KR20060071872A - 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

과제

가솔린 증기중에 함유되는 수분의 영향으로 흡착제가 피독되는 것을 막으며, 또한 소형이고 염가인 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치 및 방법을 제공한다.

해결 수단

급유시에 누출되는 가솔린 증기를 급유 노즐(1)로부터 회수하는 장치를 가지며, 이 가솔린 증기중에 함유되는 수분 및 가솔린 증기를 제거하는 응축 장치(6)와, 그 후단의 가스 하류측에 마련한 가솔린 증기의 흡탈착 장치(2, 3)를 구비하고, 급유를 행하고 있는 시간대에 응축 장치(6) 및 흡탈착 장치(2)에 가솔린 증기를 공급하고, 그 동작에 동기하여 흡탈착 장치(3)로부터 가솔린 증기를 배출시키고, 그 탈착 가스를 응축 장치로 되돌려서 처리한다.

가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치

Description

가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치 및 방법{PROCESSING AND RECOVERY DEVICE AND METHOD OF HYDROCARBON GAS}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도로서, 1대의 응축 장치를 마련한 예를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도로서, 제 1의 응축 장치와 제 2의 응축 장치를 마련한 예를 도시한 도면.

도 3은 도 1, 도 2의 흡탈착탑의 내부 구조를 일부 잘라내어 도시한 사시도.

도 4는 퍼지 가스량의 제어 방법을 설명하기 위한 특성도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 8은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 9는 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 10은 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 11은 도 10의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 레이아웃을 도시한 구성도.

도 12는 도 10의 흡탈착탑의 내부 구조를 일부 잘라내어 도시한 사시도.

도 13은 퍼지 가스량의 제어 방법을 설명하기 위한 특성도.

도 14는 탈착 시간과, 흡탈착탑 내 압력 및 흡탈착탑으로부터의 배출 가솔린 농도의 관계를 설명하기 위한 특성도.

도 15는 흡탈착탑 내 압력과, 흡탈착탑으로부터의 배출 가스 유량, 흡탈착탑으로부터의 배출 가솔린 농도, 및 흡탈착탑으로부터의 배출 가솔린 증기 유량의 관계를 설명하기 위한 특성도.

도 16은 흡탈착탑 내 압력과 응축 장치에서의 가솔린 회수 유량의 관계를 설명하기 위한 특성도.

도 17은 본 발명의 제 8 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 흡탈착탑의 내부 구조를 일부 잘라내어 도시한 사시도.

도 18은 본 발명의 제 9 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 가스 순환용 블로어와 펌프를 도시한 구조도.

도 19는 본 발명의 제 10 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 20은 본 발명의 제 11 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 21은 본 발명의 제 12 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 22는 본 발명의 제 13 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 23은 본 발명의 제 14 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 24는 본 발명의 제 14 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 25는 본 발명의 제 15 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 26은 본 발명의 제 15 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 27은 본 발명의 제 16 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 28은 본 발명의 제 17 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 29는 본 발명의 제 17 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 30은 본 발명의 제 18 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 31은 본 발명의 제 19 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 흡탈착탑의 내부 구조를 일부 잘라내어 도시한 사시도.

도 32는 도 31의 흡탈착탑의 단면도.

도 33은 본 발명의 제 20 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 외관을 도시한 전체 구성도.

도 34는 본 발명의 제 21 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

도 35는 본 발명의 제 22 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 배기 가스 발생원(급유 노즐) 2, 3 : 흡탈착탑

4 : 가스 순환용 블로어(펌프) 5 : 액화 가솔린 회수기

6 : 응축 장치 7 : 제 2의 응축 장치

8 : 펌프 9 : 기액 분리기

11 : 배기 가스 송기관 12a, 12b : 배출관

13a, 13b : 퍼지 가스 송기

14a, 14b : 탈착 후의 퍼지 가스 송기관

21 : 실리카겔 22 : 핀 튜브 열교환기

41 : 압력계 120a, 120b : 압력 컨트롤러

201 : 냉동기 202 : 액체 순환 펌프

203 : 열교환기 204 : 온도 매체조

205 : 보조 온도 매체조 211 : 이젝터

212 : 가솔린 농도 센서 213 : 온도계

214 : 압력 조정 밸브 215 : 필터

216 : 온도 센서 217 : 압력 센서

218 : 가스 라인 219 : 건조 공기 생성기

220 : 가스 저장조 221 : 프레임 어레스터,

301 : 에어 갭 B13a, B13b : 매스 플로우 컨트롤러

B101a, B101b : 정류량 밸브 B103a, B103b : 정압 밸브,

R1, R2, R3a, R4a, R3b, R4b : 냉매 출입구

R5, R6 : 핫 가스 출입구 HI, H2 : 히터

기술분야

본 발명은, 대기 방출 가스중에 함유되는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회 수 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 가솔린 급유시에 누출되는 가솔린 증기를 처리하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 기술

종래의 흡탈착제에 의한 가스 상태 탄화수소의 제거 방법에, 배기 가스 발생원으로부터 발생한 가스(약 40vol%의 가솔린 증기를 함유하는 배기 가스)를 블로어 또는 자체 압력으로, 배기 가스 송기관으로 흡착탑로 송기하고, 흡착 공정을 마친 처리 완료 배기 가스를, 흡착탑(탈착 공정으로 전환한 후는 흡착탑)의 머리부(頂部)로부터 배출관을 통하여, 1vol% 이하의 가솔린 증기를 함유하는 공기(클린한 가스)로서 대기중에 방출하도록 한 것이 있다.

이 경우, 흡착탑은, 상기한 흡착 공정과 후기하는 탈착 공정를 교대로 전환하면서 운전하는데, 이 전환 시간(Swing Time)을 5분 정도로 하고 있다.

한편, 흡착 공정을 마친 후의 흡착탑에, 퍼지용 가스 송기관을 통하여 퍼지용 가스를 송기하고, 진공 펌프로 흡인함에 의해 탈착한다. 퍼지용 가스로서 흡착 운전시에 흡착탑의 머리부로부터 배출된 클린한 가스의 일부를 사용하고, 진공 펌프는 약 25Torr로 운전한다.

탈착 후의 가솔린 증기 함유 퍼지 배기 가스는, 송기관을 통하여 가솔린 회수기로 송기하고, 분배관을 통과하여 액체 가솔린과 접촉시켜서, 액체(가솔린 흡수액)로서 퍼지 배기 가스중의 가솔린 증기를 회수한다.

가솔린 회수기로부터의 배기 가스중에는, 약간의 가솔린 증기가 잔존하기 때문에, 반송관(返送管)을 통하여 재차 배기 가스관으로 되돌리고, 배기 가스 발생원 으로부터의 배기 가스와 같이 하여 흡착 처리를 행하고, 또한, 흡착탑 내의 흡착제층을 냉각하기 위해 내통(內筒)에 냉각수를 순환시키고 있다.

이와 같이 구성함에 의해, 가솔린 증기는 거의 전량 액체 가솔린으로서 회수할 수 있고, 흡착탑으로부터 배출한 가솔린 증기의 농도는 충분히 낮아지고, 대기 오염을 일으키지 않는 레벨로 할 수 있다고 하고 있다(예를 들면, 특허 제 2766793호 공보(제 3 내지 6페이지, 도 1) 참조).

특허 제 2766793호 공보의 진공 펌프로 가솔린 증기를 탈착하는 회수 방법에서는, 펌프의 동력 에너지가 매우 크게 되어, 현실적이 아니다.

또한, 대량의 배기 가스를 전량 흡착 처리하기 위해서는, 흡착탑을 크게 하거나, 흡착과 탈착의 전환 시간(Swing Time)을 단축할 것이 필요하지만, 큰 흡착탑을 사용하는 경우에는, 설치 면적의 문제나, 흡착제의 비용의 문제 등이 남아 있다. 또한, 전환 시간을 단축하면 흡착한 가솔린 증기를 충분히 탈착할 수 없거나, 밸브 등의 수명이 짧아지는 등의 문제가 있다.

또한, 가솔린 증기에는 반드시 공기중의 수분이 함유되어 있는데, 종래의 방식에서는, 가솔린 증기와 함께 이 수분도 동시에 흡착되기 때문에, 흡착제의 흡착 성능이 저하하는 문제가 있다.

또한, 급유시에 누출되는 가솔린 증기의 회수에 이용하는 경우는, 급유시 밖에 가솔린 증기는 발생하지 않고, 그 발생 빈도는 날(日) 또는 시간에 따라 다르고 일정하지가 않다. 이와 같은 경우에도, 종래의 장치에서는 일정 간격으로 흡착과 탈착을 전환하고 있기 때문에, 평일의 밤(夜) 등, 거의 급유하지 않는 경우에는 전혀 가솔린 증기가 흘러오지 않아서, 필요량을 흡착하지 않았는데도 탈착한다는 낭비가 발생한다는 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 가솔린 증기중에 함유되는 수분의 영향으로 흡착제가 피독(被毒)되는 것을 방지하고, 또한 소형이며 염가의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치는, 수분 및 가솔린 증기를 제거하는 응축 장치와, 이 응축 장치의 후단의 가스 하류측에 마련한 가솔린 증기의 흡탈착 장치를 구비한 것이다.

또한, 본 발명에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리·회수 방법은, 흡착탑과 탈착탑을 적어도 1탑씩 갖는 흡탈착 장치에 있어서, 이 흡탈착 장치를 냉각하는 수단을 구비하고, 흡착제로서 구멍경 4 내지 100옹스트롬의 실리카겔 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 이용하여 저온에서 흡탈착을 행하고, 또한 흡착탑의 출구 가스의 일부를 탈착탑에 보내어, 탈착시의 가스를 퍼지 가스로서 사용하도록 한 것이다.

본 발명은, 수분 및 가솔린 증기를 제거하는 응축 장치와, 가솔린 증기의 흡탈착 장치를 배설함에 의해, 배기 가스를 극히 클린(가솔린 농도 1vol% 이하)하게 할 수 있고, 게다가 소형이고 염가인 가솔린 증기 회수 장치를 실현할 수 있다. 특 히, 가솔린 증기중에 수분이 함유되어 있는 경우에도, 흡착제가 수분으로 피독될 우려가 없음과 함께, 응축 장치나 흡탈착 장치의 배관 내에서 결빙하는 일이 없기 때문에, 안정한 운전 동작을 실현할 수 있다.

또한, 열매체의 온도를 일정 온도로 제어하고, 응축 장치와 흡탈착 장치의 온도를 제어하도록 함에 의해, 각각의 장치를 개별적으로 제어하는 경우에 비하여, 제어 회로를 단순화할 수 있고, 저비용화를 실현할 수 있다. 또한, 흡착탑의 온도를 흡탈착에 관계없이 일정하게 하고 있기 때문에, 흡착탑을 냉각하는데 필요한 에너지를 저감할 수 있고, 에너지 절약의 가솔린 증기 회수 장치를 실현할 수 있다. 또한, 흡착탑을 냉각하고 있기 때문에, 극히 소량의 흡착제로 대량의 가솔린 증기를 흡착할 수 있고, 흡착제의 사용량도 저감할 수 있다.

또한, 흡착열에 의한 흡착탑 내의 이상한 온도 상승을 억제하여 흡착 장치 내의 온도를 균일화할 수 있고, 흡착 장치의 안전성에 만전을 기할 수 있다는 현저한 효과를 얻을 수 있다.

[제 1 실시형태]

도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도로서, 도 1은 1대의 응축 장치를 마련한 예, 도 2는 제 1의 응축 장치와 제 2의 응축 장치를 마련한 예를 도시한다. 도 3은 도 1, 도 2의 흡탈착탑의 내부 구조를 일부 잘라내어 도시한 사시도, 도 4는 퍼지 가스 유량의 제어 방법을 설명하기 위한 특성도이다.

도 1, 도 2에서, 1은 배기 가스 발생원인 급유 노즐, 8은 급유 노즐(1)로부터 가솔린 증기를 흡입하기 위한 펌프, 6은 응축 장치(도 2에서는 제 1의 응축 장치), 7은 제 2의 응축 장치, 9는 기액 분리기, 5는 액화 가솔린 회수기, 2, 3은 흡탈착 장치인 흡탈착탑, 4는 가스 순환용 블로어(펌프)이다. B1은 급유 노즐(1)의 급유시 이외는 닫혀 있는 밸브, 11은 응축 장치(6) 또는 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)와 흡탈착탑(2, 3)을 접속하는 가솔린 증기 송기관, B11a, B11b는 가솔린 증기 송기관(11)의 도중의 마련된 흡탈착탑(2, 3)의 흡착용 밸브, 12a, 12b는 흡탈착탑(2, 3)의 머리부에 마련된 대기(大氣)에의 배출관, 120a, 120b는 이 배출관(12a, 12b)에 배설된 압력 컨트롤러이다.

또한, 13a, 13b는 퍼지 가스로서 흡착탑(2 또는 3)으로부터 대기로 배출하는 청정한 가스의 일부를 탈착탑(3 또는 2)으로 보내어 사용하기 위한 퍼지 가스 송기관, B13a, B13b는 이 퍼지 가스 송기관(13a, 13b)에 마련된 가스량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러, 14a, 14b는 가스 순환 블로어(4)와 흡탈착탑(2, 3)을 접속하는 탈착 후의 퍼지 가스 송기관, B14a, B14b는 이 퍼지 가스 송기관(14a, 14b)에 마련된 흡탈착탑(2, 3)의 탈착용 밸브이다. R1, R2는 응축 장치(6)를 출입하는 냉매의 입구 및 출구, R3, R4는 제 2의 응축 장치(7)를 출입하는 보다 저온의 냉매의 입구와 출구, R3a, R4a, R3b, R4b는 흡탈착탑(2, 3)을 각각 출입하는 저온의 냉매의 입구와 출구, 41은 가스 순환용 블로어(4)의 배기측에 마련된 압력계이다.

다음에, 도 1의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 동작에 관해 설명한다. 가솔린 스탠드에서 급유를 시작하면, 펌프(8)가 동작하고, 급유 노즐(1)로 부터 누출된 가솔린 증기(상온에서 약 40vol%)를 흡인하고, 예를 들면, 0.3MPa 정도로 가압하여 응축 장치(6)로 송기된다. 응축 장치(6)의 내부는 냉매를 입구(R1)로부터 도입하고 출구(R2)로 유통시킴에 의해, 5℃ 정도로 유지되어 있고, 가솔린 및 가스중에 함유된 수분이 일부 응축되고, 기액(氣液) 분리기(9)를 통하여 기체(가솔린 증기)와 액체(가솔린)로 분리되고, 액체는 응축 장치(6)의 하측에 저장되고, 액화 가솔린 회수기(5)에 액체로서 회수되고, 기체는 응축 장치(6)로부터 배출된다. 가솔린 증기를 응축 장치(6)의 상방부터 도입하여 하방으로 유통함에 의해, 액화한 가솔린이나 수분이 중력과 가스류에 의해 효율적으로 하방으로 흐르게 되고, 이들의 액화물의 회수가 용이해진다.

그런데, 응축 장치(6)의 운전 조건, 0.3MPa, 5℃의 조건에서는 가솔린 증기의 농도는 약 10vol% 정도가 된다. 이 후에 흡탈착탑(2, 3)으로 유도하는 경우와, 도 2에 도시한 바와 같이, 다시 제 2의 응축 장치(7)로 유도하는 경우가 있다. 이 경우는 하기와 같이 된다.

계속해서, 제 1의 응축 장치(6)에서 처리되지 않은 10vol% 정도의 가솔린 증기는 제 2의 응축 장치(7)로 송기되어 처리된다. 제 2의 응축 장치(7)에는 제 1의 응축 장치(6)보다도 저온의 냉매를 입구(R3)로부터 도입하고 출구(R4)를 향하여 유통시킴에 의해, 제 2의 응축 장치(7)는 더욱 낮은 온도, 예를 들면 -10℃ 정도로 설정되어 있다. 제 2의 응축 장치(7)에서도 가솔린 및 수분이 제 1의 응축 장치(6)와 마찬가지로 응축 회수된다. 제 2의 응축 장치(7)에서는 빙점 아래의 온도로 동작하는 경우도 있기 때문에, 경우에 따라서는 제 2의 응축 장치(7) 내에서 발생한 얼음에 의해, 제 2의 응축 장치(7) 내의 가스 통로가 폐색될 우려가 있다. 이 문제를 회피하기 위해, 일정 시간마다 냉매의 유통을 정지하고, 또는 고온의 냉매를 유통하는 등으로, 얼음을 녹이는(디프로스트) 공정을 넣어 두는 것이 유효하다. 또한, 제 2의 응축 장치(7)에서의 압력 손실을 계측할 수 있는 장치(도시 생략)를 배설하여, 압력 손실이 설정치를 초과하면 디프로스트 공정을 넣는 시퀀스를 짜도 좋다. 물론, 제 2의 응축 장치(7)의 결빙 상태를 검지할 수 있는 다른 수단을 이용하여 결빙 상태를 검지하고, 얼음이 발생하면 디프로스트 공정으로 이행하는 시퀀스를 짜도 좋다.

제 1의 응축 장치(7)의 운전 조건, 0.3MPa, -10℃의 조건에서는 가솔린 증기의 농도는 약 5vol% 정도가 된다. 이 가솔린 증기를 흡탈착탑(2, 3)에 통기하여 처리한다. 도 1, 도 2에서는, 2가 흡착탑, 3이 탈착탑으로서 동작하고 있는 경우에 관해 도시하고 있다. 따라서 밸브(B11a)는 개방, 밸브(B11b)는 폐쇄의 상태에 있다. 흡착탑(2)에서 임의의 시간 흡착 처리한 후는 탈착탑으로서 사용한다. 이 경우는 밸브(B11a)는 폐쇄, 밸브(B11b)는 개방의 상태로 사용한다. 또한 가솔린의 탈착이 종료한 시점에서, 재차 흡착탑으로서 이용하고, 이 동작을 시간적으로 반복하여 사용한다. 흡착·탈착의 전환은, 전술한 바와 같이 밸브(B11a, B11b)의 전환으로 컨트롤한다.

가솔린 증기는 송기관(11)을 통과하여 흡착탑(2)으로 송기된다. 흡탈착탑(2, 3)에는 가솔린 증기를 흡착하는 흡착제가 밀봉되어 있다. 가솔린 증기의 흡착제로서는, 실리카겔을 이용하였다. 특히 4 내지 100옹스트롬의 구멍지름을 갖는 실리카 겔 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물이 유효하다. 이 흡착제중을 가솔린 증기가 통과함에 의해 가솔린 성분은 흡착 제거되고, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기로 되어 배출관(12a)을 통하여 대기로 방출된다. 흡착탑(2)은 제 2의 응축 장치(7)를 이용함에 의해 저온의 냉매 또는 다른 방법에 의해 냉각되어 있고, 흡착에서 발생하는 열의 제거와 흡착 용량의 증대를 도모하고 있다. 또한, 흡착탑(2)의 내부의 온도를 낮게 함에 의해, 흡착 용량을 크게 할 수 있다.

그러나, 제 1의 응축 장치(6) 또는 제 1의 응축 장치(7)의 설정 온도보다도 흡착탑(2)의 내부 온도를 낮게 하면, 흡착탑(2) 내에서 물이 응축되기 때문에, 응축 장치(6)만의 경우는 응축 장치(6)와 거의 같은 온도로 설정하는 편이 좋다. 또한, 제 2의 응축 장치(7)가 존재하는 경우는, 제 2의 응축 장치(7)의 설정 온도로 설정하는 편이 좋다. 또한, 대기에의 배출관(12a, 12b)에는 압력을 규정치로 제어하는 압력 컨트롤러(120a, 120b)가 배설되어 있고, 흡착탑(2) 내의 압력을 규정치로 유지하도록 하고 있다. 도 2의 경우는 제 2의 응축 장치(7)의 고압(0.3MPa 정도)의 배기 가스를 이용하여 흡착하기 때문에, 상압으로 흡착하는 것보다 흡착 용량이 대폭적으로 개선된다.

흡탈착탑(2, 3)의 내부 구조는, 도 3에 도시한 바와 같이, 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트 또는 이들의 혼합물에의 열전달을 고려하여, 핀 튜브 열교환기(알루미늄 핀으로 전열관에 냉매를 흐르게 한다)(22)를 배치하고, 알루미늄 핀의 사이에 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트 또는 이들의 혼합물을 채워넣는 동시에, 상하로 정류판(23)을 마련하여 가스의 흐름을 좋게 하고 있다. 이 경우, 가솔 린 증기가 알루미늄 핀의 사이만으로 흘러, 효율적으로 흡착할 수 있도록 핀 튜브 열교환기(22)의 벤트 부분에 불소계의 충전재를 채우거나 하는 것이 유효하다. 또한, 벤트 부분의 공간으로 가솔린 증기가 흐르지 않도록 벤트 부분의 공간을 밀봉하도록 뚜껑을 하게 하여도 좋다. 그리고, 24는 케이스, 25a, 25b는 상하의 플랜지, 26a, 26b는 실리카겔(21)의 유출 방지 네트이다.

흡탈착탑(2, 3)의 전단에 응축 장치(6) 또는 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)를 마련하지 않는 경우는, 가솔린 증기중에 함유되는 수분이 흡착제에 흡착되고, 가솔린 증기의 흡착 성능이 떨어져서 필요 이상의 양의 흡착제가 필요하게 된다. 또한, 흡착탑(2)의 온도를 빙점 아래로 내린 경우에는, 흡착제 표면에 수분이 결로하여 가스가 막히는 등 큰 트러블이 발생하는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3)의 전단에 응축 장치(6) 또는 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)를 마련하였기 때문에, 가솔린 증기와 함께 수분도 제거됨으로, 흡탈착탑(2, 3)에 있어서의 수분의 악영향을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 흡탈착탑(2, 3)에서 처리하는 가솔린 양을 대폭적으로 저감할 수 있어, 흡탈착탑을 작게, 염가로 제작할 수 있다.

본 실시형태에서, 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)를 마련한 경우는, 급유 노즐(1)로부터 회수한 고농도(40vol%)의 가솔린을 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)에서 5vol%까지 저감할 수 있기 때문에, 흡탈착탑(2, 3)에서 처리하는 가솔린 양은 전(全) 흡인량에 대해 12.5%(= 5%/40%)로 저감할 수 있다. 즉, 흡탈착탑(2, 3)의 전단에 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)를 마련함에 의해, 흡탈착탑(2, 3)의 용적을 대략 1/10로 할 수 있다. 또한, 도 1과 같이 응축 장치(6)만의 경우는 10vol%까지 저감 할 수 있어, 흡탈착탑(2, 3)에서 처리하는 가솔린 양은 전 흡인량에 대해 25%(= 10%/40%)로 저감할 수 있다. 이 경우는 흡탈착탑(2, 3)의 용적을 대략 1/4로 할 수 있다.

다음에, 탈착 프로세스에 관해 설명한다. 흡착제에 흡착한 가솔린을 탈착하는 경우에는, 가스 순환용 블로어(4)에 의해 탈착탑(3)으로부터 탈착 후의 퍼지 가스 송기관(14a)을 통과하여 가스를 흡인하여 흡착제로부터 가솔린을 탈착한다. 이때 밸브(B14a)는 개방, 밸브(B14b)는 폐쇄로 하여 둔다. 흡착시에는 흡착탑은 0.3MPa의 고압 상태에서 동작하고 있지만, 탈착시에는 가스 순환용 블로어(4)에 의해 대기압 이하로 감압되기 때문에, 이 압력차에 의해 흡착제에 흡착한 가솔린이 탈착된다. 탈착한 가솔린 증기는, 도 1의 경우는 응축 장치(6)로 되돌아와, 가솔린분을 재차 응축 회수한 후, 재차 흡탈착탑(2, 3)으로 되돌려진다. 이 조작을 반복하는 동안에, 전량의 가솔린이 응축 장치(6)에서 응축 회수된다. 도 2의 경우에는 제 2의 응축 장치(7)로 되돌아와, 가솔린분을 재차 응축 회수한 후, 재차 흡탈착탑(2, 3)으로 되돌려진다. 이 조작을 반복하는 동안에, 전량의 가솔린이 제 2의 응축 장치(7)에서 응축 회수된다.

가스 순환용 블로어(4)의 흡인에 의한 압력차를 이용하는 탈착 방법 만이라면, 그 효율이 그다지 높지 않기 때문에, 퍼지 가스를 외부로부터 도입한 것이 유효하다. 본 실시형태에서는, 이 퍼지 가스로서 흡착탑(2)으로부터 대기로 배출하는 청정한 가스의 일부를 배출관(12a), 퍼지 가스 송기관(13a)에 의해 탈착탑(3)으로 보내어 사용하고 있다. B13a, B13b는 통과하는 가스 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러로서, 이 경우, 매스 플로우 컨트롤러(B13a)는 개방 상태로서 규정량의 가스를 유통할 수 있는 상태이고, 매스 플로우 컨트롤러(B13b)는 폐쇄로 되어 있어서 가스는 흐르지 않게 되어 있다. 또한, 일정한 가스 유량으로 설정하고 있는 경우는 정류량 밸브라도 좋다.

또한, 탈착 시험을 행한 결과, 퍼지 가스 유량을 15 내지 25L/min로 한 경우, 흡착탑 내의 압력을 100 내지 300Torr로 함에 의해, 가솔린 증기를 효율적으로 탈착할 수 있는 것을 알 수 있었다.

도 4(a)에 도시한 바와 같이, 가솔린 증기의 탈착시에 퍼지 가스 유량은 일정하게 되도록 제어하여도 좋지만, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 시간과 함께 퍼지 가스 유량을 가변(可變)하면 보다 효과가 있다. 즉, 탈착 시간과 함께 퍼지 가스 유량을 증대하는 것이 유효하다. 탈착 시작 직후는 가솔린 증기량도 많기 때문, 대량의 퍼지 가스는 필요하지 않지만, 시간과 함께 탈착하는 가솔린 양은 저하되기 때문에, 흡인 가스 양도 저하된다. 이 때문에, 퍼지 가스 유량을 증대하여, 흡인 가스량의 저하를 방지하는 것이 유효하다. 계(系) 내에 불필요한 가스를 송입(送入)하는 것은 가스 순환용 블로어(4)의 동력 등의 에너지 손실로 되기 때문에, 퍼지 가스 유량은 필요 최소한으로 억제하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3)의 전단의 응축 장치(6) 또는 제 1, 제 2의 응축 장치(6, 7)로 가스중의 수분량을 충분히 낮게 하고 있기 때문에, 퍼지 가스에 함유되는 수분이 탈착탑(3) 내의 흡착제에 악영향을 주는 일은 거의 없다.

또한, 본 실시형태에서는, 가솔린 증기의 탈착시의 온도를 흡착시의 설정 온 도로 변경하지 않고, 압력 변화와 퍼지 가스량에 의한 치환으로 탈착하도록 하고 있지만, 더욱 탈착 효율을 개선하기 위해, 탈착시에는 탈착탑(3)에 입구(R3b)로부터 출구(R4b)로 흐르는 냉매의 유통을 일시적으로 정지하고, 탈착탑(3) 내의 온도를 실온에 가깝게 하여도 좋다. 흡착시의 온도보다도 탈착시의 온도를 높게 함으로써, 보다 효율적인 탈착을 실현할 수 있다. 탈착이 종료되고, 흡착 과정으로 이전하는 초기에는 흡착탑의 온도는 높고, 흡착 성능은 낮지만, 흡착제에는 전혀 가솔린이 남아 있지 않아 가솔린이 누출될 우려는 없다. 시간의 경과와 함께 가솔린의 흡착량은 증가하지만, 동시에 흡착탑의 온도도 저하하고, 흡착제의 흡착 성능은 개선되어 가기 때문에, 탈착으로부터 흡착 과정으로 이전될 때에 급속한 탑의 냉각은 필요없다. 물론 탈착시에 탈착탑(3)을 강제적으로 가열함으로써, 보다 탈착 성능을 개선하는 것도 가능하다. 다만, 온도를 흔들므로써 냉동기 및 히터의 소비 에너지가 증대하여, 에너지적으로는 흡탈착시의 온도를 일정하게 하는 방식에 비하여 뒤떨어진다.

가솔린 스탠드에서, 급유는 부정기적으로 행하여진다. 이 때문에, 도 2의 경우는 전력 사용량 삭감의 관점에서, 급유시의 한정된 시간만 펌프(8)를 작동하여, 급유 노즐(1)로부터 누출되는 가솔린 증기를 회수한다. 따라서 펌프(8)와 제 1의 응축 장치(6)는 간헐적인 운전으로 된다. 한편 가스 순환용 블로어(4)에 의한 폐쇄(閉) 루프 회로, 즉 제 2의 응축 장치(7), 흡탈착탑(2, 3)을 포함하는 계는 연속적으로 운전하는 구성을 채택하고 있다. 이 폐쇄 루프 회로 내에서 가스를 순환할 때에, 가솔린의 급유 노즐(1)로부터 대기를 흡입할 위험이 있기 때문에, 가스 순환용 블로어(4)의 바로 앞에 밸브(B4)를 삽입하여 두고, 펌프(8)가 정지하고 있는 때는, 밸브(B4)를 폐쇄하고, 펌프(8)가 가동하고 있는 때는 밸브(B4)를 개방하도록 하여 두면 유효하다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 흡착탑(2) 내의 압력을 항상 일정하게 유지하는 것이 용이하고, 시스템의 안정한 동작이 용이해진다.

그런데, 평일의 야간 등, 급유가 거의 행하여지지 않는 경우에는, 상기 폐쇄 회로중에 새로운 가스가 공급되지 않기 때문에, 압력 컨트롤러(120a, 120b)가 배설되어 있지 않으면 점차로 가스 압력이 저하하여 가는 경우가 있다. 이 경우, 흡착탑(2)의 이 압력 저하에 의해 흡착제에 흡착한 가솔린이, 탈착하여 대기중으로 방출될 우려가 있다. 또한 과도적으로 폐쇄 회로중의 일부의 압력이 안전 기준 이상으로 상승하여, 인화의 위험을 수반할 우려가 있다. 이 때문에, 도 2의 경우에는, 가스 순환용 블로어(4)의 배기측에 압력계(41)를 배설하여 두고, 규정의 압력 범위를 초과한 경우에는 자동적으로 가스 순환용 블로어(4)를 정지하는 안전 대책이 시행되어 있다.

[제 2 실시형태]

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

본 실시형태의 제 1 실시형태과의 차이는, 탈착탑(3)으로부터 탈착한 가솔린 증기를 펌프(8)를 이용하여 제 1의 응축 장치(6)로 반송하는 점이다. 본 실시형태에서는, 도 1에서 이용한 가스 순환용 블로어(4)는 불필요하게 된다. 그러나, 급유시에만 펌프(8)를 간헐 동작하면, 펌프(8)의 동작 상황에 의해 흡탈착탑(2, 3)의 압력이 변화하고, 흡착의 제어를 행하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 이와 같은 경우는, 급유 노즐(1)과 펌프(8)의 사이에 밸브(B8)를 삽입하고, 펌프(8)는 항상 운전하고, 급유하고 있는 때만 이 밸브(B8)를 개방으로 함으로써 안정하게 시스템을 가동할 수 있다.

[제 3 실시형태]

도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

상기 제 1 실시형태에서는, 가솔린 증기의 탈착시에 퍼지 가스로서 흡착탑(2)의 출구 가스의 일부를 이용하였지만, 본 실시형태에서는, 온도가 높은 외기를 퍼지 가스로서 이용함에 의해, 탈착 효율을 보다 개선한 것이다. 외기의 도입구인 퍼지 가스 송기관(13a, 13b)에 밸브(B15a, B15b)를 배설하고, 이들 밸브(B15a, B15b)의 개폐에 의해 퍼지 가스량을 제어하면 좋다. 물론 전술한 바와 같이, 가솔린 증기의 탈착시에 일정량의 퍼지 가스를 공급하여도 좋고, 시간적으로 공급 가스량을 가변하여도 좋다. 퍼지 가스로서 외기를 이용하는 경우, 외기중에 함유되는 수분이 탈착탑(3) 내의 흡착제에 흡수될 가능성도 있기 때문에, 습도가 높지 않은 상황에서 사용하거나, 제습하고 나서 사용하는 등의 고안이 유효한 경우도 있다.

[제 4 실시형태]

도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

본 실시형태는, 퍼지 가스를 이용하지 않고 가솔린 증기를 탈착하도록 한 것 이나, 이와 같이 하여도 탈착 효율은 떨어지지만, 시스템으로서는 간단하게 되고 유리한 경우도 있다. 특히 퍼지 가스를 이용하지 않는 경우는, 흡착 조건을 보다 저온, 고압으로 하고, 탈착 조건을 고온, 저압으로 함에 의해 흡탈착시의 압력차, 온도차를 크게 설정할 것이 필요하다.

[제 5 실시형태]

도 8은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

본 실시형태는, 탈착탑(3)에 냉매 대신에 입구(R5)로부터 출구(R6)로 핫 가스를 흐르게 하여 탈착탑(3) 내의 온도를 실온 이상으로 올려서 탈착 효율을 향상하도록 한 것이다.

[제 6 실시형태]

도 9는 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

본 실시형태는, 퍼지 가스 송기관(13a, 13b)에 히터(H1a, H1b)를 배설하여 퍼지 가스를 가온함에 의해 탈착성능을 향상하도록 한 것이다.

[제 7 실시형태]

도 10은 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

본 실시형태와 제 1 실시형태과의 차이는, 냉동기(201)를 이용하여 온도 매체(브라인액 등)를 냉각하고, 그 온도 매체를 액체 순환 펌프(202)에 의해 응축 장 치(6) 및 흡탈착탑(2, 3)에 공급하도록 하는 점이다. 즉, 열교환기(203)를 마련한 온도 매체조(媒體槽)(204)에 축적된 온도 매체를, 냉동기(201)로부터 열교환기(203)에 냉매를 흐르게 함으로써 냉각되고, 냉각한 온도 매체를 액체 순환 펌프(202)에 의해, 응축 장치(6) 및 흡탈착탑(2, 3)에 공급하도록 한 것이다. 또한, 온도 매체의 온도 제어는, 온도 매체조(204) 내의 온도 매체의 온도를 측정하고, 냉동기(201)의 운전을 제어함에 의해 실시하고 있다. 또한, 도 10에서는, 응축 장치(6)를 온도 매체조(204) 내에 배치하고, 액체 순환 펌프(202)에 의해 흡탈착탑(2, 3)에 공급하도록 한 예를 도시하고 있다.

도면에서, 1은 배기 가스 발생원인 급유 노즐, 8은 급유 노즐(1)로부터 가솔린 증기를 흡입하기 위한 펌프, 6은 응축 장치, 9는 기액 분리기, 5는 액화 가솔린 회수기, 2, 3은 흡탈착탑, 4는 가스 순환용 블로어, B1은 급유 노즐(1)의 급유시 이외는 닫혀 있는 밸브, 11은 응축 장치(6)와 흡탈착탑(2, 3)을 접속하는 가솔린 증기 송기관, B11a, B11b는 가솔린 증기 송기관(11)의 도중에 마련된 흡탈착탑(2, 3)의 흡착용 밸브이다. 120은 흡탈착탑(2, 3)의 압력을 조정하는 압력 컨트롤러, 12a, 12b는 흡탈착탑과 압력 컨트롤러(120)를 접속하는 배출관, B12a, B12b는 이 배출관(12a, 12b)의 도중에 마련된 흡탈착탑(2, 3)의 배기용 밸브, 13a, 13b는 퍼지 가스로서 흡착탑(2 또는 3)으로부터 대기로 배출하는 청정한 가스의 일부를 탈착탑(3 또는 2)에 보내어 사용하기 위한 퍼지 가스 송기관, B13a, B13b는 이 퍼지용 가스 송기관(13a, 13b)에 마련된 가스량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러이다.

14a, 14b는 가스 순환 블로어(4)와 흡탈착탑(2, 3)을 접속하는 탈착 후의 퍼 지 가스 송기관, B14, B14b는 이 퍼지 가스 송기관(14a, 14b)에 마련된 흡탈착탑(2, 3)의 탈착용 밸브, 201은 응축 장치(6) 및 흡탈착탑(2, 3)을 냉각하는 냉동기, 202는 냉동기(201)에 의해 냉각된 온도 매체를 흡착탑(2, 3)에 공급하는 액체 순환 펌프, 203은 냉동기(201)로부터 공급되는 냉매의 열을 온도 매체에 전하는 열교환기, 204는 열교환기(203)에 의해 냉각된 온도 매체가 충전되어 있는 온도 매체조이다.

우선, 장치의 구성에 관해 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 레이아웃을 도시한 것이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 냉동기(201)만을 에어 갭(301)의 상방에 두도록 하고 있다. 즉, 냉동기(201)는 가솔린 증기와 직접 접촉하는 일이 없기 때문에, 에어 갭(301)의 상방에 두게 되어 있다. 이로써, 냉동기(201)는 가연성 증기 체류 장소의 범위 외에 설치되게 되고, 가연성 증기가 냉동기(201)에 의해 착화하는 일이 없는 안전성이 높은 배치로 되어 있다. 한편, 그 밖의 기기, 즉, 펌프(8), 응축 장치(6), 기액 분리기(9), 흡탈착탑(2, 3), 가스 순환 블로어(4), 밸브(B11a, B11b, B12a, B12b, B14a, B14b), 매스 플로우 컨트롤러(B13a, B13b), 및 압력 컨트롤러(120)(이들의 일부는 도시 생략)는, 가솔린 증기와 접촉하기 때문에, 가연성 증기 체류 장소에 설치하고 있다. 또한, 가연성 증기 체류 장소에 설치하고 있는 전기기기에 관해서는, 안전성을 확보하기 위해 방폭(防爆) 구조로 하고 있다.

또한, 액체 순환 펌프(202) 및 온도 매체조(204)는, 가솔린 증기와 비접촉이므로, 통상은 에어 갭(301)의 상방에 놓여지는 것이 당연하다. 그러나, 액체 순환 펌프(202)를 에어 갭(301)의 상방에 두는 것은, 액체 순환 펌프(202)가 온도 매체를 공급하는 흡탈착탑(2, 3)보다도 높은 위치에 두게 되어, 액체 순환 펌프(202)에 공기의 말려들어감을 발생시켜, 흡탈착탑(2, 3)이 냉각될 수 없다는 문제를 일으킬 우려가 있다. 따라서 방폭 구조로 한 액체 순환 펌프(202)와, 온도 매체조(204)를 가연성 증기 체류 장소에 두는 것이 유효하다. 또한, 온도 매체조(204)에 포함되어 있는 온도 매체의 함유량을 알 수 있도록 하여 두는 것이 필요하다. 즉, 액면계나 수위 표시 파이프 등(도시 생략)을 설치함에 의해, 온도 매체의 함유량을 모니터링하면 장치의 냉각 능력의 저하 등을 알 수 있어, 보다 안전한 회수 장치를 제공할 수 있다.

다음에, 동작에 관해 설명한다. 가솔린 스탠드에서 급유를 시작하면, 펌프(8)가 동작하고, 급유 노즐(1)로부터 누출된 가솔린 증기(상온에서 약 40vol%)를 흡입하고, 예를 들면, 0.3MPa 정도로 가압하여 응축 장치(6)로 송기된다. 온도 매체조(204) 내에 구비된 응축 장치(6)는, 냉동기(201)로부터 냉매가 온도 매체조(204) 내의 열교환기(203)에 공급되면, 온도 매체를 통하여 간접적으로 냉각된다. 통상, 응축 장치(6) 내부는 0℃부터 5℃ 정도로 유지되어 있고, 가솔린 및 가스중에 함유된 수분이 일부 응축되고, 기액 분리기(9)를 통하여 기체(가솔린 증기)와 액체(가솔린)로 분리된다. 액체는 응축 장치(6)의 하측에 저장되고, 액화 가솔린 회수기(5)에 액체로서 회수되고, 기체는 응축 장치(6)로부터 배출된다. 가솔린 증기를 응축 장치(6)의 상방으로부터 도입하여 하방으로 유통함에 의해, 액화한 가솔린이나 수분이 중력과 가스류에 의해 효율적으로 하방으로 흐르게 되고, 이들의 액 화물의 회수가 용이해진다.

그런데, 응축 장치(6)의 운전 조건인, 압력 0.3MPa, 냉각 온도 5℃, 가스 유량 601/min의 조건에서는, 가솔린 증기의 농도는 10vol% 정도가 된다. 또한, 가솔린 증기의 포화 농도 선도(線圖)로부터 알 수 있는 바와 같이, 압력 0.3MPa, 온도 5℃에서는 포화 가솔린 증기 농도는 약 10vol%이고, 이 조건에서는 가솔린 증기 농도가 이론적으로 10vol% 이하로 되는 일은 없다. 또한, 온도를 내림에 의해 응축 장치(6)의 출구에서의 가솔린 증기 농도를 저감할 수는 있다. 그러나, 설정 온도를 빙점 이하로 하면, 가스중에 함유되는 물이 응축 장치(6)에서 결빙하여, 배관 막힘의 문제가 발생하기 때문에, 응축 장치(6)의 설정 온도는 0℃부터 5℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

계속해서, 응축 장치(6)에서 처리되지 않은 10vol% 정도의 가솔린 증기는 흡탈착탑(2, 3)으로 송기되어 처리된다. 도 10에서는, 2가 흡착탑, 3이 탈착탑으로서 동작하고 있는 경우에 관해 도시하고 있다. 따라서 밸브(B11a)는 개방(검은 칠), 밸브(B11b)(속을 백색으로 함)는 폐쇄의 상태에 있다. 흡착탑(2)에서 임의의 시간 흡착 처리한 후는 탈착탑으로서 사용한다. 이 경우는 밸브(B11a)가 폐쇄, 밸브(B11b)가 개방의 상태로 사용한다. 또한 가솔린의 탈착이 종료된 시점에서, 재차 흡착탑으로서 이용하고, 이 동작을 시간적으로 반복하여 사용한다. 흡착·탈착의 전환은, 전술한 바와 같이 밸브(B11a, B11b)의 전환으로 컨트롤한다.

가솔린 증기는 송기관(11)을 통과하여 흡착탑(2)으로 송기된다. 흡탈착탑(2, 3)에는 가솔린 증기를 흡착하는 흡착제가 밀봉되어 있다. 가솔린 증기의 흡착제로 서는, 실리카겔을 이용하였다. 특히 4 내지 100옹스트롬의 구멍지름을 갖는 실리카겔 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물이 유효하다. 이 흡착제중을 가솔린 증기가 통과함에 의해 가솔린 성분은 흡착 제거되고, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기로 되어 배출관(12a)을 통하여 대기로 방출된다. 또한, 대기에의 배출관(12a, 12b)의 하류측에는 압력을 규정치로 제어하는 압력 컨트롤러(120)가 배설되어 있고, 흡착탑(2) 내의 압력을 규정치로 유지하도록 하고 있다. 본 실시형태에서는, 응축 장치(6)의 고압(0.3MPa 정도)의 배기 가스를 이용하여 흡착하기 때문에, 상압으로 흡착하는 것보다 흡착 용량이 대폭적으로 개선된다.

흡탈착탑(2, 3)은, 가솔린 증기의 흡탈착의 역할에 관계없이, 항상 액체 순환 펌프(202)에 의해 공급되는 온도 매체에 의해, 일정한 온도로 냉각되어 있다. 즉, 응축 장치(6) 및 흡탈착탑(2, 3)의 냉각 계통은 설정 온도로 유지되도록 항상 운전 제어되어 있다. 이것은, 흡탈착탑(2, 3)에 충전되어 있는 실리카겔(21)은 핀 튜브 열교환기(22)로부터의 열전달에 의해 냉각되기 때문에, 어느 정도의 냉각 시간이 필요 불가결하고, 순식간에 운전에 대응할 수 없기 때문이다. 또한, 단시간에 냉각할 수 있도록 냉각 능력이 큰 냉동기(201)를 구비하는 것은, 설비 비용에 나쁜 영향을 주고, 염가의 가솔린 회수 장치를 착공할 수 없게 되기 때문이다. 또한, 흡착탑(2) 내부의 온도를 낮게 함에 의해, 흡착 용량을 크게 하여, 실리카겔(21)의 사용량을 저감할 수는 있다. 그러나, 응축 장치(6)의 설정 온도보다도 흡착탑(2)의 내부 온도를 낮게 하면, 흡착탑(2) 내에서 물이 응축되고, 또한 빙점 아래의 경우는 결빙하기 때문에, 응축 장치(6)와 거의 같은 온도로 설정하는 편이 좋다.

이상의 것으로, 응축 장치(6) 및 흡탈착탑(2, 3)의 냉각 계통은 설정 온도로 유지되도록, 또한, 응축 장치(6) 및 흡탈착탑(2, 3)의 압력 계통은 설정 압력으로 유지되도록, 항상 운전 제어함에 의해 효율적인 가솔린 회수를 행할 수 있다.

흡탈착탑(2, 3)의 외부 구조는, 도 12(a)에 도시한 바와 같이, 원통 구조로 하고 있다. 이와 같은 구조로 함에 의해, 벽면에 가해지는 압력을 균일화하는 것이 가능해지고, 흡탈착탑(2, 3) 내의 압력이 0.3MPa 정도가 되어도, 안전성이 높은, 즉 형상 변형 등을 하는 일이 없는 흡탈착탑(2, 3)을 실현할 수 있다. 또한, 흡탈착탑(2, 3)의 내부 구조는, 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트에의 열전달을 고려하여, 핀 튜브 열교환기(알루미늄 핀으로 전열관에 온도 매체를 흐르게 한다)(22)를 배치하고, 알루미늄 핀의 사이에 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트를 채워넣는 동시에, 상하로 실리카겔 유출 방지 네트(24)를 마련하고, 실리카겔(21)이 배관에 유출되는 것을 방지함과 함께, 가스의 흐름을 좋게 하고 있다. 이 경우, 실리카겔(21)에의 가솔린 증기의 흡착을 균일화하기 위해, 흡탈착탑(2, 3)에 균일하게 가솔린 증기가 흐르도록, 펀칭 메탈 등으로 만들어진 정류판(23)을 설치하도록 하여도 좋다. 핀 튜브 열교환기(22)의 핀의 방향은, 가솔린 증기가 흐를 때의 압손(壓損)이 되지 않도록, 가솔린 증기의 흐름 방향과 평행하게 되도록 세트하는 것이 바람직하다. 즉, 도 12(a)의 케이스에서는, 아래로부터 위를 향하여 가솔린 증기는 흐르기 때문에, 가로 방향으로 적층하도록 하고 있다. 또한, 외벽 부근에 충전되어 있는 실리카겔(21)을 효율 좋게 냉각하기 위해, 핀 튜브 열교환기(22)와 외벽과의 사이에 간격이 생기지 않도록 할 필요가 있다.

이 경우, 도 12(b)에 도시한 바와 같이, 벤트가 있는 측에 관해서는 벤트 부분에 접촉하는 격자 형상이나 판 형상의 금속(전열 특성에 우수한 알루미늄이나 구리가 최적)을 마련하고, 벤트가 없는 측에 관해서는 핀 튜브 열교환기(22)의 핀 그 자체의 길이를 길게 함에 의해, 외벽과 핀 튜브 열교환기(22)의 사이의 간극을 없애도록 하는 것이 유효하다. 또한, 외벽과 핀 튜브 열교환기(22)의 사이의 간극 부분을 없애도록, 금속봉이나 핀 부착 파이프 등을 삽입하도록 하여도 좋다. 또한, 핀 튜브 열교환기(22)의 전열관에 온도 매체가 흐르는 경우, 전열관에 들어가기 전에 온도 매체가 흐르는 배관을 분기하고, 핀 튜브 열교환기(22)를 복수의 블록으로 나누어, 병렬로 온도 매체를 흐르도록 하는 편이 좋다. 이로써, 온도 매체가 흐르는 배관의 압력 손실을 저감할 수 있고, 온도 매체를 흡탈착탑(2, 3)에 공급하는 액체 순환 펌프(202)의 용량을 저감할 수 있다.

또한, 이 케이스에서는, 아래로부터 위를 향하여 가솔린 증기가 흐르기 때문에, 핀 튜브 열교환기(22)와 하부의 실리카겔 유출 방지 네트(24)를 접하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 실리카겔 유출 방지 네트(24)와 핀 튜브 열교환기(22)의 사이에 공간, 즉, 실리카겔(21)만이 충전되어 있는 공간을 없앨 수 있고, 흡착시에 실리카겔(21)의 냉각을 충분히 실시할 수 있다. 이 결과, 가장 높은 가솔린 농도의 가솔린 증기가 들어오는 부분에 존재한 실리카겔(21)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 안전한 흡탈착탑(2, 3)을 제공할 수 있다. 또한, 위로부터 아래로 가솔린 증기가 흐르는 경우는, 상부의 실리카겔 유출 방지 네트(24)와 핀 튜브 열교환기(22)를 접하는 것은 말할 필요도 없다.

흡탈착탑(2, 3)의 전단에 응축 장치(6)를 마련하지 않는 경우는, 흡탈착탑(2, 3)에 고농도의 가솔린 증기가 유입되어 옴과 함께, 가솔린 증기중에 함유된 수분이 흡착제에 흡착되고, 가솔린 증기의 흡착 성능이 떨어지고, 필요 이상의 양의 흡착제가 필요하게 된다. 또한, 흡착탑(2)의 온도를 빙점 아래로 내린 경우에는, 흡착제 표면에 수분이 결로하여 가스가 막히는 등 큰 트러블이 발생하는 일이 있다.

본 실시형태는, 흡탈착탑(2, 3)의 전단에 응축 장치(6)를 마련하고 있기 때문에, 가솔린 증기와 함께 수분도 제거됨으로, 흡탈착탑(2, 3)에 있어서의 수분의 악영향을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 흡탈착탑(2, 3)에서 처리하는 가솔린 양을 대폭적으로 저감할 수 있어, 흡탈착탑(2, 3)을 작게, 염가로 제작할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 급유 노즐(1)로부터 회수한 고농도(40vol%)의 가솔린을 응축 장치(6)에서 10vol%까지 저감할 수 있어, 흡탈착탑(2, 3)에서 처리하는 가솔린 양은 전 흡인량에 대해 25%(= 10%/40%)로 저감할 수 있다. 즉, 흡탈착탑(2, 3)의 전단에 응축 장치(6)를 마련함에 의해, 흡탈착탑(2, 3)의 용적을 대략 1/4로 할 수 있다.

다음에, 가솔린 증기의 탈착 프로세스에 관해 설명한다. 흡착제에 흡착한 가솔린을 탈착하는 경우에는, 가스 순환용 블로어(4)에 의해 퍼지 가스 송기관(14a)을 통하여 탈착탑(3)으로부터 가스를 흡인하여 흡착제로부터 가솔린을 탈착한다. 이때 밸브(B14a)는 개방, 밸브(B14b)는 폐쇄로 하여 둔다. 흡착시에는 흡착탑은 0.3MPa의 고압 상태에서 동작하고 있지만, 탈착시에는 가스 순환용 블로어(4)에 의 해 대기 압 이하로 감압되기 때문에, 이 압력차에 의해 흡착제에 흡착한 가솔린이 탈착된다. 탈착한 가솔린 증기는 도 10에서는 응축 장치(6)로 되돌아와, 가솔린분을 재차 응축 회수한 후, 재차 흡착탑(2)으로 되돌려진다. 이 조작을 반복하는 동안에, 전량의 가솔린이 응축 장치(6)에서 응축 회수된다. 또한, 탈착시에는, 탈착탑(3) 내부의 온도를 높게 함에 의해, 탈착 속도를 빠르게 할 수는 있지만, 온도를 흔들림에 의해, 냉동기 및 히터에 있어서 소비 에너지가 증대함과 함께, 흡탈착탑(2, 3)의 전환을 단시간에 행할 수 없는 등의 문제가 있어, 탈착시에 온도를 높히지 않고, 흡착시와 같은 온도로 탈착을 행하는 것이 유효하다.

또한, 탈착시의 탈착탑(3)으로부터의 가솔린 증기의 배출구는, 흡착시의 흡착탑(2)으로의 가솔린 증기의 공급구와 흡탈착탑(2, 3)의 동일 부분에 마련하도록 하고 있다. 흡착탑(2) 출구의 가솔린 증기 농도를 1vol% 이하가 되도록 흡착탑(2)을 운용하고 있기 때문에, 흡착시에는 흡착탑(2)의 가솔린 증기 흡입구의 부근에서는 고밀도로 가솔린 증기가 흡착하고, 흡착탑(2)의 가솔린 증기 배출구의 부근에서는 가솔린 증기가 그다지 흡착하지 않는 상태로 되어 있다. 탈착시에 탈착탑(3)으로부터 배출하는 가솔린 증기를 응축 장치(6)에서 효율적으로 회수하는데는, 가솔린 증기 농도를 가능한 한 높게 할 필요가 있다. 따라서 고밀도로 흡착하고 있는 부분부터 가솔린 증기를 배출하는 편이 고농도의 가솔린 증기를 배출할 수 있기 때문에, 가솔린 증기가 고밀도로 흡착하고 있는 부분, 즉, 흡착탑(2)의 가솔린 증기 흡인구의 부근부터, 탈착시에 가솔린 증기를 배출하도록 한 편이 좋다.

가스 순환용 블로어(4)의 흡인에 의한 압력차를 이용한 탈착 방법만으로는, 그 효율이 그다지 높지 않기 때문에, 퍼지 가스를 외부로부터 도입하는 것이 유효하다. 본 실시형태에서는, 이 퍼지 가스로서 흡착탑(2)으로부터 대기로 배출하는 청정한 가스의 일부를 배출관(12a), 퍼지 가스 송기관(13a)에 의해 탈착탑(3)으로 보내어 사용하고 있다. B13a, B13b는 통과하는 가스 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러로서, 이 경우, 매스 플로우 컨트롤러(B13a)는 개방 상태로 규정량의 가스를 유통될 수 있는 상태이고, 매스 플로우 컨트롤러(B13b)는 폐쇄로 되어 있어서 가스는 흐르지 않게 되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 전단의 응축 장치(6)에서 가스중의 수분량을 충분히 낮게 하고 있기 때문에, 퍼지 가스에 함유되는 수분이 탈착탑(3) 내의 흡착제에 악영향을 주는 일은 거의 없다.

도 13(a)에 도시한 바와 같이, 탈착시에 퍼지 가스 유량이 일정하게 되도록 제어하여도 좋다. 그러나, 탈착한 가솔린 증기를 응축 장치(6)로 되돌려서 액화 회수하는데는, 가능한 한 고농도의 가솔린 증기를 탈착탑(3)으로부터 배출하도록 한 편이 좋은 것은 주지의 사실이다. 또한, 계 내에 불필요한 가스를 보내 넣는 것은 가스 순환용 블로어(4)의 동력 등의 에너지 손실로 되기 때문에, 퍼지 가스량은 필요 최소한으로 억제하는 것이 유효하다. 따라서 도 13(b)에 도시한 바와 같이, 탈착 시작 후, 어떤 시간 경과한 후에 퍼지 가스를 도입하는 것이 유효하다. 즉, 탈착 시작 직후는 가솔린 증기량도 많기 때문에, 퍼지 가스는 필요하지 않지만, 시간과 함께 탈착하는 가솔린 양은 저하하기 때문에, 흡인 가스량도 저하한다. 이 때문에, 탈착 시작으로부터 일정 시간 경과후에 퍼지 가스를 도입하여, 흡인 가스량의 저하를 방지하는 것이 유효하다.

퍼지 가스의 도입의 타이밍으로서는, 타이머 등을 이용하여 탈착부터 일정 시간 경과한 후에 퍼지 가스를 도입하는 방식(타이머 방식), 탈착탑(3)의 내부 압력이 설정치에 도달한 때에 퍼지 가스를 도입하는 방식(압력 계측 방식), 탈착탑(3)으로부터 배출되는 가솔린 증기의 가스량이 설정치에 도달한 때에 퍼지 가스를 도입하는 방식(가스량 계측 방식)이 고려된다. 타이머 방식은 초기비용에서는 가장 유리하지만, 흡탈착탑(2, 3)에 흡착하여 있는 가솔린의 양에 의해, 퍼지 가스가 도입되는 타이밍이 빗나가고, 퍼지 가스 도입의 유효성이 경감될 우려가 있다. 즉, 흡착량이 많으면, 탈착탑(3)에 가솔린 증기가 충분히 있는 때에 퍼지 가스가 도입되는 것으로 되어, 탈착탑(3)으로부터 배출되는 가솔린 증기 농도가 저하한다. 역으로 흡착량이 적으면, 탈착탑(3)으로부터 배출된 가솔린 증기 가스량이 적은 시간대가 증가하게 되고, 탈착탑(3)으로부터 효율적으로 가솔린 증기를 배출할 수가 없게 된다. 압력 계측 방식 및 가스량 계측 방식은, 전술한 타이머 방식의 문제점을 해소할 수 있고, 효율적인 탈착을 실현할 수 있다. 또한, 본 가솔린 회수 장치에서는, 안전상, 가솔린 증기가 흐르는 배관계에 압력계를 붙이는 것이 불가결하다. 따라서 압력계측 방식은 그들의 압력계와 겸용할 수 있기 때문에, 3개의 방식중에서 가장 유효하다고 생각된다.

도 14는, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 가솔린 증기를 20NL/min으로 배출한 경우의 흡탈착탑(2, 3)의 출구에 있어서의 가솔린 증기 농도의 변화 및 그때의 흡탈착탑(2, 3)의 압력 변화를 도시한 것이다. 흡착 조건이 가솔린 농도 10vol%, 압력이 300kPa이기 때문에, 탈착 시작시는 이들의 값이 초기치로 되어 있다. 또한, 퍼지 가스의 도입은 흡탈착탑(2, 3)의 압력이 부압(負壓)으로 되었을 때, 즉, 100kPa에 도달한 때에 시작하였다. 이와 같이, 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력이 부압으로 되고, 변극점(變極点)에 도달한(안정 영역에 도달한) 때에 가솔린 증기 농도는 최대로 되고, 그 이후 가솔린 농도는 서서히 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서 탈착한 가솔린 증기를 응축 장치(6)에서 회수하는데는, 탈착한 가솔린 증기의 농도를 응축 장치(6) 출구의 농도인 10vol% 이상으로 할 필요가 있고, 가솔린 농도가 10vol% 이상으로 되어 있는 시간대를 가능한 한 길게 유지함에 의해, 효율적으로 가솔린 회수를 할 수 있는 것을 알 수 있다.

도 15는, 가솔린 증기의 탈착시의 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력과, 퍼지 가스 유량, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기 농도, 및 단위 시간당에 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기 유량의 관계를 조사한 것이다. 이와 같이, 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력을 낮게 하는데는, 퍼지 가스의 유량을 저감하는 편이 좋은 것을 알 수 있었다. 또한, 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력을 낮게 함에 의해, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기의 농도를 높게 할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가스 유량(퍼지 가스 유량)과 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기의 농도와의 곱으로 표시되는 단위 시간당에 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기 유량은, 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력이 높은 때에는 가솔린 증기 농도가 낮기 때문에 작아지고, 또한 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력이 낮은 때에는 배출되는 가스 유량이 작기 때문에 작아지는 것을 발견하였다. 즉, 내부 압력, 배출 가스량(퍼지 가스량) 함께 운전하는데 최적 영역이 존재하는 것을 알 수 있었다. 그러나, 본 회수 장치에서는, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 가솔린 증기를 배출하는 것이 주목적이 아니라, 배출한 가솔린 증기를 얼마만큼 회수하는가 라는 것이 주목적이다. 따라서 전술한 바와 같이, 응축 장치(6)에서 회수하는데는, 배출되는 가스중의 가솔린 농도를 10vol% 이상으로 할 필요가 있고, 탈착 농도를 10vol%부터 얼마만큼 높게 할 수 있는가 라는 것이 중요하다.

도 16은, 가솔린 증기의 탈착시의 흡탈착탑(2, 3)의 내부 압력과 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기의 시간당의 회수량과의 관계를 조사한 것이다. 또한, 단위 시간당의 가솔린 회수량은, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기의 농도와 응축 장치(6)에서의 회수 한계 농도인 10vol%와의 차와, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가스 유량(퍼지 가스 유량)과의 곱으로 표시할 수 있다. 이와 같이, 내부 압력을 30kPa 정도로 설정한 때에 단위 시간당의 가솔린 회수량이 가장 높아지는 것을 알 수 있었다. 전술한 바와 같이, 응축 장치(6)에서의 회수률은 75% 정도이기 때문에, 탈착한 가솔린 증기의 회수률도 75% 이상으로 할 필요가 있다. 이것은, 탈착한 가솔린 증기의 회수 효율이 저하하면, 응축 장치(6)에서 회수되지 않고 탈착탑(3)으로부터 흡착탑(2)으로 이행하는 가솔린 증기가 증가할 뿐이며, 회수 장치로서의 운전 효율이 저하하기 때문이다.

따라서 흡착탑(2)에 공급되는 가솔린 증기량의 75%이상이 회수되는 조건으로, 탈착탑(3)으로부터 가솔린 증기를 탈착할 필요가 있다. 즉, 흡착탑(2)에 공급되는 가스 유량이 60NL/min이고, 가솔린 증기 농도가 10vol%이기 때문에, 단위 시간당으로 흡착탑(2)에 공급되는 가솔린 증기량은 6NL/min으로 되기 때문에, 단위 시간당의 탈착탑(3)으로부터의 가솔린 회수량은 4.5NL/min 이상으로 할 필요가 있다. 이로써, 흡탈착탑(2, 3) 내의 내부 압력은 15 내지 40kPa로 할 필요가 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 도 15로부터 흡탈착탑(2, 3) 내의 압력을 15 내지 40kPa로 하는데는, 퍼지 가스 유량을 15 내지 35NL/min으로 할 필요가 있는 것을 알 수 있었다.

이상의 결과로부터, 탈착탑(3)으로부터의 배출 가스 유량(퍼지 가스 유량)을 15 내지 35NL/min으로 하고, 흡착탑(2) 내의 압력을 15 내지 40kPa로 함에 의해, 가솔린 증기를 효율적으로 탈착할 수 있는 것을 알 수 있었다.

가솔린 스탠드에서, 급유는 부정기로 행하여진다. 이 때문에, 전력 사용량 삭감의 관점에서, 급유시의 한정된 시간만 펌프(8)를 작동하여, 급유 노즐(1)로부터 누출되는 가솔린 증기를 회수한다. 따라서 이 경우에만 흡착탑(2)으로부터 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기로 되어 배출관(12a)을 통하여 대기로 방출되게 된다. 본 회수 장치에서는, 흡착탑(2)으로부터 배출된 공기를 탈착탑(3)으로부터 가솔린을 배출시키는데도 사용하기 때문에, 흡착탑(2)에의 흡착 동작과 탈착탑(3)으로부터의 탈착 동작은 항상 동기하는 것으로 된다. 즉, 펌프(8)와 가스 순환용 블로어(4)는 항상 동기한 상태에서 간헐적인 운전을 행하는 것으로 된다. 이와 같이 운전함에 의해, 탈착된 가솔린 증기가 가스 순환용 블로어(4)에 의해 흡입된 공기에 의해 희석되고, 응축 장치(6)에서의 회수 효율이 저하하는 일이 없어진다. 또한, 탈착된 가솔린 증기가 급유 노즐(1)로부터 배출되는 일이 없어진다. 또한, 탈착탑(3)에 수분을 충분히 함유한 공기가 흡입되는 것도 방지할 수 있다.

이상의 것으로부터, 펌프(8)와 가스 순환용 블로어(4)는 항상 동기한 상태에서 간헐적인 운전을 행함에 의해, 효율적인 가솔린 회수를 행할 수 있다. 또한, 펌프(8)의 운전 상태에 맞추어서, 밸브를 개폐시킴에 의해, 흡탈착탑(2, 3) 내의 압력을 항상 일정하게 유지하는 것이 용이해진다.

다음에, 흡탈착탑(2, 3)의 전환에 관해 설명한다. 본 실시형태에서는, 타이머를 이용하여, 흡탈착탑(2, 3)의 전환을 행하는 경우에 관해 설명한다. 전술한 바와 같이, 가솔린 증기는 흡착탑(2)을 통과함에 의해 가솔린 성분이 흡착 제거되고, 가솔린 농도가 1vol% 이하의 청정 공기로 되어 배출관(12a)을 통하여 대기로 방출된다. 그러나, 흡착탑(2)에 공급되는 가솔린 증기량이 증대함에 따라, 흡착탑(2)의 흡착 능력이 서서히 저하된다. 이 상태가 계속되어, 흡착탑(2) 출구에서의 가솔린 농도가 1vol%에 근접하면, 흡탈착탑(2, 3)의 전환이 필요하게 된다. 가솔린 스탠드에 있어서, 급유는 부정기로 행하여지기 때문에, 단순하게 시간으로 전환을 행하는 경우, 급유 타이밍에 의해서는 어느 하나의 흡탈착탑(2, 3)만으로 흡착 조작이 행하여진다는 사태가 발생하고, 회수 장치로부터 1vol%이상의 가솔린 증기가 배출될 우려가 있다.

따라서 흡탈착탑(2, 3)의 전환은, 가솔린 회수 장치가 동작하고 있는 시간의 적산치로 행하는 것이 유효하다. 즉, 가솔린 회수 장치가 가동하고 있는 시간의 적산치가 소정 시간에 도달한 때에, 흡탈착탑(2, 3)의 전환을 행함과 함께 그 적산치를 리셋하고, 재차, 가동 시간의 적산을 최초부터 행하도록 하면 좋다. 또한, 회수 장치의 가동을 나타내는 지표로서는, 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)의 가동을 들 수 있다. 본 장치에서는, 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)는 동기하고 있기 때문에, 어느 쪽의 가동 시간을 적산하여도 문제는 없다. 또한, 실제의 전환의 타이밍으로서는, 적산 시간이 소정치에 달성하여도, 곧바로 전환하는 것은 아니고, 펌프(8)의 가동이 정지하는 것을 기다려서 흡탈착탑(2, 3)의 전환을 행하는 편이 좋다. 이로써, 흡탈착탑(2, 3)에 가솔린 증기가 공급되고 있는 때에 흡탈착탑(2, 3)이 전환되는 일은 없어지고, 펌프(8)에 과도한 압력이 가해지는 일이 없어지고, 안전한 가솔린 회수 장치를 제공할 수 있다.

최후로, 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 제어 방법에 관해 설명한다. 회수 장치가 정지시에는, 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)가 정지하고, 밸브(B11a, B11b, B12a, B12b, B14a, B14b)가 모두 폐쇄 상태이고, 매스 플로우 컨트롤러(B13a, B13b)가 폐쇄 상태로 되어 있다. 급유가 시작되면, 급유기로부터의 시작 신호를 받아서, 예를 들면, 급유 신호로서 급유 노즐(1)의 개폐 동작에 대응한 급유 시작 신호를 받아서, 밸브(B11a, B12a, B14a)가 열린 상태로 되고, 그 후 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)가 가동한다. 가스 순환용 블로어(4)의 가동에 의해 탈착탑(3) 내의 압력이 소정 농도로 저하되면, 매스 플로우 컨트롤러(B13a)가 열리기 시작하고, 탈착탑(3)에 소정의 유량이 흐르도록 매스 플로우 컨트롤러(B13a)의 개방도가 제어된다. 급유를 완료하면, 급유기로부터의 정지 신호를 받아서, 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)가 정지하고, 매스 플로우 컨트롤러(B13a)가 폐쇄 상태로 되고, 밸브(B11a, B12a, B14a)가 폐쇄 상태로 된다.

이와 같이 하여 급유가 반복되고, 급유하고 있는 시간의 적산치가 소정 시간 에 도달하면, 흡탈착탑(2, 3)의 전환이 행하여진다. 그러나, 급유중에 급유 적산 시간이 소정 시간에 도달하여도, 급유기로부터의 정지 신호를 받을 때까지는 그대로의 상태로 가동한다. 정지 신호를 받으면, 전술한 바와 같이 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)가 정지하고, 매스 플로우 컨트롤러(B13a)가 폐쇄 상태로 되고, 밸브(B11a, B12a, B14a)가 폐쇄 상태로 된다. 다음에, 급유기로부터 시작 신호를 받으면, 적산 시간 타이머가 리셋되고, 밸브(B11b, B12b, B14b)가 열린 상태로 되고, 그 후 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)가 가동하고, 흡착탑(3)이 흡착 동작으로 되고, 탈착탑(2)가 탈착 동작으로 된다. 가스 순환용 블로어(4)의 가동에 의해 탈착탑(2) 내의 압력이 소정 농도로 저하하면, 매스 플로우 컨트롤러(B13b)가 열리기 시작하고, 탈착탑(2)에 소정의 유량이 흐르도록 매스 플로우 컨트롤러(B13b)의 개방도가 제어된다. 급유를 완료하면, 급유기로부터의 정지 신호를 받아서, 가스 순환용 블로어(4)나 펌프(8)가 정지하고, 매스 플로우 컨트롤러(B13b)가 폐쇄 상태로 되고, 밸브(B11b, B12b, B14b)가 폐쇄 상태로 된다. 그 후, 급유 적산 시간이 소정 시간에 도달할 때까지, 이 운전이 반복된다.

상기한 실시형태에서는, 급유 신호로서 급유 노즐(1)의 개폐 동작에 따라, 급유 시작 및 정지 신호를 받는 케이스에 관해 설명하였지만, 급유 노즐(1)의 급유기로부터의 분리하는 동작에 따라, 급유 시작 및 정지 신호를 받도록 하여도 좋다. 단, 이 경우, 급유기로부터 급유 노즐(1)이 분리되어 급유되지 않는 상태에서도, 본 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치가 가동하는 것으로 되고, 가솔린 증기를 흡입하지 않는 상태에서 회수 장치가 가동하는 것으로 되어, 에너지 절약의 관 점에서 문제가 있다. 따라서 이와 같은 상태가 일정시간 계속되면, 회수 장치가 정지하는 제어 기구를 탑재하여 둘 필요가 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치는, 응축 장치(6)와 흡탈착탑(2, 3)을 조합시키고 있기 때문에, 최대에서도 1vol%의 가솔린 증기를 배출하는 것밖에 없고, 환경 부하가 매우 작은 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치가다. 또한, 최대에서도 1vol%의 가솔린 증기를 배출할 뿐이므로, 40vol%의 가솔린 증기중 39vol%까지 회수할 수 있고, 회수 효율이 97.5%로 매우 고효율의 회수 장치이다. 또한, 응축 조작을 행하고 나서 흡착 조작을 행하도록 하고 있기 때문에, 흡탈착탑(2, 3)을 소형화할 수 있고, 장치 전체를 컴팩트화할 수 있다는 효과도 갖고 있다. 또한, 가솔린 증기의 회수는 급유기와 연동시켜서 행하기 때문에, 필요없는 운전을 저감할 수 있고, 운용 자금을 적게 할 수 있다.

[제 8 실시형태]

도 17은 본 발명의 제 8 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 장치 구성을 도시한 도면이다.

전술한 제 7 실시형태과의 차이는, 보조 온도 매체조(205)를 에어 갭(301)의 상방에 마련함과 함께, 액체 순환 펌프(202)를 에어 갭(301) 상방에 두고 있는 점이다. 본 실시형태에 의하면, 도 11에서 이용한 액체 순환 펌프(202)를 방폭 구조로 할 필요가 없다. 그러나, 액체 순환 펌프(202)에 가스(공기 등)가 침입한 경우, 액체를 보낼 수 없다는 문제가 발생하는 경우가 있다. 이와 같은 문제가 일어나지 않도록, 보조 온도 매체조(205)를 에어 갭(301) 상방에 마련하여, 액체 순환 펌프 (202) 내로 가스가 침입하는 일이 없도록 함으로써 안정하게 시스템을 가동할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 액체 순환 펌프(202)를 방폭 구조로 할 필요가 없기 때문에, 액체 순환 펌프(202)의 비용을 염가로 할 수 있고, 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 저비용화할 수 있다.

[제 9 실시형태]

도 18은 본 발명의 제 9 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 가스 순환용 블로어와 펌프를 도시한 구조도이다.

본 실시형태의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치에서는, 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)를 동기하여 운전시키기 때문에, 모터(10)를 공용화하여 풀리 구동으로 가스 순환 블로어(4)와 펌프(8)를 가동하도록 한 것이다. 이로써, 모터(10)의 초기비용을 저감할 수 있고, 염가의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 공급할 수 있다.

[제 10 실시형태]

도 19는 본 발명의 제 10 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3)을 통과함에 의해 가솔린 성분은 흡착 제거되고, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기로 되어 배출관(12a)을 통하여 대기로 방출되는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 배출관(12a)에 이젝터(211)를 마련하여, 배출된 가솔린 증기의 가솔린 농도를 더욱 저감하도록 한 것이 다. 이로써, 보다 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 11 실시형태]

도 20은 본 발명의 제 11 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 가스 순환용 블로어(4) 또는 펌프(8)의 가동 시간의 적산치를 산출하여 두고, 그 값이 설정치에 도달하고, 다음에 펌프(8)가 정지한 경우에 흡탈착탑(2, 3)의 전환을 행하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 배출관(12a)에 가솔린 농도 센서(212)를 마련하고, 그 가솔린 농도 센서(212)로부터의 출력치가 설정치에 도달하고, 다음에 펌프(8)가 정지한 경우에 흡탈착탑(2, 3)을 전환하도록 한 것이다. 이로써, 보다 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다. 또한, 가솔린 농도 센서(212)로서는, 반도체 소자에 가솔린 성분을 흡착시키고, 반도체 소자의 저항을 측정하는 반도체식이나, 비분산 적외선 흡수법을 이용하여 약 3.3㎛의 파장의 적외선의 흡수량을 측정하는 적외선 흡수식을 들 수 있다.

이와 같이, 배출관(12a)에 가솔린 농도 센서(212)를 마련함에 의해, 가솔린 농도가 1vol% 이하의 청정 공기를 항상 배출할 수 있고, 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다. 또한, 이 가솔린 농도 센서(212)에 의한 흡탈착탑(2, 3)의 전환과, 제 1 실시형태에서 설명한 타이머에 의한 흡탈착탑(2, 3)의 전환을 병용함에 의해, 보다 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치로 할 수 있다. 즉, 가솔린 농도 센서(212)로 전환을 행하는 것을 주체로 제어하고, 가스 순환용 블로어(4)의 운전 적산 시간을 모니터링하여 두고, 소정의 설정치에 도달하여도 전환되지 않는 경우는, 가솔린 농도 센서(212)를 이상이라고 판단하여 전환을 행하도록 하여도 좋다. 또는, 펌프(8)의 운전 적산 시간으로 전환을 행하는 것을 주체로 제어하고, 가솔린 농도 센서(212)로 배출 가스중의 가솔린 농도를 모니터링하여 두고, 소정의 가솔린 농도에 도달하여도 전환되지 않는 경우는, 흡착제를 성능 이상이라고 판단하여 전환을 행하도록 하여도 좋다.

[제 12 실시형태]

도 21은 본 발명의 제 12 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 열교환기(203)를 구비한 온도 매체조(204)에 축적된 온도 매체를, 냉동기(201)로부터 열교환기(203)로 냉매를 흘림에 의해 냉각하고, 냉각한 온도 매체를 액체 순환 펌프(202)에 의해, 흡탈착탑(2, 3)에 공급하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태는, 액체 순환 펌프(202)의 온도 매체 배출측에 열전대 등의 서미스터 센서로 이루어지는 온도계(213)를 마련하고, 그 온도계(213)에 의해 냉동기(203)의 운전을 제어하도록 한 것이다. 이로써, 흡탈착탑(2, 3)의 온도를 보다 정확하게 컨트롤할 수 있고, 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 가솔린 증기량을 안정화할 수 있다. 그러므로, 보다 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

또한, 액체 순환 펌프(202)의 온도 매체 배출측에 온도계(213)를 마련한 경 우, 온도계(213)는 방폭 구조로 할 필요가 있다. 따라서 온도 매체가 흐르는 배관을 에어 갭(301)보다도 상부까지 연장시키고, 그 에어 갭(301)보다도 위의 부위에 온도계(213)를 마련하도록 하여도 좋다. 이로써, 온도계(213)는 방폭 구조로 할 필요가 없어지고, 장치 전체의 비용을 싸게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상술한 온도계(213)는 열전대 등의 서미스터 센서인 경우에 관해 기재하였지만, 온도계(213)에 벨로즈 센서를 이용하도록 하여도 좋다(도시 생략). 통상, 벨로즈 센서는, 온도를 감지하는 감온통의 내부에 액체 또는 기체가 밀봉되어 있고, 감온통에서 검출한 온도에 의한 체적 팽창에 의해 늘거나 줄거나 하는 벨로즈(초롱등 모양 용기) 및 벨로즈가 늘어남에 의해 접촉한 마이크로 스위치로 이루어져 있다. 이 벨로즈 센서라면, 감온통부만을 에어 갭(301)보다 하부의 가연성 증기 체류 장소에 설치하고, 벨로즈 및 마이크로 스위치를 비방폭 영역에 설치할 수 있기 때문에, 온도계(213) 전체를 방폭 구조로 할 필요가 없어지고, 설치 전체의 비용을 싸게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 흡탈착탑(2, 3)에 공급되는 온도 매체와 흡탈착탑(2, 3)으로부터 배출되는 온도 매체를 온도계(213)로 모니터링하고, 그 온도차에 의해 흡탈착탑(2, 3) 내의 이상(異常)을 검지하는 제어를 실시하여도 좋다. 이로써, 보다 안전한 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 13 실시형태]

도 22는 본 발명의 제 13 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 급유 신호로서 급유 노즐(1)의 개폐 동작에 따라, 급유 시작 및 정지 신호를 받는 케이스에 관해 나타냈지만, 본 실시형태는, 압력 조정 밸브(214)와 필터(215)를 급유 노즐(1)과 펌프(8)의 사이에 마련하고, 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)를 동시에 운전한 경우에 펌프(8)에 소정 유량의 가스가 흐르도록 하여 두고, 급유 노즐(1)의 급유기로부터의 분리 동작에 따라, 급유 시작 및 정지 신호를 받도록 한 것이다.

이로써, 급유 노즐(1)로부터 가솔린 증기가 흡입되지 않는 상태에서도 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)를 동시에 운전할 수 있게 되고, 급유 노즐(1)의 개폐를 단속적으로 실시하여 급유를 행하는 경우에도 간단하게 대응할 수 있게 된다. 또한, 급유기로부터 급유 노즐(1)이 분리되어 급유되지 않는 상태에서도, 본 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치가 가동하는 것으로 되어, 가솔린 증기를 흡입하지 않는 상태에서 회수 장치가 가동하기 때문에, 에너지 절약의 관점에서 문제가 있다. 따라서 이와 같은 상태가 일정 시간 계속되면, 회수 장치가 정지하도록 제어 기구를 탑재하여 둘 필요가 있다.

이상과 같이, 압력 조정 밸브(214)와 필터(215)를 급유 노즐(1)과 펌프(8)의 사이에 마련하고, 급유 노즐(1)의 급유기로부터의 분리 동작에 따라, 급유 시작 및 정지 신호를 받도록 함에 의해, 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 운전 동작을 간소화할 수 있고, 제어 기구를 저비용화할 수 있다.

[제 14 실시형태]

도 23 및 도 24는 본 발명의 제 14 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 가솔린 증기의 탈착시에 매스 플로우 컨트롤러(B13a, B13b)로 탈착탑(3)에 공급하는 퍼지 가스량을 제어하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태는, 도 23에 도시한 바와 같이, 일정한 가스 유량밖에 흐르지 않는 정류량 밸브(B101a, B101b)와 밸브(B102a, B102b)를 마련하여 설정 유량이 흐르도록 한 것이다. 또한, 도 24에 도시한 바와 같이, 탈착탑(3) 내의 압력이 설정 압력으로 되는 정압 밸브(B103a, B103b)와 밸브(B102a, B102b)를 마련하고, 탈착시에 탈착탑(3) 내의 압력을 일정하게 되도록 하여도 좋다.

이상과 같이, 밸브(B102a, B102b)와, 정류량 밸브(B101a, B101b) 또는 정압 밸브(B103a, B103b)를 조합시켜서 사용함에 의해, 고가의 매스 플로우 컨트롤러(B13a, B13b)를 사용하는 것이 없어지고, 염가의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 15 실시형태]

도 25 및 도 26은 본 발명의 제 15 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 14 실시형태에서는, 가솔린 증기의 탈착시에 밸브(B102a, B102b)와, 정류량 밸브(B101a, B101b) 또는 정압 밸브(B103a, B103b)를 조합시켜서 사용하여 탈착탑(3)에 공급하는 퍼지 가스량을 제어하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태는, 도 25에 도시한 바와 같이, 가솔린 증기 배관을 변경함에 의해, 밸브(B102a, B102b) 2대와 정류량 밸브(B101) 1대로 탈착탑(3)에 설정 유량이 흐르도록 한 것이 다. 또한, 도 26에 도시한 바와 같이, 가솔린 증기 배관을 변경함에 의해, 밸브(B102a, B102b) 2대와 정압 밸브(B103) 1대를 이용하여, 탈착시에 탈착탑(3) 내의 압력을 일정하게 되도록 하여도 좋다.

이상과 같이, 가솔린 증기 배관을 변경하고, 밸브(B102a, B102b)와, 정류량 밸브(B101) 또는 정압 밸브(B103)를 조합시켜서 사용함에 의해, 정류량 밸브(B101) 또는 정압 밸브(B103)의 사용량이 저감되고, 시스템의 저비용화를 도모할 수 있고, 염가의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 16 실시형태]

도 27은 본 발명의 제 16 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3)의 온도 제어를 온도 제어된 온도 매체를 액체 순환 펌프(202)에 의해 흡탈착탑(2, 3)에 공급함에 의해 실시하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3) 내에 흡착제의 온도를 측정하는 온도 센서(216)를 마련하고, 흡착제가 설정 온도가 되도록 액체 순환 펌프(202)의 운전을 제어하도록 한 것이다. 이로써, 액체 순환 펌프(202)에서 소비하는 에너지를 저감할 수 있고, 운용 자금이 작은 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다. 또한, 온도 센서(216)의 부착 위치로서는, 흡탈착탑(2, 3)의 가솔린 증기의 공급측에 구비하는 편이 좋다. 이 위치에서는, 흡착제에의 가솔린 증기의 흡탈착이 가장 심하기 때문에, 흡착제의 온도 변화가 커지고, 온도 변화에 따른 온도 제어를 신속하게 행할 수 있다.

또한, 온도 센서(216)를 마련하여 흡탈착탑(2, 3)의 온도 변화를 모니터링함에 의해, 흡탈착 조작이 안정적으로 실시되고 있는지를 확인할 수 있고, 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 안전성을 높일 수 있다.

이상과 같이, 흡탈착탑(2, 3) 내의 흡착제의 온도를 측정하는 온도 센서(216)를 마련함에 의해, 운용 자금을 저감할 수 있음과 함께, 보다 안전한 운전을 실현할 수 있다.

[제 17 실시형태]

도 28은 본 발명의 제 17 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)를 동시에 운전하여, 흡착탑(2)에서 가압하여 가솔린 증기를 흡착하고, 탈착탑(3)에서 감압하여 가솔린 증기를 탈착하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 펌프(8)의 토출측과, 가스 순환용 블로어(4)의 흡인측에 각각 압력 센서(217)를 마련한 것이다. 이로써, 펌프(8)의 토출측의 압력과 가스 순환용 블로어(4)의 흡인측의 압력을 모니터링할 수 있고, 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)가 정상적으로 동작하고 있는지를 확인할 수 있다.

이와 같이, 펌프(8)의 토출측과, 가스 순환용 블로어(4)의 흡인측에 각각 압력 센서(217)를 마련함에 의해, 가솔린 증기 유통 라인의 압력을 항상 감시할 수 있고, 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

상기한 설명에서는, 펌프(8)의 토출측과, 가스 순환용 블로어(4)의 흡인측에 각각 압력 센서(217)를 마련한 경우에 관해 나타냈지만, 도 29에 도시한 바와 같이, 압력 센서(217)를 흡탈착탑(2, 3)의 각각에 장착하도록 하여도 좋다. 이로써, 흡탈착탑(2, 3) 내의 압력이 가압 또는 감압으로 된 것을 모니터링할 수 있고, 가스 순환용 블로어(4)와 펌프(8)가 정상적으로 동작하고 있는지를 확인할 수 있다. 또한, 이 경우, 밸브(B11a, B11b, B12a, B12b, B14a, B14b), 매스 플로우 컨트롤러(B13a, B13b)가 정상적으로 동작하고 있는지에 관해서도 확인할 수 있다.

이상과 같이, 압력 센서(217)를 흡탈착탑(2, 3)의 각각에 마련함에 의해, 흡탈착탑(2, 3) 내의 압력을 항상 감시할 수 있고, 보다 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 18 실시형태]

도 30은 본 발명의 제 18 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 펌프(8)를 통하여 급유 노즐(1)로부터 흡입한 가솔린 증기를 직접 응축 장치(6)에 공급하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태는, 펌프(8)의 토출측에서 가스 라인을 분기하여, 응축 장치(6)를 통과하지 않는 가스 라인(218)을 마련하고, 각각의 라인에 밸브(B104 및 B105)를 마련한 것이다. 이로써, 응축 장치(6)의 설정 온도보다도 낮은 온도의 가솔린 증기가 펌프(8)로부터 공급되어 오는 경우에도, 응축 장치(6) 내에서 가솔린 증기중에 함유되는 수분이 결빙되어, 배관이 막히는 것을 미연에 방지할 수 있고, 가솔린 증기의 회수를 안정적으로 행할 수 있다. 또한, 온도의 측정부위로서는, 가솔린 증기 유통 라인과 외기(外氣) 가 고려된다.

이 경우, 펌프(8)를 통과한 가솔린 증기의 온도를 모니터링하여 두고, 그 온도로 밸브(B104 및 B105)를 조작하도록 하여도 좋고, 외기의 온도를 모니터링하여 두고, 그 온도로 밸브(B104 및 B105)를 조작하도록 하여도 좋다. 그러나, 가솔린 증기를 급유 노즐(1)로부터 흡인할 때에 외기도 취입하기 때문에, 가솔린 증기 함유 공기의 온도는 외기 온도에 추종하기 때문에, 외기 온도로 제어해도 충분한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 외기 온도는 급속한 변화가 없기 때문에, 밸브(B104 및 B105)를 안정적으로 조작할 수 있고, 시스템적으로도 제어하기 쉬워진다.

이와 같이, 펌프(8)의 토출측에서 가스 라인을 분기하여, 응축 장치(6)를 통과하지 않는 가스 라인(218)을 마련하고, 각각의 라인에 밸브(B104 및 B105)를 마련함에 의해, 응축 장치(6)에서 배관이 막히는 것을 미연에 방지할 수 있고, 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 19 실시형태]

도 31은 본 발명의 제 19 실시형태에 관한 흡탈착탑의 구조를 도시한 설명도이다.

제 7 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3)의 외부 구조를 원통 구조로 하고, 내부에 핀 튜브 열교환기(22)를 배치하고, 알루미늄 핀의 사이에 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 채워넣는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 복수의 원통관(31)을 병렬로 배치하고, 그 원통관(31) 내에 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 채워넣고, 원통관 (31)의 주위에 온도 매체가 흐르는 구성으로 한 것이다. 이로써, 원통관(31) 내의 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 균일하게 냉각할 수 있고, 안정적으로 가솔린 증기를 흡착 제거할 수 있다.

이 경우, 도 32에 도시한 바와 같이, 흡탈착탑(2, 3)의 단면을 복수의 육각형(32)으로 분할하고, 그 육각형(32)에 내접하도록 원통관(31)을 마련하고, 흡착탑(2, 3) 내에 규칙적으로 원통관(31)을 배치함에 의해, 흡탈착탑(2, 3)에 효율적으로 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 충전할 수 있고, 또한, 모든 원통관(31)에서 실리카겔(21) 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 균일하게 냉각할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 원통관(31)의 외부에 방해판을 마련하도록 하여, 하부로부터 흡탈착탑(2, 3)에 공급된 온도 매체가 숏 패스하여 흐르는 것을 막도록 하여도 좋다.

이상과 같이, 흡탈착탑(2, 3) 내에 복수의 원통관(31)을 삽입하도록 하고, 그 원통관(31)의 외벽에 온도 매체가 흐르는 구조로 함에 의해, 흡착제를 보다 균일적으로 냉각할 수 있고, 가솔린 제거 성능이 안정된 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 20 실시형태]

도 33은 본 발명의 제 20 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 외관도이다.

이와 같이, 선반(33)을 설치할 수 있도록, 배관 및 밸브의 위치를 변경하도록 하여도 좋다. 이로써, 가솔린 스탠드에 설치되어 있는 서비스 비품 선반을 설치 할 필요가 없어지고, 서비스 비품 선반을 두고 있는 스페이스에 본 회수 장치를 두도록 할 수 있기 때문에, 가솔린 스탠드를 스페이스 절약화할 수 있다.

이상과 같이, 배관 및 밸브 위치를 바꾸어, 선반(33)이 설치될 수 있도록 함에 의해, 서비스 부품 선반을 없애고, 그 스페이스에 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 설치할 수 있게 되어, 가솔린 스탠드를 빈 공간을 확보할 수 있다.

[제 21 실시형태]

도 34는 본 발명의 제 21 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 1 실시형태에서는, 흡탈착탑(2, 3)을 2탑 구비하고, 그 1탑의 흡탈착탑(2, 3)을 흡착탑(2)과 탈착탑(3)이라고 한 것처럼 다른 기능으로 동작시키고, 그 동작을 교대로 전환하여 흡탈착 조작을 행하는 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태에서는, 흡탈착탑(2)을 1탑만 마련하도록 한 것이다. 219는 흡탈착탑(2)에 건조 공기를 공급하기 위한 건조 공기 생성기, 220은 탈착한 가솔린 증기를 일시적으로 저장하는 가스 저장조, B106, B107, B108은 밸브이다.

다음에, 가솔린 증기의 흡착 동작에 관해 설명한다. 가솔린 스탠드에서 급유를 시작하면, 밸브(B1, B11, B12, B106, B108)가 개방되고, 펌프(8) 및 가스 순환용 블로어(4)가 가동하고, 급유 노즐(1)로부터 누출된 가솔린 증기(상온에서 약 40vol%)를 흡입하여, 예를 들면, 0.3MPa 정도에 가압하여 응축 장치(6)로 송기된다. 이때, 온도 매체조(204) 내에 구비된 응축 장치(6)는, 냉동기(201)로부터 냉매가 온도 매체조(204) 내의 열교환기(203)에 공급되면, 온도 매체를 통하여 간접적 으로 0℃부터 5℃ 정도로 유지되고, 가솔린 및 가스중에 함유된 수분이 일부 응축되고, 기액 분리기(9)를 통하여 기체(가솔린 증기)와 액체(가솔린)로 분리된다. 액체는 응축 장치(6)의 하측에 저장되고, 액화 가솔린 회수기(5)에 액체로서 회수되고, 기체는 응축 장치(6)로부터 배출된다. 이때, 가스 순환용 블로어(4)도 가동하고 있고, 밸브(B108)를 통하여 가스 저장조(220)으로부터 가솔린 증기가 흡인되어, 가스 저장조(220) 내의 압력은 저하한다. 가스 저장조(220)의 압력이 소정치에 도달하면 밸브(B108)가 폐쇄되고, 가스 순환용 블로어(4)는 정지한다. 한편, 응축 장치(6)에서 처리되지 않은 10vol% 정도의 가솔린 증기는 흡탈착탑(2)으로 송기되어 처리되고, 흡탈착탑에서 가솔린 증기는 청정 공기로 되어 압력 컨트롤러(120)를 통하여 대기로 방출된다.

다음에 탈착 동작에 관해 설명한다. 흡탈착탑(2)에서 임의의 시간 흡착 처리한 후, 펌프(8)가 정지하고, 밸브(B1, B11, B12, B106, B108)가 폐쇄되고, 탈착이 시작된다. 그 후, 밸브(B14, B107)가 개방되고, 가스 순환용 블로어(4)가 가동하고, 흡탈착탑(2)으로부터 가솔린 증기가 흡인 탈착된다. 흡탈착탑(2)으로부터 배출된 가솔린 증기는 가스 순환용 블로어(4)에 의해 가스 저장조(220)에 공급된다. 흡탈착탑(2) 내의 압력이 소정치가 되면, 건조 공기 생성기(219)가 가동하고, 일정 유량으로 건조 공기가 흡탈착탑에 공급되고, 건조 공기의 가스 퍼지에 의해 가솔린 증기의 탈착이 촉진된다. 그 후, 가스 저장조(220)의 압력이 소정치에 도달하면, 밸브(B14 및 B108)가 폐쇄되고, 가스 순환용 블로어(4) 및 건조 공기 생성기(219)가 정지한다. 이와 같이 하여, 가솔린의 탈착이 종료된 시점에서, 재차 흡착탑으로 서 이용하고, 이 동작을 시간적으로 반복하여 사용한다. 이와 같이 동작함에 의해, 가솔린 증기중의 가솔린을 액화 회수할 수 있음과 함께, 가솔린 농도가 1vol% 이하의 청정 공기를 항상 배출할 수 있다. 다만, 흡탈착 조작을 시간적으로 반복할 필요가 있기 때문에, 연속적으로 가솔린 증기를 처리하는 경우에 대해서는 적용이 어렵다.

상기한 설명에서는, 건조 공기 생성기(219)를 구비하는 경우에 관해 기술하였지만, 가스 순환용 블로어(4)의 능력을 높게 함에 의해, 건조 공기 생성기(219)를 없애도, 가솔린 증기중의 가솔린을 액화 회수할 수 있음과 함께, 가솔린 농도가 1vol% 이하의 청정 공기를 항상 배출할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 흡탈착탑(2)을 1탑으로 하고, 가스 저장조(220)를 마련함에 의해, 흡탈착탑(2)을 전환하는 제어가 필요없게 됨과 함께, 흡탈착탑(2)의 비용을 저감할 수 있고, 제어가 단순하고 염가의 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다.

[제 22 실시형태]

도 35는 본 발명의 제 22 실시형태에 관한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치의 플로우를 도시한 전체 구성도이다.

제 7 실시형태에서는, 가솔린 농도가 1vol% 이하의 청정 공기가 압력 컨트롤러(120)를 통하여 대기로 배출된 경우에 관해 나타냈지만, 본 실시형태는, 압력 컨트롤러(120)의 하류측에 프레임 어레스터(221)를 마련하여 두고, 외부로부터 화기가 온 경우에도 내부로 화기가 미치는 일이 없도록 한 것이다. 이로써, 외부의 화 기를 내부로 침입하는 것을 방지할 수 있고, 보다 안전한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치를 제공할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, 액화 가솔린 회수기(5)로부터 배출되는 액화 가솔린이 흐르는 유로에도 프레임 어레스터(221)를 마련하도록 하여도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 수분 및 가솔린 증기를 제거하는 응축 장치와, 가솔린 증기의 흡탈착 장치를 배설함에 의해, 배기 가스를 극히 클린(가솔린 농도 1vol% 이하)하게 할 수 있고, 게다가 소형이고 염가인 가솔린 증기 회수 장치를 실현할 수 있다. 특히, 가솔린 증기중에 수분이 함유되어 있는 경우에도, 흡착제가 수분으로 피독될 우려가 없음과 함께, 응축 장치나 흡탈착 장치의 배관 내에서 결빙하는 일이 없기 때문에, 안정한 운전 동작을 실현할 수 있다.

또한, 열매체의 온도를 일정 온도로 제어하고, 응축 장치와 흡탈착 장치의 온도를 제어하도록 함에 의해, 각각의 장치를 개별적으로 제어하는 경우에 비하여, 제어 회로를 단순화할 수 있고, 저비용화를 실현할 수 있다. 또한, 흡착탑의 온도를 흡탈착에 관계없이 일정하게 하고 있기 때문에, 흡착탑을 냉각하는데 필요한 에너지를 저감할 수 있고, 에너지 절약의 가솔린 증기 회수 장치를 실현할 수 있다. 또한, 흡착탑을 냉각하고 있기 때문에, 극히 소량의 흡착제로 대량의 가솔린 증기를 흡착할 수 있고, 흡착제의 사용량도 저감할 수 있다.

또한, 흡착열에 의한 흡착탑 내의 이상한 온도 상승을 억제하여 흡착 장치 내의 온도를 균일화할 수 있고, 흡착 장치의 안전성에 만전을 기할 수 있다는 현저 한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (9)

1. 가솔린 급유시에 누출되는 가솔린 증기를 처리하기 위한 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치에 있어서,

   수분 및 가솔린 증기를 제거하는 응축 장치와, 해당 응축 장치의 후단의 가스 하류측에 마련한 가솔린 증기의 흡탈착 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 응축 장치를 복수 구비하고, 전단의 응축 장치에서 처리되지 않은 가솔린 증기를 전단보다도 낮은 온도로 설정된 후단의 응축 장치에서 처리하는 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 흡탈착 장치를 2탑 구비하고, 한쪽의 탑을 흡착탑, 다른쪽의 탑을 탈착탑으로서 동작시키고, 소정 시간 경과한 때는 그 기능을 반전시켜서, 가솔린 증기를 처리하는 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치.
4. 급유시에 누출되는 가솔린 증기를 노즐로부터 회수하는 장치를 가지며, 이 가솔린 증기중에 함유되는 수분 및 가솔린 증기를 제거하는 응축 장치와, 해당 응 축 장치의 후단의 가스 하류측에 가솔린 증기의 흡탈착 장치를 구비하고, 급유를 행하고 있는 시간대에 상기 응축 장치 및 상기 흡탈착 장치의 흡착탑에 가솔린 증기를 공급하고, 그 동작과 동기하여 상기 흡탈착 장치의 탈착탑으로부터 가솔린 증기를 배출시키도록 하고, 그 탈착 가스를 응축 장치로 되돌리도록 한 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 흡탈착 장치의 내부에 핀 튜브 열교환기를 마련하고, 해당 핀 튜브 열교환기의 핀 사이에 흡착제인 구멍지름 4 내지 100옹스트롬의 실리카겔 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 채워넣은 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치.
6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,

   냉동 또는 냉각 장치에 의해 온도 제어된 온도 매체를 이용하여, 상기 응축 장치 및 흡탈착 장치의 온도를 거의 등온도로 제어하는 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 장치.
7. 흡착탑과 탈착탑을 적어도 1탑씩 갖는 흡탈착 장치에 있어서, 해당 흡탈착 장치를 냉각하는 수단을 구비하고, 흡착제로서 구멍지름 4 내지 100옹스트롬의 실리카겔 또는 합성 제올라이트의 단독 또는 이들의 혼합물을 이용하여 흡탈착을 행 하고, 또한 흡착탑의 출구 가스의 일부를 탈착탑에 보내어, 탈착시의 가스를 퍼지 가스로서 사용하는 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 탈착탑의 내부 압력이 소정 압력에 도달한 때에 퍼지 가스의 도입을 시작하는 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 방법.
9. 제 1항 또는 제 4항에 기재된 장치에 의해 가스 상태 탄화수소를 처리·회수하는 것을 특징으로 하는 가스 상태 탄화수소의 처리 및 회수 방법.

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