей.

В некоторых вариантах осуществления лента 1676 изготовлена из материала, который обладает высокой стойкостью к воздействию низких температур (например, из полимера, синтетического каучука или других обычных низкотемпературных материалов, какие поставляются производителями криогенных материалов). В некоторых вариантах осуществления лента 1676 изготовлена из металлической сетки, такой как сетка из нержавеющей стали. В некоторых вариантах осуществление управляющее устройство (например, элемент 104 по фиг. 1) управляет приводом транспортера, расположенным внутри корпуса 1675. Привод транспортера обеспечивает перемещение верхней части ленты 1676 по направлению к резервуару 1663 для отходов (естественно, нижняя часть ленты 1676 перемещается от резервуара 1663 для отходов). Лента 1676 смещена к одной стороне резервуара 1685 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и в ту сторону, где сидит оператор (то есть напротив штурвала и соответствующих органов 1657 управления), так что она будет иметь беспрепятственную траекторию перемещения к резервуару 1663 для отходов. Лента 1676 может иметь такие элементы, как составляющие одно целое с ней поперечины, которые предотвращают соскальзывание затвердевшего субстрата 1670 вниз при наклоне ленты 1676. На переходном участке перемещения ленты (то есть в месте, в котором заданная точка на ленте останавливается при перемещении к резервуару 1663 для отходов и начинает перемещаться по направлению к плугообразному концевому элементу 1672) затвердевший субстрат выталкивается (1674) в резервуар 1663 для отходов.

В некоторых вариантах осуществления используется колпак 1681 над секцией, представляющей собой катамаран. Колпак 1681, среди прочего, позволяет использовать преимущества криогенной текучей среды в смешанной и паровой фазе. Обычно при подаче криогенной текучей среды в конденсированной фазе на субстрат 1670 некоторая часть криогенной текучей среды в конденсированной фазе сразу же превращается в паровую фазу, рассеивается в атмосферу и фактически не играет никакой роли в процессе удаления загрязняющих веществ. За счет установки колпака 1681 над частью множества 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей криогенная текучая среда в паровой фазе удерживается рядом с удаляемым субстратом и/или проходит над траекторией перемещения транспортера, что способствует сохранению твердого вещества в смешанном состоянии и/или агломерата. В некоторых вариантах осуществления колпак 1681 используется для улавливания и обеспечения рециркуляции криогенной текучей среды в паровой фазе. Колпак 1681 также может сделать устройство более удобным для пользователя за счет уменьшения каких-либо ухудшений в зоне видимости для персонала, осуществляющего удаление загрязняющих веществ, и операторов мобильного устройства (когда устройство не управляется в режиме управления от глобальной системы определения местоположения и навигации

- 25 022854 (0Р8)). В некоторых вариантах осуществления колпаки специализированной конструкции и состава могут иметь особо важное значение при операциях, при которых имеют дело с легковоспламеняющимися веществами, активными химическими веществами, выделением/рассеянием радиоактивных материалов и биологическими опасными материалами. Более традиционные удерживающие элементы и колпаки также могут быть предпочтительными в вариантах осуществления, предназначенных для работ в более теплой воде и/или при более высоких температурах воздуха или земли, а также в более бурных водах (например, для минимизации воздействий брызг морской воды и волн), а также для работы в условиях ветра.

Второй подузел представляет собой управляющую секцию. Основные компоненты управляющей секции включают в себя органы 1687 управления для управления транспортным судном (например, управления направлением перемещения, регулирования скорости, скорости подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе, скорости ленты и т.д.), навигационную систему для использования глобальной системы определения местоположения и навигации (ОР8) и антенну 1683, крышу 1658 для защиты оператора, палубу 1658, которая служит опорой для конструктивных элементов, которые образуют управляющую секцию, корпус 1675, резервуар для криогенной текучей среды в конденсированной фазе или модульный бочонок 1685 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и несколько компонентов 1668 для перемещения отходов и транспортного судна. Над крышей 1658 находятся антенна 1683 для передачи/приема сигналов глобальной системы определения местоположения и навигации (ОР8) (например, от центральной станции, подобной показанной на фиг. 4, или от центра управления, базирующегося на суше) и навигационная система управления ОР8, и процессор для обработки данных и антенна 1683 для передачи данных инфракрасных и/или оптоакустических датчиков от блока 1669 датчиков. Ветровое стекло 1684 обеспечивает дополнительную защиту для оператора (при управлении вручную, без глобальной системы определения местоположения и навигации ОР8).

Кроме того, компрессор 1660 имеет ряд функций. Компрессор 1660 обеспечивает втягивание текучей среды с одного направления и выпуск ее под более высоким давлением во втором направлении. Компрессор 1660 может быть выполнен, например, с приводом от дизельного двигателя. Реактивное приводное устройство 1661 присоединено к компрессору 1660 (или непосредственно к дизельному силовому агрегату) для сообщения движущей силы транспортному судну. За счет выпуска текучей среды в направлении назад транспортное судно 1660 может перемещаться вперед. Управление направлением перемещения осуществляется посредством регулирования направления реактивного приводного устройства 1661 (или вручную, или дистанционно посредством навигационной системы ОР8).

Третий подузел представляет собой секцию для отходов. Он включает в себя резервуар 1663 для отходов, воздушные камеры 1651 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плавучести), крепежные кольца 1655 и 1656 и фиксирующие штанги 1667, которые соединяют секцию для отходов с управляющей секцией. Крепежные кольца 1656 могут обеспечивать дополнительное соединение секции для отходов с управляющей секцией, а также могут обеспечить дополнительное регулирование плавучести. Резервуар 1663 для отходов в некоторых вариантах осуществления имеет конструкцию с νобразной формой и выпускными клапанами для выполнения дополнительной функции разделительного воронкообразного контейнера для разделения фаз воды и нефти (или другого несмешивающегося субстрата).

Кольца 1654 и 1655 также пригодны для пристыковки устройства 1650 к находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) для обслуживания (дозаправки, повторного заполнения или повторного использования/замены бочонков для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, перемещения удаленных загрязняющих субстратов в сборные резервуары большего размера и т.д.), для буксировки устройств и/или для загрузки/выгрузки или хранения устройств на транспортных кораблях.

По мере перемещения транспортного судна в направлении стрелки 1699 субстрат 1673 будет содержать меньше нефти (или другого удаляемого вещества), чем субстрат 1670.

Несмотря на то что размер устройства 1650 будет изменяться в зависимости от варианта осуществления, его возможная длина составляет от менее 12 футов (365,76 см) до более 30 футов (914,4 см). В данном варианте осуществления резервуар 1663 для отходов показан справа от множества 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. В других вариантах осуществления вспомогательная баржа или судно-хранилище другого типа, предназначенное для удерживания и транспортировки извлеченного продукта (например, убранных материалов из разлива нефти) из места разлива или множества 1653 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей и соответствующих конструктивных элементов, может буксироваться (например, посредством баржи, буксира или другого судна), и замороженный материал из разлива нефти может быть перемещен вперед на ленте 1676 на буксируемую баржу (или в контейнер на борту буксирного судна).

Фиг. 17 иллюстрирует еще один вариант осуществления судна 1700 для удаления загрязняющих веществ. Данное судно 1700 является модульным в том смысле, что оно может быть конфигурировано для небольших объемов работ или увеличено для работ большего масштаба. В сущности, данный вариант 1700 осуществления включает в себя три основных элемента, а именно управляющую секцию (например, 1731), одну или несколько вспомогательных секций (например, 1714) для удаления загрязняю- 26 022854 щих веществ и секцию (например, 1732) для отходов. Вспомогательная секция 1714 для удаления загрязняющих веществ представляет собой возможную секцию, например, для работ небольшого масштаба она может быть исключена. Альтернативно, при работах большего масштаба можно использовать множество вспомогательных секций 1714 для удаления загрязняющих веществ, расположенных последовательно, а также множество секций 1732 для отходов, расположенных последовательно и/или (в основном) параллельно.

Управляющая секция 1731 включает в себя открытый штурманский мостик 1729, на котором может осуществляться управление судном 1700 (например, посредством персонала). Кроме того, антенна глобальной системы определения местоположения и навигации (ОР8) и навигационная система 1703 и система 1704 передачи радиосигналов расположены на открытом штурманском мостике 1729. ОР8-система 1703 обеспечивает возможность дистанционного управления и/или навигации транспортного судна 1700. Система 1704 передачи радиосигналов предназначена для передачи, например, данных от инфракрасных и оптоакустических датчиков, прикрепленных к нижней стороне каждого множества1701, 1702, 1707, 1708, 1715 и 1716 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, при этом указанные датчики предназначены для мониторинга соответственно толщины несмешивающегося субстрата (например, указывающей на развитие процесса удаления загрязняющих веществ) и толщины твердого/полутвердого удаленного субстрата (например, указывающей на эффективность операции удаления загрязняющих веществ).

К каждой из двух сторон управляющей секции 1731 присоединены множества расположенных в определенном порядке разбрызгивателей и/или разветвленные трубопроводы 1701, 1702, 1707 и 1708 с опрыскивателями. Они могут принимать форму множества разбрызгивающих устройств или опрыскивателей (например, по фиг. 12). Множества разбрызгивателей получают криогенную текучую среду в конденсированной фазе из бортового резервуара 1706 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Резервуар 1706 может принимать форму сосуда Дьюара, модульного бочонка и/или может подвергаться активному охлаждению. Резервуар 1706 может поступать с разными размерами, например 150, 250 или 500 галлонов (567,75, 946,25 и 1892,5 л). Альтернативно, резервуар 1706 может представлять собой модульный элемент (например, элемент 405 по фиг. 4). Резервуар 1706 соединен с множествами 1701, 1702, 1707 и 1708 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, в результате чего обеспечивается возможность подачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе из множества расположенных в определенном порядке разбрызгивателей к субстрату. Подача криогенной текучей среды в конденсированной фазе вызывает увеличение вязкости субстрата и отделение его от массы текучей среды, например, в виде агломерата или твердого вещества в смешанном состоянии (как показано ссылочной позицией 1705). Управляющая секция 1731 приводится в движение посредством привода 1711 на основе водометного движителя.

Вспомогательная секция 1714 для удаления загрязняющих веществ присоединена к управляющей секции 1731 посредством соединительных рычагов (например, упругоподатливых стержней) 1710. Вспомогательная секция 1714 для удаления загрязняющих веществ несет ее собственный резервуар 1717 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, который может принимать форму, аналогичную резервуару 1706. Каждая вспомогательная секция 1714 для удаления загрязняющих веществ может включать в себя ее собственный резервуар для криогенной текучей среды в конденсированной фазе или резервуары могут быть общими для вспомогательных судов для удаления загрязняющих веществ и/или управляющих секций. Резервуар 1717 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе присоединен к множествам 1715 и 1716 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей, которые могут принимать, по существу, такую же форму, как множества 1701, 1702, 1707 и 1708 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей. Каждое множество расположенных в определенном порядке разбрызгивателей может отличаться от других по размеру, форме и конфигурации. Тем не менее, в большинстве вариантов осуществления предпочтительно, чтобы множества расположенных в определенном порядке разбрызгивателей подавали криогенную текучую среду в конденсированной фазе на поверхность субстрата. Вспомогательная секция для удаления загрязняющих веществ удерживается на плаву посредством воздушных камер 1702 и 1703 плавучести (например, регулируемых понтонов для обеспечения плавучести).

Вспомогательная секция 1714 для удаления загрязняющих веществ присоединена к секции 1732 для отходов посредством соединительных рычагов (например, упругоподатливых стержней) 1730. Секция для отходов обеспечивает сбор и хранение субстрата 1705 в твердой/полутвердой/смешанной фазе. По мере продвижения транспортного судна (например, в направлении 1735) направляющие сетки 1718 и 1719 улавливают субстрат 1705 в твердой/полутвердой/смешанной фазе и обеспечивают направленное перемещение его на транспортер 1720. Транспортер 1720 транспортирует субстрат 1705 в резервуар 1723 для отходов. Резервуар 1723 для отходов может быть модульным (например, в виде элемента 418 по фиг. 4), а также может выполнять функцию отделения жидкой фазы. Клапаны 1724, 1725 и 1726 стравливания жидкой фазы могут быть соединены с напорным трубопроводом для выпуска выходящего потока загрязняющих отходов. Данные компоненты удерживаются, по существу, выровненными в рабочем состоянии посредством опорной конструкции 1727, которая в некоторых вариантах осуществления выполнена из

- 27 022854 жесткого материала (например, из одно- или многофазной нержавеющей стали). Воздушные камеры 1721 и 1722 плавучести (например, регулируемые понтоны для обеспечения плавучести) служат опорой для секции 1732 для отходов. Благодаря весу субстрата, который может скапливаться в резервуаре 1723 для отходов, секция 1732 для отходов может иметь ее собственный реактивный привод 1728.

Для разливов большего масштаба (или аварийных ситуаций) один или более вспомогательных модулей 1714 для удаления загрязняющих веществ могут быть вставлены и присоединены (например, в качестве промежуточных секций) между управляющей секцией 1731 и секцией(-ями) 1732 для отходов для увеличения интенсивности удаления загрязняющих веществ, например, увеличения площади поверхности, с которой загрязняющие вещества удаляются за один проход судна 1700. Подобные комбинированные системы также используются для удовлетворения потребности в более быстром удалении загрязняющих веществ в особых применениях и/или опасных условиях, например, для разливов горючих материалов, активных химических веществ, токсичных/ядовитых отходов, или для уменьшения степени подвергания населения воздействию вредных материалов, выпущенных в случаях (или связанных со случаями) химических, биологических и/или радиологических (ядерных) угроз.

Размер судна и его секций варьируется в зависимости от варианта осуществления. Например, управляющая секция 1731 может быть выполнена с конструкцией катеров с водометным движителем, изготавливаемых посредством модифицирования судов типа катамаранов и тримаранов с длиной 16 футов (487,68 см) или 21 фут (640,08 см), или с конструкцией судов большего размера типа барж с длиной 30 футов (9,144 м) или 40 футов (12,192 м). Возможны другие размеры, например от менее 16 футов (4,8768 м) до более 40 футов (12,192 м). Размер судна может повлиять на размер резервуара (например, 1706) для криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Модульные (пригодные для повторного использования) бочонки для криогенной текучей среды в конденсированной фазе емкостью 150, 250 или 350 галлонов (567,75, 946,25 или 1324,75 л) могут быть вставлены в корпуса в судах меньшего размера (например, в управляющие секции или вспомогательные секции для удаления загрязняющих веществ с длиной 16 футов или 21 фут (487,68 или 640,08 см)), в то время как повторно заполняемые криогенные питающие резервуары емкостью 500-2500 галлонов (1892,5-9462,5 л) могут быть установлены на судах большего размера (например, на управляющих секциях или вспомогательных секциях для удаления загрязняющих отходов типа барж с длиной 30 или 40 футов (9,144 или 12,192 м)).

Фиг. 18А и 18В показывают два дополнительных варианта осуществления судов для удаления загрязняющих веществ (соответственно 1800 и 1850), которые особенно хорошо подходят для удаления нефти/масла более тяжелых сортов (например, трансмиссионных масел и сырой нефти).

Фиг. 18А иллюстрирует первый конкретный вариант осуществления мобильного судна 1800 для удаления загрязняющих веществ, предусмотренного с навигацией от глобальной системы определения местоположения и навигации. Судно 1800 включает в себя несколько основных компонентов, включая множество 1801 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей (см., например, фиг. 12), резервуар 1802 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, соединенный с множеством 1801 посредством трубопровода 1822 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе (который является изолированным, например выполнен с вакуумной изоляцией), транспортер 1816, резервуар 1803 для отходов и компоненты (включая 1804, 1808, 1810, 1811, 1812, 1813 и 1814) системы обнаружения. Судно 1800 удерживается на плаву посредством воздушных камер 1818 плавучести (например, регулируемых понтонов для обеспечения плавучести). На данном виде в перспективе видна только одна воздушная камера плавучести (то есть воздушная камера плавучести с подветренной стороны), но в некоторых вариантах осуществления также предусмотрена вторая воздушная камера плавучести (то есть воздушная камера плавучести со стороны правого борта). Резервуар 1802 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе может принимать множество форм (например форму сосуда Дьюара или похожую на элемент 405 по фиг. 4) и иметь множество разных размеров (например от менее 50 галлонов (189,25 л) до более 500 галлонов (1892,5 л).

Судно 1800 может работать без экипажа и иметь дистанционное управление. Антенна 1806 глобальной системы определения местоположения и навигации (ОР8) принимает и передает навигационные данные, относящиеся к глобальной системе определения местоположения и навигации, для управления направлением движения судна. Приемник/передатчик 1807 радиосигналов передает данные, поступающие в реальном масштабе времени, от инфракрасных и оптоакустических датчиков 1805, установленных под каждым коллектором 1801 с разбрызгивателями. Приемник/передатчик 1807 радиосигналов также может принимать сигналы, которые относятся к подаче криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, к скорости потока). Альтернативно, управляющее устройство (например, элемент 104 по фиг. 1) может принимать данные от датчиков 1805 и автоматически управлять операцией удаления загрязняющих веществ. Управляющее устройство может находиться на борту судна 1800 или может быть расположено удаленно от него.

Множество 1801 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей подают криогенную текучую среду в конденсированной фазе (показанную в виде капель 1819) на субстрат 1820. Это вызывает увеличение вязкости субстрата (например, смеси нефти и воды) и превращение его, по меньшей мере частично, в твердое/полутвердое вещество. Судно 1800 перемещается в основном в направлении, пока- 28 022854 занном стрелкой 1824, благодаря, например, водометному движителю 1817 с приводом от дизельного двигателя. Соответственно передние направляющие плиты и наклонные элементы 1815 направляют субстрат 1820 (который стал, например, вязким агломератом или твердой фазой вследствие подвергания воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе) на транспортер 1816. Транспортер 1816 может быть выполнен или с пассивным, или с активным охлаждением. В тех вариантах осуществления, в которых используется транспортер с активным охлаждением, транспортер 1816 присоединен к резервуару 1802 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и выдает криогенную текучую среду в конденсированной фазе через ленту транспортера. Это обеспечивает поддержание вязкости субстрата 1820 и может привести к дополнительным фазовым изменениям (например, от вязкостного агломерирования до отделения посредством поглощения в кристаллической решетке). Транспортер с активным охлаждением рассмотрен более подробно в связи с фиг. 18С. Транспортер 1826 включает в себя систему привода для перемещения ленты, и лента может быть создана из металлической сетки или какоголибо полимера или композиционного материала, способного выдерживать низкие температуры (например, из низкотемпературных материалов, поставляемых производителями криогенного оборудования и материалов).

Транспортер 1816 обеспечивает перемещение твердого/полутвердого субстрата 1820 по направлению к компонентам системы обнаружения. Материал падает с транспортера 1816 и попадает в отстойник 1814 системы обнаружения (который опирается на платформу 1813 системы обнаружения).

Транспортирующие черпаки 1808 (соединенные с тросами для крепления) поворачиваются вокруг вала с вращающимся кулачком 1811. При вращении черпаков 1808 они захватывают материал, размещенный в отстойнике 1814 системы обнаружения, и перемещают его на транспортер 1812, расположенный со стороны правого борта. Транспортер 1812, расположенный со стороны правого борта, может быть предусмотрен с активным охлаждением. В любом случае транспортер, расположенный со стороны правого борта, перемещает материал от черпаков 1808 в резервуар 1803 для отходов.

В результате субстрат 1821 за судном будет содержать меньше загрязняющего вещества, чем субстрат 1820 перед судном.

Фиг. 18В иллюстрирует второй конкретный вариант осуществления мобильного судна 1850 для удаления загрязняющих веществ, предусмотренного с навигацией от глобальной системы определения местоположения и навигации (СР8-навигацией). Судно 1850 включает в себя несколько основных компонентов, включая множество 1851 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей (см., например, фиг. 12), резервуар 1852 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, соединенный с множеством 1851 посредством трубопровода 1852 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе (который является изолированным, например выполнен с вакуумной изоляцией), транспортер 1866 и резервуары 1853А и 1853В для отходов (и взаимодействующий с ними транспортер 1854). Судно 1850 удерживается на плаву посредством воздушных камер 1868 плавучести (например, регулируемых понтонов для обеспечения плавучести). На данном виде в перспективе видна только одна воздушная камера плавучести (то есть воздушная камера плавучести с подветренной стороны), но в некоторых вариантах осуществления также предусмотрена вторая воздушная камера плавучести (то есть воздушная камера плавучести со стороны правого борта). Резервуар 1852 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе может принимать множество форм (например, форму сосуда Дьюара или похожую на элемент 405 по фиг. 4) и иметь множество разных размеров (например, от менее 50 галлонов (189,25 л) до более 500 галлонов (1892,5 л)).

Судно 1850 может работать без экипажа и иметь дистанционное управление. Антенна 1856 глобальной системы определения местоположения и навигации (СР8) принимает и передает навигационные данные, относящиеся к глобальной системе определения местоположения и навигации, для управления направлением движения судна. Приемник/передатчик 1857 радиосигналов передает данные, поступающие в реальном масштабе времени, от инфракрасных и оптоакустических датчиков 1855, установленных под каждым коллектором 1851 с разбрызгивателями. Приемник/передатчик 1857 радиосигналов также может принимать сигналы, которые относятся к подаче криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, к скорости потока). Альтернативно, управляющее устройство (например, элемент 104 по фиг. 1) может принимать данные от датчиков 1855 и автоматически управлять операцией удаления загрязняющих веществ. Управляющее устройство может находиться на борту судна 1850 или может быть расположено удаленно от него.

Множество 1851 расположенных в определенном порядке разбрызгивателей подают криогенную текучую среду в конденсированной фазе (показанную в виде капель 1869) на субстрат 1870. Это вызывает увеличение вязкости субстрата (например, смеси нефти и воды) и превращение его, по меньшей мере частично, в твердое/полутвердое вещество. Судно 1850 перемещается в основном в направлении, показанном стрелкой 1874, благодаря, например, водометному движителю 1867 с приводом от дизельного двигателя. Соответственно передние направляющие плиты и наклонные элементы 1865 направляют субстрат 1870 (который стал, например, вязким агломератом или твердой фазой вследствие подвергания воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе) на транспортер 1866. Транспортер 1866 может быть выполнен или с пассивным, или с активным охлаждением. В тех вариантах осуществ- 29 022854 ления, в которых используется транспортер с активным охлаждением, транспортер 1866 присоединен к резервуару 1852 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе и выдает криогенную текучую среду в конденсированной фазе через ленту транспортера. Это обеспечивает поддержание вязкости субстрата 1870 и может привести к дополнительным фазовым изменениям (например, к отделению посредством поглощения в кристаллической решетке). Транспортер с активным охлаждением рассмотрен более подробно в связи с фиг. 18С. Транспортер 1876 включает в себя систему привода для перемещения ленты, и лента может быть создана из металлической сетки или какого-либо полимера или композиционного материала, способного выдерживать низкие температуры (например, из низкотемпературных материалов, поставляемых производителями криогенного оборудования и материалов).

Транспортер 1866 обеспечивает перемещение твердого/полутвердого субстрата 1870 по направлению ко второму транспортеру 1854. В зависимости от варианта осуществления транспортер 1854 может быть выполнен с активным охлаждением. Транспортер 1854 обеспечивает размещение субстрата 1870 в первом по порядку резервуаре 1853А для отходов, который в некоторых вариантах осуществления является достаточно широким для охватывания ширины транспортера 1866. Когда первый по порядку резервуар 1853А для отходов заполнится, его содержимое будет перемещено во второй по порядку резервуар 1853В для отходов (например, посредством гравитационной транспортировки или перекачивания).

В результате субстрат 1871 за судном будет содержать меньше загрязняющего вещества, чем субстрат 1870 перед судном.

Фиг. 18С показывает секцию 1875 ленты транспортера с активным охлаждением. Лента включает в себя боковые элементы 1880 и 1881. Между боковыми элементами 1880 и 1881 имеются по меньшей мере два типа продольных элементов: охлаждающие элементы 1876 и стандартные элементы 1877. Стандартные элементы представляют собой элементы, которые просто обеспечивают опору для того, что транспортируется посредством ленты. Охлаждающие элементы 1876 могут принимать форму устройств 1878 для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе или включать в себя устройства 1878 для выдачи криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, разбрызгиватели, опрыскиватели и т.д.), которые выдают капли криогенной текучей среды в конденсированной фазе на материал, транспортируемый лентой. Соответственно транспортируемый материал охлаждается, когда он перемещается на ленте.

Резервуары для отходов.

Фиг. 19А-19В иллюстрируют соответственно вид сзади, вид спереди, вид сверху и вид сбоку резервуара 1900 для отходов. Резервуар 1900 разных размеров выполнен с возможностью использования вместе со всеми из приведенных выше судов и устройств для удаления загрязняющих веществ. Резервуар 1900 представляет собой модульный двухрежимный приемный резервуар для отходов, предназначенный для промежуточного хранения загрязняющего субстрата (например, нефти, льда и воды в смешанной фазе) и разделения водной фазы и фазы несмешивающегося загрязняющего субстрата. Данные приемные резервуары для отходов, которые могут быть доступными (поставляться) с разными размерами, например 500, 1000, 2500 или 5000 галлонов (1892,5, 3785, 9462,5 или 18925 л) (рабочий объем), являются модульными. Другими словами, они могут быть повторно использованы/заменены на порожние заменяющие резервуары (или непосредственно опорожнены) на находящейся на месте использования центральной станции (например, по фиг. 4) или при использовании расположенного на берегу резервуара для хранения загрязняющих отходов. Модульные приемные резервуары для отходов имеют конструкцию Vобразной формы и выпускными клапанами 1901 для обеспечения выполнения ими дополнительной функции сепарационного воронкообразного контейнера для разделения фаз воды и нефти (или другого несмешивающегося субстрата). Соединительные штанги 1902 предназначены для крепления (или фиксации) резервуара 1900 для отходов к судну.

Фиг. 20 иллюстрирует карантинный приемный резервуар 2000, который может быть использован в устройстве для удаления загрязняющих веществ или сам по себе в качестве устройства для удаления загрязняющих веществ или может быть использован для помещения на карантин грязной бомбы или террористического устройства (например, элемента 1900), которое заполняют криогенной текучей средой в конденсированной фазе для дезактивации, удерживания и/или отделения подобных приспособлений или устройств. Карантинный приемный резервуар 2000 имеет конструкцию контейнера с вакуумной изоляцией (например, такого, который образован из слоев стали, свинца и композиционного материала), обшитого инертным материалом для криогенной дезактивации, изоляции и карантинного хранения устройств с вредными легковоспламеняющимися, активными химическими, биологическими и/или радиологическими веществами. Управление приемным резервуаром осуществляется дистанционно (например, посредством приемопередатчиков 2001) для повышения безопасности персонала и для минимизации времени подвергания воздействию со стороны вредных или токсичных материалов. Вильчатый подъемник (имеющий колеса 2010) перемещает приемный резервуар 2000 к элементу, подлежащему помещению на карантин. Приемный резервуар 2000 размещают над вызывающим подозрения опасным устройством (например, резервуаром 1900 для отходов) и заполняют корпус 2005 приемного резервуара криогенной текучей средой в конденсированной фазе (конденсированным жидким азотом или сжиженным инертным газом, например, аргоном или гелием) посредством линий 2012 для криогенной текучей среды

- 30 022854 в конденсированной фазе, которые соединены с картриджами 2002 для криогенной текучей среды в конденсированной фазе, расположенными внутри колесных подъемных устройств 2003. Нижнюю плиту 2006, которая имеет скошенный край, дополненный узким плугообразным отвалом, вдвигают под вызывающее подозрения устройство и фиксируют в заданном положении посредством использования гидравлического цилиндра 2009. После заполнения приемного резервуара криогенной текучей средой в конденсированной фазе верхнюю плиту 2007 опускают на место (посредством рычагов 2013, соединенных с гидравлическими цилиндрами 2014) и фиксируют для герметизации и обеспечения карантина вызывающего подозрения устройства. Колеса, подобные колесам болида, или шаровидные колеса, или устройство, подобное гусенице трактора, или тому подобное 2011 затем опускают вниз из устройств 2004 и фиксируют на месте для облегчения транспортировки приемного резервуара 2000. Нижняя плита 2006 и верхняя плита 2007 выполнены со сложной формой или ступенчатыми (подобно сейфу) для эффективной герметизации устройства 2000, и в некоторых вариантах осуществления осуществляется дистанционное управление всем процессом. Элементы 2001 связи (датчики) с дистанционным управляющим устройством расположены на передней стороне контейнера, и вильчатый подъемник 2008, который перемещается посредством ведомых колес 2010 вильчатого подъемника. Колеса 2001 опускаются автоматически при фиксации верхней плиты 2007 в заданном положении или посредством дистанционного управления. Карантинные приемные резервуары 2000 могут быть изготовлены с некоторым рядом размеров и из ряда материалов для борьбы со специфическими угрозами и для применений для обеспечения безопасности в определенных ситуациях.

Фазовые переходы.

Фиг. 21 иллюстрирует пример загрязненного субстрата, подвергнутого воздействию криогенной текучей среды в конденсированной фазе. В данном примере загрязняющее вещество представляет собой нефть. Как показано, субстрат подвергся изменениям на разных стадиях вязкостного агломерирования (обозначенного стрелками, помеченными УЛ), увеличения скопления и инкапсуляции (обозначенных стрелками, помеченными АЕ) и отделения посредством поглощения в кристаллической решетке (обозначенного стрелками, помещенными ЗЬИ).

Фиг. 22 иллюстрирует примеры загрязненного субстрата, проходящего через разные стадии (посредством слайдов 2201-2208) вязкостного агломерирования, увеличения скопления и отделения посредством поглощения в кристаллической решетке.

Другие применения.

Подача и распределение криогенных текучих сред в конденсированной жидкой фазе посредством раскрытых и соответствующих устройств и методики также применимы в аварийных ситуациях и в случаях, связанных с чрезвычайными опасностями и потенциально катастрофическими последствиями для данного населенного пункта или для населения в целом. Перспективные применения данной технологии в сферах национальной обороны и национальной безопасности являются различными, например, можно отметить ее применение в качестве функционального компонента в планах стратегического реагирования, которые имеют дело со специфическими случаями ядерных, химических и биологических угроз. Данное изобретение позволяет получить средство, обеспечивающее потенциально существенный вклад в решение указанных проблем и обеспечивающее спасение жизней. Например, криогенные вещества в жидкой фазе, например конденсированные фазы сжиженного азота (ΣΝ), гелия (ЬНе), аргона (ЬАг) и других неактивных или инертных газов, могут быть использованы в аварийных ситуациях и потенциально катастрофических обстоятельствах, на месте опасного разлива активных химических веществ, легковоспламеняющихся или горючих жидкостей и/или ядовитых или токсичных отходов; кроме того, криогенные текучие среды в конденсированной фазе могут быть использованы в операциях по обеспечению национальной безопасности для обеспечения: уменьшения скорости рассеивания химических, биологических или радиоактивных материалов, снижения риска для персонала, занятого обезвреживанием устройств, которые создают ядерную, химическую или биологическую угрозу, и уменьшения потенциальной возможности детонации подобных устройств и/или выделения опасных материалов, которые они могут содержать; для воздействия на цитолиз (летальность) и/или уменьшения скорости размножения опасных биологических возбудителей болезней (например, бактерий, вирусов), а также для уменьшения реакционной способности опасных химических веществ или химически активных средств, для снижения температуры воспламенения легковоспламеняющегося субстрата или взрывчатого вещества, для временной изоляции ядерного устройства или радиоактивных материалов (например, невзорвавшейся грязной бомбы) и/или для удаления продуктов подобной химической или биологической атаки.

Воздействие на окружающую среду.

Некоторые варианты осуществления соответствуют новому или более высокому стандарту экологической культуры, то есть тому, который: а) определяет средство, которое обеспечивает воздействие на окружающую среду в меньшей степени и/или остается нейтральным или инертным при его взаимодействиях с окружающей средой; Ь) повторяет стандарт, определяет критерии соответствия и задает граничные условия для экологически нейтральных технологий, процессов разработки, извлечения природных ресурсов и работ, связанных с очисткой и восстановлением окружающей среды; с) устанавливает четкие и функционально жизнеспособные протоколы для экологически нейтральных технологий, наряду с це- 31 022854 лями и временными рамками для отдельных уровней достижения результатов и руководящими указаниями, которые обеспечивают возможность достижения соответствия и способствуют достижению соответствия подобным очень полезным, но более жестким стандартам.

Некоторые варианты осуществления, которые базируются на использовании криогенной текучей среды в конденсированной фазе, соответствуют стандарту экологической нейтральности и описаны как экологически нейтральные системы удаления загрязняющих веществ, при этом экологическая нейтральность относится к стандарту очистки и восстановления окружающей среды, и термин экологически нейтральный относится к технологии или операции удаления загрязняющих веществ (или классифицирует технологию или операцию удаления загрязняющих веществ), которая не предусматривает ни использования в качестве активного вещества в любом процессе очистки или на любой операции удаления загрязняющих веществ, ни транспортировки к месту разлива или восстанавливаемой окружающей среде для использования, по существу, в качестве активного вещества, какого-либо материала, который не является природным или обычным для данной окружающей среды или экосистемы (то есть обычно обнаруживаемым в данной окружающей среде или экосистеме) и/или уже присутствующим в данной окружающей среде или экосистеме. Экологическая нейтральность может обеспечить четкую и поддающуюся измерению основу для точного описания класса всех экологически нейтральных технологий и/или для точной количественной оценки достигнутой степени соответствия или уровня экологической нейтральности. Помимо определяемого для данной технологии свойства нейтральности (или инертности) и присущего ей обеспечения высокого уровня экологической культуры, именно данная возможность точной количественной оценки и определения количественных характеристик данной технологии или процесса с точки зрения отсутствия ее взаимодействия с окружающей средой (нейтральности) или отсутствия нейтральности позволяет отличить или дифференцировать некоторые варианты осуществления от тех, которые обычно описываются как экологически благоприятные, или тех, которые обеспечивают поддержание уровня экологической культуры, достаточного для того, чтобы можно было назвать их зелеными (или голубыми) технологиями.

Другие критерии, часто приводимые в связи с операциями очистки и восстановления окружающей среды, например, в экологической литературе, органами государственного регулирования и/или в протоколах для технологических процессов, сами по себе включают устойчивость и цели (и предлагаемые рекомендации) по устойчивому развитию. Экологическая устойчивость относится к способности окружающей среды продолжать бесконечно функционировать надлежащим образом. Термин устойчивое развитие относится к стандарту, который, как определено Комиссией Брундтланд, созданной ООН (1987, под руководством бывшего премьер-министра Норвегии Гру Харлем Брундтланд), и обнародовано Отделом секретариата ООН по устойчивому развитию (ϋΝ-ΌΕδΑ, 2007), дополнительно включает в себя социальные и экономические аспекты и способствует развитию, которое отвечает требованием нынешних поколений, не снижая возможности будущих поколений удовлетворять их собственные потребности.

Некоторые варианты осуществления могут свидетельствовать о новом уровне техники в области восстановления окружающей среды, поскольку те варианты осуществления, в которых криогенная текучая среда в конденсированной фазе используется в качестве активного вещества при операциях очистки или восстановления окружающей среды, являются экологически нейтральными и на порядки величин более быстродействующими и более эффективными, чем другие способы удаления загрязняющих веществ. Подобные варианты осуществления также соответствуют принципам и критериям (и/или включают в себя принципы и критерии) экологической устойчивости, поскольку данные варианты осуществления и применения на основе использования криогенной текучей среды в конденсированной фазе служат для минимизации разрушения окружающей среды вследствие разливов нефти и/или других загрязняющих веществ или токсичных/ядовитых отходов. В данных вариантах осуществления криогенная текучая среда в конденсированной фазе может использоваться для улавливания или удаления данных разлитых субстратов и продуктов их разложения, и получающееся в результате экологически нейтральное удаление загрязняющих веществ служит для прекращения/резкого изменения разрушительных процессов на месте данного разлива.

Особо рассматривая получение и использование криогенных текучих сред в конденсированной фазе в некоторых вариантах осуществления, следует отметить, что сжиженный воздух или сжиженный азот являются экологически нейтральными и не являются ни чуждыми образованиями (например, веществами, инородными для данной окружающей среды или не обнаруживаемыми как естественные для данной окружающей среды), ни оказывающими какого-либо загрязняющего или отравляющего долгосрочного или краткосрочного воздействия на окружающую среду, ни создающими какого-либо (каких-либо) отрицательного(-ых) остаточного(-ых) эффекта(-ов). Это обусловлено, например, тем, что азот составляет в среднем приблизительно 78% от состава воздуха, при этом кислород составляет приблизительно 21%, а аргон, диоксид углерода, гелий, оксиды азота (ΝΟ_Χ), оксиды серы (δΟ_χ) и т.д. в совокупности составляют <1%. Кроме того, сжижение и/или образование криогенной текучей среды в конденсированной фазе является временным, и, например, после ее использования в качестве активного средства в криогенно вызываемых процессах удаления загрязняющих веществ криогенная текучая среда в конденсированной

- 32 022854 фазе испаряется и естественным образом возвращается в окружающую среду в ее характерном для окружающей среды газообразном (или парообразном) состоянии, при этом удаленный субстрат (или загрязняющие отходы) удерживается(-ются) и хранится(-ятся) в конденсированном состоянии (твердом и/или жидком).

Эффективность в сравнении с другими подходами.

В дальнейшем приводится краткий обзор, связанный со сравнением эффективности варианта осуществления подхода к удалению загрязняющих веществ, который предусматривает использование криогенной текучей среды в конденсированной фазе (то есть соответствует приведенному здесь описанию), и других подходов, которые не предусматривают использования криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Эффективность операций по борьбе с разливом нефти из танкера Еххоп УаИе/, в которых используется удаление загрязняющих веществ без применения криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Танкер Еххоп Уа1йе/ отошел от трубопроводного терминала компании А1уекка в 9 ч 12 мин по поясному времени Аляски 23 марта 1989. Корабль длиной 987 футов (300,8 м) был загружен 53094510 галлонами (1264155 баррелями) сырой нефти из района ΝοΠίι 81оре и направлялся в Ьопд ВеасЬ, Калифорния. Менее чем через 3 ч танкер Еххоп Уа1Ье/ столкнулся с ВЬдЬ Кее£ и сел на мель у ВЬдЬ Кее£, при этом разрушились 8 из его 11 грузовых танков, приблизительно 10,8 миллиона галлонов (40,878 миллиона литров) сырой нефти вылилось в залив Принс-Уильям. Расчеты, выполненные на борту танкера Еххоп УаИе/, показали, что 5,8 миллиона галлонов (21,953 миллиона литров) вылились из танкера в первые 3¹ /₄ч. Сообщалось, что погодные условия на месте были следующими: температура - 33°Р (0,6°С) с небольшой моросью из смеси дождя и снега, северные ветра при скорости 10 узлов и видимость 10 миль (16 км) во время посадки на мель. Воды залива Принс-Уильям и в конечном счете более 1000 миль (1609 км) берега 8ои1Ьсеп!га1 А1акка были загрязнены разливом 10,8 миллиона галлонов (40,878 миллиона литров) сырой нефти. Через три года после разлива, в 1992 году, береговая охрана объявила очистку законченной. Несмотря на то что до настоящего времени некоторые утверждают, что по-прежнему имеются заметные количества нефти в пораженной зоне, и несмотря на то что остаются многие экологические проблемы и живая природа по-прежнему восстанавливается от этой катастрофы, в порядке аргументации, для выполнения приблизительной оценки эффективности очистки и удаления загрязняющих веществ, предположим, что все 10,8 миллиона галлонов (40,878 миллиона литров) были удалены в указанные 3 года. Также предположим для целей данной оценки, что работы по удалению загрязняющих веществ проводились 7 дней в неделю и в среднем 10 ч в день в течение данного периода (при этом игнорируются сезонные колебания количества рабочих часов, связанных с продолжительностью светлого времени суток, и влияние погоды на Аляске). В опубликованных докладах указано, что совокупная рабочая сила состояла из приблизительно 11000 жителей Аляски наряду с сотрудниками компании Еххоп и частными подрядчиками, привлеченными для того чтобы способствовать выполнению операции очистки. Таким образом, можно очень приблизительно оценить следующее:

Таким образом (с учетом допущения 1):

общее время удаления загрязняющих веществ=10 ч в деньх365 дней в годух3 года=10950 ч и 10,8х10⁶ (или 10,8 миллиона) галлонов (40,878х10⁶ л):10950 ч=986 галлонов в час (3732 л/ч) или 10,8х10⁶галлонов:42 галлона на баррель: 10950 ч=23,48 барреля в час (3733 л/ч).

Если предположить, что вся данная рабочая сила активно выполняла свои обязанности по борьбе с разливом нефти в любой заданный момент времени, то среднечасовая производительность или количество нефти, удаленной в час каждым рабочим, составляет:

986 галлонов (3732 л) в час:11000 рабочих=0,0896 или «0,1 галлона (0,3785 л) в час на 1 рабочего=2,38х 10^-3 барреля в час на 1 рабочего.

Если предположить (при другом крайнем значении), что только приблизительно 1 из каждых 10 рабочих (или одна десятая часть данной рабочей силы) работал(-а) в любой заданный момент времени, то среднечасовая производительность для одного рабочего во время борьбы с разливом из танкера Еххоп УаИе/ составляла:

986 галлонов (3732 л) в час:1100 рабочих=0,896 или «1 галлон (3,785 л) в час на 1 рабочего=2,38х10^-2 барреля в час на 1 рабочего.

Эффективность операций по борьбе с разливом нефти в заливе Риде! 8оипй, в которых используется удаление загрязняющих веществ без применения криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

В октябре 2004 г. более 1000 галлонов (3785 л) сырой нефти было разлито в Эа1со Раккаде (протоке Эа1со) в заливе Риде!, канале между городами Такома (Тасота) и Уакоп, Вашингтон, из неизвестного (тогда) источника. В декабре 2004 г. анализы проб нефти, проведенные независимо как лабораториями штата, так и федерального правительства, показали, что нефтяной танкер Ро1аг Техак, принадлежащий компании Сопосо-РЫШрк, был источником разлитой нефти, которая загрязнила берега вокруг Эа1со Раккаде. Затраты на очистку составили, в частности, почти 2 миллиона долларов из федеральных резервных фондов и резервных фондов штата, предназначенных для финансирования затрат на борьбу с последст- 33 022854 виями разливов нефти. В противоположность заявлениям о том, что удаление загрязняющих веществ из места разлива было эффективно завершено, в пресс-релизе от 23 декабря 2004 г., контр-адмирал ЮГГгеу Оаггей из Береговой охраны США (И8СО) указал, что осталось больше работы, которая должна быть выполнена перед определением фактической степени очистки, общей эффективности усилий по удалению загрязняющих веществ, и какие действия по усилению, если они имеют место, должны быть предприняты. Операции по очистке продолжались в течение января 2005 г. (без какого-либо ясного единодушного мнения в отношении реального завершения данных работ или критериев определения их успеха). Для данного анализа с целью минимизации времени борьбы с данным разливом нефти будут приняты во внимание только самые ранние заявленные даты завершения очистки: даты - 23 декабря 2004 г.и 15 января 2005 г. Таким образом, в данном случае принимается, что <1000 галлонов (3785 л) нефти (и смесей нефти и воды) было удалено за промежуток времени, рассчитанный как составляющий или 84 дня, или приблизительно 116 дней. Предположим, что усилия по очистке и удалению загрязняющих веществ предпринимались в дневное время и среднее число часов в день составляло 8-10.

Таким образом, для разлива в октябре 2004 г. в Эа1со Раккаде (из танкера компании Сопосо-РЫШрк), при котором «1000 галлонов (3785 л) разлитой сырой нефти повлияли на залив Риде!, Эа1со Раккаде и береговую линию (прибрежные скалы и берега) в городах Тасота и Уакоп, территория штата Вашингтон, исходя из информации, полученной из баз данных Береговой охраны США (И8СО) и Управления по охране окружающей среды (ЕРА) (см., например, \\у\уу.ера.доу/оПкрП1/рйГк/0107ирй;йе.рйГ) наиболее и наименее благоприятные оценки для времени и эффективности удаления «1000 галлонов (3785 л) сырой нефти, продуктов разложения и смесей нефти и воды соответственно за «84 дня или «116 дней (нормализованные для реального графика работ по очистке при 8 ч работы в день), были следующими:

Максимальная эффективность:

1000 галлонов (3785 л) нефти:84 дня=11,905 галлона в день (45,06 л в день) (то есть на период работы в течение дня),

1000 галлонов (3785 л) нефти:8 ч в день«84 дня=1,488 галлона (5,63 л) в час (в среднем) или принимая периоды работы в течение 10 ч в день:

1000 галлонов (3785 л) нефти:10 ч в день«84 дня=1,19 галлона (4,5 л) в час (в среднем).

Альтернативно, принимая период очистки равным «116 дней (с аналогичным допущением о периодах работы в течение 8-10 ч в день), оценки минимальной эффективности для удаления 1000 галлонов (3785 л) нефти следующие:

1000 галлонов (3785 л) нефти:116 дней=8,62 галлона (32,63 л) в день (то есть на период работы в течение дня),

1000 галлонов (3785 л) нефти:8 ч в деньх116 дней=1,078 галлона (4,08 л) в час или принимая периоды работы в течение 10 ч в день: 1000 галлонов (3785 л) нефти: 10 ч в деньх 116 дней=0,86 галлона (3,26 л) в час.

Эффективность устройства для очистки на основе криогенной текучей среды в конденсированной фазе.

Полезно сравнить скорости очистки, рассчитанные выше для случая разлива 1989 г. из танкера Еххоп УаШех и из данных, полученных Береговой охраной США и Управлением по охране окружающей среды в случае разлива в октябре 2004 г. в заливе Риде!, с теми скоростями очистки и/или удаления сырой нефти, которые были рассчитаны посредством вычислительного/аналитического исследования (проверки) устройства для удаления загрязняющих веществ на основе криогенной текучей среды в конденсированной фазе. Результаты измерений и данные в отношении скоростей очистки (например, для сырой нефти и нефтепродуктов и других неполярных или несмешивающихся химикатов и загрязняющих веществ) и эффективности удаления загрязняющих веществ определены с учетом времени, требуемого для удаления >99% субстрата разлива. Кроме того, в данном исследовании рассматривались другие критерии, включая мониторинг параметров качества воды, например достижение качества питьевой воды после удаления загрязняющих веществ, и поддержание стандарта экологической нейтральности. Также был проведен анализ для оценки отношений количества нефти к количеству льда и к количеству воды для каждого подвергнутого исследованию сорта нефти или другого несмешивающегося субстрата. Дополнительные задачи включали измерения в зависимости от исходных условий разлива и исходного состояния воды и окружающей среды, например температур воздуха в зависимости от температур воды, относительных вязкостей и молекулярного состава разлитых субстратов, наличия летучих веществ, легковоспламеняющихся/горючих веществ, активных химических веществ и биологических материалов (неопасных одноклеточных организмов, клеток водорослей и т.д.), а также с учетом специфических для каждого случая материалов, предназначенных для использования в соответствующих случаях применения (например, нержавеющей стали, сплавов, карбида кремния, полиэтилена и других полимеров, композиционных материалов и т.д.), и состава криогенной текучей среды в конденсированной фазе (например, сжиженного воздуха, сжиженного азота, или гелия, или аргона и т.д.), подлежащей использованию для определенных случаев применения при криогенном обеспечении возникновения состояния (состояний) вязкостного агломерирования, увеличения скопления и инкапсуляции и/или отделения (изоляции) по- 34 022854 средством поглощения в кристаллической решетке.

В исследовании рассматривался ряд проб морской и пресной воды (например, различающихся по мутности, солености, водородному показателю рН, детриту (органическому веществу ΌΘΜ, ЭОС), водорослям, динамике популяции фито- и зоопланктона), и при этом данные пробы включали пробы морской воды, солончаковых систем и эстуариев, рек, озер, ручьев и притоков рек, водопроводной, колодезной и дистиллированной воды, подвергнутые исследованию при температуре от 0 до 45°С и давлении от «0,5 до 3 бар. Тем не менее, в большинстве случаев колебания подобных свойств не вызывают существенных изменений средних значений.

Испытание было выполнено, например, посредством использования простой ручной системы разбрызгивания (пример одного типа ручной системы разбрызгивания проиллюстрирован на фиг. 13) при условиях, которые в наибольшей степени соответствуют свойствам (или в наименьшей степени не похожи на свойства) разлитой нефти, и при этом сравнительные данные представляют собой среднее значение (или среднее), полученное из минимум 3 серий испытаний по очистке или удалению одного и того же (или очень похожего) типа нефти (или другого субстрата), чтобы обеспечить достоверную и точную основу для сравнения с теми скоростями (значениями производительности), показателями эффективности и/или результатами, которые были опубликованы или иным образом обнародованы как относящиеся к подобным разливам в прошлом. Как и в случае разлива сырой нефти в заливе Риде! (Иа1со Раккаде), результаты испытаний были нормализованы для периодов работы в течение 8-10 ч, и полученные результаты и/или диапазоны были следующими:

для сырой нефти #1, #2, моторных масел 5, 10, 20, 30\ν и смесей 5-20\ν. 10-30\ν:

класс-1, средняя скорость удаления загрязняющих веществ «27,86 галлона в час (105,45 л/ч) на 1 рабочего, 27,86 галлона в час (105,45 л/ч) на 1 рабочегох8 ч в день=222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего, для сырой нефти #3, моторных масел 50\ν, 20-50ν, трансмиссионных масел, масел для гидравлических систем, масел для вакуумных насосов с характеристикой >90\ν:

класс-2, диапазон средних скоростей удаления загрязняющих веществ «19,84-22,78 галлона в час (75,09-86,22 л/ч) на 1 рабочего, 19,84 галлона в час (75,09 л/ч) на 1 рабочего «8 ч в день=158,72 галлона (600,76 л) в день на 1 рабочего, 22,78 галлона в час (86,22 л/ч) на 1 рабочегох8 ч в день=182,24 галлона (689,78 л) в день на 1 рабочего, для обработанных растительных масел (соевого, кукурузного, оливкового, сафлорового): класс-3, диапазон средних скоростей удаления загрязняющих веществ «17,22-23,63 галлона в час (65,18-89,44 л/ч) на 1рабочего, 17,22 галлона в час (65,18 л/ч) на 1 рабочегох8 ч в день=137,76 галлона (521,42 л) в день на 1 рабочего, 23,63 галлона в час (88,44 л/ч) на 1 рабочегох8 ч в день=189,04 галлона (715,52 л) в день на 1 рабочего, для обработанных минеральных масел:

класс-4, средняя скорость удаления загрязняющих веществ «25,03 галлона в час (94,74 л/ч) на 1 рабочего, 25,03 галлона в час (94,74 л/ч) на 1 рабочегох8 ч в день=200,24 галлона (757,91 л) в день на 1 рабочего, для синтетических масел для гоночных автомобилей с высокими эксплуатационными характеристиками по диапазонам высоких/низких температур/вязкости:

класс-5, средняя скорость удаления загрязняющих веществ «8,5 галлона в час (32,17 л/ч) на 1 рабочего, 8,5 галлона в час (32,17 л/ч) на 1 рабочегох8 ч в день=68 галлонов (257,38 л) в день на 1 рабочего.

Таким образом, характеристики технологии на основе криогенной текучей среды в конденсированной фазе в сравнении с операцией по борьбе с разливом нефти из танкера Еххоп УаИе/ показывают соответственно для всей рабочей силы (>11000 человек, как было объявлено) и для одной десятой части рабочей силы (1100 человек) при средних периодах работы 8-10 ч в день:

средние данные для операции по борьбе с разливом нефти из танкера Еххоп УаИе/:

«0,1 галлона (0,3785 л) в час на 1 рабочего (1100 рабочих), 0,1 галлона (0,3785 л) в час на 1 рабочегох8 ч в день=0,8 (3,028 л) или <1 галлона (<3,785 л) в день на 1 рабочего, 0,1 галлона (0,3785 л) в час на 1 рабочегох 10 ч в день=1 галлон (3,785 л) в день на 1 рабочего.

0,896 (3,39 л) или «1 галлон (3,785 л) в час на 1 рабочего (11000 рабочих), 0,896 галлона (3,39 л) в час на 1 рабочегох8 ч в день=7,2 галлона (27,25 л) в день на 1 рабочего, 0,896 галлона (3,39 л) в час на 1 рабочегох 10 ч в день=8,96 галлона (33,9 л) в день на 1 рабочего или «9 галлонов (34 л) в день на 1 рабочего, в сравнении со способом, предусматривающим использование криогенной текучей среды в конденсированной фазе, средняя производительность при очистке и удалении сырой нефти #1 и/или #2:

«27,86 галлона в час (105,45 л/ч) на 1 рабочего, «222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего или в сравнении технология с использованием криогенной текучей среды в конденсированной фазе показывает возможность повышения производительности по сравнению с производительностью очистки при

- 35 022854 разливе из танкера Еххоп УаИе/:

(222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего):(1 галлон (3,785 л) в день на 1 рабочего)=222,88 раза или 22288%, (222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего):(7,2 галлона (27,25 л) в день на 1 рабочего)=30,95 раза или 3095%, (222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего):(8,96 галлона (33,9 л) в день на 1 рабочего)=24,875 раза или 2487%.

Следовательно, принимая, что работы по борьбе разливом из танкера Еххоп УаИе/ проводились в течение 365 дней в году и 8-10 ч в день, технология с использованием криогенной текучей среды в конденсированной фазе и использованием, например, ручного устройства с одним устройством для разбрызгивания криогенной текучей среды в конденсированной фазе, имеющим длину 8 дюймов (203,2 мм), показывает возможность повышения производительности по сравнению со способом, использовавшимся при борьбе с разливом нефти из танкера Еххоп УаИс/. более чем в 222 раза (если все рабочие, занятые устранением разлива нефти из танкера Еххоп УаИе/, работали ежедневно) и приблизительно в 25-30 раз (если только одна десятая часть от всей рабочей силы, занятой устранением разлива нефти из танкера Еххоп УаИе/, работала ежедневно), и при этом относительное повышение эффективности (выигрыш по производительности) для технологии, предусматривающей использование криогенной текучей среды в конденсированной фазе, составляет:

((222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего)-(1 галлон (3,785 л) в день на 1 рабочего)):(1 галлон (3,785 л) в день на 1 рабочего)=221,88 раза или 22188%, ((222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего)-(7,2 галлона (27,25 л) в день на 1 рабочего)):(7,2 галлона (27,25 л) в день на 1 рабочего)=29,95 раза или 2995%, ((222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего)-(8,96 галлона (33,9 л) в день на 1 рабочего)):(8,96 галлона (33,9 л) в день на 1 рабочего)=23,875 раза или 2387%.

Далее, характеристики технологии на основе использования криогенной текучей среды в конденсированной фазе в сравнении с работами по борьбе с разливом нефти в октябре 2004 в заливе Риде! показывают:

способ, предусматривающий использование криогенной текучей среды в конденсированной фазе,

- максимальная производительность при очистке и удалении сырой нефти #1 и/или #2 «27,86 галлона в час (105,45 л/ч) на 1 рабочего, «222,88 галлона (843,6 л) в день на 1 рабочего в сравнении с разливом в заливе Риде! (Эа1ео Раккаде),

- максимальная производительность, очистка/удаление сырой нефти

I, 488 галлона (5,63 л) в час на 1 рабочего,

II, 905 галлона (45,06 л) в день на 1 рабочего (оценка для 84 дней),

1,078 галлона (4,08 л) в час на 1 рабочего,

8,62 галлона (32,63 л) в день на 1 рабочего (пересмотренная оценка для 116 дней).

Аналогичным образом, сравнительный анализ значений производительности очистки или удаления загрязняющих веществ и выигрыш в производительности (относительное повышение эффективности) показывают, что технология на основе использования криогенной текучей среды в конденсированной фазе обеспечивает возможность повышения производительности по сравнению со способом, используемым при разливе в заливе Риде! (Эа1ео Раккаде), при работе в течение 8-10 ч в день и 7 дней в неделю и дает следующие результаты для очистки в течение 84 дней:

222,88 галлона (843,6 л) в день:11,905 галлона (45,06 л) в день=1872% или в 18,72 раза быстрее.

Технология, предусматривающая использование криогенной текучей среды в конденсированной фазе, обеспечивает возможность удаления сырой нефти со скоростью, в 18,72 раза или на 1872% превышающей скорость (производительность) способа, используемого на операции удаления загрязняющих веществ в заливе Риде! (в случае завершения ее через 84 дня) при относительном повышении эффективности (выигрыше по производительности) в случае технологии с использованием криогенной текучей среды в конденсированной фазе, составляющем (222,88 галлона (843,6 л) в день-11,905 галлона (45,06 л) в день):11,905 галлона (45,06 л) в день=1772% или в 17,723 раза более эффективно.

Далее, если рассматривать пересмотренную производительность очистки/удаления загрязняющих веществ для залива Риде! при времени завершения работ, составляющем 116 дней, производительность при использовании криогенной текучей среды в конденсированной фазе будет выше на:

222,88 галлона (843,6 л) в день:8,62 галлона (32,63 л) в день=2586% или в 25,856 раза быстрее при относительном повышении эффективности (выигрыше по производительности) в случае технологии с использованием криогенной текучей среды в конденсированной фазе, составляющем 222,88 галлона (843,6 л) в день-8,62 галлона (32,63 л) в день)/8,62 галлона (32,63 л) в день=2486% или в 24,856 раза более эффективно.

Данные можно суммировать следующим образом:

Значения производительности удаления загрязняющих веществ с использованием криогенной теку- 36 022854 чей среды в конденсированной фазе в сравнении с разливами из танкера Еххоп УаЫе/ (1989) и в заливе Риде! (2005) и средними опубликованными значениями производительности

УДАЛЯЕМОЕ ВЕЩЕСТВО	ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИОГЕННОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ В КОНДЕНСИРОВАННОЙ ФАЗЕ	ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: РАЗЛИВ ИЗ ТАНКЕРА ΕΧΧΟΝ-νΑΣϋΕΖ	ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: РАЗЛИВ В ЗАЛИВЕ РиСЕТ	ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ: СРЕДНИЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ ДАННЫЕ
Класс-1: Сырая нефть #1, #2; моторные масла: 5, 10, 20, ЗОИ; смеси 5-20И, 10-30И	27,86 галлона в час (105,45 л/ч) (на 1 рабочего)	<1 галлона (3,785 литра) в час (на 1 рабочего)	1,078-1,488 галлона (4,08-5,63 литра) в час (на 1 рабочего)	4-4,5 галлона (15,1417,03 литра) в час (на 1 рабочего)
Класс-2: Сырая нефть #3; моторные масла: 50И; смеси: 20-50И	19,84-22,78 галлона в час (75,09-86,22 л/ч) (на 1 рабочего)	нет данных	нет данных	4-4,5 галлона (15,1417,03 литра) в час (на 1 рабочего)
Класс-3: Растительные масла: кукурузное, соевое, оливковое, сафлоровое	17,22-23,62 галлона в час (65,18-89,44 л/ч) (на 1 рабочего)	нет данных	нет данных	<3,25 галлона (12,3 литра) в час (на 1 рабочего)
Класс-4: Минеральные масла	25,03 галлона в час (94,74 л/ч) (на 1 рабочего)	нет данных	нет данных	нет данных
Класс-5: Синтетические масла	8,5 галлона в час (32,17 л/ч) (на 1 час (на 1 рабочего)	нет данных	нет данных	нет данных

Различные элементы системы могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения или комбинации аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Например, некоторые элементы системы могут быть реализованы в компьютерных программах, выполняемых на программируемых компьютерах. Каждая программа может быть реализована на процедурном или объектно-ориентированном языке программирования высокого уровня для обеспечения связи с компьютерной системой или другой машиной. Кроме того, каждая такая компьютерная программа может храниться на носителе информации, таком как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), считываемое программируемым компьютером или процессом универсального или специального назначения, для конфигурирования и работы компьютера для выполнения описанных выше функций.

Было описано некоторое количество вариантов осуществления. Тем не менее, следует понимать, что различные модификации могут быть выполнены без отхода от сущности и объема изобретения. Соответственно другие варианты осуществления находятся в пределах объема притязаний формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система для удаления загрязняющего вещества, содержащая источник криогенной текучей среды, выполненный с возможностью обеспечения криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе; конструкцию для перемещения криогенной текучей среды, соединенную с источником криогенной текучей среды, выполненную с возможностью транспортировки криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе, конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит подающую трубу с вакуумной изоляцией и клапаны сброса давления; устройство нанесения под низким давлением, соединенное с конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, выполненное с возможностью выдачи криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной жидкой фазе; коллектор, выполненный с возможностью улавливания, по меньшей мере, некоторой части загрязняющего вещества после подвергания его воздействию криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе; и конструкцию для хранения, соединенную с коллектором, выполненную с возможностью хранения загрязняющего вещества.
2. Система для удаления загрязняющего вещества, содержащая источник криогенной текучей среды, выполненный с возможностью обеспечения криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе; конструкцию для перемещения криогенной текучей среды, соединенную с источником криогенной текучей среды, выполненную с возможностью транспортировки криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе, конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит подающую трубу с вакуумной изоляцией и фазовый разделитель; устройство нанесения под низким давлением, соединенное с конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, выполненное с возможностью выдачи криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной жидкой фазе; коллектор, выполненный с возможностью улавливания, по меньшей мере, некоторой части загрязняющего вещества после подвергания его воздействию криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе; и конструкцию для хранения, соединенную с коллектором, выполненную с возможностью хранения загрязняющего вещества.
3. Система для удаления загрязняющего вещества, содержащая источник криогенной текучей среды, выполненный с возможностью обеспечения криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе; конструкцию для перемещения криогенной текучей среды, соединенную с источником криогенной текучей среды, выполненную с возможностью транспортировки криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе, конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит подающую трубу с вакуумной изоляцией, фазовый разделитель и клапаны сброса давления; устройство нанесения

- 37 022854 под низким давлением, соединенное с конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, выполненное с возможностью выдачи криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной жидкой фазе; коллектор, выполненный с возможностью улавливания, по меньшей мере, некоторой части загрязняющего вещества после подвергания его воздействию криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе; и конструкцию для хранения, соединенную с коллектором, выполненную с возможностью хранения загрязняющего вещества.
4. Система по пп.1-3, в которой криогенная текучая среда представляет собой одну или несколько из конденсированных фаз азота, сжиженного воздуха и гелия.
5. Система по пп.1-3, в которой давление криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе в конструкции для перемещения криогенной текучей среды составляет менее приблизительно 50 фунтов на кв.дюйм.
6. Система по п.2, в которой конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит один или более клапанов сброса давления или перепускных клапанов.
7. Система по пп.1-3, в которой устройство нанесения под низким давлением выдает криогенную текучую среду в конденсированной жидкой фазе при приблизительно атмосферном давлении.
8. Система по пп.1-3, в которой устройство нанесения под низким давлением содержит разбрызгиватель или группу разбрызгивателей.
9. Система по пп.1-3, в которой устройство нанесения под низким давлением содержит опрыскиватель, содержащий по меньшей мере одну группу отверстий, при этом по меньшей мере одна группа отверстий содержит отверстия, имеющие диаметр, равный или превышающий приблизительно 0,1 мм.
10. Система по пп.1-3, содержащая один или более датчиков, расположенных вблизи загрязняющего вещества и выполненных с возможностью генерирования одного или более сигналов данных; управляющее устройство, соединенное с датчиками, источником криогенной текучей среды и конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, при этом управляющее устройство выполнено с возможностью регулирования потока из источника криогенной текучей среды или скорости потока в конструкции для перемещения криогенной текучей среды в ответ на один или более сигналов данных.
11. Система по п.10, в которой один или более датчиков включают в себя инфракрасный датчик, и/или оптоакустический датчик, и/или датчик температуры.
12. Система по п.10, в которой управляющее устройство выполнено с возможностью регулирования скорости потока текучей среды через конструкцию для перемещения криогенной текучей среды.
13. Система по пп.1-3, в которой устройство нанесения под низким давлением и конструкция для перемещения криогенной текучей среды выполнены таким образом, что криогенная текучая среда остается в основном в конденсированной жидкой фазе и не достигает ее точки насыщения в конструкции для перемещения текучей среды.
14. Система по пп.1-3, в которой давление в устройстве нанесения под низким давлением находится на уровне приблизительно атмосферного давления.
15. Система по пп.1-3, в которой устройство нанесения под низким давлением выдает криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе в виде капель.
16. Система для нанесения криогенной текучей среды на загрязняющее вещество, при этом система содержит источник криогенной текучей среды; конструкцию для перемещения криогенной текучей среды, соединенную с источником криогенной текучей среды, выполненную с возможностью транспортировки криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе под давлением, меньшим или равным приблизительно 50 фунтов на кв.дюйм, конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит подающую трубу с вакуумной изоляцией и клапаны сброса давления; устройство нанесения под низким давлением, соединенное с конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, выполненное с возможностью выдачи криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной жидкой фазе, при этом, по существу, конденсированная жидкая фаза содержит капли криогенной текучей среды; и коллектор, выполненный с возможностью улавливания, по меньшей мере, некоторой части загрязняющего вещества после подвергания его воздействию криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе.
17. Система для нанесения криогенной текучей среды на загрязняющее вещество, при этом система содержит источник криогенной текучей среды; конструкцию для перемещения криогенной текучей среды, соединенную с источником криогенной текучей среды, выполненную с возможностью транспортировки криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе под давлением, меньшим или равным приблизительно 50 фунтов на кв.дюйм, конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит подающую трубу с вакуумной изоляцией и фазовый разделитель; устройство нанесения под низким давлением, соединенное с конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, выполненное с возможностью выдачи криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной жидкой фазе, при этом, по существу, конденсированная жидкая фаза содержит капли криогенной текучей среды; и коллектор, выполненный с возможностью улавливания, по меньшей мере, некоторой части загрязняющего вещества после подвергания его воздействию криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе.
18. Система для нанесения криогенной текучей среды на загрязняющее вещество, при этом система

- 38 022854 содержит источник криогенной текучей среды; конструкцию для перемещения криогенной текучей среды, соединенную с источником криогенной текучей среды, выполненную с возможностью транспортировки криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе под давлением, меньшим или равным приблизительно 50 фунтов на кв.дюйм, конструкция для перемещения криогенной текучей среды содержит подающую трубу с вакуумной изоляцией, фазовый разделитель и клапаны сброса давления; устройство нанесения под низким давлением, соединенное с конструкцией для перемещения криогенной текучей среды, выполненное с возможностью выдачи криогенной текучей среды, по существу, в конденсированной жидкой фазе, при этом, по существу, конденсированная жидкая фаза содержит капли криогенной текучей среды; и коллектор, выполненный с возможностью улавливания, по меньшей мере, некоторой части загрязняющего вещества после подвергания его воздействию криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе.
19. Система по пп.16-18, в которой давление в устройстве нанесения под низким давлением находится на уровне приблизительно атмосферного давления.
20. Способ удаления загрязняющего вещества с использованием системы по п.1 или 16, включающий в себя этапы, на которых обеспечивают поток криогенной текучей среды; поддерживают криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе с использованием подающей трубы с вакуумной изоляцией и клапанов сброса давления; наносят криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе, по меньшей мере, на некоторую часть загрязняющего вещества; собирают, по меньшей мере, некоторую часть загрязняющего вещества после нанесения криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе и хранят собранное загрязняющее вещество.
21. Способ удаления загрязняющего вещества с использованием системы по п.2 или 17, включающий в себя этапы, на которых обеспечивают поток криогенной текучей среды; поддерживают криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе с использованием подающей трубы с вакуумной изоляцией и фазового разделителя; наносят криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе, по меньшей мере, на некоторую часть загрязняющего вещества; собирают, по меньшей мере, некоторую часть загрязняющего вещества после нанесения криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе и хранят собранное загрязняющее вещество.
22. Способ удаления загрязняющего вещества с использованием системы по п.3 или 18, включающий в себя этапы, на которых обеспечивают поток криогенной текучей среды; поддерживают криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе с использованием подающей трубы с вакуумной изоляцией, клапанов сброса давления и фазового разделителя; наносят криогенную текучую среду, по существу, в конденсированной жидкой фазе, по меньшей мере, на некоторую часть загрязняющего вещества; собирают, по меньшей мере, некоторую часть загрязняющего вещества после нанесения криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе и хранят собранное загрязняющее вещество.
23. Способ по пп.20-22, в котором поток криогенной текучей среды в конденсированной жидкой фазе находится под давлением, составляющим менее приблизительно 50 фунтов на кв.дюйм.
24. Способ по пп.20-22, в котором криогенная текучая среда в конденсированной жидкой фазе выдается при приблизительно атмосферном давлении.
25. Способ по пп.20-22, в котором криогенная текучая среда в конденсированной жидкой фазе выдается каплями.
26. Способ по пп.20-22, дополнительно включающий в себя измерение характеристики, присущей загрязняющему веществу после контакта с криогенной текучей средой в конденсированной жидкой фазе, генерирование одного или более сигналов данных в ответ на измеренную характеристику и регулирование потока криогенной текучей среды в ответ на указанные один или более сигналов данных.