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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, zur Reduktion von Kohlenwasserstoffemissionen, die aus Betankungseinrichtungen mit Kraftstoff für Ottomotoren bei Rückführung der Tankgase in den Vorratstank mittels Gaspumpen bei einem Druckausgleich durch ein Entlüftungsrohr aus diesem entweichen.
Dieses Verfahren eignet sich besonders für kleine Anlagen, bei denen der enorme Aufwand, wie dies bei Raffinerien erfolgt, nicht anwendbar ist.
Es ist bekannt, zur Vermeidung von Emissionen bei der Verteilung von Ottokraftstoffen, das Gaspendeln. Dabei wird der Kraftstoffdampf, der beim Einfüllen in ein Behältnis verdrängt wird, erfasst und in das Behältnis zurückgeführt, aus welchem der Kraftstoff entnommen wird. Beim idealen Gaspendeln beträgt das Verhältnis zwischen dem Flüssigkeits- und Gasvolumen exakt 1 : 1. Diese Gaspendeltechnik wird zwischen der Belieferung der Tankstellenlagertanks und dem Beginn der Verteilerkette in den Raffinerien angewandt. Bei der aktiven Gasrückführung wird mit Hilfe einer geregelten Pumpe am Gassauger des Zapfventils, das beim Betankungsvorgang aus dem Fahrzeugtank verdrängte Dampf- Luftgemisch am Tankeinfüllstutzen abgesaugt.
Um Kraft- stoff- Luftgemische proportional zum Flüssigkeitsstrom des Betankungsvorganges zurückzusau- gen, ist zapfsäulenseitig ein erheblicher steuerungstechnischer Aufwand notwendig. Bei elektro- nisch gesteuerten Gasrückführungssystemen erfolgt eine Regelung des Gasrückführungsstromes hauptsächlich - anhand des vom Impulsgebers für die Kraftstoffmengenmessung abgegebenen Impulses - über eine drehzahlgeregelte Gasrückführpumpe oder ein Proportionalventil. Es werden Rückführraten von 95 % bis max. 105 % (Vermeidung einer Emissionsverlagerung zur Entlüftungs- leitung) eingestellt, um somit den gesetzlich vorgeschriebenen Rückführungsgrad (Verhältnis von Rohemission ohne Gasrückführung und Restemission mit Gasrückführung) von derzeit 80 % zu gewährleisten.
Dabei ist zu beachten, dass auf Volumsschwankungen im Kraftstofffluss - z. B. bei Beginn und Ende von Betankungsvorgängen - reagiert die Gasrückführung sehr träge, was zu einer Minderung des Rückführungswirkungsgrades führt. Geringe Betankungsmengen (im Automatikbetrieb ca.
40 Liter/min) beeinträchtigen ebenso die Wirksamkeit der Gasrückführung- Betankungsvorgänge bis 15 Liter/min treten z. B. beim Befüllen von Reservekanistem oder Motorradtanks auf.
Wird das Zapfventil nicht tief genug in den Tankeinfüllstutzen eingeführt, oder aus baulichen Gründen nicht tief genug einführbar ist, wird verstärkt Umgebungsluft angesaugt, wird auch der Rückführungswirkungsgrad niedriger. Nach dem automatischen Abschalten des Zapfventils wird häufig nachgetankt, wodurch durch die Schaltvorgänge die Effizienz der Gasrückführung beein- trächtigt wird.
Nachteilig ist, dass die Situation der Kohlenwasserstoffemission im Tankstellenbereich trotz der aufwendigen Gaspendelung und-rückführung, sowohl am Einfüllstutzen (Restemission ca. 20 %) wie auch am Entlüftungsmasten unbefriedigend ist, wie diesbezügliche Messungen ergeben ha- ben.
Nach DE 44 12 496 A1 ist ein Verfahren beschrieben, das zur Rückgewinnung von Benzin - und/oder Lösungsmitteldämpfen in mit Druckkondensation und/oder Druckabsorption arbeitenden Anlage zur Abluftreinigung dient. Hierbei wird das Waschmedium zusammen mit dem zurückge- wonnenen flüssigen Benzin in das Tanklager zurückgeleitet und die -Gase in einer Druckwechsel- anlage mit nachgeschalteter Membran zurückgewonnen.
Aus US 5 537 911 A ist eine Vorrichtung zu entnehmen, die sich mit der Rückgewinnung von Benzindämpfen befasst, bei der durch Einsatz einer Membran eine andere Technologie angewandt und das Medium in den Originaltank rückgeführt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit zugehöriger Einrichtung zu ent- wickeln, das die oben angeführten Nachteile vermeidet und die Grenze der Gasrückführrate über 105 % ermöglicht. Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch erreicht, dass das auf Grund des Druckausgleiches im Entlüftungsrohr strömende Gas durch einen zwischengeschalteten Gaswä- scher, im wesentlichen drucklos geleitet, gereinigt und ausströmen gelassen wird, wobei im Gas- wäscher Dieselöl oder ein dergleichen Lösungsmittel in feine Tröpfchen zerteilt, von diesen die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe des ausströmenden Gases aufgenommen und ausgetragen werden.
Durch dieses Verfahren wird eine wesentliche Steigerung des Wirkungsgrades der -Gasreini- gung erreicht.
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Vorteilhaft ist, wenn das für die Reinigung vorgesehene Dieselöl vor dem Eintritt in den Gas- wäscher gekühlt wird. Dies dient zur Effizienzsteigerung des Gaswäschers.
Die Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus mindestens einer Förderleitung für den Kraftstoff, einem Zapfventil, einem Gasrückführungs- schlauch für das Tankgas, einer Gasrückführpumpe, einer Gassammelleitung zur Einbringung des Gases in einen Lagertank und einer Entlüftungsleitung, die sich dadurch auszeichnet, dass der im wesentlichen drucklos betreibbare Gaswäscher als rohr- oder tonneförmiges Gefäss mit einer Füllung aus kugelförmigen Formkörpern versehen und mit Dieselöl in Tröpfchenform querschnittfül- lend durchströmbar ist, welches Gefäss bodenseitig einen Anschluss für das Abgas und an der Gefässoberseite einen Austrag für das gereinigte Gas aufweist.
Damit wird erreicht, dass das gereinigte Gas selbsttätig aufsteigt und ohne weitere Regelein- richtungen ins Freie geführt wird.
Vorteilhaft ist auch, wenn die aus Streckmaterial gebildeten Formkörper im Gefäss lose gehäuft angeordnet sind und diese durch Dieselöl gleichmässig verteilt benetzt sind. Dies ergibt eine gute Kontaktnahme mit dem Dieselöl infolge Vergrösserung der berührenden Oberfläche.
Weiters ist von Vorteil, wenn im Gefäss gegebenenfalls zusätzlich ringförmig ausgebildete Ran- dabweiser an der Innenwandung befestigt sind und die als trichterförmig ausgebildeten Randab- weiser zur Bodenseite hin geneigt angeordnet sind. Dadurch wird das Dieselöl auch an den Rand- schichten in den Kreislauf mit einbezogen.
Auch ist von Vorteil, wenn am Gefäss der Anschluss für das Abgas und der Austrag für das ge- reinigte Gas sowie die Leitungen für das Dieselöl ein Durchmesserverhältnis von 1 : 10 aufweisen, vorzugsweise für die Gasleitungen je ein Rohrdurchmesser von 50 mm und für das Dieselöl der Innendurchmesser der Leitung 4 bis 10 mm beträgt. Damit ist gewährleistet, dass die Zufuhr von Dieselöl für die reinigende Wirkung des Gases genau dosiert ist.
Femer ist von Vorteil, wenn die Zufuhr von Dieselöl zum Gefäss mittels Leitungen im oberen Bereich der gelagerten Formkörper angeordnet ist, während die Rückführung desselben an der untersten Stelle des Gefässes erfolgt. Damit wird eine gute Benetzung der Formkörper durch das Dieselöl erreicht und somit ein guter Wirkungsgrad erzielt.
Schliesslich ist von Vorteil, wenn an der Innenseite des oberen Bereichs im Gefäss eine Packung ähnlich der Formkörper angeordnet ist, die sich über den gesamten Querschnitt des Gefässes erstreckt. Hierdurch wird wirksam vermieden, dass Restmengen von Dieselöltröpfchen mit dem gereinigten Gas mitgeführt werden. An der Packungsoberfläche bilden sich diese zu grösseren Tropfen aus, die dann herunterfallen und wieder in den Kreislauf des Reinigungsmittels gebracht werden.
Damit ist gewährleistet, dass die Absorption der Kohlenwasserstoffe im Dieselkraftstoff und des- sen Rückführung in den Lagertank gegeben ist und sie wieder ihrem ursprünglichen Verwendungs- zweck - der Verbrennung im Motor eines Kraftfahrzeuges - zugeführt werden. Eine anlagenauf- wendige Wiederaufbereitung anderer möglicher Absorptionsmedien, wie z.B. Aktivkohle, ist nicht notwendig. Die Montage eines Überdruckventils am Lüftungsmasten zur vermeintlichen Reduktion von Emissionen wird überflüssig, dadurch entfällt auch der mögliche Überdruck (ausgenommen eines zusätzlichen Strömungsdruckverlustes durch die Wäschereinheit) im Lagertank.
Somit ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Situation für die Fahrer von Tankwagen, die bisher trotz der möglichen Kontrolle des herrschenden Druckzustandes im Lagertank (Druckmanometer) nicht von der Kraftstoffdampfwolke beim Öffnen der Befüllleitungen verschont geblieben sind.
Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Betankungsanlage
Fig. 2 Darstellung der Ausbildung des Wäschers.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Betankungsanlage, wie diese im Tankstellenbetrieb zu An- wendung kommt. Ein unterirdischer Lagertank 1 wird von einem Strassentankwagen 2 mit Otto- kraftstoff 0 befüllt. An der untersten Stelle 3 des Strassentankwagens 2 ist die Abgabe des Kraftstof- fes mittels Schlauchanschluss 4 eingerichtet Über einen Tankschlauch 5 gelangt der Kraftstoff in das Füllrohr 6, das in den Lagertank 1 durch den Füllstutzen 7 geführt ist und tief in den Lagertank 1 ragt zur Vermeidung von Schaumbilung bei der Befüllung notwendig ist. Am Füllstutzen 7 ist noch der Gassammelstutzen 8 befestigt, der mittels Schlauch 9 mit dem oberen Teil 10 des Strassentankwagens 1 verbunden ist.
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In weiterer Folge ist eine Zapfsäule 11angeordnet, die über die Förderleitung 12 beschickt wird und zur Abgabe des Kraftstoffes in Teilmengen am Zapfventil 13 dient. Am Zapfventil 13 ist ein Gasrückführschlauch 14, vorgesehen, welcher das Kohlenwasserstoffgas, das beim Betankungs- vorgang frei wird, aufnimmt. Mit Hilfe der Gasrückführpumpe 15 wird das Gas zurückführt und in die Gassammelleitung 16 gebracht. Über ein Ventil 17 wird die Gasrückführung zwischen Strassen- tankwagen 1 und Zapfsäule 11gesteuert.
An der Gassammelleitung 16 ist ein Entlüftungsrohr 18 angeschlossen, das die frei werdenden Kohlenwasserstoffe an die Luft abgibt. An dieser Stelle ist nun der erfindungsgemässe Gaswäscher 80 installiert.
Die Fig. 2 zeigt nun den Aufbau des Gaswäschers 80. Dieser besteht aus einem rohr- oder ton- nenförmigen Gefäss 81 und weist bodenseitig einen Anschluss 84 für das Abgas 85 auf. An der Gefässoberseite ist der Austrag 86 für das gereinigte Gas 87 angeordnet. Das Dieselöl 83 wird über Leitung 89 mittels einer Pumpe 93 in das Gefäss 81 aus einem Vorratstank 90 gepumpt und in solcher Menge abgegeben, dass die Formkörper 82 gut benetzt sind. Der Anschluss am Gefäss 81 ist im oberen Bereich vorgesehen. Unmittelbar vor dem Eintritt kann man vorteilhafterweise das Dieselöl 83 durch Kühler 89a kühlen, um die Effizienz zu steigern. Die Rückführung von Dieselöl 83 erfolgt an der untersten Stelle des Gefässes 81 und wird über Leitung 92 zum Auffangbehältnis 91 rückgeführt. Das Gefäss 81 ist mit kugelförmigen Formkörpern 82 lose gehäuft, teilweise befüllt.
Diese Formkörper 82 bestehen aus Streckmaterial, welches zu kleinen Kugeln oder Zylinder ge- rollt, hergestellt sind. Gegebenenfalls sind noch im Gefäss 81 ringförmige Randabweiser 88 ange- ordnet, die an der Innenwandung des Gefässes 81 befestigt sind. Diese sind trichterförmig ausge- bildet, deren gedachte Spitzen zur Bodenseite hin weisen. Der Rohrdurchmesser für den Anschluss 84 und für den Austrag beträgt etwa 2". Die Leitungen 89 für das Dieselöl 83 haben einen Innen- durchmesser von 4 bis 10 mm, bzw. ein Durchmesserverhältnis von 1 : 10.
An der Oberseite innerhalb des Gefässes 81 ist eine Packung 82a vorgesehen, die sich über den gesamten Querschnitt des Gefässes 81 erstreckt. Diese dient dazu, etwa noch aufsteigende kleine Dieselöltröpfchen abzufangen, die sich zu grösseren Tropfen sammeln und wieder zurück zu den Formkörpern 82 fallen.
Durch dieses Verfahren ist es nun möglich, dass Kohlenwasserstoffemissionen, die beim Be- tankungsvorgang entweichen, wieder rückgeführt werden. Das Entlüftungsrohr, welches zum Druckausgleich notwendig ist, enthält nun diesen Gaswäscher, wo die Gase gelöst und in den Absorbermediumlagertank zurückgeführt werden.
Als zweckmässig hat sich die Verwendung von Dieselöl als Reduktionsmittel ergeben, da dies bei Tankstellen vorhanden ist. Andere Lösungsmittel sind auch einsetzbar, aber aus Kostengrün- den ist die Verwendung begrenzt.
Wesentlich ist, dass der Gaswäscher im Entlüftungsrohr angeordnet werden kann und drucklos arbeitet, somit bei vorhandenen Betankungseinrichtungen auf einfache Weise nachrüstbar ist.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Reduktion von Kohlenwasserstoffemissionen, die aus Betankungseinrich- tungen mit Kraftstoff für Ottomotoren bei Rückführung der Tankgase in den Vorratstank mittels Gaspumpen bei einem Druckausgleich durch ein Entlüftungsrohr aus diesem ent- weichen, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Grund des Druckausgleiches im Entlüf- tungsrohr strömende Gas durch einen zwischengeschalteten Gaswäscher, im wesentli- chen drucklos geleitet, gereinigt und ausströmen gelassen wird, wobei im Gaswäscher
Dieselöl oder ein dergleichen Lösungsmittel in feine Tröpfchen zerteilt wird und von diesen die dampfförmigen Kohlenwasserstoffe des durchströmenden Gases aufgenommen und ausgetragen werden.