DE2512217A1

DE2512217A1 - METHOD AND DEVICE FOR DISPOSAL OF FUEL VAPOR

Info

Publication number: DE2512217A1
Application number: DE19752512217
Authority: DE
Inventors: John Herman Hansel
Original assignee: Air Products and Chemicals Inc
Current assignee: Air Products and Chemicals Inc
Priority date: 1974-06-28
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1976-01-15
Also published as: BE829091A; NL7503614A; JPS5117013A; GB1507895A; BR7502302A

Description

AIR PRODUCTS AND CHEMICALS, Inc.AIR PRODUCTS AND CHEMICALS, Inc.

P. 0. Box 538, Allentown, Pennsylvania 18 Io5 / USAP. 0. Box 538, Allentown, Pennsylvania 18 Io5 / USA

Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von KraftstoffdämpfenMethod and device for removing fuel vapors

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen von Kraftstoff dämpf en, insbesondere von Kohlenwasserstoffdämpfen in Lagertanks oder von Dämpfen, die beim Betanken von Kraftfahrzeugen ins Freie gelangen. Dabei zeigt die Erfindung insbesondere die katalytische Umwandlung solcher unerwünschter Kraftstoffdämpfe bei Tankstellen, wobei die Dämpfe zu unschädlichen umweltfreundlichen Verbindungen umgewandelt werden.The invention relates to a device for removing fuel attenuate, especially of hydrocarbon vapors in storage tanks or from vapors released into the open when a vehicle is refueled. The invention particularly shows the catalytic one Conversion of such undesirable fuel vapors Gas stations, the vapors being harmless environmentally friendly Connections are converted.

Die Verbreitung von Kohlenwasserstoff- oder Kraftstoffdämpfen in Tankstellen ist zu einem erheblichen Problem des Umweltschutzes geworden. Vorrichtungen zum Absaugen der Kohlenwasserstoffdämpfe beim Betanken der Fahrzeuge in der Tankstelle sind bereits bekannt. Die Beseitigung der Kraftstoffdämpfe in den Lagertanks und der Dämpfe, die beim Betanken des Fahrzeuges entstehen, ist jedoch nach wie vor mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden.The spread of hydrocarbon or fuel vapors in Gas stations has become a significant environmental problem become. Devices for extracting the hydrocarbon vapors when refueling the vehicles in the gas station are already known. The elimination of fuel vapors in the storage tanks and the Vapors that arise when the vehicle is refueled, however, are still associated with numerous difficulties.

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Eine dieser bekannten Vorrichtungen zum Auffangen von Kraftstoffdämpfen besteht im wesentlichen aus einem Sammelsystem, bei dem die Dämpfe aus dem Tank des Kraftfahrzeuges während des Betankens in den Lagertank der Tankstelle zurückgeführt werden. Beim Auffüllen der Tagertanks werden die Dämpfe in den Tankwagen geleitet, der seinerseits an seiner Lagerstation entleert wird. Ein solches Sammelsystem erfordert jedoch umfangreiche Vorrichtungen an den Tankstellen, am Tankwagen sowie an dessen Ladestation, wodurch das ganze System sehr aufwendig und kostspielig wird. Außerdem müssen bestimmte Sicherheitsvorschriften in engen Grenzen eingehalten werden, damit in den verschiedenen Tanks durch die Dämpfe keine Explosionsgefahr entsteht.One of these known devices for collecting fuel vapors consists essentially of a collection system in which the vapors from the tank of the motor vehicle are returned to the storage tank of the gas station during refueling. When filling up In the day tanks, the vapors are directed into the tank truck, which in turn is emptied at its storage station. One such However, the collection system requires extensive devices Petrol stations, on the tank truck and at its charging station, which makes the whole system very complex and expensive. Also have to certain safety regulations are observed within narrow limits so that no vapors in the various tanks There is a risk of explosion.

Ein anderes bekanntes Verfahren ist das Absorptionsverfahren, bei dem die Dämpfe über Aktivkohle hinweggeführt werden. Sie werden dabei über einen Absorptionsfilter geleitet, beispielsweise aus Aktivkohle, der, wenn seine Kohlenwasserstoffaufnahmefähigkeit erreicht ist, ersetzt oder regeneriert werden muß. Bei diesem Verfahren werden jedoch große Mengen von absorbierenden Materialien benötigt, um die Dämpfe in der gewünschten Weise zurückhalten zu können. Außerdem müssen diese Materialien in verhältnismäßig kurzen Abständen erneuert werden, wodurch dieses Verfahren zu teuer wird.Another known method is the absorption method, in which the vapors are passed over activated carbon. you will be passed through an absorption filter, for example from Activated carbon, which when its hydrocarbon absorbency is reached, must be replaced or regenerated. However, this method uses large amounts of absorbent materials needed to be able to hold back the vapors in the desired way. In addition, these materials must be relatively short Intervals are renewed, making this process too expensive.

Schließlich ist ein anderes Verfahren bekannt, bei dem die Dämpfe abgekühlt werden. Hierbei sinkt der Dampfdruck, was zu einem teilweisen Kondensieren der Kohlenwasserstoffe führt. Bei diesem Verfahren werden jedoch wieder Kühlvorrichtungen benötigt, die teuer in der Anschaffung und im Unterhalt sind. Andererseits kondensieren bei diesem Abkühlungsverfahren die Kohlenwasserstoffdämpfe nur teilweise, was in einigen Fällen zu einem unzulässig hohen Dampfgehalt führt.Finally, another method is known in which the vapors are cooled. Here the vapor pressure drops, which leads to a partial condensation of the hydrocarbons leads. In this method, however, cooling devices are again required, which are expensive are in acquisition and maintenance. On the other hand, in this cooling process, the hydrocarbon vapors only condense partially, which in some cases leads to an impermissibly high steam content.

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Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden die Dämpfe einem Kreisprozeß aus Abkühlung und Kompression unterworfen. Hierbei kondensieren größere Mengen von Kohlenwasserstoffdämpfen als bei dem einfachen Abkühlungsverfahren, jedoch werden hier Dampfkompressoren, Sicherheitstanks, Gebläse und Wärmetauscher zusätzlich zur Kühl einheit benötigt. Solche umfangreichen Vorrichtungen sind sehr teuer in Anschaffung und Unterhaltung, so daß sie in vielen Fällen unwirtschaftlich sind.In a further known method, the vapors are subjected to a cycle of cooling and compression. Here condense larger amounts of hydrocarbon vapors than with that simple cooling process, but here steam compressors, Safety tanks, blowers and heat exchangers are required in addition to the cooling unit. Such large devices are very expensive in Purchase and maintenance, so that in many cases they are uneconomical are.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum wirtschaftlichen und sicheren Beseitigen von Kraftstoff dämpf en bei Tankanlagen einschließlich der Kraftstoff!agertanks zu schaffen.The object of the invention is therefore to provide a device and a method for the economical and safe disposal of fuel attenuation in tank systems including fuel tanks to accomplish.

Dies wird erfindungsgemäß durch ein System zur Beseitigung von Kraftstoffdämpfen erreicht, welches sich dadurch kennzeichnet, daß die Behälter, in denen sich der Kraftstoff in flüssiger und gasförmiger Phase befindet, in Strömungsverbindung stehen mit einer Dampfumwandlungseinrichtung, die die Kraftstoffdämpfe aus einer ersten in eine zweite (umweltfreundliche) Verbindung umwandelt, wobei Mittel vorgesehen sind zum überführen der Kraftstoffdämpfe aus den Kraftstoffbehältern nach der Umwandlungseinrichtung.This is achieved according to the invention by a system for eliminating fuel vapors, which is characterized in that the containers in which the fuel is in liquid and gaseous phase are in flow connection with a Vapor conversion device that extracts fuel vapors from a converts the first into a second (environmentally friendly) compound, wherein means are provided for transferring the fuel vapors from the fuel tanks after the conversion device.

Weitere Vorteile und Besonderheiten der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele, wie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, erläutert. Dabei zeigen:Further advantages and special features of the invention are described in the following description with reference to various exemplary embodiments, as shown in the accompanying drawings. Show:

Fig. 1 ein Blockdiagramm für den Durchfluß der Kraftstoff dämpfe durch die Beseitigungsanlage;Fig. 1 is a block diagram for the flow of fuel fumes from the disposal facility;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Kraftstoff-Fig. 2 is a schematic representation of the fuel

dampfbeseitigungssystems in Verbindung mit einer Tankstelle;steam removal system in conjunction with a Gas station;

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Fig. 3 ein Biockdiagramm des katalytischer! Konvertersystems der Dampfbeseitigungsanlage;Fig. 3 is a block diagram of the catalytic! Converter system the steam removal system;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Kraftstoff-Fig. 4 is a schematic representation of the fuel

dampfbeseitigungsanlage, die mit einem Vorwärmer und einem katalytischen Konverter arbeitet, der eine körnige Katalysatormasse enthält in Verbindung mit Temperaturregeleinrichtungen undsteam removal system with a preheater and a catalytic converter that contains a granular catalyst mass works in conjunction with Temperature control devices and

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Kraftstoffdampfbeseitigungssystems mit einem, mit monolitischer Katalysatormasse arbeitenden Konverter und einem besonderen Vorwärmer.5 shows a schematic representation of a further embodiment of the fuel vapor removal system with one, with a monolithic catalyst mass working converter and a special preheater.

In den Fig. 1 und 2 ist die Kraftstoffdampfbeseitigungsanlage Io dargestellt, die in Tankstellen 12 (Fig. Z) oder in ähnlichen Einrichtungen, bei denen Kraftstoffdämpfe an die Umgebung abgegeben werden, eingerichtet ist. Die hier dargestellte Anlage Io ist insbesondere zur Beseitigung von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffdämpfen eingerichtet, die in den Tankstellen bislang aus den Kraftstofflagertanks 14 und den Kraftstoffbehältern 15 in den Fahrzeugen 16 die in der Tankstelle 12 betankt wurden, an die Atmosphäre abgegeben wurden, was in der Umgebung der Tankstelle zu einer zunehmenden Luftverschmutzung führte. Insbesondere bei Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen enthalten die Lagertanks 14 und die Fahrzeugtanks 15 Kraftstoffdämpfe, die durch die Umwandlungseinrichtung 18 geleitet werden. Diese enthält einen katalytischen Umwandler für die Kohlenwasserstoffe, in dem die Dämpfe zu Kohlendioxid und Wasserdampf umgewandelt und dann in die Umgebung abgeleitet werden.1 and 2, the fuel vapor removal system Io is shown, which is set up in filling stations 12 (FIG. Z) or in similar facilities in which fuel vapors are released into the environment. The system Io shown here is set up in particular to remove hydrocarbon fuel vapors that have been released into the atmosphere in the petrol stations so far from the fuel storage tanks 14 and the fuel tanks 15 in the vehicles 16 that were refueled in the petrol station 12, which occurs in the surrounding area the gas station led to increasing air pollution. In the case of hydrocarbon fuels in particular, the storage tanks 14 and the vehicle tanks 15 contain fuel vapors which are passed through the conversion device 18. This contains a catalytic converter for the hydrocarbons, in which the vapors are converted into carbon dioxide and water vapor and then discharged into the environment.

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Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der Lagertank 14 der Tankstelle über die Einfülleitung 22 aus dem Tankwagen 2o gefüllt. Bekanntlich kann auch eine Leitung 24 vorgesehen sein, die die Kraftstoffdämpfe während des Füll Vorgangs zurück in den Tankwagen 2o führen. Dadurch wird die schädliche Abgabe der Kraftstoffdämpfe in die Umgebung erheblich herabgesetzt. Solche Rückführungsleitungen 24, die in Fig. 2 schematisch dargestellt sind, werden möglicherweise in Zukunft auch in den Tankstellen eingebaut.As shown in Fig. 2, the storage tank 14 of the gas station is over the filling line 22 is filled from the tank truck 2o. As is well known, can a line 24 may also be provided which carries the fuel vapors during the filling process back into the tank truck 2o. This prevents the harmful release of fuel vapors into the environment considerably reduced. Such return lines 24, shown in Fig. 2 are shown schematically, may also be installed in petrol stations in the future.

Solche Leitungen allein sind jedoch noch nicht ausreichend, da die Dämpfe in den Lagertanks 14, die sich während der langen Lagerzeit bilden, nicht beseitigt werden. Außerdem werden die Dämpfe, die beim Betanken der Kraftfahrzeuge 16 entstehen, nicht vernichtet. Die Erfindung betrifft also eine Beseitigungsvorrichtung Io und das Verfahren zum Vernichten von Kraftstoffdämpfen, die sich in den Lagertanks 14 ansammeln und die beim Betanken der Kraftfahrzeuge entstehen.However, such lines alone are not sufficient, since the Vapors in the storage tanks 14 that are formed during the long storage period cannot be removed. In addition, the vapors emitted by the Refueling the motor vehicles 16 arise, not destroyed. The invention thus relates to a removal device Io and that Process for destroying fuel vapors in the Collect storage tanks 14 and arise when refueling the motor vehicles.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Zapfhahn 28 an die Kraftstoffpumpe 26 der Tankstelle 12 angeschlossen, um den Kraftstoff in den Behälter 15 des Kraftfahrzeuges 16 zu leiten. Dabei wird der flüssige Kohlenwasserstoff-Treibstoff über die Leitung 3o in den Fahrzeugtank 16 geleitet, wobei eine Pumpe 32 oder eine ähnliche Vorrichtung zur Anwendung gelangt. Die Kraftstoffdämpfe, die dabei am Fahrzeug 16 entstehen, werden dann durch eine Pumpe 26 über die Rückführungsleitung 34 zurück in den Lagertank 14 gefördert. Dieses Verfahren der Rückführung der Kraftstoffdämpfe vom Fahrzeug 16 in die Lagertanks ist hinlänglich bekannt und bereits in zahlreichen Veröffentlichungen beschrieben. Diese Darstellung erfolgt hier nochmals, um nur eine Möglichkeit anzuzeigen, wie die Kraftstoffdämpfe vom Fahrzeug 16 zurück in die Kraftstofflagertanks 14 der Tankstelle übergeführt werden können, von wo sie in einen kata-Iytisehen Umwandler gelangen, der die Dämpfe in unschädlicheAs FIG. 2 shows, the nozzle 28 is connected to the fuel pump 26 Connected gas station 12 in order to direct the fuel into the container 15 of the motor vehicle 16. This is the liquid hydrocarbon fuel passed via the line 3o into the vehicle tank 16, a pump 32 or a similar device for Application. The fuel vapors generated on the vehicle 16 are then conveyed back into the storage tank 14 by a pump 26 via the return line 34. This method the return of the fuel vapors from the vehicle 16 to the Storage tanks are well known and have already been described in numerous publications. This is shown here again to indicate just one way of returning the fuel vapors from the vehicle 16 to the fuel storage tanks 14 can be transferred to the gas station, from where they can be seen in a kata-Iyti Transmitter that converts the vapors into harmless ones

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umweltfreundliche Produkte verwandelt. Die Kraftstoffdämpfe vom Fahrzeug 16 können jedoch auch auf andere Weise zurück in die Lagertanks 14 geleitet werden, bevor sie in den katalytisehen Umwandler 18 gelangen, in dem sie in unschädliche Produkte umgewandelt werden. Eine solche Möglichkeit ist in Fig. 1 dargestellt, wo die gestrichelten Linien 27 die Rückführungsleitungen darstellen, über die die Dämpfe aus den Kraftfahrzeugtanks 15, 15a oder den Kraftstoffpumpen 26 und 26a in die Umwandlungsvorrichtung 18 gelangen, wobei der Lagertank 14 umgangen wird.transforms environmentally friendly products. The fuel vapors from However, vehicle 16 can also be directed back into storage tanks 14 in other ways before they enter the catalytic converter Converter 18 arrive, in which they are converted into harmless products will. Such a possibility is shown in Fig. 1, where the dashed lines 27 represent the return lines through which the vapors from the motor vehicle tanks 15, 15a or the Fuel pumps 26 and 26a in converter 18 arrive, bypassing the storage tank 14.

Der Kraftstoff!agertank 14 enthält flüssige und dampfförmige Kraftstoffanteile. Der Kraftstoffdampf aus dem Tank 14 wird durch das Umwandlungssystem 18 über die Leitungen 36 abgezogen, wie es in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist. Das Überführen der Dämpfe in die Konvertervorrichtung 18 kann beispielsweise mittels Druckluft aus dem Behälter 38 erfolgen, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist oder mit Hilfe besonderer Pumpvorrichtungen, Kompressoren od. dgl. Sauerstoff1uft oder andere Sauerstoff enthaltende Gase, die unter Druck stehen, gelangen durch die Einfülleitung 4o in die Vorrichtung und mischen sich mit den Kraftstoffdämpfen des Lagertanks 14. Luft oder andere Gase werden in genau festgelegten Mengen zugegeben, damit der katalytische Umwandlungsprozeß optimiert werden kann.The fuel tank 14 contains liquid and vapor Fuel proportions. The fuel vapor from the tank 14 is through the conversion system 18 is withdrawn via lines 36, as shown in FIG 1, 2 and 3 is shown. The transfer of the vapors in the converter device 18 can take place, for example, by means of compressed air from the container 38, as is shown in FIGS. 1 and 2 or with the help of special pumping devices, compressors or the like. Oxygen air or other gases containing oxygen, which under Are under pressure, enter the device through the filling line 4o and mix with the fuel vapors in the storage tank 14.Air or other gases are added in precisely defined quantities, so that the catalytic conversion process can be optimized.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird das Dampf-Luftgemisch zunächst in den Vorwärmer 42 geleitet, der mit dem Lagertank 14 über die Leitung 36 in Verbindung steht. Im Vorwärmer 42 wird das Dampf-Luftgemisch auf eine vorher bestimmte Temperatur gebracht. Diese ist abhängig von der verwendeten Katalysatormasse und liegt im allgemeinen etwa zwischen 9o und 3oo C.As can be seen from Fig. 3, the steam-air mixture is initially passed into the preheater 42, which is in communication with the storage tank 14 via the line 36. In the preheater 42, the steam-air mixture brought to a predetermined temperature. This depends on the catalyst mass used and is generally between 9o and 3oo C.

Das vorgewärmte Dampf-Luftgemisch gelangt dann in den katalytisehen Konverter 44, der in Fig. 3 dargestellt ist, wo die kohlenwasserstoff hai ti gen Anteile oxidiert werden. Die dabei entstehenden Verbindungen verlassen den katalytisehen Konverter 44 durch dieThe preheated steam-air mixture then reaches the catalytic converter Converter 44, which is shown in Fig. 3, where the hydrocarbon-containing fractions are oxidized. The resulting Compounds leave the catalytic converter 44 through the

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Ableitung 46, 48. Die Abgase, die im wesentlichen aus Kohlendioxid und Wasserdampf bestehen, haben im Ausgangsrohr 46 eine Temperatur, die etwa zwischen 8oo° und looo⁰ C liegt. Aufgrund der hohen Temperaturen der Abgase können diese zurück in den Vorwärmer 42 über die Leitung 48 geführt werden, so daß die Wärme zur Vorwärmung des Kraftstoff-Luftgemisches benutzt werden kann. Die Abgase gelangen schließlich über die Rohrleitung 5o, die schematisch in Fig. 3 dargestellt ist, ins Freie. Der katalytische Konverter 44 ist also an den Vorwärmer 42 angeschlossen, so daß das vorgewärmte Luft-Kraftstoff dampf gemisch zu unschädlichen Abgasen umgewandelt werden kann, die dann ins Freie geführt werden können.Derivative 46, 48. The exhaust gases, which consist essentially of carbon dioxide and water vapor have, is a temperature between about 8oo ° and looo ⁰ C in the main pipe 46th Because of the high temperatures of the exhaust gases, they can be fed back into the preheater 42 via the line 48 so that the heat can be used to preheat the fuel-air mixture. The exhaust gases finally reach the outside via the pipeline 5o, which is shown schematically in FIG. 3. The catalytic converter 44 is therefore connected to the preheater 42 so that the preheated air-fuel vapor mixture can be converted into harmless exhaust gases, which can then be led outside.

In den Fig. 4 und 5 sind zwei voneinander verschiedene katalytische Konverter 18 schematisch dargestellt, die in den Fig. 1 und 3 nur im Blockdiagranm erscheinen. In Fig. 4 ist eine Katalysatorkammer 18a für eine gekörnte Katalysatormasse dargestellt und in Fig. 5 eine Katalysatorkammer 18b für einen mono!!tischen Katalysator. Die Katalysatorkammer 18a kann selbstverständlich in den verschiedensten Ausführungsformen zur Anwendung gelangen, die sich durch unterschiedliche Größe und Form voneinander unterscheiden, was von der jeweiligen Anwendung abhängig ist. Die Kammer 18a kann so eingerichtet sein, daß das Dampf-Luftgemisch durch die gekörnte Katalysatormasse 52 geleitet wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.4 and 5 are two different catalytic Converter 18 shown schematically, which appear in FIGS. 1 and 3 only in the block diagram. In Fig. 4 is a catalyst chamber 18a shown for a granular catalyst mass and in Fig. 5 a catalyst chamber 18b for a mono !! tables catalyst. the Catalyst chamber 18a can of course be in the most varied Embodiments are used, which differ from each other by different size and shape, what from the depends on the application. The chamber 18a can be set up so that the steam-air mixture through the granular catalyst mass 52, as shown in FIG.

Derartige Vorrichtungen sind im US-Patent 2 776 875 behandelt. Die gekörnte Katalysatormasse 52 kann beispielsweise nach den Verfahren der US-Patente 2 921 o33 und 3 177 151 hergestellt sein. Bei der anderen Ausführungsform, die schemati sch in Fig. 5 dargestellt ist, kann die Katalysatorkammer 18b aus mehreren Rohren bestehen, wie es in den US-Patenten 2 699 989 und 2 921 o35 beschrieben ist oder sie kann aus einem oder mehreren perforierten oder wabenform!gen Teilen bestehen, gemäß dem US-Patent 2 742 437.Such devices are discussed in U.S. Patent 2,776,875. the granular catalyst mass 52 can, for example, according to the method U.S. Patents 2,921,033 and 3,177,151. In the another embodiment, which is shown schemati sch in Fig. 5, For example, the catalyst chamber 18b may consist of a plurality of tubes as described in US Patents 2,699,989 and 2,921,035 can consist of one or more perforated or honeycomb-shaped parts according to U.S. Patent 2,742,437.

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Andere spezielle Ausführungsformen der Katalysatorkammer oder der Katalysatormasse können je nach Verwendungszweck eingesetzt werden. Der chemische Aufbau der Katalsysatormasse ist aus dem US-Patent 3 723 o7o zu ersehen.Other specific embodiments of the catalyst chamber or the Catalyst mass can be used depending on the intended use. The chemical structure of the catalyst mass is from the US patent 3 723 o7o.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Katalysatorkammer 18a mit gekörnter Katalysatormasse 52 wird das Kraftstoffdampf-Luftgemisch, das einen genau festgelegten Sauerstoffanteil enthält, durch die Leitung 54 zugeführt. Um die katalytische Umwandlung in Gang setzen zu können, ist ein elektrisch zu betätigendes Dreiwegeventil 64 so in das Leitungssystem eingebaut, daß das Kraftstoffdampf-Luftgemisch zunächst durch die Vorwärmleitung 7oa geleitet wird. Elektrische Heizschlangen oder andere Heizvorrichtungen 56a sind auf der Außenwand 58 des Vorwärmers 42a angebracht, die durch die Temperatursteuervorrichtung 6o in Gang gesetzt werden können. Die herkömmliche Temperaturregel vorrichtung 6o enthält einen Temperaturfühler 62, der durch die Außenwand 58 hindurchführt und die Temperatur im Vorwärmer 42a mißt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Die Heizschlangen 56a erwärmen zunächst das Dampf-Luftgemisch, das durch die Vorwärmleitung 7oa in den Vorwärmer gelangt. Wenn die Temperatur des Gemisches den vorherbestimmten Wert erreicht, der etwa zwischen 9o° und 3oo° C liegt, beginnt am Eingang 72a des katalytischen Konverters 44a die Oxidation der Kohlenwasserstoffe.In the case of the catalyst chamber 18a shown in FIG. 4 with a grained Catalyst mass 52 is the fuel vapor-air mixture, the one Contains precisely defined oxygen content, fed through line 54. In order to be able to start the catalytic conversion, an electrically operated three-way valve 64 is installed in the line system in such a way that the fuel vapor-air mixture is initially is passed through the preheating line 7oa. Electric Heating coils or other heating devices 56a are on the Outer wall 58 of the preheater 42a attached by the temperature control device 6o can be started. The conventional temperature control device 6o includes a temperature sensor 62, which passes through the outer wall 58 and measures the temperature in the preheater 42a, as shown in FIG. the Heating coils 56a first of all heat the steam-air mixture that passes through the preheating line 7oa reaches the preheater. When the temperature of the mixture reaches the predetermined value, which is approximately between 90 ° and 300 ° C., begins at the entrance 72a of the catalytic Converter 44a the oxidation of the hydrocarbons.

Sobald die katalytische Umwandlung in Gang gesetzt ist, werden die Heizschlangen 56a durch die Temperaturregel vorrichtung 6o abgeschaltet. Durch die Oxidation der Kohlenwasserstoffe erhöht sich nämlich die Temperatur der Gase zwischen dem Eingang 7oa und dem Ausgang 46a des Konverters 44a. Beim Betrieb eines solchen Konverters hat sich herausgestellt, daß die Temperatur der Gase im Ausgang 46a etwa zwischen 8oo° und looo C liegt. Diese Temperatur ist ausreichend zum Vorwärmen des durch die Zuführungsleitung 7oa geleiteten Dampf-Luftgemisches im Eingang 72a des katalytischen Konverters 44a.As soon as the catalytic conversion is started, the Heating coils 56a switched off by the temperature control device 6o. The oxidation of the hydrocarbons increases the temperature of the gases between the inlet 7oa and the Output 46a of converter 44a. When operating such a converter it has been found that the temperature of the gases in the outlet 46a is between 8oo ° and 1,000 ° C. This temperature is sufficient to preheat the through the supply line 7oa conducted steam-air mixture in the inlet 72a of the catalytic converter 44a.

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Die Temperaturen des Dampf-Luftgemisches werden fortlaufend durch einen zweiten Temperaturfühler 71 gemessen, der mit der zweiten Temperaturregelvorrichtung 68 in Verbindung steht. Mit der ersten Steuervorrichtung wird also die Temperatur des Luft-Dampfgemisches geregelt, noch bevor sich die Ausgangszone 72a des katalytisehen Konverters 44a erwärmt hat. Der zweite Temperaturfühler 71 spricht auf eine Temperatur von 3oo C des Luft-Dampfgemisches an, wobei in diesem Fall die Regelvorrichtung 68 die Betätigungsvorrichtung 66 des elektrischen Ventils 64 betätigt, so daß die Zuführungsleitung 7oa des Vorwärmers geschlossen wird. Nachdem dies erfolgt ist, wird das Dampf-Luftgemisch direkt durch die Leitung 74 in den Eingang 72a des Konverters 44a geführt. Sobald der Temperaturfühler 71 dann eine Temperatur feststellt, die unter dem vorher bestimmten Schaltpunkt liegt, wird durch die Regelvorrichtung 68 die Betätigungsvorrichtung 66 des Ventils 64 erneut betätigt, so daß die Zuführungsleitung 7oa wieder geöffnet ist. Auf diese Weise kann die Temperatur der Gase am Ausgang 46a des katalytisehen Konverters 44a etwa im Bereich zwischen 8oo° C und looo⁰ C gehalten werden. Die Gase werden dann vom Ausgang 46a durch die Ableitung 5oa ins Freie geleitet.The temperatures of the steam-air mixture are continuously measured by a second temperature sensor 71 which is connected to the second temperature regulating device 68. With the first control device, the temperature of the air-steam mixture is regulated even before the outlet zone 72a of the catalytic converter 44a has heated up. The second temperature sensor 71 responds to a temperature of 300 ° C. of the air-steam mixture, in which case the control device 68 actuates the actuation device 66 of the electric valve 64 so that the feed line 7oa of the preheater is closed. After this has taken place, the steam-air mixture is fed directly through the line 74 into the inlet 72a of the converter 44a. As soon as the temperature sensor 71 then detects a temperature which is below the previously determined switching point, the actuating device 66 of the valve 64 is actuated again by the control device 68, so that the supply line 7oa is opened again. In this way, the temperature of the gases may katalytisehen of the converter at the output 46a 44a approximately in the range between 8oo ° C and looo ⁰ C are maintained. The gases are then passed from the outlet 46a through the discharge line 5oa to the outside.

In Fig. 5 ist eine katalytische Konvertervorrichtung 18b mit dem Konverter 44b dargestellt, wobei hier eine monolitische Katalysatormasse verwendet wird. In dieser Ausführungsform wird das Dampf-Luftgemisch über die Vorwärmleitung 7ob in den Vorwärmer 42b geleitet. Die Heizschlangen 56b an der Außenwand 58b erhöhen die Temperatur des Gemisches. Temperaturregelvorrichtungen, wie in der erstgenannten Form, können verwendet werden, jedoch sind sie hier nicht notwendig. Das Dampf-Luftgemisch gelangt über die Zuführungsleitung 7ob in den Eingang 72b des katalytischen Konverters 44b. Die Kohlenwasserstoffe des Dampf-Luftgemisches werden dann oxidiert, wobei im wesentlichen Kohlendioxid und Wasserdampf entsteht. Die5 shows a catalytic converter device 18b with the converter 44b, a monolithic catalyst mass being used here. In this embodiment, the steam-air mixture is passed into the preheater 42b via the preheating line 7ob. The heating coils 56b on the outer wall 58b increase the temperature of the mixture. Temperature control devices, as in the former form, can be used, but they are not necessary here. The steam-air mixture reaches the inlet 72b of the catalytic converter 44b via the supply line 7ob. The hydrocarbons in the steam-air mixture are then oxidized, essentially producing carbon dioxide and water vapor. the

gebildeten Abgase werden durch den Ausgang 46b des Konverters geleitet und erreichen hier eine Temperatur von etwa 8oo° C bisExhaust gases formed are passed through the output 46b of the converter and reach a temperature of about 8oo ° C to here

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looo C. Diese Abgase werden dann über die Leitung 76 wieder durch den Vorwärmer 42b geleitet, die neben der Vorwärmleitung 7ob angeordnet ist. Durch den Wärmeaustausch zwischen dem Ableitungsrohr und dem Zuführungsrohr wird das Dampf-Luftgemisch auf die für die katalytische Umwandlung notwendige Temperatur vorgewärmt.looo C. These exhaust gases are then passed through line 76 again the preheater 42b passed, in addition to the preheating line 7ob is arranged. Through the heat exchange between the discharge pipe and the supply pipe is the steam-air mixture on the for the catalytic conversion preheated necessary temperature.

An das Ausgangsrohr 76 kann eine Absaugvorrichtung 78 angeschlossen sein, um die Gase durch die Zuführungsleitung 7ob den Konverter 44b und die Abgasleitung 76 zu ziehen. Die Abgase werden durch die Leitung 5ob ins Freie geleitet. Die zur Bewegung der Gase notwendigen Drckunterschiede können jedoch auch an einer anderen Stelle der Vorrichtung Io erzeugt werden beispielsweise an Punkten, die vor dem Absauger 78 in Fig. 5 liegen. Die Lage einer solchen Saug oder Druckvorrichtung ist für die Erfindung unwesentlich; es muß jedoch sichergestellt sein, daß die Gase kontinuierlich durch die Vorrichtung Io geführt werden, um dann ins Freie zu gelangen.A suction device 78 can be connected to the outlet pipe 76 be to the gases through the supply line 7ob the converter 44b and pull the exhaust pipe 76. The exhaust gases are passed into the open through the line 50b. The ones necessary to move the gases Differences in pressure can, however, also be at another point the device Io are generated, for example, at points in front of the aspirator 78 in FIG. The location of such a suction or Printing device is not essential to the invention; it must, however Be sure that the gases are continuous through the device Io can be guided in order to then get into the open air.

Die oben beschriebene Vorrichtung Io ist erforderlich für ein Verfahren zum Beseitigen von Kraftstoffdämpfen in Fahrzeugtanks oder in Lagertanks 14 von Tankstellen 12. Bei diesem Verfahren wird zunächst der kohlenwasserstoffhaltige Kraftstoff zusammen mit seinen Dämpfen im Lagertank 14 gehalten. Die Dämpfe aus dem Lagertank 14 und/oder dem Kraftstofftank 15 eines Fahrzeuges 16 werden dann in festgelegter Weise durch einen katalytisehen Konverter 44 geleitet. In diesem werden dann bestimmte Stoffe des Kraftstoffdampfes katalytisch zu unschädlichen Verbindungen, wie Kohlendioxid und Wasser, umgewandelt.The device Io described above is required for a Procedure for removing fuel vapors in vehicle tanks or in storage tanks 14 of petrol stations 12. In this process, the hydrocarbon-containing fuel is first used together with its Vapors held in storage tank 14. The vapors from the storage tank 14 and / or the fuel tank 15 of a vehicle 16 are then passed through a catalytic converter 44 in a defined manner. In this then certain substances of the fuel vapor are catalytically to harmless compounds such as carbon dioxide and Water, converted.

Zum Durchleiten der Kraftstoffdämpfe durch die Vorrichtung gehört auch der Vorgang des Zumischens von sauerstoffhaltigen Gasen oder Preßluft zu den Kraftstoffdämpfen des Lagertanks 14 und/oder des Fahrzeugtanks 15, wobei die Kraftstoffanteile und die Sauerstoffteile in einem genau festgelegten Verhältnis stehen müssen, bevor das Dampf-Luftgemisch durch den katalytisehen Umwandler 44 geleitetIncluded in the passage of fuel vapors through the device also the process of adding oxygen-containing gases or Compressed air to the fuel vapors of the storage tank 14 and / or the Vehicle tanks 15, the fuel components and the oxygen components must be in a precisely defined ratio before the steam-air mixture is passed through the catalytic converter 44

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wird. Die Kraftstoffdämpfe werden also mit einem sauerstoffhaltigen Gas, wie Luft, verdünnt, das dazu unter einem größeren Druck stehen muß als die Kraftstoffdämpfe in den Tank 14 und 15. Nach der katalytisehen Umwandlung können die Abgase schließlich an die Umgebung, d.h. in die Atmosphäre, abgegeben werden.will. The fuel vapors are so with an oxygen-containing Gas, such as air, diluted, which must be under a greater pressure than the fuel vapors in the tank 14 and 15. After the catalytic conversion can finally transfer the exhaust gases to the Environment, i.e. into the atmosphere.

Wie bereits gesagt, erfordert die katalytisehe Umwandlung der Gase eine Vorwärmung des Dampf-Luftgemisches auf etwa 9o° bis 3oo° C. Dies wird durch einen Vorwärmer 42 erreicht oder durch die Vorwärmer 42a und 42b in den Fig. 4 und 5, wobei das Dampf-Luftgemisch beim Durchlauf durch diese Vorwärmer die erforderlichen Temperaturen zum Ingangsetzen der katalytisehen Umwandlung erreicht.As already said, the catalytic conversion of the gases requires a preheating of the steam-air mixture to about 90 ° to 300 ° C. This is achieved by a preheater 42 or by the preheater 42a and 42b in FIGS. 4 and 5, the steam-air mixture as it passes through this preheater the temperatures required for Start of the catalytic conversion achieved.

Die Zumischung von Luft, die in Fig. 1 schematisch durch den Block 38 dargestellt ist, kann durch herkömmliche Drucklufterzeuger, wie Kompressoren oder Ventilatoren, erfolgen, jedoch hängen die Luftmenge und der Druck ab vom jeweils verwendeten katalytisehen Konverter.The admixture of air, shown schematically in Fig. 1 by the block 38 can be achieved by conventional air generators, such as Compressors or fans, however, the amount of air and the pressure depend on the catalytic used in each case Converter.

Bei einem Temperaturunterschied von etwa 5oo° C, d.h. 3oo° C am Eingang und etwa 8oo° C am Ausgang des Konverters 44, sollte der Kraftstoffdampf etwa ein Volumenprozent und die zugefügte Luft etwa 99 Volumenprozent ausmachen, wobei bei dieser Rechnung ein C₅H₁₂-Kraftstoff zugrundegelegt ist. Im allgemeinen erscheint es bei bekannten katalytisehen Konvertern 44 als vorteilhaft, 16 Volumenprozent Kohlenwasserstoffe und mindestens 84 Volumenprozent Luft entsprechend einem stöchiometrisehen Sauerstoffäquivalent zu verwenden. Wie sich herausgestellt hat, sind Druckunterschiede vonWith a temperature difference of about 500 ° C, i.e. 300 ° C at the inlet and about 800 ° C at the outlet of the converter 44, the fuel vapor should make up about one percent by volume and the added air about 99 percent by volume, with this calculation being a C ₅ H ₁₂ -Fuel is used. In general, in known catalytic converters 44, it appears advantageous to use 16 percent by volume of hydrocarbons and at least 84 percent by volume of air, corresponding to a stoichiometric oxygen equivalent. As it turned out, pressure differences are from

2
etwa 3o - 15o p/cm (o,5 - 2,o psi) ausreichend, um die Gase durch die Vorrichtung Io hindurchführen zu können.2
about 3o-15o p / cm (0.5-2.0 psi) sufficient to allow the gases to pass through the device Io.

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Claims

Patent claims:

A system for removing fuel vapors from tank systems, Fuel tanks or the like., Characterized in that that the containers in which the fuel is in liquid and gaseous phase are in flow communication with a vapor conversion device that extracts the fuel vapors converts a first into a second mixture composition, wherein means are provided for transferring the fuel, vapors from the fuel tanks after the converter.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the device See a catalytic converter for steam conversion includes converting the fuel vapors from the first into the second mixture composition.

3. Plant according to claim 1 and 2, characterized in that in the case of a hydrocarbon fuel in the storage containers first mixture composition of a hydrocarbon fuel vapor and an oxygen-containing gas.

4. Plant according to claim 2 and 3, characterized in that the catalytic conversion in the hydrocarbon fuel oxidize the hydrocarbons contained in them to carbon dioxide and water vapor.

5. Plant according to claim 1 to 4, characterized in that the device for steam conversion is in flow connection with the storage containers standing heater to heat up the first Mixture composition at a predetermined temperature and a catalytic converter comprises for converting the first Composition in the second.

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6. Plant according to claim 5, characterized in that the predetermined temperature of the first mixture composition is approximately between 90 ° and 300 ° C.

7. Plant according to claim 2 to 5, characterized in that the catalytic converter extracts the hydrocarbons from the first Mixture composition at a substantially higher than the predetermined temperature of the first composition for second composition converts.

8. Plant according to claim 5 to 7, characterized in that the heater also has means for transferring the first Mixture composition in the amount of the catalytic converter, where it is heated to the predetermined temperature before entering the converter.

9. Plant according to claim 8, characterized in that said Means control devices for the flow of the first Comprises mixture composition which introduce the mixture into the catalytic converter as a function of its temperature.

10. Plant according to claim 5 to 9, characterized in that the Heater is arranged so that the first mixture composition in the area of the outflow from the catalytic converter second mixture composition supplied, so that the first mixture composition by the heat of the second mixture composition is brought to the predetermined temperature before it enters the catalytic converter.

11. Plant according to claim 1 to Io, characterized in that for converting the fuel vapors creates pressure differences and can be used to create a flow from the storage vessels to the steam converter.

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12. Plant according to claim 11, characterized in that a fan between the storage container to transfer the fuel vapors and steam converter is used.

13. Plant according to claim 12, characterized in that an oxygen-containing gas in a predetermined by means of the fan Volume ratio with the fuel vapors to Formation of the first mixture composition is supplied.

14. Plant according to claim 1 to 13, characterized in that the Steam conversion device is followed by a fan, for Sucking off the second mixture composition and transferring it same in the environment.

15. Plant according to claim 14, characterized in that "the Fan transfers the second mixture composition into the atmosphere.

16. Plant according to claim 1 to 15, characterized in that the Fuel storage tank is a vehicle tank.

17. Plant according to claim 1 to 15, characterized in that the Fuel storage tank is a fixed tank of a gas station.

18. A system for controlling fuel vapor emissions Petrol stations according to claims 1 to 12, characterized by the features:

a) Storage containers that hold hydrocarbon fuel in contain liquid and vapor phase;

b) a heater for heating a first mixture composition of fuel vapor and an oxygen hai ti gene gas to a predetermined temperature of about 90 ° to 300 ° C;

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c) a catalytic converter, which is in flow connection with the storage container and the heater for oxidizing the hydrocarbons contained in the first mixture composition into a second mixture composition from carbon dioxide and water vapor;

d) Blower for generating pressure differences to convey the steam or mixture from the storage container through the Heating and the catalytic converter and

e) fans connected to the converter output for transferring the second mixture composition into the The atmosphere.

19. A system according to claim 18, characterized in that the heater also has means for transferring the first Mixture composition in the amount of the catalytic converter, where it is heated to the predetermined temperature before entering the converter.

20. A system according to claim 19, characterized in that by means of the fan an oxygen-containing gas in one predetermined volume ratio with the fuel vapors is supplied to form the first mixture composition.

21. Method for removing fuel vapors, particularly in Tank systems, vehicles or the like., Characterized in that the fuel vapors contained in the storage container in a predetermined flow direction a catalytic converter supplied and in this by oxidation of the hydrocarbons contained in the hydrocarbon fuel vapor mixture a second mixture of carbon dioxide and water vapor is generated.

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22. The method according to claim 21, characterized in that the fuel vapor mixture to a vorbestii before the catalytic conversion
is heated.

a predetermined temperature of about 90 ° to 300 ° C

23. The method according to claim 22, characterized in that the from the mixture exiting the converter is used to heat the mixture entering the converter.

24. A method for controlling the fuel vapor emission in tank systems, gas stations, etc. according to claim 21 to 23, characterized in that characterized in that the forming in the storage containers Hydrocarbon fuel vapor collected with an oxygen hai ti gene gas mixture and heated to a temperature of about 9o ° to 3oo ° C, whereupon by a catalytic Oxidation of the hydrocarbons contained in the mixture in a mixture of carbon dioxide and water vapor can be transferred and released into the atmosphere.

25. The method according to claim 24, characterized in that the dem Converter inflowing steam mixtures in the area of the dem Converter outflowing mixtures are fed in such a way that they are brought to the predetermined temperature by the latter be heated.

26. The method according to claim 24, characterized in that the from fuel vapors extracted from the storage tanks in one predetermined mixing ratio with an oxygen-containing Gas can be mixed.

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