KR100287321B1

KR100287321B1 - 휘발성 유기물 증기 무단방출방지 및 회수장치

Info

Publication number: KR100287321B1
Application number: KR1019980035883A
Authority: KR
Inventors: 송석목
Original assignee: 윤명조; 주식회사씨앤지엔테크
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2001-06-01
Also published as: KR20000018332A

Abstract

본 발명은 저유시설에서 유류가 출하되어 주유소저장조에 입고되는 과정 및 주유소에서 차량에 급유하는 과정에서의 VOC 대기방출을 차단하고 이를 회수할 수있도록, 연료수송차량(10)으로부터 연료를 공급받아 저장하는 저장조(20), 이 저장조(20)에 저장된 연료를 차량에 주입하기 위한 주유건(41)이 구비된 급유기(40)로 이루어진 설비에서, 연료수송차량(10)으로부터 연료를 공급받을 때 저장조(20)내부의 기상측에 일단이 접속되어 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)로 저장조(20)내의 기체를 회송시키는 제1회송라인(50)과, 차량(30)에 연료를 주입할 때 차량(30)의 연료탱크(31)내부로 일단이 접속되어 차량(30)의 연료탱크(31)내의 기체를 흡착탑(61)으로 회수하는 제2회송라인(60)과, 저장조(20)의 기상측에 연결되어 차량(30)에 주유로 인한 내부 압력 강하시 불활성가스를 자동 공급하는 불활성가스 봄베(95)와, 저장조(20)에 설치되어 저장조(20)내부의 압력변동에 따라 저장조(20)의 손상을 방지하기 위한 안전보호기(70)를 포함하여 이루어진 VOC의 무단방출방지장치 및 연료수송차량이 중간저유소에서 연료를 적하받을 때 연료수송차량에서 방출되는 VOC를 액체 휘발유로 회수하는 회수장치를 제공하여 휘발성 유기물 증기로 인한 공해방지와, 자원의 손실방지로 인한 시설자금의 회수가 가능하며, 유기물 저장조가 항시 외부와 밀폐상태를 유지하여 화재의 위험성도 한층 적어진다.

Description

휘발성 유기물 증기 무단방출방지 및 회수장치

본 발명은 휘발성 유기물 증기 무단방출방지 및 회수장치에 관한 것으로, 저유시설에서 유류가 출하되어 주유소의 연료 저장조에 입고되는 과정중에 배출되는 VOC와, 주유소에서 차량에 급유하는 과정중에 급유기에서 새어나오는 VOC를 모두 회송시켜 휘발유로 회수하는 장치이다.

대기중 오존 등 광화학 옥시던트는 광역적으로 형성되고 산림고사 등의 생태계피해를 가속화시킨다는 연구결과가 보고됨에 따라 오존형성의 전구물질인 휘발성 유기물 증기(Volatile Organic Compounds ; "VOC"와 혼용함)에 대한 관심이 점차 증가하고 있다. 이러한 VOC는 자체로서 유해하고 악취의 원인으로 작용하여 지역적인 오염물질로 다루어져 왔으나, 점차 국경을 초월하여 다른 나라에도 피해를 유발 시키는 장거리 월경오염물질로서 국제문제화됨에 따하 전 지구차원의 근본적인 VOC 저감대책이 연구되고 있다. 이러한 VOC는 자동차(주로 휘발유)와 용제사용에서의 배출이 전체 배출의 80%가량을 차지하는 것으로 보고되고 있으며, 이중 자동차부문은 자동차 배기관 배출, 운행시 증발배출, 휘발유 유통 및 급유과정에서의 증발 배출로 구분할 수 있다. 상기한 자동차부문의 VOC는 주로 휘발유를 비롯한 각종 휘발성 유기물의 액체를 한 탱크로부터 다른 탱크로 이동시키는 과정에서, 현재까지는 발생하는 기체를 모두 대기로 방출하여 왔기 때문에 이로인한 공해와 유기물 자원의 손실이 막대하였다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 자동차 부문 특히, 휘발유의 유통 및 급유 과정에서의 VOC대기방출을 막고 이를 회수하여 휘발유로 재활용할 수 있도록 하므로써 자원과 환경을 동시에 보전하고 화재의 위험성을 저감시킬 수 있는 휘발성 유기물 증기 무단방출방지 및 회수장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 유기물 증기 회수장치를 제공함에 있어서, 유기물 증기의 회송수단을 간편하게 연결할 수 있고, 또 그 구조가 간단하여 현실적으로 보급이 가능하며, 저장탱크의 안전성을 보장할 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료수송차량으로부터 연료를 공급받아 저장하는 저장조, 이 저장조에 저장된 연료를 차량에 주입하기 위한 주유건이 구비된 급유기를 포함하여 이루어진 주유소에 있어서, 상기 저장조에 연료수송차량으로부터 연료를 공급받을 때 저장조내부의 기상측에 일단이 접속되어 연료 수송차량의 연료탱크로 저장조내의 기체를 회송시키는 제1회송라인과, 상기 주유건으로 차량에 연료를 주입할 때 차량의 연료탱크내부로 일단이 접속되어 VOC 흡착제가 충진된 흡착탑으로 차량의 연료탱크내의 기체를 회송시키는 제2회송라인과, 상기 저장조에 설치되어 저장조내부의 압력변동에 따라 저장조의 손상을 방지하기 위한 불활성가스(질소가스 또는 탄산가스)공급용 봄베 및 안전보호기를 구비한 휘발성 유기물 증기 무단방출방지장치를 제공한다.

상기 제1회송라인은 항상 저장조의 기상측에 일단이 접속되고 타단은 연료수송차량의 연료탱크 기상측과 신속한 접속이 가능하도록 제1회송라인의 타단과 연료 수송차량의 연료탱크에는 한쌍의 관 연결구, 바람직하게는 신속한 접속과 분리가 가능한 퀵-커플링이 구비되고, 각 관 연결구의 후방에는 개폐밸브가 설치된다.

상기 제2회송라인은 그 일단이 VOC 흡착제가 충진된 충진탑에 접속되고 타단은 급유기의 주유건에 연결되어 연료가 주입되는 차량의 연료탱의에서 발생된 기체를 흡착탑에서 1차로 흡착 회수하고, 최종적으로는 회수장치로 이송하여, 흡착한 VOC를 탈착시켜 휘발유로 회수하게 된다.

상기 저장조 근처에 설치되는 불활성가스(질소가스 또는 탄산가스)공급용 봄베는, 질소가스인 경우에는 80∼100기압으로 압축된 상태로, 탄산가스인 경우에는 20∼40기압으로 압축된 액체상태로 저장되여 있어, 주유소에서 최종 소비자 차량에 급유할때, 지하저장조의 휘발유 액위가 내려감에 따라 내부압력이 감소하려고 하면, 봄베 배출구에 설치된 압력 제어변에 의해 자동으로 불활성가스가 지하 저장조로 유입하여, 내부압력을 일정하게 유지시켜주므로, 공기의 유입을 방지하여 화재나 폭발의 위험성을 원천적으로 해소시켜 준다.

상기 저장조에 설치되는 안전보호기는 일정한 길이와 직경을 갖는 U자관에 밀봉액체가 채워넣어져 있는 것으로, 그 일단은 주유소의 지하 저장조에 연결되고, 타단은 대기로 개방된 상태로써 저장조내의 압력변동에 따라 U자관내의 밀봉액체 액면이 좌,우측으로 오르내리는 일종의 압력계(Manometer)와 같은 역할을 하게 되는데, 저장조의 내부압력이 과다하면 밀봉액체를 대기측으로 밀어올리고 내부압력이 정상이 될 때까지 저장조내의 기체를 방출하고, 내부압력이 과소하면 밀봉액체를 저장조측으로 밀어올리고 내부압력이 정상이 될 때까지 외기를 저장조측으로 흡입하여 저장조 내부의 과다압 또는 과소압으로 인한 손상을 예방한다.

또, 본 발명은 수송차량으로 회송된 VOC 함유기체를 저유조에서 적하할 때 다시 휘발유 회수장치로 보내어 VOC는 액체휘발유로 회수하고, 불활성가스(질소가스 또는 탄산가스)는 압축 질소가스 또는 액체탄산으로 전환하여, 각 주유소로 되돌려 보내며, 주유소에서 회수한 VOC가 흡착된 흡착탑에서 VOC를 탈착, 휘발유로 회수하는 VOC 회수장치를 제공한다.

각 주유소에서 수송차량으로 회수해온 VOC 함유기체는 저유소에서 수송차량에 휘발유를 적하할 때 배출되며, 여러 수송차량에서 일시에 배출되는 VOC 함유기체를 모두 한데 모아, 최종회수장치로 유인하여 VOC 함유기체에서 VOC를 압축-냉각-응축하여 액체 휘발유로 회수하고, 동시에 불활성 가스는, 질소인 경우에는 질소가스 운송차량에 적재하고 있는 고압 봄베에 150∼160기압으로 충진시키고, 탄산가스인 경우에는 이를 액화하여, 액체탄산 운송차량에 적재하고 있는 액체탄산 탱크에 충진해 준다. 그리고 이들 운송차량은 각 주유소에 비치한 불활성가스 봄베에 주기적으로 불활성 가스를 충진해 주기 위한 것으로, 휘발유운송과는 별도의 차량으로 운송함을 원칙으로 하되, 필요에 따라서는 휘발유 운송차량에 불활성가스를 충진한 소량의 봄베를 함께 운송할 수도 있다. 한편, 주유소에서 흡착제로 흡착회수한 소형흡착탑은, VOC 회수장치로 이송하여, 압축기로 순환하는 불활성가스에 의해 탈착-가압-냉각-응축시켜 휘발유로 회수하고, 재생한 흡착탑은 각 주유소로 되돌려 보낸다. VOC 회수장치에서 이러한 흡착탑의 탈착운전은, 휘발유 수송차량에 휘발유를 적하하는 운전시간대 외에 별도의 시간대에 운전 처리한다.

제1도는 본 발명의 VOC 무단방출방지장치가 설치된 주유소의 배관도.

제2도는 제1도에 도시된 연료수송차량측의 연결부위 상세도.

제3도는 제1도에 도시된 급유기측의 일 실시예를 도시한 상세구조도.

제4도는 제1도에 도시된 급유기측의 다른 실시예를 도시한 상세구조도.

제5도는 제1도에 도시된 안전보호기의 상세구조도.

제6도는 질소가스를 사용한 본 발명의 VOC 회수장치의 전체구조도.

제7도는 탄산가스를 사용한 본 발명의 VOC 회수장치의 전체구조도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 연료수송차량 11 : 연료탱크

13 : 접속관 14,21 : 안전밸브

20 : 저장조 30 : 피주유차량

31 : 연료탱크 40 : 급유기

41 : 주유건 42 : 주유파이프

43 : 동체 44 : 피복물

45 : 개폐버튼 46 : 아암

47 : 레버 48 : 기체회송튜브

49 : 개폐밸브 50 : 제1회송라인

51 : 관 연결구 60 : 제2회송라인

61 : VOC 흡착탑 70 : 안전보호기

71 : U자관 72,73 : 포집액 회송관

74,75 : 밀봉액 포집통 81 : 부상지붕형 저유조

82 : 급유관 83 : VOC 회수관

90,100 : VOC 회수장치 91a∼91d : 질소압축기

92a∼92d : 냉각,응축기 93 : 고압 질소 저장 탱크

94 : 질소가스 운송 봄베 95 : 불활성가스 봄베[주유소에 비치]

96 : 회수 휘발유 수액조 97 : 휘발유 회수 펌프

98,99 : VOC 흡착탑 101a∼ 101c : 탄산가스압축기

102a∼102d : 냉각, 응축기 103 : 냉수 공급기

104 : 액체 탄산 저장조 105 : 회수 휘발유 수액조

106 : 휘발유 펌프 107 : 액체 탄산 수송차량

108,109 : VOC 흡착탑

본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면, 제1도는 본 발명의 주유소에서 VOC 함유기체를 수송차량으로 회수하는 전체구성을 도시한 개략도로서, 본 발명은 연료수송차량(10)으로부터 연료를 공급받아 저장하는 저장조(20), 이 저장조(20)에 저장된 연료를 차량(30)에 급유하기 위하여 급유라인(22)의 일단에 주유걸(41)이 구비된 급유기(40)를 포함하여 이루어진 주유소설비에 있어서, 상기 저장조(20)에 연료수송차쾅(10)으로부터 연료를 공급받을 때 저장조(20)내부의 기상측에 일단이 접속되어 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)로 저장조(20)내의 기체를 회송시키는 제1회송라인(50)과, 상기 주유건(41)으로 차량(30)에 연료를 주입할 때 차량(30)의 연료탱크(31)내부로 일단이 접속되어 차량(30)의 연료탱크(31)내의 기체를 흡착탑(51)으로 회송시키는 제2회송라인(60)과, 상기 저장조(20)에 접속되어 저장조(20)내부의 압력변동에 따라 저장조(20)의 손상을 방지하기 위한 불활성가스 봄베(95)와 안전보호기(70)를 포함하여 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호 12는 연료수송차량(10)에서 저장조(20)로 연료를 공급하기 위한 연료공급관이고, 21은 저장조(20)의 상부에 설치된 안전밸브이며, 40'는 급유기(40)에 설치된 적산계이다.

상기 제1회송라인(50)은 항상 저장조(20)의 기상측에 일단이 접속되고 타단은 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)기상측과 신속한 접속이 가능하도록 제2도에 상세히 도시된 바와 같이 제1회송라인(50)의 타단과 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)에는 한쌍의 관 연결구(51)가 구비되고, 이 관 연결구(51)의 양측 후방으로는 각각 개폐밸브(52)(53)가 설치되며, 상기 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)상부에는 상기 제1회송라인(50)이 접속되기 위한 접속관(13)이 설치되며, 이 접속관(13)의 상단에는 안전밸브(14)가 설치된다.

상기 관 연결구(5l)는 제2도에 도시된 바와 같은 나사결합방식 이외에도 다양한 종류의 퀵 커플링이 사용가능하며, 연결장치 51, 52, 53의 설치위치는 지하저장조(20)의 상단에 설치할 수도 있다.

상기 안전밸브(14)는 접속관(13)의 상단 개방측에 부착되며, 이는 그 일측이 접속관(13)의 일측에 핀(15)으로 힌지결합되고, 접속관(13)내의 압력에 의하여 안전밸브(14)가 들려지도록 한 것으로, 그 개방압력을 임의로 조정할 수 있도록 복수개의 무게(16)를 안전밸브(14)위에 올려 분해/결합시키는 구조를 갖고 있으며, 그 하단에는 도우넛형의 테프론재 패킹(17)이 부착되어 접속관(13)상단의 플랜지부(18)와 밀착되어 밀폐상태를 유지하게 된다.

이는 연료수송차량(10)의 주변 온도 변화 특히 화재등에 의해 내부의 압력이 탱크 설계 내압력 이상으로 상승하는 경우를 대비한 것으로, 상기 탱크 설계 내압력 이상으로 오르기 이전에 상기 안전밸브(14)가 자동으로 개방되어 연료수송차량(10) 탱크의 손상을 예방하는 것이다.

상기 제2회송라인(60)은 그 일단이 흡착탑(61)에 연결접속되고 타단은 급유 기(40)의 주유건(41)에 연결되어, 연료가 주입되는 차량(30)의 연료탱크(31)에서 발생된 기체(공기+VOC)는, 흡착제를 충진한 소형 흡착탑(0.1∼0.5 m³)에서 VOC 만을 흡착하고, 공기는 대기로 방출하게 되어 있다. 그리고 포화된 흡착탑은 주기적으로 VOC 회수장치로 이송, 흡착한 VOC 는 탈착-가압-냉각-응축하여 휘발유로 회수하고, 재생한 흡착탑은 각 주유소로 되돌려 보내여 재사용 한다.

제3도는 연료주입 차량(30)측에 연료를 주입하기 위해 사용되는 주유건(41)의 요부를 도시한 일 실시예로, 본 실시예는 주유건(41)선단의 주유파이프(42)외측에 결합되는 직경이 작은 선단을 갖고 그 선단은 외부로 개방된 내부가 빈 원뿔형 동체(43)와, 이 동체(43)의 외측에 끼워지는 고무재의 피복물(44)과, 상기 동체(43)의 일 외측에 설치된 개폐버튼(45)과, 이 개폐버튼(45)의 배면에 접촉하고 상기 동체(43)내부에 설치되는 아암(46)과, 상기 동체(43)내부에 핀으로 고정지지되고 상기 아암(46)의 후단이 핀결합되어 회동되는 레버(47)와, 이 레버(47)의 선단에 일단이 핀결합되고 타단은 상기 제2회송라인(60)의 선단에 접속된 기체회송튜브(48)의 일측에 핀결합된 개폐밸브(49)가 설치된 구조를 갖는다.

도면중 미설명 부호 45',49'는 각각 개폐버튼(45)과 개폐밸브(49)측에 설치되는 복원스프링이다.

제4도는 연료주입 차량(30)측에 연료를 주입하기 위해 사용되는 주유건(41)의 요부를 도시한 다른 실시예로, 본 실시예의 주유건은 상기 제3도의 실시예에 비하여 매우 단순한 구조를 갖고 있으며, 이는 주유건(41)선단의 주유파이프(42)외측에 원뿔형의 밀봉고무(410)가 끼워지고, 이 밀봉고무(410)의 내부 일측으로는 전,후방향으로 관통공(420)이 형성되며, 이 관통공(420)의 후단으로는 첵 밸브(430)가 설치 되어 제2회송라인(60)과 접속된 구조를 갖는다.

제4도는 본 발명에 의한 안전보호기(70)의 상세구조를 도시한 것으로, 이는 그 일단이 지하 저장조(20; 제1도 참조)에 연결되고, 타단은 대기로 개방된 구조를 이루고 있으며, 일정한 길이와 직경을 갖고 내부에 밀봉액체가 채워진 U자관(71)과, 이 U자관(71)의 양측 상단에 상부측이 접속되고 하단은 상기 U자관(71)의 양측 중간부에 포집액 회송관(72)(73)으로 접속된 밀봉액 포집통(74)(75)으로 포함하며, 대기측의 밀봉액 포집통(75)상부에는 밀봉액 주입구(76)가 연결된다.

도면중 미설명 부호 77,78은 첵밸브이고, 79,79',79"는 개폐밸브이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 휘발성 유기물 증기 무단방출방지장치가 설치된 주유소에서 휘발성 유기물 증기의 회수과정을 저장조(20)로의 연료주입단계와, 차량(30)에의 급유단계로 구분하여 설명하기로 한다.

먼저, 연료수송차량(10)으로부터 저장조(20)로 연료를 주입하는 과정에서는 연료수송차량(10)으로부터 연료를 공급받을 때 저장조(20)내부의 기상측에 일단이 접속된 제1회송라인(50)을 통해 저장조(20)내의 기체가 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)로 전량 회송된다.

상기 제1회송라인(50)의 일단은 저장조(20)에 고정적으로 연결되어 있고 타단은 연료수송차량(10)의 접속관(13)에 퀵 커플링방식의 관 연결구(51)로 신속하게 연결시킬 수 있으므로 저장조(20)에의 연료주입시 신속한 배관작업이 가능하다.

다음으로, 차량(30)에 연료를 주입할 경우에는 주유자가 급유기(40)에서 주유건(41)을 뽑아 차량(30)의 연료주입구(도시안됨)에 끼우고 주유레버를 누르면 저장조(20)내의 연료가 차량(30)의 연료탱크(31)로 주입되는데, 이때 차량(30)의 연료탱크(31)내부에서 배출되는 기체는 제2회송라인(60)을 통해 흡착탑(61)으로 배출 되고, 휘발유의 지하 저장조에서는, 휘발유의 액위가 내려감에 따라 내부 압력이 감소하려고 하면, 불활성가스를 충진한 봄베에서 그 배출측에 설치된 압력 제어변에 의해, 불활성가스가 지하저장조로 자동으로 유입되여, 저장조 내의 압력을 일정하게 유지시켜 주는 기능을 한다.

이를 각 실시예에 따라서 설명하면, 먼저 제3도에 도시된 실시예의 주유건(41)을 사용하여 차량(30)에 연료를 주입하고자 할 경우, 먼저 연료탱크(31)의 뚜껑을 열고 주유건(41)을 주입구에 삽입하면, 주유건(41)의 주유파이프(42)외측에 끼워진 고무재의 피복물(44)이 주입구 내경에 밀착하게 되면서 동체(43)의 일 외측에 설치된 개폐버튼(45)이 눌려 아암(46)과 레버(47)가 작동하여 기체회송튜브(48)의 선단에 핀결합된 개폐밸브(49)가 개방되므로써 연료탱크(31)내의 기체가 동체(43)선단으로 유입되어 설치된 기체회송튜브(48)를 통해 제2회송라인(60)을 거쳐 흡착탑(61)으로 유입되여, VOC는 흡착되고, 공기만 대기로 방출된다. 이때 저장조(20)에는 불활성가스가 봄베에서 저장조(20)로 자동 유입 되어 압력을 일정하게 유지시켜준다.

급유가 종료되어 주유건(41)을 차량(30)의 주입구로부터 빼어내면 개폐버튼(45)과 개폐밸브(49)는 각각 복귀스프링(45')(49')에 의하여 원래의 위치로 복귀되어 기체 회송튜브(48)일구를 폐쇄시키게 된다. 즉, 주유건(41)을 차량(30)의 주입구에 삽입하고, 빼내는 동작에 의하여 개폐밸브(49)가 자동으로 개방, 폐쇄동작을 하게 된다.

또, 제4도에 도시한 실시예의 주유건(41)은 주유파이프(42)외측에 원뿔형의 밀봉고무(410)가 끼워지고, 이 밀봉고무(410)의 내부 일측으로는 전,후방향으로 관통공(420)이 형성되며, 이 관통공(420)의 후단으로는 첵 밸브(430)가 설치되어 제2회송라인(60)과 접속된 구조로써 주유시 연료탱크(31)내의 기체가 자체압으로 첵밸브(430)를 열고 회송라인(60)을 거쳐 흡착탑(61)으로 흘러간다.

상기 두 번째 실시예의 주유건(41)은 기체회송시에 연료탱크(31)내부의 압력이 첵밸브(430)를 열어줄 만큼 다소 증가되므로 주유건(41)을 연료 주입구에 긴밀하게 삽입하여야 한다.

상기와 같이 본 발명의 회수장치가 설치된 주유소는 연료와 그 증기가 존재하는 모든 계통은 외기와 완전히 차단되어 저장조(20)로의 연료주입시 및 차량(30)에의 급유시 VOC의 대기방출이 완전히 차단되며, 저장조 내부에는 항상 불활성가스와 VOC 만이 존재하고, 공기의 유입도 차단되어, 화재나 폭발의 위험성도 원천 해소 된다.

한편, 지하에 설치된 저장조(20)의 안전보호기(70)는 이를 이루는 U자관(71)의 일측 상부 말단이 저장조(20)에 연결되고 다른쪽은 대기로 개방된 상태로서, 이 안전보호기(70)의 기능은 저장조(20)내부의 압력이 비정상적으로 일정범위 이상으로 변동하는 경우에 대비하는 안전장치로서, 압력 변동에 따라 U자관(71)내부의 액체 액면이 좌,우측으로 오르내리게 되는데, 저장조(20)의 내부압력이 과다하면 밀봉액체를 대기측의 밀봉액 포집통(75)으로 밀어 올려 채운후 관통된 U자관을 통하여 내부 압력이 정상이 될 때까지 저장조(20)내의 기체를 방출하며, 저장조(20)의 내부압력이 과소하면 밀봉액체를 저장조(20)측의 밀봉액 포집통(74)으로 밀어 올려 채운후 관통된 U자관을 통하여 내부압력이 정상이 될 때까지 외기를 저장조(20)측으로 흡입하여 저장조(20)내부의 과다압 또는 과소압으로 인한 손상을 예방 하게 된다.

이때, 밀어 올린 밀봉액체는 밀봉액 포집통(74)(75)에서 모두 포집되고, 여기서 포집된 밀봉액체는 저장조(20)의 내부압력이 정상이 된 다음에 포집액 회송관(77)(73)의 밸브(77)(78)를 각각 통해 U자관(71)내부로 흘러 들어가게 된다.

상기 U자관(71)내에 주입되는 밀봉액체는 가급적 비중이 크고 휘발성이 적으며, 무해, 무독, 무취이며 동절기에 얼지 않는 안정성이 있는 액체이면 어느 것이든지 가능하며, U자관(71)높이의 절반까지 및 봉액 주입구(76)에서 주입하고 필요시에는 U자관(71)하부의 개폐밸브(79')를 개방하여 배출시킬 수 있다.

상기 U자관(71)은 항상 그 액면의 높이를 외부에서 육안으로 확인할 수 있도록 투명관으로 제작하는 것이 바람직하며, 그 길이(또는 높이)는 저장조(20)측의 허용압력(정압 및 부압)의 정도에 따라 정해지고, 밀봉액 포집통(74)(75)의 부피는 밀봉액체 부피의 약 2배로 하는 것이 바람직하다.

상기 안전보호기(70)외에도 저장조(20)에는 특수한 경우에 급속한 과다압 발생으로 인한 저장조(20)의 파손을 방지하기 위한 안전밸브(21)가 설치되며, 이 안전밸브(21)의 구조는 상기한 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)기상측에 설치된 접속관(13)상단의 안전밸브(14)와 같은 일종의 자중형 첵밸브의 구조를 이룬다.

한편, 주유소에서 휘발유 수송차량(10)으로 회수한 VOC 함유기체(질소 또는 탄산가스)와, 별도의 수송 차량으로 운송한 흡착탑은 저유조 인접지에 설치한 VOC 회수장치로 집결되어, 제6도 또는 제7도에 도시한 바와 같은 회수장치(90) 또는 (100)으로 VOC는 액체 휘발유로 회수하고, 분리한 불활성가스는 질소인 경우에는 압축하여, 탄산가스인 경우에는 액화하여, 그리고 흡착탄은 재생하여, 각 주유소로 되돌려 보내는 기능을 하게 되는데, 회수장치(90) 및 (100)에 대한 각각의 상세한 기능은 다음과 같다.

먼저 제6도에 도시한 회수장치(90)는 질소가스를 VOC의 운송가스(Carrier Gas)로 사용하는 경우로서, 집결한 수송차량(10)들이 저유조에서 적하받을 때, 수송차량(10)의 기상측 연결장치인 제1회송라인(50)을 VOC회수관(83)에 모두 연결하고, 4단 압축으로 된 압축기(91a,91b,91c,91d)를 가동하면, 수송차량(10)에서 배출되는 기체(VOC+질소가스)는 각단에서 압축후, 각단의 냉각-응축기(92a,92b,92c,92d)를 거치면서, VOC는 액체로 응축 분리되어, 휘발유 수액조(96)에 모인후, 펌프(97)에 의해 저유조(81)로 회수되고, 질소가스는 4단 배출측에서 150∼160기압으로 질소가스 운송봄베(94)에 충진된다. 이 과정에서 압축기의 1단 흡입압력은, 1차적으로 압축기의 회전수를 제어하여(도면에 표시되지 않은 압축기 전동기에 공급하는 전력의 주파수를 제어하는 인버터에 의해 제어됨)이루어지게 하며, 일정 범위를 벗어나면, 과소압인 경우에는 압력 제어변(PC-1)에 의해, 과대압인 경우에는 압력 제어변(PC-2)에 의해 2차적으로 제어하며, 기타 압축기의 일반적인 제어-보호 계통은 관례에 따른다.

한편, 흡착탑(98)은 압축기 1단 흡입측 압력이 비정상적으로 과다한 경우, 간혹 압력 제어변(PC-2)이 열릴 때, 배출되는 기체에서 VOC를 흡착-회수하기 위한 것으로서, 흡착제가 포화되면(도시안된 센서에 의해 미리 포화여부를 감지경고함), 비정상운전 시간대(휘발유 적하운전 외의 시간대)에 압축기로, VOC가 참유되지 않은 질소가스를 순환시키면서, 그 흐름이 흡착탑(98)을 상압하에서 상부로부터 하부로 흐르게 하여, 흡착한 VOC를 탈착시켜 압축기의 각단 응축기에서 휘발유 액체로 회수하고, 동시에 흡착탑의 흡착제를 재생시켜 준다. 그리고 여러개의 흡착탑(99)은, 주유소에서 최종 소비자차량에 급유시 발생하는 VOC함유기체(공기)에서 VOC를 흡착한 소용량의 다수 흡착탑을 재생하기 위해 이송하여 온 것으로서, 상술한 흡착탑(98)의 재생원리와 동일한 방법으로 흡착한 VOC를 회수하고 흡착제를 재생한다.

제7도에 도시한 회수장치는 제6도와 유사한 구조로 이루어져 있는데, 이를 개략적으로 설명하면, 3단 압축기(101a,101b,101c)와 각단의 냉각-응축기(102a,102b,103c), 냉수 생산기(103), 탄산가스 냉각-액화기(102d), 휘발유 수액조(105), 액체 탄산 저장조(104)와 그 이송 차량과 탱크(107), 흡착탑(108), 및 주유소에서 이송해 온 흡착탑 재생시설(109)을 포함하며, 이들의 기능을 유기적으로 자동제어하는 제어시스템(도시안됨)으로 이루어져 있으며, 이의 작동과정은 상기한 회수장치(90)와 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 주유소에서 저장조에 연료를 주입할 때 및 차량에 급유할 때 대기로 무단 방출되던 VOC를, 저장조로부터 연료수송차량으로 연결된 제1회송라인 및 급유기의 주유건으로부터 흡착탑으로 연결된 제2회송라인을 통해 회수하므로써 VOC의 대기로의 방출을 완전히 차단하게 되는 것이며, 저장조의 상측에 정체되어 있던 VOC함유기체는 연료수송차량으로 회수되어 액화장치를 거쳐 휘발유로 회수,재사용하게 되고, 흡착탑에서 흡착된 VOC는, 그 흡착탑을 회수장치로 이송하여, 탈착, 휘발유로 회수하며, 이송가스로 사용하는 질소가스는 고압 봄베로, 탄산가스는 액체탄산으로 순환-재사용하여, 화재나 폭발의 위험성을 완전히 배제하면서도, 그 비용을 최소화할 수 있다.

본 발명의 장치를 전국의 주유소에 설치할 경우 휘발성 유기물 증기로 인한 공해방지차원을 넘어서 유기물 자원의 손실방지로 인한 시설자금의 회수가 가능하므로 경제적일 뿐만 아니라, 유기물 저장조가 항시 외부와 밀폐된 상태를 유지할 수 있으므로 화재의 위험성도 한층 더 적어지는 효과가 있다.

Claims

연료수송차량으로부터 연료를 공급받아 저장하는 저장조와 이 저장된 연료를 차량에 주입하기 위한 주유건이 구비된 급유기로 이루어진 설비에 있어서, 상기 연료수송차량(10)으로부터 연료를 공급받을 때, 상기 저장조(20)내부의 기상측에 일단이 접속되고, 타단은 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)측에 접속되어 저장조(20)내의 기체를 연료수송차량(10)의 연료탱크(11)로 회송시키는 제1회송라인(50)과, 피급유차량(30)에 연료를 주입할 때, 차량(30)의 연료탱크(31)내부로 일단이 접슥되어 주유시에 차량(30)의 연료탱크(31)내의 기체를 흡착탑(61)으로 회수하는 제2회송라인(60)과, 상기 저장조(20)의 기상측에 연결되어 차량(30)에 주유로 인한 내부 압력 강하시 불활성가스를 자동 공급하는 불활성가스 봄베(95)와, 상기 저장조(20)의 기상측에 연결되어 저장조(20)내부의 압력이 비정상적으로 변동할때, U자관(71)내의 밀봉액체를 밀어내고 대기와 연통되어 저장조(20)의 손상을 방진되게하는 안전보호기(70)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 무단방출 방지장치.
제1항에 있어서, 상기 제2회송라인(60)일단의 주유건(41)에는 주유파이프(42)외측에 결합되는 직경이 작은 선단을 갖고 그 선단은 외부로 개방된 내부가 빈 원뿔형 동체(43)와, 이 동체(43)의 외측에 끼워지는 고무재의 피복물(44)과, 상기 동체(43)의 일 외측에 설치된 개폐버튼(45)과, 이 개폐버튼(45)의 배면에 접촉하고 상기 동체(43)내부에 설치되는 아암(46)과, 상기 동체(43)내부에 핀으로 고정지지 되고 상기 아암(46)의 후단이 핀결합되어 회동되는 레버(47)와, 이 레버(신)의 선단에 일단이 핀결합되고 타단은 상기 제2회송라인(60)의 선단에 접속된 기체회송튜브(48)의 일측에 핀결합된 개폐밸브(49)가 설치되는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 무단방출 방지장치.
제1항에 있어서, 상기 주유건(41)선단의 주유파이프(42)외측에는 원뿔형의 밀봉고무(410)가 끼워지고, 이 밀봉고무(410)의 내부 일측으로는 전,후방향으로 관통공(420)이 형성되며, 이 관릉공(420)의 후단으로는 첵 밸브(430)가 설치되어 제2회송라인(60)과 접속된 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 무단방출방지장치.
제1항에 있어서, 상기 안전보호기(70)는 일측 상부 말단이 저장조(20)에 연결되고 다른 쪽은 대기로 개방되며 그 내부에 밀봉액체가 주입된 U자관(71)과, 이 U자관(71)의 양측 상단에 상부측이 접속되고 하단은 상기 U자관(71)의 양측 중간부에 포집액 회송관(72)(73)이 밸브(77)(78)로 각각 연결된 밀봉액 포집통(74)(75)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 무단방출 방지장치.
제1항에 있어서, 불활성가스봄베(95)는, 그 일단이 압력제어변을 거쳐 저장조(20)의 기상측에 연결되어 차량(30)에 급유시 저장조(20)의 액위가 내려가면서 저장조(20)내부의 압력이 내려가려고 할 때, 자동적으로 불활성가스가 저장조(20)로 유입되어 저장조(20)의 내부압력을 일정하게 유지시켜 주는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 무단방출 방지장치.
저유소에서 집결된 여러대의 수송차량에 휘발유를 적하할 때, 대량 방출하는 휘발유 증기 함유 질소가스에서, 휘발유를 액체로 분리 회수하고, 질소가스는 고압으로 압축, 각 주유소로 되돌려 보내고, 또한 각 주유소에서 이송하여 온 흡착탑에서 휘발유를 액체로 회수하고, 흡착탑은 재생하여 각 주유소로 되돌려 보내는 휘발성 유기물 증기 회수장치(90)로, 수송차량(10)의 기상측 연결장치인 제1회송라인(50)이 접속되는 VOC회수관(83)과, 이 회수관(83)에 직렬로 교차설치된 다단 압축기(91a,91b,91c,91d)및 냉각 -응축기(92a,92b,92c,92d)와, 이 냉각-응축기에서 회수된 휘발유를 임시 저장하고 휘발유 회수펌프(97)에 의해 저유조(81)로 재공급하도록 설치된 휘발유 수액조(96)와, 상기 말단의 냉각응축기(92d)에 접속되어 질소가스를 회수하고 연료수송차량(10)에 설치된 질소가스 충진 봄베(94)에 질소가스를 공급충진하는 고압 질소저장탱크(73)와, 상기 다단 압축기(91a,91b,91c,91d)의 압력을 제어하는 압력제어변(PC-1),(PC-2)과, 상기 압축기의 1단 흡입측 압력이 비정상적으로 과다하여 압력 제어변(PC-2)이 열릴때 배출되는 기체에서 VOC를 흡착-회수하기 위한 흡착탑(98)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 회수장치.
저유소에서 집결된 여러대의 수송차량에 휘발유를 적하할 때, 대량 방출하는 휘발유 증기 함유 탄산가스에서, 휘발유를 액체로 분리 회수하고, 탄산가스는 액화시켜 액체탄산으로 전환, 각 주유소로 되돌려 보내고, 또한 각 주유소에서 이송하여 온 흡착탑에서 휘발유를 액체로 회수하고, 흡착탑은 재생하여, 각 주유소로 되돌려 보내는 휘발성 유기물 증기 회수장치(100)로, 수송차량(10)의 기상측 연결장치인 제1회송라인(50)이 접속되는 VOC회수관(83)과, 이 회수관(83)에 직렬로 교차설치된 다단 압축기(101a,101b,101c) 및 냉각-응축기(102a,102b,102c)와, 말단의 냉각-응축기(102c)에 접속된 탄산가스 냉각-액화기(102d)에 냉수를 공급하도록 접속된 냉수공급기(103)및 액체탄산 저장조(104)와, 상기 다단의 냉각-응축기(102a,102b,102c)에서 회수된 휘발유를 임시 저장하고 휘발유 회수펌프(106)에 의해 저유조(81)로 재공급하도록 설치된 휘발유 수액조(105)와, 상기 다단 압축기(101a,101b,101c)의 압력을 제어하는 압력제어변(PC-1),(PC-2)과, 상기 압축기의 1단 흡입측 압력이 비정상적으로 과다하여 압력 제어변(PC-2)이 열릴때 배출되는 기체에서 VOC를 흡착-회수하기 위한 흡착탑(108)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휘발성 유기물 증기 회수장치.