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Verfahren und Vorrichtung zur Verhinderung von Treibstoffemissionen
=======---===========C======#=========== Treibstoffe, wie z*B. Ottokraftstoffe,
Rennkraftstoffe, Flugbenzin, Dieselöl, leichtes Heizöl usw., sind wasserunlösliche,
brennbare und leicht flüchtige Flüssigkeiten, deren Dämpfe viel schwerer als Luft
sind und mit Luft explosionsfähige Gemische bilden. Sie setzen sich aus verschiedenen
Kohlenwasserstoffen zusammen und enthalten meist hochgiftige Zusätze wie Antiklopfmittel
(Bleitetraäthyl, Bleitetramethyl, Aromaten o.ä.), Antioxidantien, oberflächenaktive
Zusätze und Zusätze gegen Vereisung. Die Sättigungskonzentration der Treibstoffe
in Luft kann je nach Flüchtigkeit der einzelnen Komponenten Beträge erreichen, die
unter gewissen Voraussetzungen am Einwirkungsort der Dämpfe zu Arbeitsplatzkonzentrationen
führen, die weit über den zulässigen Werten liegen. Besonders betroffen und daher
sowohl gesundheitlich als auch in ihrer Sicherheit gefährdet sind Personen, die
beim Betanken von Kraftfahrzeugen, Flugzeugen oder Befüllen von Kraftstofftanks
unmittelbar zugegen sind. Die beim Befüllvorgang aus dem Tankinnern verdrängte Gasmenge
enthält in der Regel einen Treibstoffanteil entsprechend der Flüchtigkeit seiner
Komponenten. Bei Ottokraftstoffen kann die Sättigungskonzentration bei 200C bis
weit über 100 g/m3 betragen.
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1974 betrug der Verbrauch an Motorenbenzin für Kraftfahrzeuge rund
18 t 106 t, entsprechend 24,3 x 106 m3, was auch dem verdrängten Gasvolumen aus
den Kraftstofftanks entspricht.
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Da die Treibstoffmenge an Tankstellen doppelt umgeschlagen wird (Befüllen
des Kraftstofflagers und Betanken von Kraftfahrzeugen) beläuft sich die emittierte
Menge unter Zugrundelegung einer Sättigungskonzentration von 80 g/m3 auf jährlich
24.300.000 3 x 80 g/m3 x 2 = 3.890 t/a.
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D.h., ohne Berücksichtigung der Verluste beim Tanken von Dieselkraftstoff
und ohne die Verluste beim Betanken von Flugzeugen usw., gehen jährlich ca. 5,4
x 106 1 Benzin verloren, wobei die Umwelt erheblich belastet wird.
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In der Lösungsmittel verarbeitenden Industie ist es u.a.
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bekannt, Lösungsmitteldämpfe aus der Abluft an Aktivkohle zu adsorbieren
und dadurch das Lösungsmittel zurück zugewinnen. Um die Adsorptionsfähigkeit der
Aktivkohle zu erhalten wird diese nach Erreichen der Durchbruchsbeladung in der
Regel durch Erhitzen mit Wasserdampf regeneriert, wobei das Lösungsmittel mit dem
Wasserdampf dampfförmig ausgetrieben und in einer nachgeschalteten Kondensation
niedergeschlagen wird. Bei wasserunlöslichen Lösungsmitteln erfolgt die Trennung
vom Wasserdampfkondensat durch speziell konstruierte Abscheider, in denen sich Wasser
und Lösungsmittel aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte scharf trennen.
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Für die Vermeidung von Treibstoffemissionen bei Betankungsvorgängen
ist diese Verfahrensweise bisher noch nicht bekannt und außerdem ist eine entsprechende
Vorrichtung nicht bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei Betankungsvorgängen
sowie beim Umschlag von Kraftstoffen freigesetzten Treibstoffdämpfe zu eliminieren,
damit ein Exp#osions- und Brandrisiko erheblich zu vermindern und Gesundheitsschäden
auszuschließen.
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Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Verhinderuno von Treibstoffemissionen,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Treibstoffdämpfe während des Tankvorganges an
der Tanköffnung und/oder an der Tankentlüftung absaugt, die abgesaugten Dämpfe an
Aktivkohle oder andere Adsorptionsmittel adsorbiert und die so gereinigte Luft ins
Freie entläßt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsorm des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird der Absaugevorgang mit Einschalten der Treibstoffpumpe eingeleitet und nach
Abschaltung der Pumpe verzögert beendet, wobei mehrere Absaugestellen an ein und
dieselbe Adsorptionsanlage angeschlossen sein können und jede Treibstoffpumpe den
Absaugeventilator, der vorzugsweise mehrstufig gefahren werden kann, einschalten
kann.
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Gegenstand der Erfindung sind ferner Vorrichtungen zur Durchführung
des vorstehend beschriebenen Verfahrens, die durch folgende Hauptkomponenten gekennzeichnet
sind: 1. Eine Absaugehaube an der Tankpistole, die den Tankstutzen der Kraftfahrzeuge
angepaßt ist, mit flexibler Gasabführung in einem Schlauch parallel oder konzentrisch
zum Kraftstoffschlauch.
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2. Vorzugsweise wird die Absaugehaube in flexiblem Material ausgeführt.
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3. Eine vorzugsweise ortsfeste Gassairmelleitung über den Tanksäulen,
in welche die flexiblen Schläuche münden, mit Ventilen in den Abzweigen, die mit
Einleiten des Tankvorganges an der entsprechenden Zapfsäule geöffnet und nach Abschluß
des Tankvorganges geschlossen werden.
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Damit wird erreicht, daß die abgesaugte Gasmenge entsprechend der
Anzahl der in Betrieb befindlichen Tanksäulen eingestellt werden kann und somit
eine optimale Auslegung des Adsorbers und eine höchstmögliche Beladung des Adsorbens
möglich wird.
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4. Ein vorzugsweise beweglicher Adsorber mit angeflanschtem Absaugeventilator,
der vorzugsweise mit Schnellverschluß an die ortsfeste Sammelleitung angeschlossen
werden kann.
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Damit er#ielt man den Vorteil, daß der Adsorber nach Schließen der
Tankstelle oder zur Regeneration in einen geschlossenen Raum gebracht werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des beschriebenen Verfahrens, die wie folgt gekennzeichnet ist: Eine vorzugsweise
vom Adsorber getrennte und ortsfeste Regenerationsvorrichtung mit Dampfanschluß
oder elektrisch beheiztem Verdampfer, Kühlwasseranschluß, Kühlluftgebläse, Kondensator
und Trenngefäß sowie vorzugsweise Schnellverschlüssen zum Anschließen des beladenen
Adsorbers.
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Damit erreicht man den Vorteil, daß bei größeren und mehrreihigen
Tankstellen mehrere Adsorber eingesetzt werden können und nur eine Regenerationsvorrichtung
erforderlich ist.
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Die Regenerationsvorrichtung kann auch fest mit dem Adsorber verbunden
sein.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung
des beschriebenen Verfahrens beim Betanken von Flugzeugen und/oder beim Befüllen
von Tanklayern bei Tankstellen und/oder Treibstoffhändlern aus Tankwagen, die wie
folgt gekennzeichnet ist: 1. Eine oder mehrere Absaugehauben für Tankentlüfiiingen
und/ oder Tankwagenentlüftungen, wobei die Absaugehaube vorzugsweise mit Schnellverschluß
an dem Entlüftungsstutzen befestigt wird und vorzugsweise über eine flexible Gasabführung
mit dem Adsorber verbunden ist.
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2. Die Absaugehaube enthält eine flammenrückschlagsichere Füllung
und Ansaugekanäle mit Filtereinsatz damit zusätzlich zur abgesaugten Dampfmenge
gefilterte Außenluft angesaugt werden kann.
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3. Ein Adsorber zum Befestigen am Tankwagen mit vorzugsweise Schnellverschlüssen
zum Anbringen der Abs , bzw. Abluftleitungen, angeflanschtem Absaugeventilator und
Absperrvorrichtungen sowie Anschlußmöglichkeit an eine Regeneriervorrichtung.
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4. Elektrische oder mechanische Koppelung von Absaugeventilator und
Treibstoffpumpe wobei der Absaugeventilator parallel mit der Treibstoffpumpe startet
und stoppt und das Stoppen des Ventilators vorzugsweise zeitlich verzögert erfolgt.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung an Tankstellen mit einer Zapfsäule.
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Für den Absaugebetrieb an Tankstellen wird die auf einem fahrbaren
Gestell (16) montierte Adsorptionsvorrichtung (8 bis 13) mittels der flexiblen Leitung
(15) und den Schnellanschlüssen (14) an das ortsfeste Leitungssystem (6) angeschlossen.
Die Handventile (10 und (11) werden geöffnet, während die Ventile (12) und (13)
geschlossen bleiben. Zum Einleiten des Tankvorganges an der Zapfsäule (1) wird die
Zapfpistole (4) mit der Absaugehaube (5) in die Tanköffnung des Kraftfahrzeuges
eingeführt, wobei sich die Absaugehaube über die Tanköffnung legt.
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Zugleich mit dem Starten der Treibstoffpumpe in der Zapfsäule(1)wird
der Ventilator (8) gestartet und das Ventil (7) automatisch geöffnet. Die aus dem
Tank verdrängten Treibstoffdämpfe werden über die Absaugehaube (5), die Leitungen
(3) und (6) sowie (15) mittels des Ventilators (8) durch den Aktivkohlebehälter
(9) gesaugt, in welchem die Treibstoffbestandteile adsorptiv gebunden werden. Die
gereinigte Luft wird ins Freie geblasen. Auf diese Weise können über 95 % der Treibstoffdämpfe
entfernt und bei der Regeneration zurückgewonnen werden.
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Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung
zur Durchführung der Regeneration gemäß der Erfindung.
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Der Adsorber mit beladenem Adsorbens wird mittels der flexiblen Leitungen
(17) und (18) an die Regenerationsvorrichtung angeschlossen. Die Ventile (10) und
(11) werden geschlossen und die Ventile (12) und (13) geöffnet.
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Dann wird der Regenerationsvorgang, der vorzugsweise automatisiert
ist, eingeleitet. Über die Leitung (21), das Ventil (19) sowie die Leitung (17)
und das Ventil (12) wird Dampf in den Adsorber (9) geleitet. Der Dampf treibt die
adsorbierten Treibstoffe aus dem Adsorbens aus und gelangt, zusammen mit den Treibstoffdäpfen,
über das Ventil (13), die Leitung (18) und das Ventil (20) in den Kondensator (22).
Hierbei wird das Dampfgemisch im Gegenstrom zum Kühlwasser geführt, indirekt gekühlt
und kondensiert. Das Kondensatgemisch wird in den Abscheider (23) geleitet und zwar
so, dae es in die Trennfläche von Treibstoff und Wasserdampfkondensat eingeleitet
wird. Der Treibstoff, der leichter ist als Wasser, wird über die Leitung (26) in
ein Vorratsgefäß o.ä. abgeleitet. Das Wasserdampfkondensat gelangt über die Abtauchung
(24) und die Leitung (25) in den Abwasserkanal.
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Nach Ablauf des Ausdämpfens schließen die Ventile (19) und (20) automatisch.
Vorzugsweise schließt sich ein Trocknungs-und Kühlvorgang für das Adsorbens an.
Hierzu öffnen die Ventile (29) und (30). über die Leitung (27) saugt das Frischluftgebläse
(28) Außenluft an und drückt diese durch den Adsorber (9). Zur Beschleunigung der
Trocknung kann die Luft vor Eintritt in den Adsorber elektrisch vorerwärmt werden.
Das Luft/Wasserdampf-Gemisch verläßt den Adsorber über das Ventil (12) und die Leitung
(17) und wird über das Ventil (30) und die Leitung (31) ins Freie entlassen. Der
Kühlvorgang verläuft entsprechend, der Luftvorwärmer wird jedoch ausgeschaltet.
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- Patentansprüche -