KR101268694B1 - 가스상 탄화수소의 회수 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
가솔린 베이퍼 중에 포함된 가솔린을 효율적으로 액화할 수 있는 소형이며 염가의 가스상 탄화수소의 회수 장치 및 방법을 제공한다. 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축관(3)과, 응축관(3)에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기(9)와, 기액 분리기(9)에서 분리된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 흡탈착탑과, 흡탈착탑에서 탈착된 가솔린 베이퍼가 공급되고, 이 가솔린 베이퍼를 냉각하는 제 2 응축관(20)을 갖고 있다.
Description
본 발명은, 대기 방출 가스 중에 포함되는 가스상(狀) 탄화수소의 회수 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 가솔린 급유시에 누출하는 가솔린 증기(이하, 가솔린 베이퍼라고 칭한다)를 처리·회수하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 흡탈착제에 의한 가스상 탄화수소의 회수 장치 및 방법으로, 배기가스 발생원에서 발생한 가스(약 40vol%의 가솔린 베이퍼를 포함하는 배기가스)를 블로어 또는 자압(自壓)으로, 배기가스 송기관으로 응축기에 송기(送氣)하고, 응축기에서 가솔린 베이퍼를 일부 액화한 후에, 액화하지 않은 가솔린 베이퍼를 포함하는 공기를 흡착탑에 송기하고, 흡착 공정을 마친 처리완료 배기가스를 흡착탑(탈착 공정으로 전환한 후는 탈착탑)의 정부(頂部)로부터 배출관을 통하여, 1vol% 이하의 가솔린 베이퍼를 포함하는 공기(클린한 가스)로서 대기중에 방출하도록 한 것이 있다.
그리고, 흡착 공정을 마친 후의 흡착탑에, 퍼지용 가스 송기관을 통하여 퍼지용 가스를 송기하고, 진공 펌프로 흡인함에 의해 탈착한다. 퍼지용 가스로서 흡착 운전시에 흡착탑의 정부로부터 배출되는 클린한 가스의 일부를 사용하고, 흡착탑 내 압력이 100 내지 300Torr가 되도록 진공 펌프를 운전한다. 탈착 후의 가솔린 베이퍼 함유 퍼지 배(排)가스는, 배기(排氣)가스 발생원에서 발생한 가솔린 베이퍼 함유 공기와 혼합된 후에, 응축기에 송기되고, 응축기에서 일부가 액화되어, 액체(가솔린 액)로서 퍼지 배가스 중의 가솔린 베이퍼를 회수한다.
이와 같은 구성으로 함에 의해, 가솔린 베이퍼는, 거의 전량 액체 가솔린으로서 회수할 수 있게 된다. 따라서 이와 같은 구성의 가스상 탄화수소의 회수 장치 및 방법에서는, 흡착탑부터 배출하는 가솔린 베이퍼의 농도가 충분히 낮은 것이 되고, 대기오염을 야기하지 않는 레벨로 할 수 있다고 하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1의 기술에서는, 제 1의 응축 장치에서는 공기 중의 수분이 혼입되기 때문에, 냉각 온도를 영하로 설정하면, 제 1의 응축 장치 내에서 수분이 얼어, 제 1의 응축 장치가 폐색하여 버리게 된다. 그 때문에, 제 1의 응축 장치의 냉각 온도를 빙점 이상으로 설정할 필요가 있다.
특허 문헌 1: 일본 특개2006-198604호 공보(제 4 내지 8페이지, 제 2도 , 및, 제 9 내지 16페이지, 제 10도)
그러나, 이와 같은 설정 온도에서는, 가솔린 베이퍼의 주성분인 부탄이나 이소부탄 등의 저비점(低沸點) 탄화수소가 액화하지 않고, 그대로 흡착탑으로 유입하여 버리기 때문에, 흡착탑부터 가솔린 베이퍼가 누출하기까지의 시간이 짧아지고, 흡착탑의 전환 시간이 짧아져 버린다. 또한, 흡착탑의 전환 시간을 짧게 하지 않도록 하는데에는, 흡착탑을 크게 하는, 즉 흡착탑에 충전하는 흡착제의 양을 늘릴 필요가 있기 때문에, 장치가 대형화하여 버리게 된다.
또한, 특허 문헌 1과 같은 급유 장치의 노즐로부터 흡입한 가솔린 베이퍼와 흡착탑에서 탈착한 가솔린 베이퍼를 혼합하여 응축 장치에서 응축하는 방법에서는, 노즐로부터 흡입된 비교적 농도가 낮은 가솔린 베이퍼와 흡착탑에서 탈착된 농축된 가솔린 베이퍼가 혼합되게 된다. 이 때문에, 포화 증기압 농도가 높은 부탄이나 이소부탄 등의 저비점 탄화수소도 가스 중의 농도가 낮아지고, 응축탑에서 응축되지 않고, 재차 흡착탑에 공급되어, 저비점 탄화수소의 회수 효율이 나빠질 뿐만 아니라, 에너지도 쓸데없이 소비하여 버린다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 가솔린 베이퍼 중에 포함되는 가솔린을 효율적으로 액화할 수 있는 가스상 탄화수소의 회수 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치는, 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축 장치와, 상기 응축 장치의 하류측에 마련되고, 상기 응축 장치에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 상기 기액 분리기에서 분리된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 흡탈착 장치와, 상기 흡탈착 장치에 접속되고, 상기 흡탈착 장치에서 탈착된 가솔린 베이퍼가 공급되고, 이 가솔린 베이퍼를 냉각하는 제 2 응축 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치는, 흡인한 가솔린 베이퍼의 가스 유량을 변경할 수 있는 가변형 가스 공급 장치와, 상기 가변형 가스 공급 장치로부터 공급되는 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축 장치와, 상기 응축 장치의 하류측에 마련되고, 상기 응축 장치에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 상기 기액 분리기에서 분리된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 흡탈착 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치는, 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축 장치와, 상기 응축 장치의 하류측에 마련되고, 상기 응축 장치에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 상기 기액 분리기에서 분리되어 유출된 가솔린 베이퍼를 냉각하는 냉동 장치와, 상기 냉동 장치의 하류측에 마련되고, 상기 냉동 장치에서 냉각된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 흡탈착 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치는, 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축 장치와, 상기 응축 장치의 하류측에 마련되고, 상기 응축 장치에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기로부터 유출된 가솔린 베이퍼를 가압 압축하는 압축 펌프와, 상기 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 상기 기액 분리기에서 분리되고, 상기 압축 펌프에서 가압 압축된 가솔린 베이퍼를 냉각하는 제 2 응축 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치는, 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축 장치와, 상기 응축 장치의 하류측에 마련되고, 상기 응축 장치에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 상기 기액 분리기에서 분리된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 흡탈착 장치와, 상기 흡탈착 장치로부터 유출된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 제 2 흡탈착 장치를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 방법은, 상기한 가스상 탄화수소의 회수 장치를 이용한 가스상 탄화수소의 회수 방법으로서, 급유가 행하여지지 않는 시간대에 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 응축하고, 급유가 행하여지는 시간대에는 흡인한 가솔린 베이퍼 함유 공기와 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 혼합하여 처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 방법은, 상기한 가스상 탄화수소의 회수 장치를 이용한 가스상 탄화수소의 회수 방법으로서, 소정의 시간마다 상기 흡탈착 장치의 흡착 장치와 탈착 장치의 전환을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치에 의하면, 흡탈착 장치로부터 탈착한 가솔린 베이퍼를 응축하는 제 2 응축 장치를 구비하였기 때문에, 흡탈착 장치로부터 탈착한 가솔린 베이퍼를 개별적으로 응축할 수 있다. 따라서 노즐로부터 흡입된 비교적 농도가 낮은 가솔린 베이퍼와, 흡탈착 장치로부터 탈착된 농축된 가솔린 베이퍼가 혼합되어, 포화 증기압 농도가 높은 부탄이나 이소부탄 등의 저비점 탄화수소의 가스 중의 농도가 낮아지는 것을 방지할 수 있고, 고효율로 저비점 탄화수소를 응축 회수하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치에 의하면, 가변형 가스 공급 장치를 마련함으로써 가솔린 베이퍼 함유 공기의 가스 유량을 바꿀 수 있기 때문에, 흡탈착 장치에 저비점 탄화수소를 효율적으로 흡착시킬 수 있고, 흡탈착 장치에 충전되어 있는 흡착제의 사용량을 적게 할 수 있다. 따라서 염가이며, 컴팩트한 가스상 탄화수소의 회수 장치를 얻는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치에 의하면, 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 기액 분리기에서 분리되어 유출된 가솔린 베이퍼를 냉각하는 냉동 장치를 마련하였기 때문에, 흡탈착 장치에서 가솔린 베이퍼 함유 공기의 온도를 더욱 낮게 할 수 있다. 따라서 흡탈착 장치에서의 저비점 탄화수소의 제거 능력을 크게 할 수 있다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치에 의하면, 기액 분리기로부터 유출된 가솔린 베이퍼를 가압 압축하는 압축 펌프를 마련함으로써 가솔린 베이퍼를 2단 압축할 수 있게 되어, 비점이 낮고 액화하기 어려운 부탄이나 이소부탄 등의 유기 탄화수소의 포화 증발 농도를 내릴 수 있고, 제 2 응축 장치로 효율적으로 액화할 수 있고, 가솔린 베이퍼 회수 효율의 향상을 실현할 수 있다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 장치에 의하면, 저비점 탄화수소용의 제 2 흡탈착 장치를 마련함으로써, 흡탈착 장치와 제 2 흡탈착 장치의 각각에서 가솔린 성분을 독립하여 탈착 재생할 수 있고, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 중에 포함되는 저비점 탄화수소를 효율적으로 회수할 수 있다.
본 발명에 관한 가스상 탄화수소의 회수 방법에 의하면, 흡탈착 장치의 흡착 장치로서의 기능과, 탈착 장치로서의 기능을 적절히 전환하도록 하고 있기 때문에, 가솔린 베이퍼의 회수 효율의 향상을 실현할 수 있다.
도 1은 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 회로 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 2는 가솔린 베이퍼 회수 장치의 다른 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 3은 실시의 형태 2에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 4는 실시의 형태 3에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 5는 실시의 형태 4에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 6은 실시의 형태 5에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 7은 실시의 형태 6에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 8은 실시의 형태 7에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 9는 종래 방식에서의 가솔린 성분과 각 기기마다의 양과의 관계를 도시하는 그래프.
도 10은 종래 방식에서의 급유 시간의 길이에 따른 가솔린 성분과 각 기기마다의 양과의 관계를 도시하는 그래프.
도 11은 가솔린 성분의 0.3MPa시에 있어서의 포화 농도를 도시하는 포화 농도 선도.
도 12는 가솔린 성분의 5℃시에 있어서의 포화 농도를 도시하는 포화 농도 선도.
도 2는 가솔린 베이퍼 회수 장치의 다른 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 3은 실시의 형태 2에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 4는 실시의 형태 3에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 5는 실시의 형태 4에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 6은 실시의 형태 5에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 7은 실시의 형태 6에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 8은 실시의 형태 7에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 9는 종래 방식에서의 가솔린 성분과 각 기기마다의 양과의 관계를 도시하는 그래프.
도 10은 종래 방식에서의 급유 시간의 길이에 따른 가솔린 성분과 각 기기마다의 양과의 관계를 도시하는 그래프.
도 11은 가솔린 성분의 0.3MPa시에 있어서의 포화 농도를 도시하는 포화 농도 선도.
도 12는 가솔린 성분의 5℃시에 있어서의 포화 농도를 도시하는 포화 농도 선도.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
실시의 형태 1.
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 전체 회로 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 2는, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 다른 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 1 및 도 2에 의거하여, 가스상 탄화수소의 회수 장치인 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 회로 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 또한, 도 1을 포함하여, 이하의 도면에서는 각 구성 부재의 크기의 관계가 실제의 것과는 다른 경우가 있다.
가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 자동차 등에 가솔린을 급유하기 위한 급유 장치(1)와 함께, 가솔린 스탠드 등에 설치되도록 되어 있다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 급유부 부근에서 흡인한 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2개의 흡탈착 장치(흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8))를 마련하고, 이 2개의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다.
이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)와, 응축관(3)과, 열매체 저장조(4)와, 열교환기(5)와, 냉동기(6)와, 2개의 흡탈착탑(흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8))과, 기액 분리기(9)와, 액체 순환 펌프(10)와, 흡인 펌프(11)와, 가솔린조(12)와, 압력 컨트롤러(13)와, 가솔린 베이퍼 송기관(14)과, 정화 공기 배출관(15)과, 퍼지 가스 유입관(16)과, 퍼지 가스 배출관(17)과, 기액 혼합 가솔린 유출관(18)과, 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19)와, 제 2 응축관(20)과, 제 2 기액 분리기(21)와, 제 2 열매체 저장조(22)와, 제 2 압력 컨트롤러(23)를 갖고 있다.
가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)는, 급유 장치(1)의 급유부 부근에서 발생한 가솔린 베이퍼를 도시 생략한 노즐을 통하여 가솔린 베이퍼 회수 장치(100) 내로 흡입하기 위한 것이다. 응축관(3)은, 흡입한 가솔린 베이퍼를 냉각하여 응축 액화하는 것이다. 열매체 저장조(4)는, 응축관(3)이 내부에 수용됨과 함께, 응축관(3)을 냉각하기 위한 브라인 등의 열매체를 축적하는 것이다. 열교환기(5)는, 냉동기(6)의 일부를 구성함과 함께, 열매체 저장조(4) 내에 수용되어 있고, 열매체 저장조(4) 내의 열매체를 냉각하는 것이다. 냉동기(6)는, 냉동 사이클을 구비하고, 그 냉동 사이클을 구성하고 있는 열교환기(5)에 냉매를 공급하는 것이다.
흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)은, 응축관(3)으로부터 배출된 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 가솔린 베이퍼를 흡착 제거하는 흡착제(예를 들면, 실리카 겔이나 제오라이트, 활성탄 등)가 충전되어 있고, 가솔린 베이퍼를 흡착하는 흡착탑으로서의 기능과, 가솔린 베이퍼를 탈착하는 탈착탑으로서의 기능를 갖고 있다. 이 도 1에서는, 흡탈착탑(7)이 흡착탑(이하, 흡착탑(7)이라고 칭하는 경우가 있다)으로서 가동하고, 흡탈착탑(8)이 탈착탑(이하, 탈착탑(8)이라고 칭하는 경우가 있다)으로서 가동하고 있는 상태를 예로 나타내고 있다.
기액 분리기(9)는, 응축관(3)의 하류측에 접속되어 있고, 응축관(3)에서 액화된 가솔린 액과 가솔린 베이퍼를 기액 분리하는 것이다. 액체 순환 펌프(10)는, 열매체 저장조(4)와 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있고, 열교환기(5)에서 냉각된 열매체를 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에 공급하는 것이다. 흡인 펌프(11)는, 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있는 배관에 마련되어 있고, 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8) 내의 흡착제에 흡착한 가솔린 베이퍼를 흡인 탈착하는 것이다. 가솔린조(12)는, 기액 분리기(9)와 급유 장치(1)에 접속되어 있고, 기액 분리기(9)에서 기액 분리한 가솔린 액을 일시적으로 축적하는 것이다.
압력 컨트롤러(13)는, 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있는 정화 공기 배출관(15)에 마련되어 있고, 2개의 흡탈착탑 내의 압력을 조정하는 기능을 갖고 있다. 가솔린 베이퍼 송기관(14)은, 기액 분리기(9)와 2개의 흡탈착탑을 접속하고, 기액 분리기(9)에서 분리된 가솔린 베이퍼를 2개의 흡탈착탑에 유도하는 배관이다. 정화 공기 배출관(15)은, 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있고, 가솔린 베이퍼가 흡착되고, 흡탈착탑으로부터 배출된 공기를 대기에 송출하는 배관이다.
퍼지 가스 유입관(16)은, 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있고, 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)으로부터 대기에 배출하는 청정한 가스의 일부를 퍼지 가스로서 사용하기 위해 흡탈착탑(8) 또는 흡탈착탑(7)에 보내기 위한 배관이다. 퍼지 가스 배출관(17)은, 흡인 펌프(11)와 2개의 흡탈착탑을 접속하고, 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)의 탈착 후의 퍼지 가스를 제 2 열매체 저장조(22)까지 도통시키는 배관이다. 기액 혼합 가솔린 유출관(18)은, 응축관(3)과 기액 분리기(9)와 접속하는 배관이다. 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19)는, 흡인 펌프(11)와 제 2 열매체 저장조(22) 사이에 마련되어 있고, 흡인 펌프(11)로부터 배출된 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 압축하는 것이다.
제 2 응축관(20)은, 퍼지 가스 배출관(17)에 접속되어 있고, 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19)에서 압축된 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 가솔린 성분을 응축하는 것이다. 제 2 기액 분리기(21)는, 제 2 응축관(20)의 하류측에 접속되어 있고, 제 2 응축관(20)에서 액화된 가솔린 액과 가솔린 베이퍼를 기액 분리하는 것이다. 제 2 열매체 저장조(22)는, 제 2 응축관(20)이 내부에 수용됨과 함께, 제 2 응축관(20)을 냉각하기 위한 브라인 등의 열매체를 축적하는 것이다. 제 2 압력 컨트롤러(23)는, 제 2 기액 분리기(21)에 접속되어 있고, 제 2 기액 분리기(21) 내의 압력을 조정함으로써, 제 2 응축관(20)의 압력을 조정하는 것이다.
또한, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)에는, 급유 장치(1)와 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2) 사이에 마련되어 있는 밸브(B1), 기액 분리기(9)와 가솔린조(12) 사이에 마련되어 있는 밸브(B2), 2개의 흡탈착탑과 흡인 펌프(11) 사이에 마련되어 있는 탈착용 밸브(B3), 2개의 흡탈착탑과 압력 컨트롤러(13) 사이에 마련되어 있는 흡착용 배출 밸브(B4), 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있는 퍼지 가스 유입관(16)에 마련되어 있는 매스 플로우 컨트롤러(B5), 2개의 흡탈착탑에 접속되어 있는 가솔린 베이퍼 송기관(14)의 도중에 마련되어 있는 흡착용 유입 밸브(B6), 및, 제 2 기액 분리기(21)와 가솔린조(12) 사이에 마련되어 있는 밸브(B7)를 갖고 있다. 또한, 개방되어 있는 밸브를 검게 칠하고, 폐쇄되어 있는 밸브를 희게 남겨(부호에는 '를 부기하고 있다), 나타내고 있다.
밸브(B1)는, 급유 장치(1)의 가동과 연동하여 개방되도록 되어 있다. 밸브(B2)는, 기액 분리기(9)에서 회수한 가솔린 액을 가솔린조(12)에 공급할 때에 개방되도록 되어 있다. 탈착용 밸브(B3)는, 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)의 탈착 후의 퍼지 가스를 도통할 때에 개방되도록 되어 있다. 흡착용 배출 밸브(B4)는, 2개의 흡탈착탑의 압력을 조정하기 위해 개폐되도록 되어 있다. 매스 플로우 컨트롤러(B5)는, 퍼지 가스 유입관(16)을 흐르는 가스의 양을 조정하기 위해 개폐되도록 되어 있다. 흡착용 유입 밸브(B6)는, 기액 분리기(9)로부터 공급되는 가솔린 베이퍼를 도통할 때에 개방되도록 되어 있다. 밸브(B7)는, 제 2 기액 분리기(21)에서 회수한 가솔린 액을 가솔린조(12)에 공급할 때에 개방되도록 되어 있다.
가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 동작에 관해 설명한다.
급유 장치(1)가 가동하면, 그에 아울러서 밸브(B1)가 개방됨과 함께 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)가 동작을 시작한다. 그러면, 급유 장치(1)의 급유부 부근에 발생하는 가솔린 베이퍼(상온에서 약 40vol%)가 가솔린 베이퍼 회수 장치(100) 내에 흡입되어, 예를 들면 0.2 내지 0.4MPa 정도로 가압 압축되어 응축관(3)에 송기된다. 응축관(3)은, 열매체 저장조(4) 내에 구비되어 있고, 열매체 저장조(4) 내에 축적된 열매체에 의해 냉각되어 있다. 따라서 가솔린 베이퍼가 응축관(3)을 도통할 때에 냉각되게 된다.
통상, 응축관(3) 내부는, 0℃부터 5℃ 정도로 유지되어 있고, 가솔린 및 가스 중에 포함되는 수분이 일부 응축된다. 그 후, 기액 분리기(9)에 유입하고, 이 기액 분리기(9)에 의해 기체(가솔린 베이퍼)와 액체(가솔린)로 분리된다. 그런데, 응축관(3)의 운전 조건을 압력 0.3MPa, 냉각 온도 5℃, 가스 유량 100ℓ/min으로 하고, 이 조건하에서 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)를 운전시키면, 응축관(3)에 송기된 가솔린 베이퍼의 농도는 10vol% 정도가 된다.
또한, 가솔린 베이퍼의 포화 농도 선도(도시 생략)로부터 알 수 있는 바와 같이, 압력 0.3MPa, 온도 5℃에서는 포화 가솔린 베이퍼 농도는 약 10vol%이고, 이 조건에서는 가솔린 베이퍼 농도가 이론적으로 10vol% 이하가 되는 일은 없다. 또한, 온도를 내림에 의해, 응축관(3)의 출구에서의 가솔린 베이퍼 농도를 줄일 수는 있다. 그러나, 설정 온도를 빙점 이하로 하면, 가스 중에 포함되는 물이 응축관(3)에서 결빙하고, 배관 막힘의 문제가 발생하기 때문에, 응축관(3)의 설정 온도는 0℃부터 5℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 급유 시간이 어느 소정의 시간에 달하면, 밸브(B2)가 개방된다. 이에 의해, 기액 분리기(9)의 하부에 고였던 가솔린 액은 가솔린조(12)를 경유하여 급유 장치(1)로 되돌아온다. 그 후, 일정 시간 경과하면, 밸브(B2)가 닫혀지고, 기액 분리기(9)의 하부에 가솔린 액이 재차 저장된다. 이와 같이, 가솔린조(12)를 마련하고 있기 때문에, 가솔린 베이퍼가 기액 분리기(9)에 유입하는 것이 방지할 수 있다. 이와 같이 하여, 고농도 가솔린 베이퍼의 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)에의 유입에 의한 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)의 흡착 파과(破過) 시간의 단축화(전환 타이밍의 단축화)를 방지 가능하게 하고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 가솔린조(12)에서는, 하부에 일정량의 가솔린 액이 저장되도록 되어 있고, 기액 분리기(9)에서 분리된 가솔린 액은 저부로부터 유입하고, 가솔린조(12) 내에서 아래로부터 위를 향하여 흐르도록 하고 있다. 이에 의해, 가솔린조(12)에서는, 상부에 가솔린 베이퍼가 존재하는 구조로 되어 있다. 이 때문에, 밸브(B2)가 열린 경우에도, 가솔린 베이퍼가 가솔린 액의 흐름에 거슬러서 기액 분리기(9)에 유입하는 일이 없고, 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)에 고농도의 가솔린 베이퍼가 송기되는 일이 없어진다.
응축관(3)에서 처리할 수가 없었던 10vol% 정도의 가솔린 베이퍼는, 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)(도 1에서는 흡착탑으로서 가동하고 있는 흡탈착탑(7))에 송기되어 처리된다. 따라서 이때, 탈착용 밸브(B3)가 개방(검게 칠함), 탈착용 밸브(B3')(희게 남김)는 폐쇄의 상태이고, 흡착용 배출 밸브(B4)가 개방(검게 칠함), 흡착용 배출 밸브(B4')(희게 남김)가 폐쇄의 상태이고, 흡착용 유입 밸브(B6)가 개방(검게 칠함), 흡착용 유입 밸브(B6')(희게 남김)가 폐쇄의 상태로 제어되어 있다.
흡착탑(7)에서 임의의 시간 흡착 처리한 후는 탈착탑으로서 사용한다. 이 경우는, 탈착용 밸브(B3), 흡착용 배출 밸브(B4), 및, 흡착용 유입 밸브(B6)가 폐쇄, 탈착용 밸브(B3'), 흡착용 배출 밸브(B4'), 및, 흡착용 유입 밸브(B6')가 개방의 상태로 제어되어 사용된다. 또한, 탈착이 종료된 시점에서, 재차 흡착탑으로서 이용하고, 이 동작을 시간적으로 반복하여 사용한다. 흡착·탈착의 전환은, 전술한 바와 같이 탈착용 밸브(B3)와 탈착용 밸브(B3'), 흡착용 배출 밸브(B4)와 흡착용 배출 밸브(B4'), 흡착용 유입 밸브(B6)와 흡착용 유입 밸브(B6')의 전환으로 컨트롤한다.
따라서 응축관(3)에서 처리할 수가 없었던 가솔린 베이퍼는, 가솔린 베이퍼 송기관(14)을 통과하여 흡착탑(7)에 송기된다. 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에는, 상술한 바와 같이 가솔린 베이퍼를 흡착하는 흡착제가 봉입(封入)되어 있다. 가솔린 베이퍼를 흡착하는 흡착제로서는, 특히 4 내지 100 옹스트롬의 구멍 지름을 갖는 실리카 겔, 합성 제오라이트의 단독, 또는, 이들의 혼합물이 유효하다. 이 흡착제 중을 가솔린 베이퍼가 통과함에 의해, 흡착제에 의해 가솔린 성분은 흡착 제거되고, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기가 되어 정화 공기 배출관(15)을 통하여 대기에 방출된다.
또한, 대기에 청정 공기를 배출하는 정화 공기 배출관(15)에는, 상술한 바와 같이 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)의 압력을 규정치로 제어하는 압력 컨트롤러(13)가 배설되어 있다. 따라서 압력 컨트롤러(13)는, 흡착탑(7) 내의 압력을 규정치로 유지하도록 하고 있다. 실시의 형태 1에서는, 응축관(3)의 고압(0.3MPa 정도)의 배기가스를 이용하여 흡착하기 때문에, 상압(常壓)에서 흡착하는 것보다 흡착 용량이 대폭적으로 개선된다.
흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)은, 가솔린 베이퍼의 흡탈착의 역할에 관계없이, 항상 액체 순환 펌프(10)에 의해 공급되는 열매체에 의해 일정 온도로 냉각되어 있다. 즉, 응축관(3) 및 2개의 흡탈착탑의 냉각 계통은, 소정의 설정 온도로 유지되도록 항상 운전 제어되어 있다. 이것은, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에 충전되어 있는 흡착제가 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8) 내에 마련되어 있는 핀 튜브 열교환기로부터의 열전달에 의해 냉각되기 때문에, 어느 정도의 냉각시간이 필요 불가결하고, 순시(瞬時)의 운전에 대응할 수가 없기 때문이다. 또한, 단시간에 냉각할 수 있도록 냉각 능력이 큰 냉동기(6)를 구비하는 것은, 설비 비용에 나쁜 영향을 주고, 염가의 가솔린 회수 장치를 제공할 수가 없게 되기 때문이다.
또한, 흡착탑(7) 내부의 온도를 낮게 함에 의해, 흡착제의 흡착 용량을 크게 할 수 있고, 흡착제의 사용량을 줄일 수 있다. 또한, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)을 소정의 설정 온도로 유지하고 있기 때문에, 가솔린 베이퍼 회수 정지시에 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8) 내의 흡착제의 온도가 상승함에 의해, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8) 내의 흡착제로부터 가솔린 베이퍼가 탈착하고, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8) 내의 압력이 상승하여 버리는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
가솔린 베이퍼의 탈착 프로세스에 관해 설명한다.
흡착제에 흡착한 가솔린을 탈착하는 경우에는, 흡인 펌프(11)에 의해 퍼지 가스 배출관(17)을 통하여 탈착탑(8)으로부터 가스를 흡인하여 흡착제로부터 가솔린을 탈착한다. 이때, 탈착용 밸브(B3)를 개방, 탈착용 밸브(B3')를 폐쇄로 하여 둔다. 흡착시에서는 흡착탑(이 예에서는 흡착탑(7))은 0.3MPa의 고압 상태에서 동작하고 있지만, 탈착시에서는 흡인 펌프(11)에 의해 대기압 이하로 감압되기 때문에, 이 압력차에 의해 흡착제에 흡착한 가솔린이 탈착된다.
탈착된 가솔린 베이퍼는, 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19) 및 제 2 압력 컨트롤러(23)에 의해 압축되고, 제 2 응축관(20)으로 보내진다. 제 2 응축관(20)은, 제 2 열매체 저장조(22) 내에 구비되어 있고, 제 2 열매체 저장조(22) 내에 축적된 열매체에 의해 냉각되어 있다. 따라서 가솔린 베이퍼가 제 2 응축관(20)을 도통할 때에 냉각되게 된다. 통상, 제 2 응축관(20) 내부는, 0℃부터 5℃ 정도로 유지되어 있고, 가솔린 및 가스 중에 포함된 수분이 일부 응축된다. 그 후, 제 2 기액 분리기(21)에 유입하고, 이 제 2 기액 분리기(21)에 의해 기체와 액체(가솔린, 물)로 분리된다.
제 2 기액 분리기(21) 내의 가솔린이 소정량에 달하면, 밸브(B7)가 개방된다. 이에 의해, 제 2 기액 분리기(21)의 하부에 고였던 가솔린 액은 가솔린조(12)를 경유하여 급유 장치(1)로 되돌아온다. 한편, 제 2 응축관(20)에서 처리할 수가 없었던 10vol% 정도의 가솔린 베이퍼는, 제 2 압력 컨트롤러(23), 및, 가솔린 베이퍼 송기관(14)을 경유하여 흡착탑(7)로 되돌아온다. 즉, 탈착탑(8)으로부터 취출된 농축 가솔린 베이퍼는, 농도가 높은 상태를 유지한 채 제 2 응축관(20)에 공급되어 효율적으로 액화되고, 액화되지 않은 가솔린 베이퍼는 흡착탑(7)에서 재차 흡착 제거된다.
탈착시에, 흡인 펌프(11)의 흡인에 의한 압력차를 이용하는 방법만으로는, 탈착 효율이 그다지 높지 않기 때문에, 퍼지 가스를 외부로부터 도입하는 것이 유효하다. 그래서, 실시의 형태 1에서는, 이 퍼지 가스로서 흡착탑(7)으로부터 대기에 배출하는 청정한 가스의 일부를 퍼지 가스 유입관(16')에 의해 탈착탑(8)에 보내 사용하도록 하고 있다. 매스 플로우 컨트롤러(B5) 및 매스 플로우 컨트롤러(B5')는, 퍼지 가스 유입관(16)을 통과하는 가스 유량을 제어하는 것이고, 이 경우, 매스 플로우 컨트롤러(B5)가 개방 상태이고, 매스 플로우 컨트롤러(B5')가 폐쇄 상태로 되어 있다.
즉, 매스 플로우 컨트롤러(B5)는, 개방 상태로서 규정량의 가스를 유통할 수 있는 상태이고, 매스 플로우 컨트롤러(B5')는, 폐쇄 상태로 되어 있어서 가스는 흐르지 않게 되어 있다. 또한, 실시의 형태 1에서는, 전단의 응축관(3)에서 가스 중의 수분량을 충분히 낮게 하고 있기 때문에, 퍼지 가스에 포함되는 수분이 탈착탑(8) 내의 흡착제에 악영향을 주는 일은 거의 없다.
흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환에 관해 설명한다.
전술한 바와 같이, 가솔린 베이퍼는, 흡착탑(7)을 통과함에 의해 가솔린 성분이 흡착 제거되고, 가솔린 농도가 1vol% 이하의 청정 공기가 되어 정화 공기 배출관(15)을 통하여 대기에 방출된다. 그러나, 흡착탑(7)에 공급되는 가솔린 베이퍼 양이 증대함에 따라, 흡착탑(7)의 흡착 능력이 서서히 저하되어 가게 된다. 이 상태가 계속하여, 흡착탑(7) 출구에서의 가솔린 농도가 1vol%에 근접하면, 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환이 필요해진다.
가솔린 스탠드에서, 급유는 부정기적으로 행하여진다. 그 때문에, 단순하게 시간으로 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환을 행하는 경우, 급유 타이밍에 의해서는 어느 한쪽의 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)만으로 흡착 동작이 행하여지는 사태가 발생할 가능성이 있다. 그러면, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)로부터 1vol% 이상의 가솔린 베이퍼가 배출될 우려가 있다. 따라서 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환은, 가솔린 회수 장치(100)가 동작하고 있는 시간의 적산치로 행하는 것이 유효하다. 즉, 가솔린 회수 장치(100)가 가동하고 있는 시간의 적산치가 소정 시간에 달한 때에, 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환을 행함과 함께, 그 적산치를 리셋하고, 재차, 가동 시간의 적산을 최초부터 행하도록 한다.
또한, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 가동을 나타내는 지표로서는, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)나 흡인 펌프(11)의 가동을 들 수 있다. 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)에서는, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)와 흡인 펌프(11)는 동기하고 있기 때문에, 어느 쪽의 가동 시간을 적산하여도 문제는 없다. 또한, 실제의 전환의 타이밍으로서는, 적산 시간이 소정치에 달성해도, 곧바로 전환하지는 않고, 일정 시간이 경과한 후에 전환하도록 하여도 좋다.
제 2 응축관(20)의 냉각 제어 방법에 관해 설명한다.
냉동기(6)에 의해 냉각된 열매체 저장조(4) 내의 열매체가, 액체 순환 펌프(10)에 의해 제 2 열매체 저장조(22)에 공급되고, 이에 의해 제 2 응축관(20)이 냉각되게 된다. 또한, 도 1에는, 탈착탑(8)에 공급되는 열매체가 흐르는 배관이 분기되어, 제 2 열매체 저장조(22)에 열매체가 공급되는 경우를 도시하고 있지만, 이것으로 한정하는 것은 아니다. 즉, 제 2 열매체 저장조(22), 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에의 열매체의 공급이 병렬로 되어 있으면 좋다. 따라서 제 2 열매체 저장조(22)에의 열매체의 공급은, 흡착탑(7)에 공급되는 열매체가 흐르는 배관으로부터 분기되어 있어도 좋고, 액체 순환 펌프(10)의 출구가 3방향으로 분기되어 있어도 좋다.
제 2 열매체 저장조(22), 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에의 열매체의 공급이 병렬로 실행되도록 한 이유는, 제 2 열매체 저장조(22), 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에의 열매체의 공급이 직렬로 행하여지면, 최후에 흐르는 기기(최하류에 위치하는 기기)에서 열매체의 온도가 소정의 온도보다도 높아지고 있기 때문에, 그 기기에서의 성능이 저하되게 되고, 나아가서는 가솔린 베이퍼 회수 장치(100) 전체의 성능이 저하되어 버리게 되기 때문이다.
실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 특징 사항인 탈착한 가솔린 베이퍼를 단독으로 응축하는 방식에 관해, 종래 방식과 비교하면서 설명한다. 탈착한 가솔린 베이퍼를 단독으로 응축하는 방식이란, 흡탈착탑에서 탈착한 가솔린 베이퍼를 급유 장치로부터 받아들인 가솔린 베이퍼와 혼합시키지 않고, 각각 독립하여 응축하도록 한 것이다(이하, 본 방식이라고 칭한다). 또한, 비교하는 종래 방식이란, 탈착한 가솔린 베이퍼를 급유 장치로부터 받아들인 가솔린 베이퍼와 혼합하고 나서 응축되도록 한 것이다.
도 9는, 종래 방식에서의 가솔린 성분(횡축)과 각 기기마다의 양(종축)과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 10은, 종래 방식에서의 급유 시간의 길이에 따른 가솔린 성분(횡축)과 각 기기마다의 양(종축)과의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 11은, 가솔린 성분의 0.3MPa시에 있어서의 포화 농도를 도시하는 포화 농도 선도(횡축에 온도[℃], 종축에 포화 농도[vol%])이다. 도 12는, 가솔린 성분의 5℃시에 있어서의 포화 농도를 도시하는 포화 농도 선도(횡축에 압력[MPa], 종축에 포화 농도[vol%])이다. 도 9 내지 도 11에 의거하여, 가솔린의 구성 성분에 관해 설명함과 함께, 저비점 탄화수소의 회수에 관해 설명한다.
도 9에는, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)의 4개의 요소(가솔린조(12)(a), 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19)(b), 기액 분리기(9) 출구(c), 흡탈착탑 출구(d))의 가솔린 성분의 양이 도시되어 있다. 이 도 9에서는, 250L 급유시에 있어서의 가솔린 성분의 양을 나타내고 있다. 도 9로부터, 저비점 탄화수소(C4 탄화수소 및 C5 탄화수소)의 양이 기액 분리기(9)에서 저감되지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 도 9로부터, 저비점 탄화수소의 흡탈착탑 출구의 양도 저감되지 않는 것을 알 수 있다.
도 10에서는, 50L 급유시에 있어서의 흡탈착탑 출구에서의 가솔린 성분의 양(e)과, 285L 급유시에 있어서의 흡탈착탑 출구에서의 가솔린 성분의 양(f)을 도시하고 있다. 도 10으로부터, 급유 시간이 증대하는 것에 수반하여, 저비점 탄화수소(그 중에서도 특히 부탄이나 이소부탄 등의 C4 탄화수소, 및, 노르말펜탄이나 이소펜탄 등의 C5 탄화수소)의 누출량도 증대한다는 것을 알 수 있다. 도 9 및 도 10으로부터, 저비점 탄화수소의 회수 효율을 향상시키는 것이, 가솔린 베이퍼 전체의 회수 효율의 향상이 된다는 것을 알 수 있다.
도 11로부터, 저온 이용에 의해 가솔린 베이퍼의 회수 효율을 향상할 수 있음을 알 수 있다. 이 원리는, 본 방식에서도, 종래 방식에서도, 냉동기에 의해 열매체 저장조 내의 열매체를 냉각하는 것, 및, 흡탈착탑을 소정 온도로 유지하는 것에 의해 이용하고 있다. 도 12로부터, 가솔린 베이퍼의 포화 농도, 특히 저비점 탄화수소의 포화 농도는, 압력의 영향에 의해 좌우된다는 것을 알 수 있다. 도 11 및 도 12로부터, 저온을 이용하는 것, 및, 압력을 이용하는 것이 저비점 탄화수소의 회수 효율의 향상하게 된다는 것을 알 수 있다(실시의 형태 6에서 2단(段) 압축에 관해 설명한다).
급유 장치로부터 받아들이는 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 이소부탄 농도를 40vol%, 그 가스 유량을 70ℓ/min, 탈착한 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 이소부탄 농도를 70vol%, 그 가스 유량을 30ℓ/min으로 한 경우로서 종래 방식과 본 방식을 비교한다. 또한, 응축 조건을 가스 압력 0.3MPa, 냉각 온도 2℃로 하고 있는 것으로 한다. 이 조건에서의 이소부탄의 포화 증기 농도는 56vol%이다. 따라서 종래 방식으로는, 혼합한 경우의 가솔린 베이퍼 함유 공기의 이소부탄 농도는, 49vol%가 되어, 포화 증기 농도 이하가 된다. 이와 같은 조건에서는, 이소부탄을 전혀 회수할 수가 없다.
한편, 본 방식에서는, 급유 장치(1)로부터의 가솔린 베이퍼 함유 공기의 이소부탄은 회수할 수가 없지만, 탈착한 가솔린 베이퍼 함유 공기의 부탄은 4.2ℓ/min[30ℓ/min×(70vol%-56vol%)]로 회수할 수 있다. 이와 같이, 본 방식에 의해, 부탄이나 이소부탄 등의 저비점 탄화수소가 흡착탑으로 유입하는 양을 줄일 수 있고, 흡착탑의 부하를 작게 할 수 있고, 흡착탑의 소형화나 흡탈착 전환 타이밍의 장시간화를 실현할 수 있게 된다. 따라서 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)에 본 방식을 채용함에 의해, 부탄이나 이소부탄 등의 저비점 탄화수소도 회수하는 것이 가능해지고, 컴팩트하고, 또한, 효율적으로 가솔린 베이퍼를 액화 응축할 수 있는 가솔린 회수 장치(100)를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 회수 장치(100)는, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 응축하는 응축 장치(제 2 응축관(20))와, 급유 장치(1)로부터 받아들인 가솔린 베이퍼 함유 공기를 응축하는 응축 장치(응축관(3))를 별개로 마련하도록 하였기 때문에, 종래 방식으로는 회수할 수 없었던 부탄이나 이소부탄 등의 저비점 탄화수소도 효율적으로 회수할 수 있다.
또한, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 응축 온도의 저하나 압축 압력의 상승을 수반하지 않고 저비점 탄화수소를 효율적으로 회수할 수 있기 때문에, 냉동기(6)를 냉각 효율이 높은 상태로 운전할 수 있다. 또한, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19)의 동력을 줄일 수 있기 때문에, 쓸데없는 에너지를 소비하는 일도 없고, 에너지를 절약하며 고효율로 가솔린을 회수할 수 있다. 더하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 저비점 탄화수소를 효율적으로 액화할 수 있기 때문에, 흡착제의 사용량을 줄일 수 있고, 흡착탑의 컴팩트화를 실현할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에서는, 제 2 압력 컨트롤러(23)에 의해, 가솔린 베이퍼 압축 펌프(19)와 제 2 압력 컨트롤러(23) 사이의 배관의 압력이 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)의 후단에 마련된 압력 컨트롤러(13)와 동등한 값으로 설정하고 있는 경우에 관해 나타냈지만, 동등한 값으로 설정할 수 있으면 제 2 압력 컨트롤러(23)를 마련하지 않아도 동등한 효과를 얻을 수 있다. 단, 탈착 가스 중의 가솔린 성분을 응축하는 제 2 응축관(20)에 급유 장치(1)로부터 유입한 가솔린 베이퍼 함유 공기가 유입하지 않도록 하는 것이 필요하다. 또한, 제 2 압력 컨트롤러(23)를 구비하는 경우에는, 제 2 압력 컨트롤러(23)의 설정 압력을 압력 컨트롤러(13)의 설정 압력보다도 높게 하여도 좋다. 이에 의해, 농축 가솔린 베이퍼 중에 포함되는 저비점 탄화수소를 보다 효율 좋게 회수할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에서는, 제 2 열매체 저장조(22)를 마련하고, 액체 순환 펌프(10)에 의해 제 2 열매체 저장조(22)에 열매체를 공급하고, 제 2 응축관(20)을 냉각하는 경우에 관해 나타냈지만, 도 2에 도시하는 바와 같이, 응축관(3)과 제 2 응축관(20)을 동시에 냉각할 수 있는 열매체 저장조(31)를 마련하여, 열매체를 순환 공급하는 것을 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)으로 한정하도록 하여도 좋다. 이에 의하여 부품 개수를 줄일 수 있음과 함께, 액체 순환 펌프(10)의 용량을 작게 할 수 있다. 따라서 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)는, 액체 순환 펌프(10)의 발열량을 작게 할 수 있고, 염가이며, 에너지 소비량이 적은 것이 된다.
실시의 형태 2.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100a)의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 3에 의거하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100a)의 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100a)도, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)와 마찬가지로, 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2개의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다. 또한, 실시의 형태 2에서는 실시의 형태 1과의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1과 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.
실시의 형태 1에서는, 열교환기(5) 및 냉동기(6)에 의해 열매체를 냉각하고, 그 열매체에 의해, 응축관(3)과 제 2 응축관(20)을 같은 온도로 냉각하도록 한 경우를 예로 나타냈다. 한편, 실시의 형태 2에서는, 제 2 열매체 저장조(제 2 열매체 저장조(22a)라고 칭한다) 내에 열매체를 냉각하는 제 2 열교환기(32)와 제 2 냉동기(33)를 마련하고, 제 2 응축관(이하, 제 2 응축관(20a)이라고 칭한다)을 냉각하도록 하여, 제 2 응축관(20a)을 응축관(3)보다도 낮은 온도에서 냉각하도록 한 경우를 예로 나타내고 있다.
이와 같은 구성으로 함에 의해, 제 2 응축관(20a)에서 부탄이나 펜탄 등의 저비점 탄화수소를 효율적으로 액화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 제 2 응축관(20a)을 흐르는 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기 중에는 수분이 포함되지 않기 때문에, 제 2 응축관(20a) 내부에서 가스 중의 수분이 결빙하고, 제 2 응축관(20a)에서 가스의 흐름이 정체되는 일은 없다. 따라서 가솔린 베이퍼 회수 장치(100a)는, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 중에 포함되는 저비점 탄화수소를 효율적으로 회수할 수 있고, 더욱 컴팩트한 것으로 할 수 있다.
실시의 형태 3.
도 4는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 4에 의거하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)의 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)도, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)와 마찬가지로, 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2개의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다. 또한, 실시의 형태 3에서는 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2와의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2와 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.
실시의 형태 1 및 실시의 형태 2에서는, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 응축하는 응축 장치(제 2 응축관)와, 급유 장치(1)로부터 받아들인 가솔린 베이퍼 함유 공기를 응축하는 응축 장치(응축관(3))를 별개로 마련한 것을 예로 나타냈다. 한편, 실시의 형태 3은, 가솔린 베이퍼 함유 공기의 가스 유량을 바꿀 수 있는 가변형 가스 공급 장치인 가스 유량 가변 펌프(41)를 마련하고, 탈착탑(8)으로부터 탈착한 농축 가솔린 베이퍼와 급유 장치(1)로부터 받아들인 가솔린 베이퍼를 혼합한 후에 응축관(3)에서 응축하도록 한 것을 예로 나타내고 있다.
또한, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)에는, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2), 제 2 응축관, 제 2 열매체 저장조, 제 2 열교환기, 제 2 냉동기, 가솔린 베이퍼 압축 펌프, 제 2 기액 분리기, 및, 제 2 압력 컨트롤러를 마련하지 않고, 퍼지 가스 배출관(17)을 밸브(B1)와 가스 유량 가변 펌프(41) 사이에 접속하도록 하고 있다. 가스 유량 가변 펌프(41)는, 급유 장치(1)로부터 받아들인 가솔린 베이퍼 함유 공기의 가스 유량을 바꿀 수 있는 것이다.
가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)의 동작에 관해 설명한다.
가솔린 스탠드에서, 급유는 부정기적으로 행하여진다. 이 때문에, 급유시의 한정된 시간만 가스 유량 가변 펌프(41)를 대 유량 모드로 구동시키고, 급유 장치(1)의 도시 생략의 노즐 부근의 가솔린 베이퍼를 회수하도록 하고 있다. 한편, 급유가 행하여지지 않는 경우는, 밸브(B1)를 닫고, 가스 유량 가변 펌프(41)를 소(小) 유량 모드로 구동시키도록 하고 있다. 이에 의해, 흡인 펌프(11)에 의해 탈착탑(8)으로부터 뽑아낸 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기는, 가스 유량 가변 펌프(41)를 통하여 응축관(3)에 공급되게 된다.
즉, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)는, 급유가 행하여지지 않는 동안, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기만을 응축관(3)에서 응축하고 있게 된다. 이와 같이 함에 의해, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)에서는, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 저비점 탄화수소를 효율적으로 회수할 수 있다. 따라서 탈착 조작을 장시간 행함에 의해, 흡탈착탑에 축적되어 있는 가솔린 성분을 줄일 수 있고, 다음 회에 흡착할 수 있는 가솔린 양을 많게 할 수 있다.
그러나, 흡인 펌프(11) 및 가스 유량 가변 펌프(41)의 운전시간이 증가하기 때문에, 에너지 소비량이 증대하게 된다. 이 때문에, 흡인 펌프(11)가 소정 시간 가동하면, 흡인 펌프(11)를 정지하고, 그때에 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)이 전환되도록 하는 것이 좋다. 이와 같이 함에 의해, 급유 장치(1)로부터 연속적으로 가솔린 베이퍼가 공급되는 경우를 제외하고, 언제나 가솔린 성분이 흡착하지 않은 흡탈착탑에 기액 분리기(9)로부터 배출된 가솔린 베이퍼 함유 공기를 공급할 수 있고, 고효율로 가솔린 베이퍼를 흡착 제거하는 것이 가능해진다.
즉, 급유 장치(1)의 정지시간이 흡인 펌프(11)의 가동 시간보다도 길어지면, 가솔린 성분이 남지 않은 흡탈착탑(예를 들면, 흡탈착탑(7))에 응축관(3)에서 응축되지 않는 저비점 탄화수소를 공급할 수 있다. 그 때문에, 흡탈착탑에 저비점 탄화수소를 효율적으로 흡착시킬 수 있고, 흡탈착탑에 충전되어 있는 흡착제의 사용량을 적게 할 수 있다는 효과가 있다. 이상의 것으로부터, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)는, 염가로, 또한, 컴팩트한 것이 된다. 또한, 실시의 형태 3에 실시의 형태 1의 특징 사항 및 실시의 형태 2의 특징 사항의 어느 한쪽 또는 쌍방을 적용하도록 하여도 좋다.
실시의 형태 4.
도 5는, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100c)의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 5에 의거하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100c)의 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100c)도, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)와 마찬가지로, 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2개의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다. 또한, 실시의 형태 4에서는 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 3과의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 3과 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.
실시의 형태 3에서는, 가솔린 베이퍼 함유 공기의 가스 유량을 바꿀 수 있는 가스 유량 가변 펌프(41)를 마련한 경우를 예로 나타내고 있다. 한편, 실시의 형태 4에서는, 기액 분리기(9)의 가스 출구에 제 3 냉동기(51)의 구성 요소의 하나인 제 3 열교환기(52)(냉동 장치)를 구비하고, 그 제 3 열교환기(52)를 통하여 기액 분리기(9)로부터 유출된 가솔린 베이퍼를 냉각하도록 한 경우를 예로 나타내고 있다. 즉, 제 2 응축관, 제 2 열매체 저장조, 제 2 열교환기, 제 2 냉동기, 가솔린 베이퍼 압축 펌프, 제 2 기액 분리기, 및, 제 2 압력 컨트롤러를 마련하지 않은 점에서 실시의 형태 2에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100b)와 마찬가지이지만, 가스 유량 가변 펌프(41)가 아니라, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)로 하고 있는 점에서 실시의 형태 3과 상위하다.
이와 같은 구성으로 함에 의해, 기액 분리기(9)로부터 유출되는 가솔린 베이퍼 함유 공기를 제 3 열교환기(52)에서 냉각할 수 있도록 한 것이다. 이에 의해, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에서 가솔린 베이퍼 함유 공기의 온도를 더욱 낮게 할 수 있다. 따라서 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에서의 저비점 탄화수소의 제거 능력을 크게할 수 있다. 이상의 것으로부터, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100c)는, 고효율로 가솔린 베이퍼를 액화할 수 있게 된다.
또한, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에 금속 입체(粒體)를 넣음에 의해(실시의 형태 1 내지 실시의 형태 3, 실시의 형태 5 내지 실시의 형태 7에서도 마찬가지), 흡착제의 냉각 성능을 높게 할 수 있고, 저비점 탄화수소의 흡착 제거 성능을 더욱 높일 수 있다. 이 금속 입체는 열전도가 좋고. 가솔린 베이퍼 등에 부식되지 않는 알루미늄이나 구리 등이 적당하다. 또한, 실시의 형태 4에 실시의 형태 1의 특징 사항 내지 실시의 형태 3의 특징 사항의 어느 한쪽 또는 복수를 적용하도록 하여도 좋다.
실시의 형태 5.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100d)의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 6에 의거하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100d)의 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100d)도, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)와 마찬가지로, 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2개의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다. 또한, 실시의 형태 5에서는 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 4와의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 4와 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100d)는, 기액 분리기(9)의 가스 출구와 제 2 응축관(63)을 접속하고, 그 사이에 압축 펌프인 제 2 가솔린 베이퍼 압축 펌프(61)를 구비하도록 한 것이다. 즉, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100d)는, 응축관(3)과 기액 분리기(9)를 통과한 가솔린 베이퍼 함유 공기를 제 2 가솔린 베이퍼 압축 펌프(61)에서 더욱 압축하고 나서, 제 2 응축관(63)에 공급하도록 한 것이다. 제 2 가솔린 베이퍼 압축 펌프(61)에서 재압축된 가솔린 베이퍼 함유 공기는, 제 2 열매체 저장조(64)중에 구비된 제 2 응축관(63)에 공급되어, 잔류하고 있던 저비점 탄화수소가 응축된다.
저비점 탄화수소가 응축 제거된 가솔린 베이퍼 함유 공기는, 제 2 기액 분리기(62)를 통하여 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)에 공급된다. 또한, 1단(段)으로 목표의 압력으로 한 경우와 2단으로 목표의 압력으로 하는 경우를 비교하면, 도달 압력은 같기 때문에, 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)에 공급되는 가솔린 베이퍼 양은 변하지 않는다. 그러나, 2단 압축의 경우, 1단째에서 액화한 가솔린 성분이 있기 때문에, 2단계째에서 압축하여야 하는 가솔린 베이퍼 함유 공기의 가스량이 적어져, 가솔린 베이퍼 함유 공기를 압축할 때에 사용하는 에너지를 적게 할 수 있다.
또한, 이와 같이 함에 의해, 저비점 탄화수소가 응축 제거된 가솔린 베이퍼 함유 공기가 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)에 공급되기 때문에, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에서 제거하여야 하였던 저비점 탄화수소를 줄일 수 있다. 따라서 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)에 충전하고 있는 흡착제를 줄일 수 있다.
이상의 것으로부터, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100d)는, 응축 장치(응축관(3)으로 구성되는 응축 장치와, 제 2 응축관(63)으로 구성되는 응축 장치)를 복수 마련하고, 2단 압축함에 의해, 가솔린 베이퍼 함유 공기의 압축에 필요한 에너지를 저감하면서, 고효율로 저비점 탄화수소를 액화 제거할 수 있고, 에너지 절약으로 고효율로 가솔린 베이퍼를 회수할 수 있게 된다. 또한, 실시의 형태 5에 실시의 형태 1의 특징 사항 내지 실시의 형태 4의 특징 사항의 어느 한쪽 또는 복수를 적용하도록 하여도 좋다.
실시의 형태 6.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100e)의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 7에 의거하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100e)의 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100e)도, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)와 마찬가지로, 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2조(組)의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다. 또한, 실시의 형태 6에서는 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 5와의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 5와 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100e)는, 흡탈착탑(7) 및 흡탈착탑(8)으로부터 배출된 저농도의 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 저비점 탄화수소를 흡착 제거하는 제 2 흡탈착 장치인 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71) 및 제 2 흡탈착 장치인 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)을 구비하도록 한 것이다. 즉, 흡착탑으로서 가동하고 있는 흡탈착탑(7)으로부터 배출된 가솔린 베이퍼 함유 공기는, 흡착탑으로서 가동하고 있는 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71)에 공급되고, 그곳에서 저비점 탄화수소가 제거되어 대기에 방출된다. 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71) 및 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)에 충전한 흡착제로서는, 5 내지 10옹스트롬의 구멍 지름을 갖는 실리카 겔, 합성 제오라이트의 단독, 또는, 이들의 혼합물이 유효하다. 이에 의해, 저비점 탄화수소를 효율적으로 흡착할 수 있다.
또한, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71)과 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)의 전환, 및, 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환에 관해서는, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)나 흡인 펌프(11)의 가동 적산 시간을 들 수 있다. 즉, 이들의 가동 적산 시간이 소정 시간에 달한 경우, 예를 들면 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71)과 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)을 동시에 전환하는 방법이 있다. 또한, 탈착에 관해서는, 재흡착을 가능한 한 억제하기 위해, 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)과, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)으로부터 병렬로 탈착한 편이 직렬로 연결하여 탈착하는 것보다도 바람직하다.
다음에, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)에서 흡착하는 경우(흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에 저비점 탄화수소용 흡착재를 충전하는 경우)와, 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에 더하여, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)을 병용하는 경우를 비교한다. 응축관(3), 기액 분리기(9)로부터 배출되는 가솔린 베이퍼 함유 공기 중에는, 수십 종류의 탄화수소가 포함되어 있다. 그 때문에, 저비점 탄화수소용 흡착제에서는, 비교적 분자 지름의 작은 분자는 흡착할 수는 있지만, 큰 분자는 흡착할 수가 없다. 따라서 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)에서 흡착한 경우에는, 분자 지름이 큰 탄화수소의 누출이 빨라지게 된다.
한편, 흡탈착탑(7), 흡탈착탑(8)에 더하여, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)을 병용하는 경우에는, 분자 지름이 큰 탄화수소는 흡탈착탑(7) 또는 흡탈착탑(8)에서 흡착 제거되고, 분자 지름이 작은 탄화수소는 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71) 또는 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)에서 흡착 제거된다. 그 때문에, 가솔린 베이퍼 함유 공기 중의 탄화수소를 효율적으로 흡착 제거할 수 있다. 이상의 것으로부터, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100e)는, 충전하는 흡착제가 다른 흡탈착탑을 직렬로 배치하여, 2단 흡착함에 의해, 고효율로 저비점 탄화수소를 액화 제거할 수 있고, 고효율로 가솔린 베이퍼를 회수할 수 있도록 되어 있다. 또한, 실시의 형태 6에 실시의 형태 1의 특징 사항 내지 실시의 형태 5의 특징 사항의 어느 한쪽 또는 복수를 적용하도록 하여도 좋다.
실시의 형태 7.
도 8은, 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100f)의 전체 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 8에 의거하여, 가솔린 베이퍼 회수 장치(100f)의 구성 및 가솔린 베이퍼의 플로우에 관해 설명한다. 이 가솔린 베이퍼 회수 장치(100f)도, 실시의 형태 1에 관한 가솔린 베이퍼 회수 장치(100)와 마찬가지로, 가솔린 베이퍼를 응축관(3)에서 냉각하여 회수함과 함께, 가솔린 베이퍼를 흡착 또는 탈착하는 2조의 흡탈착탑의 기능을 적절히 전환하여 가솔린 베이퍼를 회수(흡착) 및 재이용(탈착)하는 것이다. 또한, 실시의 형태 7에서는 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 6과의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 6과 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.
실시의 형태 6에서는, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71)과 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)의 전환, 및, 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8)의 전환을, 가솔린 베이퍼 흡입 펌프(2)나 흡인 펌프(11)의 가동 적산 시간으로 동시에 행하는 경우에 관해 나타냈다. 한편, 실시의 형태 7에서는, 가솔린 베이퍼 함유 공기의 가스 유량을 바꿀 수 있는 가스 유량 가변 펌프(41)를 마련하고, 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8), 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71)과 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)으로부터 독립하여 탈착할 수 있도록 한 것이다.
가스 유량 가변 펌프(41)를 마련함에 의해, 흡탈착탑(7)과 흡탈착탑(8), 및, 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(71)과 저비점 탄화수소용 흡탈착탑(72)에 흡착한 가솔린 성분이 독립하고 탈착 재생할 수 있다는 효과가 있다. 따라서 가솔린 베이퍼 회수 장치(100f)는, 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 중에 포함되는 저비점 탄화수소를 효율적으로 회수할 수 있고, 컴팩트한 것으로 할 수 있다. 또한, 실시의 형태 7에 실시의 형태 1의 특징 사항 내지 실시의 형태 6의 특징 사항의 어느 한쪽 또는 복수를 적용하도록 하여도 좋다.
1 : 급유 장치 2 : 가솔린 베이퍼 흡입 펌프
3 : 응축관 4 : 열매체 저장조
5 : 열교환기 6 : 냉동기
7 : 흡탈착탑 8 : 흡탈착탑
9 : 기액 분리기 10 : 액체 순환 펌프
11 : 흡인 펌프 12 : 가솔린조
13 : 압력 컨트롤러 14 : 가솔린 베이퍼 송기관
15 : 정화 공기 배출관 16 : 퍼지 가스 유입관
17 : 퍼지 가스 배출관 18 : 기액 혼합 가솔린 유출관
19 : 가솔린 베이퍼 압축 펌프 20 : 제 2 응축관
20a : 제 2 응축관 21 : 제 2 기액 분리기
22 : 제 2 열매체 저장조 22a : 제 2 열매체 저장조
23 : 제 2 압력 컨트롤러 31 : 열매체 저장조
32 : 제 2 열교환기 33 : 제 2 냉동기
41 : 가스 유량 가변 펌프 51 : 제 3 냉동기
52 : 제 3 열교환기 61 : 가솔린 베이퍼 압축 펌프
62 : 제 2 기액 분리기 63 : 제 2 응축관
64 : 제 2 열매체 저장조 71 : 저비점 탄화수소용 흡탈착탑
72 : 저비점 탄화수소용 흡탈착탑 100 : 가솔린 베이퍼 회수 장치
100a : 가솔린 베이퍼 회수 장치 100b : 가솔린 베이퍼 회수 장치
100c : 가솔린 베이퍼 회수 장치 100d : 가솔린 베이퍼 회수 장치
100e : 가솔린 베이퍼 회수 장치 100f : 가솔린 베이퍼 회수 장치
B1 : 밸브 B2 : 밸브
B3 : 탈착용 밸브 B4 : 흡착용 배출 밸브
B5 : 매스 플로우 컨트롤러 B6 : 흡착용 유입 밸브
B7 : 밸브
3 : 응축관 4 : 열매체 저장조
5 : 열교환기 6 : 냉동기
7 : 흡탈착탑 8 : 흡탈착탑
9 : 기액 분리기 10 : 액체 순환 펌프
11 : 흡인 펌프 12 : 가솔린조
13 : 압력 컨트롤러 14 : 가솔린 베이퍼 송기관
15 : 정화 공기 배출관 16 : 퍼지 가스 유입관
17 : 퍼지 가스 배출관 18 : 기액 혼합 가솔린 유출관
19 : 가솔린 베이퍼 압축 펌프 20 : 제 2 응축관
20a : 제 2 응축관 21 : 제 2 기액 분리기
22 : 제 2 열매체 저장조 22a : 제 2 열매체 저장조
23 : 제 2 압력 컨트롤러 31 : 열매체 저장조
32 : 제 2 열교환기 33 : 제 2 냉동기
41 : 가스 유량 가변 펌프 51 : 제 3 냉동기
52 : 제 3 열교환기 61 : 가솔린 베이퍼 압축 펌프
62 : 제 2 기액 분리기 63 : 제 2 응축관
64 : 제 2 열매체 저장조 71 : 저비점 탄화수소용 흡탈착탑
72 : 저비점 탄화수소용 흡탈착탑 100 : 가솔린 베이퍼 회수 장치
100a : 가솔린 베이퍼 회수 장치 100b : 가솔린 베이퍼 회수 장치
100c : 가솔린 베이퍼 회수 장치 100d : 가솔린 베이퍼 회수 장치
100e : 가솔린 베이퍼 회수 장치 100f : 가솔린 베이퍼 회수 장치
B1 : 밸브 B2 : 밸브
B3 : 탈착용 밸브 B4 : 흡착용 배출 밸브
B5 : 매스 플로우 컨트롤러 B6 : 흡착용 유입 밸브
B7 : 밸브
Claims (15)
- 가솔린 베이퍼를 냉각하는 응축 장치와,
상기 응축 장치의 하류측에 마련되고, 상기 응축 장치에서 냉각되어 응축 액화한 가솔린 액과 액화되지 않은 가솔린 베이퍼를 분리하는 기액 분리기와,
상기 기액 분리기의 가스 하류측에 마련되고, 상기 기액 분리기에서 분리된 가솔린 베이퍼를 흡탈착하는 흡탈착 장치와,
상기 흡탈착 장치에 접속되고, 상기 흡탈착 장치에서 탈착된 가솔린 베이퍼가 공급되고, 이 가솔린 베이퍼를 냉각하는 제 2 응축 장치를 구비하고,
상기 응축 장치 및 상기 제 2 응축 장치를 냉각하는 열매체를 축적하는 열매체 저장조를 마련하고,
상기 열매체 저장조 중 상기 제 2 응축 장치를 냉각하는 열매체를 축적하는 열매체 저장조 및 상기 흡탈착 장치에, 상기 열매체 저장조 중에서 상기 응축 장치를 냉각하는 열매체를 축적하는 열매체 저장조의 열매체를 병렬로 공급하는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 응축 장치 및 상기 제 2 응축 장치를 공통 또는 별개의 상기 열매체 저장조 내에 마련하는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 장치. - 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
냉동기를 구비하고,
상기 냉동기를 구성하는 열교환기로 상기 열매체 저장조에 축적되어 있는 상기 열매체를 냉각하는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 장치. - 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 흡탈착 장치와 상기 제 2 응축 장치 사이에 상기 흡탈착 장치로부터 공급되는 가솔린 베이퍼를 가압하는 가압 펌프를 마련하고,
상기 제 2 응축 장치의 하류측에 상기 제 2 응축 장치 내의 압력을 조정하는 압력 컨트롤러를 마련하는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 상기 제 1항 또는 제 3항에 기재된 가스상 탄화수소의 회수 장치를 이용한 가스상 탄화수소의 회수 방법으로서,
급유가 행하여지지 않는 시간대에 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 응축하고, 급유가 행하여지는 시간대에는 흡인한 가솔린 베이퍼 함유 공기와 탈착한 농축 가솔린 베이퍼 함유 공기를 혼합하여 처리하는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 방법. - 상기 제 1항 또는 제 3항에 기재된 가스상 탄화수소의 회수 장치를 이용한 가스상 탄화수소의 회수 방법으로서,
소정의 시간마다 상기 흡탈착 장치의 흡착 장치와 탈착 장치의 전환을 행하는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 방법. - 제 14항에 있어서,
상기 소정의 시간을 상기 가스상 탄화수소의 회수 장치의 가동 시간의 적산치에 의거하여 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상 탄화수소의 회수 방법.
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