KR20100136392A

KR20100136392A - 가스상태 탄화 수소 회수 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20100136392A
Application number: KR1020090105296A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 타니무라; 타케시 스기모토; 쿠니오 토죠; 카즈유키 카리노; 카츠히코 세키야
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 다쯔노 코포레이션
Priority date: 2009-06-18
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2010-12-28
Also published as: JP2011000538A; CN101927099A; KR101103228B1; TW201100159A; JP5044764B2; TWI413544B

Abstract

과제

간헐적으로 발생하는 가스상태 탄화 수소를 포함하는 공기류로부터 고효율로 가스상태 탄화 수소의 제거를 가능하게 하고, 장치 가동률을 향상시킨 가스상태 탄화 수소의 회수 장치 및 방법을 제공한다.

해결 수단

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 복수의 흡탈착탑(14)이, 가스상태 탄화 수소의 흡착시에는 기액 분리기(8)에 대해 병렬로 접속되고, 가스상태 탄화 수소의 탈착시에는 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5), 응축 장치 및 기액 분리기(8)를 통하여 가스상태 탄화 수소의 흡착에 제공된 것중 2개가 직렬로 접속된다.

가스상태 탄화 수소 회수

Description

가스상태 탄화 수소 회수 장치 및 방법{DEVICE FOR RECOVERING HYDROCARBON GAS AND METHOD THEREOF}

본 발명은, 대기 방출 가스중에 포함되는 가스상태 탄화 수소의 회수 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 가솔린 스탠드 등의 급유 시설에서 발생하는 가솔린 등의 휘발성이 많는 가연성의 가솔린 증기를 처리하기 위한 가스상태 탄화 수소의 회수 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

응축 장치 및 흡탈착 장치를 이용한 종래의 가스상태 탄화 수소의 제거 방법에, 배기 가스 발생원으로부터 발생하는 가스(약 40vol%의 가솔린 증기를 포함하는 배기 가스)를 펌프에 의해, 응축 장치에 공급하여 가스상태 탄화 수소를 냉각하고, 그 후, 응축 공정을 종료한 처리 완료 배기 가스를 흡탈착 장치에 공급함에 의해 가스상태 탄화 수소를 흡착 제거하고, 1vol% 이하의 가스상태 탄화 수소를 포함하는 청정 공기(클린한 가스)로서 대기중에 방출하도록 한 것이 있다. 이 방법의 경우, 흡탈착 장치는, 상기한 흡착 공정과 하기하는 탈착 공정을 교대로 전환되면서 운전을 실행하는데, 이 전환을 가스상태 탄화 수소의 공급 가스 유량(流量)의 적산량으로 결정하도록 되어 있다.

한편, 흡착 공정을 종료한 후의 흡탈착 장치에는, 퍼지용 가스 송기관을 통하여 퍼지용 가스를 송기(送氣)하고, 진공 펌프로 흡인함에 의해 흡착한 가스상태 탄화 수소를 탈착한다. 퍼지용 가스로서 흡착 운전시에 흡탈착 장치의 정부(頂部)로부터 배출되는 가스의 일부를 사용하고, 진공 펌프를 약 20 내지 30kPa(파스칼)로 운전시킨다. 탈착 후의 가스상태 탄화 수소 함유 공기는, 펌프의 상류측에 송기되고, 배기 가스 발생원으로부터 발생한 가스와 혼합된 후에, 응축 장치 및 흡탈착 장치에 공급된다. 응축 장치는 냉동기에 의해 냉각된 열매체(熱媒體)에 의해 간접적으로 냉각되어 있다. 또한, 그 열매체는 흡탈착 장치 내의 흡착제층을 냉각하기 위해 액체 펌프에 의해 흡탈착 장치에도 공급되고 있다.

이와 같은 구성으로 함에 의해, 가스상태 탄화 수소는, 거의 전량 액체 가솔린으로서 회수할 수 있게 된다. 따라서 이와 같은 방법에서는, 흡탈착 장치로부터 배출하는 가스상태 탄화 수소의 농도가 충분 낮은 것으로 되고, 대기오염을 야기하지 않는 레벨로 할 수 있다고 하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : 특개2006-198604호 공보(제 9 내지 16페이지, 도 10)

그러나, 특허 문헌 1에 기재한 바와 같은 응축 장치 및 흡탈착 장치를 이용하여 가스상태 탄화 수소를 회수하는 방법에서는, 처리하는 가스 유량이 커지면, 응축 장치 및 흡탈착 장치에서의 압력 손실이 커지고, 그에 수반하여 펌프 용량도 크게 하여야 하였다. 또한, 발생하는 소음도 커져 버려, 처리하는 가스 유량이 큰 경우의 방법으로서는 현실적인 방법이 아니었다.

또한, 처리하는 가스 유량이 증대하면, 응축 장치에서 냉각하여 액화한 탄화 수소와 가스상태 탄화 수소의 기액 분리기에서의 분리가 능숙하게 되지 않고, 미스트상태의 탄화 수소가 흡탈착 장치에 공급되어 버려, 흡착제의 흡착 능력 저하가 일어나기 쉬워지는 등의 과제도 생긴다. 그와 같은 것을 회피하기 위해, 흡탈착 장치를 크게 하여, 대량의 흡착제를 사용하는 것도 생각되지만, 흡탈착 장치의 압력 손실이 커지고, 펌프 용량을 더욱 크게 하여야 하게 된다.

또한, 급유 시설의 지하 저장 탱크로부터 누출되는 가스상태 탄화 수소의 회수에 이용하는 경우는, 지하 저장 탱크에 급유하는 시간대에 대량으로 발생하는 가스상태 탄화 수소에 대응할 필요가 있다. 그 때문에, 장치 능력을 발생하는 가스상태 탄화 수소의 피크에 응하여 설계하여야 하여, 장치를 필요 이상으로 크게 할 필요가 생긴다. 또한, 지하 저장 탱크에 급유하는 시간대에만 가동하게 되어, 장치 가동률이 극히 나빠져 버리고 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 간헐 적으로 발생하는 가스상태 탄화 수소를 포함하는 공기류로부터 고효율로 가스상태 탄화 수소의 제거를 가능하게 하고. 장치 가동률을 향상시킨 가스상태 탄화 수소의 회수 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치는, 가솔린 저장 탱크로부터 가스상태 탄화 수소를 흡인하는 펌프와, 상기 펌프에 의해 흡인된 가스상태 탄화 수소를 냉각하여 응축하는 응축 장치와, 상기 응축 장치에서 응축된 액상 탄화 수소와 상기 응축 장치에서 응축될 수가 없었던 가스상태 탄화 수소를 분리하는 기액 분리기와, 상기 기액 분리기로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 흡탈착하는 복수의 흡탈착탑을 가지며, 가스상태 탄화 수소의 흡착시에는, 상기 복수의 흡탈착탑에 상기 기액 분리기로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 유입시키도록 하고, 가스상태 탄화 수소의 탈착시에는, 상기 복수의 흡탈착탑중 적어도 하나의 흡탈착탑이 상기 펌프의 상류측이 되도록 접속하여 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 방법은, 가츠린 저장 탱크로부터 가스상태 탄화 수소를 흡인하고, 흡인한 가스상태 탄화 수소를 냉각하여 응축되고, 완전히 응축되지 않은 가스상태 탄화 수소를 복수의 흡탈착탑에 분기하여 유입시키고, 각각의 흡탈착탑에서 가스상태 탄화 수소를 흡착하는 공정과, 상기 가스상태 탄화 수소의 흡인을 정지하는 공정과, 가스상태 탄화 수소의 흡착에 제공된 2개의 흡탈착탑중 한쪽의 흡탈착탑에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 흡인 탈착하고, 그 가스상태 탄화 수소를 액화한 후에 남은 가스상태 탄화 수소를 다른쪽의 흡 탈착탑에서 흡착하는 제 1 재생 공정과, 상기 다른쪽의 흡탈착탑이 상류측이 되도록 접속하여 상기 다른쪽의 흡탈착탑에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 흡인 탈착하고, 그 가스상태 탄화 수소를 액화한 후에 남은 가스상태 탄화 수소를 상기 한쪽의 흡탈착탑에서 흡착하는 제 2 재생 공정과, 상기 제 1 재생 공정과 상기 제 2 재생 공정을 소정 회수 반복하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치 및 방법에 의하면, 처리 가스 유량이 증대하여도 복수의 흡탈착탑에서 가스상태 탄화 수소를 흡착할 수 있고, 배기 가스를 극히 청정(가솔린 농도 1vol% 이하의 클린)하게 하는 것이 가능해진다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.

실시의 형태 1.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 회로 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 1에 의거하여, 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 회로 구성 및 가스상태 탄화 수소의 플로우에 관해 설명하다. 또한, 도 1을 포함하여, 이하의 도면에서는 각 구성 부재의 크기의 관계가 실제의 것과는 다른 경우가 있다. 또한, 도 1에서는, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)가 실행하는 흡착 공정시에 있어서의 가스상태 탄화 수소의 플로우를 도시하고 있다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 가솔린 스탠드 등의 가솔린 급유 시 설에 설치되고, 설치된 가솔린 급유 시설에서 대기중에 방출되는 가스상태 탄화 수소를 흡착(회수)하고, 탈착(재이용)하는 것이다. 이 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 1일에 수회 정도의 작업에서 발생하는 가스상태 탄화 수소(가솔린을 운반하는 탱크로리 등으로부터 가솔린 저장 탱크(1)에 가솔린을 공급할 때에 가솔린 저장 탱크(1)로부터 압출되는 가스상태 탄화 수소)를 처리·회수하기 위해 이용된다.

이 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 가솔린 저장 탱크(1)와, 급유 파이프(2)와, 3방향 전환밸브(3)(3방향 전환밸브(3a), 3방향 전환밸브(3b))와, 압력 조정밸브(4)와, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)와, 제 1 열교환기(6)와, 열매체 저장조(7)와, 기액 분리기(8)와, 액상 탄화 수소 저장조(9)와, 액상 탄화 수소용 전자 밸브(10)와, 액체 순환 펌프(11)와, 냉동기(12)와, 제 2 열교환기(13)와, 흡탈착탑(14)(흡탈착탑(14a), 흡탈착탑(14b))과, 압력 콘트롤러(15)와, 유로(流路) 전환밸브인 4조(組)의 2방향 밸브(2방향 밸브(16a)와 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(16b)와 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18a)와 2방향 밸브(19a), 2방향 밸브(18b)와 2방향 밸브(19b))와, 유량 컨트롤러(20)와, 제어기(50)를 갖고 있다.

가솔린 저장 탱크(1)는, 급유 시설의 지하 등에 설치되고, 탱크로리 등으로부터 공급되는 가솔린을 저장하는 것이다. 급유 파이프(2)는, 가솔린 저장 탱크(1)에 탱크로리 등으로부터 가솔린이 공급될 때에 사용되는 것이다. 3방향 전환밸브(3)는, 배관을 통하여 가솔린 저장 탱크(1)에 접속되어 있고, 가솔린 저장 탱크(1)로부터 흡인하는 가스상태 탄화 수소 함유 공기의 흐름 방향을 전환하는 것이 다. 3방향 전환밸브(3a)는, 3방향중의 하나가 가솔린 저장 탱크(1)에, 3방향중의 하나가 3방향 전환밸브(3b)에, 3방향중의 하나가 가스상태 탄화 수소가 대기에 배출되는 통로에, 각각 접속되어 있다. 3방향 전환밸브(3b)는, 3방향중의 하나가 3방향 전환밸브(3a)에, 3방향중의 하나가 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)에, 3방향중의 하나가 흡탈착탑(14)에, 각각 접속되어 있다.

압력 조정밸브(4)는, 3방향 전환밸브(3a)에 의해 전환된 가스상태 탄화 수소가 대기에 배출되는 통로에 구비되고, 대기에 배출하는 가스상태 탄화 수소의 압력을 조정하는 것이다. 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)는, 가솔린 저장 탱크(1)에서 발생한 가스상태 탄화 수소를 장치 내로 흡인하는 것이다. 제 1 열교환기(6)는, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 하류측에 설치되고, 흡인한 가스상태 탄화 수소를 냉각하는 것이다. 이 제 1 열교환기(6)는, 가스상태 탄화 수소의 유로를 복수 갖고 있다. 열매체 저장조(7)는, 내부에 제 1 열교환기(6)가 수용되고, 이 제 1 열교환기(6)를 냉각하는 열매체(예를 들면, 물이나 브라인 등)를 저장하는 것이다.

기액 분리기(8)는, 제 1 열교환기(6)의 하류측에 설치되고, 제 1 열교환기(6)에서 냉각 응축된 액상 탄화 수소라고 잔류하고 있는 가스상태 탄화 수소를 분리하는 것이다. 액상 탄화 수소 저장조(9)는, 기액 분리기(8)에 의해 분리된 액상 탄화 수소를 일시적으로 저장하는 것이다. 액상 탄화 수소용 전자 밸브(10)는, 기액 분리기(8)로부터 액상 탄화 수소 저장조(9)에 흐르는 액상 탄화 수소의 유량을 제어하는 것이다. 액체 순환 펌프(11)는, 열매체 저장조(7)에 저장된 열매체를 열매체 저장조(7)로부터 흡탈착탑(14)에 송출하는 것이다. 냉동기(12)는, 제 2 열 교환기(13)를 통하여 열매체 저장조(7)에 저장되어 있는 열매체를 냉각하는 것이다.

제 2 열교환기(13)는, 제 1 열교환기(6)와 함께 열매체 저장조(7)에 수용되어 있고, 냉동기(12)에 접속되고, 열매체 저장조(7)에 저장되어 있는 열매체를 냉각하는 것이다. 흡탈착탑(14)은, 기액 분리기(8)에서 분리된 가스상태 탄화 수소 함유 공기로부터 가스상태 탄화 수소를 흡착 제거하고, 그 가스상태 탄화 수소가 탈착 재생되는 것이다. 즉, 흡탈착탑(14)은, 가스상태 탄화 수소를 흡착하는 흡착탑으로서의 기능과, 가스상태 탄화 수소가 탈착되는 탈착탑으로서의 기능을 갖고 있는 것이다. 또한, 흡탈착탑(14)에는, 가스상태 탄화 수소를 흡착 제거하는 흡착제(예를 들면, 실리카 겔이나 제오라이트, 활성탄 등)가 충전되어 있다. 압력 컨트롤러(15)는, 흡탈착탑(14) 내의 압력을 소정의 압력으로 유지하는 것이다.

2방향 밸브(16a) 및 2방향 밸브(17a)는, 가스상태 탄화 수소의 흐름에 있어서의 기액 분리기(8)와 흡탈착탑(14) 사이에 설치되고, 개폐가 제어됨으로써 흡착탑으로서 기능하는 흡탈착탑(14)에 가스상태 탄화 수소를 도통시키는 것이다. 도 1에서는, 2방향 밸브(16a) 및 2방향 밸브(17a)를 검게 칠하여 가스상태 탄화 수소를 도통 가능하게 제어되어 있는 상태를 나타내고 있다. 2방향 밸브(16b) 및 2방향 밸브(17b)는, 3방향 전환밸브(3b)와 흡탈착탑(14)이 접속되어 있는 부분에 설치되고, 개폐가 제어됨으로써 탈착탑으로서 기능하는 흡탈착탑(14)으로부터 3방향 전환밸브(3b)에 탈착된 액상 탄화 수소를 도통시키는 것이다. 도 1에서는, 2방향 밸브(16b) 및 2방향 밸브(17b)를 속이 희게하여 가스상태 탄화 수소를 도통 불능으로 제어되어 있는 상태를 나타내고 있다.

2방향 밸브(18a) 및 2방향 밸브(19a)는, 흡탈착탑(14)에 접속되어 있는 가스상태 탄화 수소 함유 공기의 배출 통로에 설치되고, 개폐가 제어됨으로써 가스(청정 공기)를 외기에 배출하는 것이다. 도 1에서는, 2방향 밸브(18a) 및 2방향 밸브(19a)를 검게 칠하여 가스를 도통 가능하게 제어되어 있는 상태를 나타내고 있다. 2방향 밸브(18b) 및 2방향 밸브(19b)는, 흡탈착탑(14)에 접속되어 있는 탈착용 공기의 흡기 통로에 설치되고, 개폐가 제어됨으로써 탈 저증으로서 기능하고 있는 흡탈착탑(14)에 탈착 공기를 유도하는 것이다. 도 1에서는, 2방향 밸브(18b) 및 2방향 밸브(19b)를 속이 희게하여 탈착 공기를 도통 불능으로 제어되어 있는 상태를 나타내고 있다. 유량 콘트롤러(20)는, 흡탈착탑(14)에 공급되는 탈착 공기의 유량을 제어하는 것이다.

제어 장치(50)는, 2방향 밸브(2방향 밸브(16a), 2방향 밸브(16b), 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18a), 2방향 밸브(18b), 2방향 밸브(19a), 2방향 밸브(19b))의 개폐, 3방향 전환밸브(3)를 통한 유로의 전환, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 구동/정지, 액체 순환 펌프(11)의 구동/정지, 압력 콘트롤러(15)의 조정, 유량 컨트롤러(20)의 개방도 등을 제어하는 것이다. 이 제어 장치(50)는, 예를 들면 마이크로 컴퓨터 등으로 구성하면 좋다. 또한, 이하에 도시하는 플로우 차트의 처리의 흐름은 제어 장치(50)에 의해 제어되어 실행된다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 운전 동작에 관해 설명한다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 운전은, 통상, 흡착(회수) 공정 및 재 생(탈착) 공정의 2개의 스텝으로 행하여진다. 그래서, 흡착 공정에 관해 설명하고 나서, 재생 공정에 관해 설명한다. 통상, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 3방향 전환밸브(3a)가 대기 배출측으로 유로가 전환되고, 가솔린 저장 탱크(1)의 압력이 압력 조정밸브(4)에 의해 소정의 압력보다 높아지지 않도록 제어되어 있다. 또한, 본 실시의 형태 1에서는, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 기본이 되는 2탑의 흡탈착탑(14)을 구비한 경우의 동작에 관해 설명한다.

[흡착 공정]

탱크로리 등으로부터 급유 파이프(2)를 통하여 가솔린 저장 탱크(1)에 가솔린이 공급될 때에는, 3방향 전환밸브(3a)가 회수 장치측(3방향 전환밸브(3b)측)으로 전환됨과 함께, 3방향 전환밸브(3b)가 전환하고, 가솔린 저장 탱크(1)와 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)가 연결된다. 이 때, 가솔린 저장 탱크(1)에의 가솔린의 공급이 시작되면, 가솔린 저장 탱크(1)에 충만하고 있는 가스상태 탄화 수소가 가솔린 저장 탱크(1)로부터 배출된다. 이 때의 가스상태 탄화 수소의 탄화 수소 농도는, 상온에서 30 내지 40vol% 정도이다.

가솔린 저장 탱크(1)로부터 배출된 가스상태 탄화 수소는 공기와 함께 3방향 전환밸브(3a 및 3b)를 통하여 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)에 의해 제 1 열교환기(6)에 송기된다. 제 1 열교환기(6)는, 냉동기(12) 및 제 2 열교환기(13)에 의해 냉각된 열매체에 의해 냉각되어 있다. 통상, 제 1 열교환기(6)의 내부는 0℃로부터 5℃ 정도로 유지되어 있고, 가스상태 탄화 수소의 일부 및 가스중에 포함된 수분이 응축된다. 따라서 제 1 열교환기(6)에 유입한 가스상태 탄화 수소 함유 공 기는, 액상 탄화 수소. 가스상태 탄화 수소, 물(水), 공기가 혼합된 상태의 혼합물체로서 제 1 열교환기(6)로부터 유출된다. 이 혼합물체는, 기액 분리기(8)에 유입한다.

기액 분리기(8)에 유입한 혼합물체는, 기액 분리기(8)에 의해 기체(가스상태 탄화 수소와 공기)와 액체(액상 탄화 수소와 물)로 분리된다. 분리된 액체는, 기액 분리기(8)의 하측에 저장되고, 액상 탄화 수소용 전자 밸브(10)를 통하여 액상 탄화 수소 저장조(9)에 일시적으로 저장된다. 이 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제 1 열교환기(6)의 상측부터 가스상태 탄화 수소를 유통하도록 하고 있다. 이렇게 함에 의해, 액상 탄화 수소 및 수분이 중력과 가스류에 의해 효율적으로 하방으로 흐르게 되고, 이들의 액화물(液化物)의 회수가 용이해진다.

그런데, 제 1 열교환기(6)를 압력 0.5MPa(G), 냉각 온도 5℃의 조건으로 운전시켰다고 하면, 가스상태 탄화 수소가 가솔린 증기인 경우, 제 1 열교환기(6)에서는 가솔린 증기 농도가 10vol% 정도가 된다. 가솔린 증기에는, 통상 부탄이나 이소부탄 등이 포함되어 있다. 제 1 열교환기(6)를 압력 0.5MPa(G), 온도 5℃로 운전시킨 때의 이들의 포화 농도를 조사하여 본즉, 부탄의 포화 증기 농도는 약 20vol%, 이소부탄의 포화 증기 농도는 약 30vol%였다. 이 조건에서는 가솔린 증기에 함유된 부탄이나 이부탄의 양이 감소하지 않는 한, 가솔린 증기 농도가 이론적으로 10vol% 이하가 되는 일은 없다.

또한. 온도(제 1 열교환기(6)에서의 가솔린 증기의 냉각 온도)를 내림에 의 해, 제 1 열교환기(6)의 출구에서의 가솔린 증기 농도를 저감할 수는 있다. 그러나, 제 1 열교환기(6)의 설정 온도를 빙점 이하로 하면, 가스(가스상태 탄화 수소 함유 공기)중에 포함되는 물이 제 1 열교환기(6)에서 결빙하여 버리게 된다. 이렇게 되면, 제 1 열교환기(6) 내부에서의 압력 손실을 증대시키게 되기 때문에, 제 1 열교환기(6)의 설정 온도는 0℃로부터 5℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

계속해서, 기액 분리기(8)로부터 배출된 가스상태 탄화 수소는, 병렬이 되도록 접속되어 있는 흡탈착탑(14)에 송기되어 흡착 처리된다. 즉, 도 1에 도시하는 바와 같이, 2개의 흡탈착탑(14)의 어느 쪽에도 기액 분리기(8)로부터 배출된 가스상태 탄화 수소가 유입하도록 하고 있다. 따라서, 2방향 밸브(16a), 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(18a), 2방향 밸브(19a)가 개방(검게 칠한), 2방향 밸브(16b), 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18b), 2방향 밸브(19b)가 폐쇄(하얀 칠), 유량 콘트롤러(20)가 폐쇄(하얀 칠) 되어 있는 상태에 있다. 또한, 흡탈착탑(14)으로부터 배기된 가스는, 압력 콘트롤러(15)를 통하여 대기중에 방출된다.

흡탈착탑(14)에는, 상술한 바와 같이 가스상태 탄화 수소를 흡착하는 흡착제가 봉입(封入)되어 있다. 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 가스상태 탄화 수소의 흡착제로서 주로 실리카 겔을 사용하고 있는 것으로 한다. 특히, 4 내지 10옹스트롬의 구멍 지름을 갖는 실리카 겔 또는 합성 제오라이트의 단독 또는 이들의 혼합물이 흡착제로서는 유효하다. 즉, 이와 같은 흡착제중을 가스상태 탄화 수소가 통과함에 의해 가스상태 탄화 수소는 흡착 제거되고, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기가 되어 압력 콘트롤러(15)를 통하여 대기에 방출되도록 되어 있다.

흡탈착탑(14)은, 가스상태 탄화 수소의 흡탈착의 역할에 관계없이, 액체 순환 펌프(11)에 의해 공급되는 열매체에 의해 소정의 온도로 냉각되어 있다. 즉, 제 1 열교환기(6)의 냉각 계통은, 냉동기(12) 및 제 2 열교환기(13)를 통하여 설정 온도인 0 내지 5℃로 유지되도록 항상 운전 제어되어 있다. 이것은, 흡탈착탑(14)에 충전되어 있는 흡착제는, 휜 튜브 열교환기 등의 열교환기(도시 생략)로부터의 열전달에 의해 냉각되기 때문에, 어느 정도의 냉각 시간이 필요 불가결하고, 순시(瞬時)의 운전에 대응할 수가 없기 때문이다. 또한, 단시간에 냉각할 수 있도록 냉각 능력이 큰 냉동기(12)를 구비하는 것은, 설비 비용에 나쁜 영향을 주고, 염가의 장치를 제공할 수가 없게 되기 때문이다.

또한, 흡탈착탑(14) 내부의 온도를 낮게 함에 의해, 흡착 용량을 크게 하여, 흡착제의 사용량을 저감할 수는 있다. 그러나, 흡탈착탑(14)의 내부 온도를 빙점 이하로 하면, 흡탈착탑(14) 내에서 물이 결빙하기 때문에, 흡착제에 얼음이 서서히 축적되어, 흡착제의 가솔린 흡착 능력이 저하된다는 문제가 발생하여 버린다. 따라서 흡탈착탑(14)의 내부 온도는 빙점 이상으로 하는 편이 바람직하다. 이상의 것으로부터, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 제 1 열교환기(6) 및 흡탈착탑(14)의 냉각 계통을 통일화 함에 의해, 효율적으로 가스상태 탄화 수소를 회수하는 것을 가능하게 하고 있다.

흡탈착탑(14)의 내부 압력은, 흡착시에는 압력 0.5MPa(G), 탈착시에는 0.02MPa 정도가 되기 때문에, 흡탈착탑(14)을 원통 구조로 하고 있다. 흡탈착탑(14)을 원통 구조에 함에 의해, 내벽면에 걸리는 압력을 균일화할 수 있다. 따라 서 흡탈착탑(14) 내의 압력이 가압(加壓) 상태나 부압(負壓) 상태가 되어도, 형상 변형 등을 하는 것일 없고, 안전성이 높은 흡탈착탑(14)을 실현할 수 있다. 또한, 흡탈착탑(14)의 내부에는, 실리카 겔이나 합성 제오라이트 등의 입상(粒狀) 흡착제에의 열전달을 고려하여, 휜 튜브 열교환기(알루미늄 휜(fin)으로 열전달관에 온도 매체를 흘린다)를 배치하고 있다.

그리고, 흡탈착탑(14)에서는, 알루미늄 휜의 사이에 흡착제를 채워 넣고, 상하에 흡착제 유출 방지 네트를 마련하도록 하고, 흡착제가 배관에 유출되는 것을 방지함과 함께, 가스의 흐름을 좋게 하고 있다. 이 경우, 흡착제에의 가스상태 탄화 수소의 흡착을 균일화하기 위해, 흡탈착탑(14)에 균일하게 가스상태 탄화 수소가 흐르도록, 펀칭 메탈 등으로 만들어진 정류판을 설치하도록 하여도 좋다. 휜 튜브 열교환기의 휜의 방향은, 가스상태 탄화 수소가 흐를 때의 압손(壓損)이 되지 않도록, 가스상태 탄화 수소의 흐름 방향과 평행이 되도록 세트하는 것이 바람직하다. 또한, 외벽 부근에 충전되어 있는 흡착제를 효율적으로 냉각하기 위해, 휜 튜브 열교환기와 외벽 사이에 간격이 생기지 않도록 궁리를 하면 좋다.

이 경우, 벤트가 있는 측에 대해서는 벤트 부분에 접촉하는 격자형상이나 판형상의 금속(열전달 특성에 우수한 알루미늄이나 구리가 최적)을 마련하고, 벤트가 없는 측에 대해서는 휜 튜브 열교환기의 휜 그 자체의 길이를 길게 함에 의해, 외벽과 휜 튜브 열교환기 사이의 간극을 없애도록 하는 것이 유효하다. 또한, 외벽과 휜 튜브 열교환기 사이의 간극 부분을 없애도록, 금속봉이나 휜 부착 파이프 등을 삽입하도록 하여도 좋다. 또한, 열전달관에 들어가기 전에 열매체가 흐르는 배관을 분기하고, 휜 튜브 열교환기를 복수의 블록으로 나누어, 병렬로 열매체를 흐르도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함에 의해, 열매체가 흐르는 배관의 압력 손실을 저감할 수 있고, 열매체를 흡탈착탑(14)에 공급하는 액체 순환 펌프(11)의 용량을 저감할 수 있다.

또한, 흡탈착탑(14)에서는, 아래로부터 위를 향하여 가스상태 탄화 수소가 흐르기 때문에, 휜 튜브 열교환기와 하부의 입상 흡착제 유출 방지 네트를 접하도록 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 입상 흡착제 유출 방지 네트와 휜 튜브 열교환기의 사이에 공간, 즉 입상 흡착제만이 충전되어 있는 공간을 없앨 수 있고, 흡착시에 입상 흡착제의 냉각을 충분히 실시할 수 있다. 이 결과, 가장 높은 농도의 가스상태 탄화 수소가 들어오는 부분에 존재한 가스상태 탄화 수소의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있고, 안전한 흡탈착탑(14)을 제공할 수 있다. 또한, 위로부터 아래로 가스상태 탄화 수소가 흐르는 경우는, 상부의 입상 흡착제 유출 방지 네트와 휜 튜브 열교환기를 접(接)하는 것은 말할 필요도 없다.

제 1 열교환기(6)를 마련하지 않는 경우는, 흡탈착탑(14)에 고농도의 가스상태 탄화 수소가 유입되어 옴과 함께, 가스상태 탄화 수소중에 포함되는 수분이 흡착제에 흡착되고, 가스상태 탄화 수소의 흡착 성능이 떨어지게 되기 때문에, 흡착제의 충전량을 많게 하여야 한다. 또한, 흡탈착탑(14)의 온도를 빙점 아래로 내린 경우에는, 흡착제의 표면에 수분이 결빙하여, 가스가 채워지는 등 큰 트러블이 발생하여 버릴 가능성이 있다.

그래서, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 흡 탈착탑(14)의 전단(前段)에 제 1 열교환기 및 기액 분리기(8)를 마련하고 있기 때문에, 가스상태 탄화 수소와 함께 수분도 제거되어서, 흡탈착탑(14)에 있어서의 수분의 악영향을 미연에 막을 수 있다. 또한, 흡탈착탑(14)에 공급되는 가스상태 탄화 수소의 공급량을 대폭적으로 저감할 수 있음과 함께, 미스트상태 탄화 수소의 진입을 방지할 수 있기 때문에(도 3에서 상세히 설명한다), 흡탈착탑(14)을 작고, 염가로 제작할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 가솔린 저장 탱크(1)로부터 배출한 고농도(40vol%)의 가스상태 탄화 수소를 제 1 열교환기(6)에서 10vol%까지 저감할 수 있기 때문에, 흡탈착탑(14)에서 처리하는 가솔린 양은 전(全) 흡인량에 대해 1/4(=10%/40%)로 저감할 수 있다. 즉, 흡탈착탑(14)의 전단에 제 1 열교환기(6) 및 기액 분리기(8)를 마련함에 의해, 흡탈착탑(14)의 용적을 개략 1/4로 할 수 있도록 하고 있다.

[재생 공정]

흡탈착탑(14)의 재생 공정은, 가스상태 탄화 수소의 흡착시에 사용한 2개의 흡탈착탑(14)(가스상태 탄화 수소의 흡착에 제공된 것중 2개의 흡탈착탑(14))을 직렬이 되도록 연결하고, 그 2탑의 사이에 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5), 제 1 열교환기(6), 기액 분리기(8)가 접속되도록 하여 실행한다. 즉, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 이용하여 한쪽의 흡탈착탑(14)(예를 들면 흡탈착탑(14b))으로부터 가스를 흡인하여 흡착제에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 탈착하고, 제 1 열교환기(6), 기액 분리기(8)에 차례로 공급하고, 기액 분리기(8)로부터 배출되는 가스를 다른쪽의 흡탈착탑(14)(예를 들면 흡탈착탑(14a))에 공급하도록 하여, 가스상태 탄화 수소의 재생을 실행하도록 되어 있다.

다시 말하면, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 가스상태 탄화 수소의 흡착 시(흡착 공정시)에는, 흡탈착탑(14)의 전부에 기액 분리기(8)로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 유입시키도록 하고, 가스상태 탄화 수소의 탈착시(재생 공정시)에는, 복수의 흡탈착탑(14)중 적어도 하나의 흡탈착탑(14)(예를 들면, 흡탈착탑(14b))을 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 상류측에 접속하도록 하고 있다. 즉, 2방향 밸브에 의해, 가스상태 탄화 수소의 흡착시에는, 흡탈착탑(14)의 전부에 기액 분리기(8)로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 유입시키도록 유로를 전환하고, 가스상태 탄화 수소의 탈착시에는, 흡탈착탑(14)중 적어도 하나의 흡탈착탑(14)(예를 들면, 흡탈착탑(14b))의 가스 출구를 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 상류측에 접속하도록 유로를 전환하도록 하고 있다.

소정 시간 운전을 계속한 후, 2방향 밸브의 개폐를 전환하여, 탈착을 실행하고 있지 않았던 쪽의 흡탈착탑(예를 들면 흡탈착탑(14a))으로부터 가스상태 탄화 수소를 흡인 탈착한다. 즉, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 이용하여 다른쪽의 흡탈착탑(14)(예를 들면 흡탈착탑(14a))으로부터 가스를 흡인하여 흡착제에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 탈착하고, 제 1 열교환기(6), 기액 분리기(8)에 차례로 공급하고, 기액 분리기(8)로부터 배출된 가스를 한쪽의 흡탈착탑(14)(예를 들면 흡탈착탑(14b))에 공급하도록 하여, 가스상태 탄화 수소의 재생을 실행하도록 되어 있다. 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 이와 같은 조작을 소정의 회수 반복하여 가스상태 탄화 수소의 재생을 행하도록 하고 있다.

도 2는, 제 1 열교환기(6)의 구성을 도시한 개략 구성도이다. 도 2에 의거하여, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 제 1 열교환기(6), 제 2 열교환기(13), 냉동기(12), 및, 열매체 저장조(7)에 관해 설명한다. 제 1 열교환기(6)는, 가스상태 탄화 수소가 흐르는 유로를 갖고 있다. 제 2 열교환기(13)는, 냉동기(12)로부터 공급되는 냉매가 도통하고 있다. 냉동기(12)는, 냉동 사이클을 갖고 있고, 제 2 열교환기(13)에 냉매를 공급하고 있다. 열매체 저장조(7)는, 제 1 열교환기(6)를 냉각하는 열매체를 저장하고 있다. 제 1 열교환기(6), 제 2 열교환기(13), 냉동기(12), 및, 열매체 저장조(7)로 응축 장치를 구성하고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 열교환기(6)는, 가스상태 탄화 수소가 흐르는 유로를 복수 갖고 있다. 즉, 제 1 열교환기(6)는, 유입한 가스상태 탄화 수소의 흐름을 분할하는 분기부(헤더)(21)와, 분기부(21)에서 분기된 복수의 열전달관이 삽입된 휜 튜브 열교환기로부터 구성된 열교환부(22)와, 열교환부(22)로부터 배출된 가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소를 합류하는 합류부(후터)(23)로 구성되어 있다. 제 1 열교환기(6)를 이와 같은 구성에 함에 의해, 가스상태 탄화 수소를 포함하는 공기의 유속을 저하할 수 있고, 열교환 효율을 저하시키지 않고서, 압력 손실을 저하할 수 있다.

또한, 대 유량의 가스상태 탄화 수소를 포함하는 공기를 분기하지 않고 제 1 열교환기(6)에서 냉각하는 경우, 유속이 빨라지기 때문에, 열교환부(22)의 접촉 면 적을 증대시킬 필요가 있다. 접촉 면적을 증대시키기 위해, 열전달관의 배관 길이를 길게 할 필요가 있다. 따라서 배관 길이가 길어짐에 의해, 압력 손실이 더욱 증대한다는 문제가 발생하게 된다. 이 문제에 대처하기 위해, 제 1 열교환기(6)에서는, 가스상태 탄화 수소가 흐르는 유로를 복수로 분기함에 의해, 상승적으로 압력 손실이 증대하는 것을 방지하고, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 액화하는 것을 가능하게 하고 있다.

다음에, 응축 장치를 사용함에 의한 냉각의 유효성에 관해 설명한다.

통상, 열교환을 행하는 경우, 열매체 등을 사용하지 않고, 냉매 배관과 피냉각물 체(가스상태 탄화 수소) 배관을 일체화하고, 그 일체화 부분을 단열(斷熱)하는 구조로 하는 것이 가장 효율적이다. 그러나, 수분을 포함하는 공기를 냉각하는 경우, 수분을 결빙시키지 않기 위해 냉매의 증발 온도를 빙점 이상으로 할 필요가 있다. 이 경우, 열교환 효율이 저하되고, 피냉각 물체를 소정 온도로 냉각할 수가 없다는 문제가 발생한다.

본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 열매체를 사용하고, 열매체를 자연대류시킴에 의해, 효율적으로 냉각할 수 있도록 한 점에 특징이 있다. 제 1 열교환기(6)에서는, 액상 탄화 수소를 중력과 가스류의 힘에 의해 배출하기 때문에, 제 1 열교환기(6)의 상부로부터 가스상태 탄화 수소가 유입하고, 제 1 열교환기(6)의 하부로부터 가스상태 및 액상 탄화 수소가 유출되도록 되어 있다. 따라서, 제 1 열교환기(6)의 상부에 뜨거운 가스상태 탄화 수소가 공급되고, 제 1 열교환기(6)의 상부 주변의 열매체의 온도가 상승한다. 이로써, 제 1 열교환기(6)의 주변에서는, 열매체는 아래로부터 위로의 흐름이 생긴다.

한편, 제 2 열교환기(13)의 주변에서는, 열매체가 냉각되기 때문에, 열매체는 위로부터 아래로의 흐름이 생긴다. 이로써, 열매체 저장조(7)에서는, 제 1 열교환기 상부 → 제 2 열교환기 상부 → 제 2 열교환기 하부 → 제 1 열교환기 하부라 하는 열매체의 흐름이 생기고, 교반 등을 행하지 않아도 피냉각 물체(제 1 열교환기(6))를 효율적으로 냉각할 수 있다. 따라서 제 1 열교환기(6)와 제 2 열교환기(13)는, 개략 수평 위치가 되도록 열매체 저장조(7) 내에 설치하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 열매체를 액체 순환 펌프(11)에 의해 흡탈착탑(14)에 공급하기 때문에, 이 열매체의 순환에 의해 생기는 흐름을 열매체 저장조(7) 내의 자연대류에 의한 흐름과 동기(同期)시킴에 의해, 피처리 물체의 냉각을 보다 효율 좋게 할 수 있다. 즉, 한 예이지만, 제 2 열교환기(13)의 하부로부터 열매체를 인발하고, 제 2 열교환기(13)의 상부에 열매체를 되돌림에 의해, 제 1 열교환기 상부 → 제 2 열교환기 상부 → 제 2 열교환기 하부 → 제 1 열교환기 하부라 하는 열매체의 흐름을 방해하는 일 없이, 효율적으로 피처리 물체를 냉각할 수 있다.

이상의 것으로부터, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 응축 장치를 제 1 열교환기(6)와, 제 2 열교환기(13)와, 냉동기(12)와, 열매체 저장조(7)로 구성함과 함께, 열매체가 상하 방향으로 이동하도록 제 1 열교환기(6) 및 제 2 열교환기(13)를 열매체 저장조(7)에 배치함에 의해, 열매체 저장 조(7)의 내부에서 대류를 발생시켜, 피냉각 물체를 효율적으로 냉각할 수 있도록 되어 있다.

도 3은, 기액 분리기(8)의 내부 구성을 도시한 개략도이다. 도 3에 의거하여, 기액 분리기(8)의 탄화 수소 제거 성능 효과에 관해 상세히 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 기액 분리기(8)는, 가스상태 탄화 수소 출구(24), 원심 분리부(기액 분리부)(25), 기액 혼합물 입구(26), 액상 탄화 수소 저장부(27), 액상 탄화 수소 출구(28), 콘 모양 메시(미스트 제거부)(29), 및, 단열재(30)를 갖고 있다. 즉, 기액 분리기(8)는, 가스상태 탄화 수소와 액화 탄화 수소를 분리하는 부위(원심 분리부(25))와, 가스상태 탄화 수소와 미스트상태 탄화 수소를 분리하는 부위(콘 모양 메시 구조로서 콘 모양 메시(29))를 갖고 있는 것이다.

기액 혼합물 입구(26)는, 가스상태 탄화 수소(공기를 포함한다) 및 액상 탄화 수소의 유입구가 되는 것이다. 원심 분리부(25)는, 기액 혼합물 입구(26)로부터 유입한 가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소를 원심 분리하는 것이다. 가스상태 탄화 수소 출구(24)는. 원심 분리부(25)에서 분리된 가스의 유출구가 되는 것이다. 액상 탄화 수소 저장부(27)는, 원심 분리부(25)에서 분리된 액체를 저장하는 것이다. 액상 탄화 수소 출구(28)는, 액상 탄화 수소 저장부(27)에 저장되어 있는 액체의 출구가 되는 것이다. 콘 모양 메시(29)는, 미스트상태 탄화 수소를 효율적으로 제거하는 것이다. 단열재(30)는, 기액 분리기(8)의 내부와 외부 사이에서의 열의 수수(授受)를 적게 하는 것이다.

기액 혼합물 입구(26)로부터 들어온 가스상태 탄화 수소 및 액상 탄화 수소 는, 원심 분리부(25)에서 원심 분리되고, 가스와 액체가 분리된다. 그러나, 처리 유량이 많아지면, 액상 탄화 수소의 원심 분리부(25)의 벽면에의 충돌 속도가 빨라지기 때문에, 액상 탄화 수소로부터 미스트상태 탄화 수소가 발생한다. 미스트상태 탄화 수소는 원심 분리부(25)에서 원심 분리할 수가 없기 때문에, 흡탈착탑(14)에 공급되고, 흡탈착탑의 흡착제의 성능 저하를 앞당겨 버린다는 문제가 생긴다. 이와 같은 문제의 발생을 방지하기 위해서는, 미스트상태 탄화 수소를 제거할 것이 필요하다. 미스트상태 탄화 수소를 제거하는데는, 미스트가 충돌할 정도의 구멍 지름을 갖는 메시를 구비하는 것이 유효하다.

단, 메시를 구비한 경우, 미스트가 메시에 충돌하고, 메시를 막으면, 압손이 증대하기 때문에, 메시에 부착한 미스트를 효율적으로 제거할 것이 필요해진다. 이 때문에에(로), 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 기액 분리기(8)에는, 단면 형상이 역삼각형 형상의 콘 모양 메시(29)를 마련하고 있다. 콘 모양 메시(29)에 충돌한 미스트는, 중력에 의해 가스가 거의 흐르고 있지 않는 중앙부(역삼각형 형상의 하측 정점(頂点))으로 이동하고, 일정량이 모이면, 적하하게 된다. 이와 같이, 원심 분리부(25) 내의 상부에 콘 모양 메시(29)를 마련함에 의해, 기액 분리기(8)의 벽면과의 충돌에 의해 발생한 미스트를 효율적으로 제거할 수 있고, 흡탈착탑(14)의 성능 저하를 극력 억제할 수 있다.

도 4는, 흡탈착탑(14)의 가스상태 탄화 수소의 출구 농도에 미스트 양(量)이 주는 영향을 조사한 결과를 도시하는 그래프이다. 도 4에 의거하여, 흡탈착탑(14)의 가스상태 탄화 수소의 출구 농도에 미스트상태 탄화 수소의 양이 주는 영향에 관해 설명한다. 이 도 4에서는, 500ℓ/min으로 20분간 가스상태 탄화 수소를 유입시킨 경우의 흡탈착탑(14)의 가스상태 탄화 수소의 출구 농도에 미스트 양이 주는 영향을 조사한 것이다. 또한, 도 4에서는, 종축이 흡탈착탑(14)으로부터의 누출 농도(vol%)를, 횡축이 흡탈착탑(14)에 유입하는 미스트 양을, 각각 나타내고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 흡탈착탑(14)에 유입하는 미스트 양이 0인 경우(도 4에 도시하는 (a)), 흡탈착탑(14)으로부터의 누출 농도가 4vol%이고, 흡탈착탑(14)에 유입하는 미스트 양이 100mL/min인 경우(도 4에 도시하는 (b)), 흡탈착탑(14)으로부터의 누출 농도가 6vol%이고, 흡탈착탑(14)에 유입한 미스트 양이 200mL/min인 경우(도 4에 도시하는 (c)), 흡탈착탑(14)으로부터의 누출 농도가 8vol%인 것을 조사의 결과 알았다.

도 4로 부터 알 수 있는 바와 같이, 흡탈착탑(14)에의 미스트의 유입을 막음에 의해, 소정량의 가스상태 탄화 수소를 처리한 때의 흡탈착탑(14)으로부터 배출하는 가스상태 탄화 수소의 농도를 억제할 수 있다. 이상의 것으로부터, 가스상태 탄화 수소와 액화 탄화 수소를 분리하는 부위와, 가스상태 탄화 수소와 미스트상태 탄화 수소를 분리하는 부위를 기액 분리기(8)를 구비함에 의해, 흡탈착탑(14)에 공급하는 가스상태 탄화 수소량을 저감할 수 있고, 가스상태 탄화 수소를 고효율로 회수할 수 있게 된다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 운전 시작 방법에 관해 설명한다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 탱크로리 등의 운전수에 의해 작동 스위치를 조작된 때에 운전을 시작하도록 하여도 좋다. 즉, 가솔린 저장 탱크(1)에 가솔린을 내려 담기(공급)하는 탱크로리 등의 운전수가 가솔린을 내려 담기하는 것과 같은 타이밍에서 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 작동 스위치가 조작된 때에 운전을 시작하도록 하여도 좋다. 이와 같이 함에 의해, 오작동을 방지할 수 있고, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 회수할 수 있다.

또한, 탱크로리가 유종간(油種間) 틀림을 방지한 콘타미 방지 장치(도시 생략)를 구비하고 있는 것에 관해서는, 내려 담기 시작시의 유종(油種) 판별을 행하는 키 장치라고 연동(連動)하고, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)가 자동 운전을 시작하도록 하여도 좋다. 이로써, 인적(人的) 조작을 줄일 수 있고, 보다 안정적으로 가스상태 탄화 수소를 회수할 수 있다. 또한, 가솔린 저장 탱크(1)의 재고량(잔유량)을 관리하고 있는 유면계(油面計)(도시 생략)와 연동하고, 재고량이 단시간에 변화한 것을 유면 위치의 변동으로 검지하고, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)가 자동적으로 운전을 시작하도록 하여도 좋다. 또한, 탱크로리로부터 가솔린 저장 탱크(1)에 내려 담는 주유구에 액체를 검지하는 전자식 센서(전압 등에 의한 변화를 파악한다(도시 생략))를 마련하고, 본 장치와 연동하여, 운전을 자동 시작 및 종료시키도록 하여도 좋다. 이로써, 인적 조작을 없앨 수 있음과 함께, 고급의 계측 장치를 새롭게 구비하는 일 없이, 보다 안정적으로 가스상태 탄화 수소를 회수할 수 있다.

도 5는, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소의 흐름을 도시하는 회로도이다. 도 6은, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 재생 공정에서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 도 5 및 도 6에 의거하여 흡탈착탑(14)에 흡착된 가스상태 탄화 수소의 재생 공정, 즉 가스상태 탄화 수소의 탈착 프로세스에 관해 상세히 설명한다. 상술한 바와 같이, 흡탈착탑(14)의 재생 공정은, 흡착시에 사용한 2개의 흡탈착탑(14)이 직렬이 되도록 하고, 그 2탑의 사이에 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5), 제 1 열교환기(6), 기액 분리기(8)가 접속되도록 하여 시작한다. 그리고, 소정 시간 경과 후, 직렬로 접속한 흡탈착탑(14)의 순서를 교체하여, 어느 흡탈착탑(14)으로부터도 가스상태 탄화 수소의 재생을 실행한다. 이 조작을 소정의 회수 반복하여 가스상태 탄화 수소의 재생을 행하도록 하고 있다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 흡착 종료시에 모든 2방향 밸브를 전폐로 하고 있다. 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 2방향 밸브(16a), 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18a), 2방향 밸브(19b)를 열고(스텝 S101), 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 가동시킨다(스텝 S102). 이와 같이 하여 제 1 공정(스텝 S101 내지 스텝 S105)를 시작한다. 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 소정 시간 가동시킴에 의해, 2방향 밸브(17b)를 통하여 흡탈착탑(14b)으로부터 가스를 흡인하여 흡착제에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 탈착한다(스텝 S103). 또한, 흡탈착탑(14b) 내의 압력이 소정의 압력으로 저하되면, 2방향 밸브(19b) 및 유량 콘트롤러(20)를 열어, 대기로부터 일정 유량의 공기가 흡탈착탑(14b)에 유입되도록 하고, 흡탈착탑(14b) 내부의 압력을 거의 일정하게 유지하도록 한다.

흡탈착탑(14b)은, 흡착시에는 0.5MPa(G)의 압력으로 동작하고 있지만, 탈착시에는 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)에 의해 대기압 이하로 감압되기 때문에, 이 압력차에 의해 흡착제에 흡착한 탄화 수소가 고농도로 농축된 상태에서 탈착되는 것이 된다. 이 경우, 가스상태 탄화 수소의 가스 유량이나 흡착시의 흡착량에도 따르지만, 흡탈착탑(14b) 내의 압력을 0.02 내지 0.04MPa로 제어함에 의해, 가스상태 탄화 수소 농도를 30 내지 60vol%로 할 수 있다.

탈착한 가스상태 탄화 수소는, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)에 의해, 제 1 열교환기(6)에 공급된다. 즉, 제 1 열교환기(6)에는, 가스상태 탄화 수소 농도 30vol%, 압력 0.5MPa(G)의 고농도·고압의 가스상태 탄화 수소가 공급되게 된다. 흡착시와 마찬가지로, 제 1 열교환기(6)는, 냉동기(12) 및 제 2 열교환기(13)를 통하여 냉각된 열매체에 의해 냉각된다. 통상, 제 1 열교환기(6)의 내부는, 0℃로부터 5℃ 정도로 유지되어 있고, 가스상태 탄화 수소의 일부가 응축되어 액화한다.

따라서 기액 분리기(8)에는, 제 1 열교환기(6)에서 응축되지 않았던 가스상태 탄화 수소 및 제 1 열교환기(6)에서 응축된 액상 탄화 수소의 혼합물체가 공급되게 된다. 이 혼합물체는, 기액 분리기(8)에 의해 기체(가스상태 탄화 수소와 공기)와 액체(액상 탄화 수소)로 분리된다(도 3 참조). 분리된 액체는, 기액 분리기(8)의 하측(액상 탄화 수소 저장부(27))에 고이고, 액상 탄화 수소용 전자 밸브(10)를 통하여 액상 탄화 수소 저장조(9)에 반송된다.

상술한 바와 같이, 제 1 열교환기(6)를 압력 0,5MPa(G), 냉각 온도 5℃의 조건으로 운전시켰다고 하면, 가스상태 탄화 수소가 가솔린 증기인 경우, 제 1 열교환기(6)에서는 가솔린 증기 농도가 10vol% 정도가 된다. 가솔린 증기에는, 통상 부탄이나 이소부탄 등이 포함되어 있다. 제 1 열교환기(6)를 압력 0,5MPa(G), 온도 5 ℃로 운전시킨 때의 이들의 포화 농도를 조사한 바, 부탄의 포화 증기 농도는 약 20vol%, 이소부탄의 포화 증기 농도는 약 30vol%였다. 이 조건에서는 가솔린 증기에 함유되는 부탄이나 이소부탄의 양이 감소하지 않는 한, 가솔린 증기 농도가 이론적으로 10vol% 이하가 되는 일은 없다.

또한, 온도(제 1 열교환기(6)에서의 가솔린 증기의 냉각 온도)를 내림에 의해, 제 1 열교환기(6)의 출구에서의 가솔린 증기 농도를 저감할 수는 있다. 그러나, 제 1 열교환기(6)의 설정 온도를 빙점 이하로 하면, 가스(가스상태 탄화 수소 함유 공기)중에 포함되는 물이 제 2 열교환기(6)에서 결빙하여 버리게 된다. 이렇게 되면, 제 1 열교환기(6) 내부에서의 압력 손실을 증대시키게 되기 때문에, 제 1 열교환기(6)의 설정 온도는 0℃로부터 5℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

계속해서, 기액 분리기(8)로부터 배출되는 10vol% 정도의 가스상태 탄화 수소는, 흡탈착탑(14a)에 송기되어 처리된다. 흡탈착탑(14a)에는 흡착제가 봉입되어 있고, 가스상태 탄화 수소를 포함한 공기가 이 흡착제중을 통과함에 의해 가스상태 탄화 수소가 흡착 제거되어, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기가 되어 2방향 밸브(18a) 및 압력 콘트롤러(15)를 통하여 대기에 방출된다. 소정 시간 경과 후, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 정지(스텝 S104), 2방향 밸브(16a), 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18a), 2방향 밸브(19b)를 닫는다(스텝 S105). 또한, 재생시에도, 가스상태 탄화 수소의 흡탈착의 역할에 관계없이, 항상 액체 순환 펌프(11)에 의해 공급되는 열매체에 의해 일일정한 온도도로 냉각되어 있다. 즉, 흡착시와 마찬가지로 0 내지 5℃로 유지되도록 항상 운전 제어되어 있다.

이와 같이 하여, 제 1 공정(제 1 재생 공정)에서는, 가압 상태에서 냉각, 흡착됨에 의해, 흡탈착탑(14b)으로부터 배출된 가스상태 탄화 수소를 효율적으로 액화 회수할 수 있다. 또한, 탈착시에는, 흡탈착탑(14b) 내부의 온도를 높게 함에 의해, 탈착 속도를 빨리 하거나, 가스상태 탄화 수소 농도를 진하다 하거나 하는 것은 가능하다. 그러나, 온도를 스윙함에 의해, 소비 에너지가 증대하거나, 다음의 흡착 공정까지에 시간적으로 냉각할 수가 없는 등이라는 문제가 있기 때문에, 탈착시에 온도를 높게 하지 않고, 흡착시와 같은 온도로 탈착을 행하는 것이 에너지적으로 효과적이다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 제 1 공정을 종료하면 제 2 공정(스텝 S106 내지 스텝 S110)을 시작한다. 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 2방향 밸브(16b), 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(18b), 2방향 밸브(19a)를 열고(스텝 S106), 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 가동시킨다(스텝 S107). 이와 같이 하여 제 2 공정(제 2 재생 공정)을 시작한다. 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 소정 시간 가동시킴에 의해, 2방향 밸브(17b)를 통하여 흡탈착탑(14a)으로부터 가스를 흡인하여 흡착제에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 탈착한다(스텝 S108). 또한, 흡탈착탑(14a) 내의 압력이 소정의 압력으로 저하되면, 2방향 밸브(18b) 및 유량 콘트롤러(20)를 열어, 대기로부터 일정 유량의 공기가 흡탈착탑(14a)에 유입되도록 하여, 흡탈착탑(14a) 내부의 압력을 거의 일정하게 유지하도록 한다.

흡탈착탑(14a)은, 흡착시에는 0.5MPa(G)의 압력으로 동작하고 있지만, 탈착시에는 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)에 의해 대기압 이하로 감압되기 때문에, 이 압력차에 의해 흡착제에 흡착한 탄화 수소가 고농도로 농축된 상태에서 탈착되게 된다. 이 경우, 가스상태 탄화 수소의 가스 유량이나 흡착시의 흡착량에도 따르지만, 흡탈착탑(14a) 내의 압력을 0.02 내지 0.04MPa로 제어함에 의해, 가스상태 탄화 수소 농도를 30 내지 60vol%로 할 수 있다.

따라서 기액 분리기(8)에는, 제 1 열교환기(6)에서 응축되지 않은 가스상태 탄화 수소 및 제 1 열교환기(6)에서 응축된 액상 탄화 수소의 혼합물체가 공급되게 된다. 이 혼합물체는, 기액 분리기(8)에 의해 기체(가스상태 탄화 수소와 공기)와 액체(액상 탄화 수소)로 분리된다(도 3 참조). 분리된 액체는, 기액 분리기(8)의 하측(액상 탄화 수소 저장부(27))에 고이고, 액상 탄화 수소용 전자 밸브(10)를 통하여 액상 탄화 수소 저장조(9)에 반송된다.

상술한 바와 같이, 제 1 열교환기(6)를 압력 0, 5MPa(G), 냉각 온도 5℃의 조건으로 운전시켰다고 하면, 가스상태 탄화 수소가 가솔린 증기인 경우, 제 1 열교환기(6)에서는 가솔린 증기 농도가 10vol% 정도가 된다. 가솔린 증기에는, 통상 부탄이나 이소부탄 등이 포함되어 있다. 제 1 열교환기(6)를 압력 0.5MPa(G), 온도 5℃로 운전시킨 때의 이들의 포화 농도를 조사하여 본즉, 부탄의 포화 증기 농도는 약 20vol%, 이소부탄의 포화 증기 농도는 약 30vol%였다. 이 조건에서는 가솔린 증기에 함유되는 부탄이나 이소부탄의 양이 감소하지 않는 한, 가솔린 증기 농도가 이론적으로 10vol% 이하가 되는 일은 없다.

또한, 온도(제 1 열교환기(6)에서의 가솔린 증기의 냉각 온도)를 내림에 의해, 제 1 열교환기(6)의 출구에서의 가솔린 증기 농도를 저감할 수는 있다. 그러나, 제 1 열 교환기(6)의 설정 온도를 빙점 이하로 하면, 가스(가스상태 탄화 수소 함유 공기)중에 포함되는 물이 제 2 열교환기(6)에서 결빙하여 버리게 된다. 이렇게 되면, 제 1 열교환기(6) 내부에서의 압력 손실을 증대시키게 되기 때문에, 제 1 열교환기(6)의 설정 온도는 0℃로부터 5℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.

계속해서, 기액 분리기(8)로부터 배출되는 10vol% 정도의 가스상태 탄화 수소는, 흡탈착탑(14b)에 송기되어 처리된다. 흡탈착탑(14b)에는 흡착제가 봉입되어 있고, 가스상태 탄화 수소를 포함한 공기가 이 흡착제중을 통과함에 의해 가스상태 탄화 수소가 흡착 제거되고, 1vol% 이하의 가솔린 농도의 청정 공기가 되어 2방향 밸브(19a) 및 압력 콘트롤러(15)를 통하여 대기에 방출된다. 소정 시간 경과 후, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 정지(스텝 S109), 2방향 밸브(16b), 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(18b), 2방향 밸브(19a)를 닫는다(스텝 S110). 또한, 재생시에도, 가스상태 탄화 수소의 흡탈착의 역할에 관계없이, 항상 액체 순환 펌프(11)에 의해 공급되는 열매체에 의해 일정 온도로 냉각되어 있다. 즉, 흡착시와 마찬가지로 0 내지 5℃로 유지되도록 항상 운전 제어되어 있다.

제 2 공정이 종료되면, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 재차 제 1 공정을 시작한다(스텝 S111). 이 반복 조작을 설정 회수 실시한 후에, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 일련의 동작을 종료하게 된다(스텝 S111 ; YES). 통상은, 가솔린 저장 탱크(1)에 급유가 있을 때마다, 이들의 일련의 조작을 반복하게 된다. 이 동작에 의해, 최대라도 1vol%의 가스상태 탄화 수소밖에 대기에 배출하지 않고, 환경 부하를 매우 작게 할 수 있다.

또한, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 최대라도 1vol%의 가스상태 탄화 수소를 배출할 뿐이기 때문에, 40vol%의 가스상태 탄화 수소중 39vol%까지 회수할 수 있고, 회수 효율이 97,5%로 매우 고효율이다. 또한, 하나의 온도대에서 응축 조작을 행하고 나서 흡착 조작을 행하도록 하고 있기 때문에, 흡탈착탑(14)을 대폭적으로 소형화할 수 있고, 장치 전체를 콤팩트화할 수있다는 효과도 갖고 있다.

또한, 탈착시에 흡탈착탑(14)으로부터의 가스상태 탄화 수소를 흡인하는 부위와 흡착시에 흡탈착탑(14)에 가스상태 탄화 수소를 공급하는 부위는, 흡탈착탑(14)의 동일 부분(도 1에서는 흡탈착탑(14)의 하부)에 마련하도록 하고 있다. 흡탈착탑(14) 출구의 가스상태 탄화 수소 농도를 1vol% 이하가 되도록 흡탈착탑(14)을 운용하고 있기 때문에, 흡착시에는 흡탈착탑(14)의 가스상태 탄화 수소 증기 흡입구의 부근에서는 고밀도에 가스상태 탄화 수소가 흡착하고, 흡탈착탑(14)의 가스상태 탄화 수소 배출구의 부근에서는 가스상태 탄화 수소가 그다지 흡착하지 않는 상태가 되어 있다·

탈착시에 흡탈착탑(14)으로부터 배출하는 가스상태 탄화 수소를 응축에 의해 효율적으로 회수하는데는, 가스상태 탄화 수소 농도를 가능한 한 높게 할 필요가 있다. 즉, 고밀도로 흡착하고 있는 부분부터 가스상태 탄화 수소를 배출하는 편이 고농도의 가스상태 탄화 수소를 배출할 수 있게 된다. 그 때문에, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 가스상태 탄화 수소가 고밀도로 흡착하고 있는 부분, 즉 흡탈착탑(14)에 있어서 흡착시의 가스상태 탄화 수소 흡입구의 부근에서, 탈착시에 가스상태 탄화 수소를 흡인 배출함에 의해 가스상태 탄화 수소의 회수 효율을 향상시키고 있는 것이다.

가솔린 스탠드 등의 급유 시설의 가솔린 저장 탱크(1)에의 급유는, 통상, 정기적으로 일정 시간 행하여지는 일이 많다. 이 때문에, 가솔린 저장 탱크(1)로부터 가스상태 탄화 수소가 발생하는 것은 1일중의 어느 일정한 시간대로 한정되어 있다. 따라서 장치의 가동률을 높인다는 관점에 서면, 가스상태 탄화 수소가 발생하고 있는 시간대에는 흡탈착탑(14)의 흡착 조작을 행하고, 가스상태 탄화 수소가 발생하지 않는 시간대에는 흡탈착탑(14)의 재생 조작을 행한 것이 유효하다고 생각된다.

이상의 것으로부터, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 흡착시에는 흡탈착탑(14)을 기액 분리기(8)에 대해 상호 병렬이 되도록 접속하고, 하나의 흡탈착탑(14)에 흐르는 가스량을 줄여서 기액 분리기(8)로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 공급하고, 탈착시에는 2개의 흡탈착탑(14)을 직렬이 되도록 접속하고, 흡탈착 조작을 반복하여 흡착제를 재생함에 의해, 가동 효율의 향상을 실현하고 있다.

즉, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 가스상태 탄화 수소의 흡착 시(흡착 공정시)에는, 흡탈착탑(14)의 전부에 기액 분리기(8)로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 유입시키도록 하여 처리 가스 유량의 증대를 가능하게 하고, 가스상태 탄화 수소의 탈착시(재생 공정시)에는, 복수의 흡탈착탑(14)중 적어도 하나의 흡탈착탑(14)(예를 들면, 흡탈착탑(14b))을 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 상류측에 접속하도록 하여 가스상태 탄화 수소의 재생을 실행 가능하게 하고 있는 것이다.

도 7은, 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도, 기액 분리기(8)의 출구 농도, 및, 흡탈착탑(14)의 출구 농도와 시간 변화와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 8은, 재생 공정에서의 전환 시간과 흡탈착탑(14)의 출구 농도와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 7 및 도 8에 의거하여, 재생 공정에서의 흡탈착탑(14)의 전환 조작에 관해 설명한다. 도 7에서는, 종축이 가스상태 탄화 수소의 농도(vol%)를, 횡축이 시간(min)을, 각각 나타내고 있다. 도 8에서는, 종축이 흡탈착탑(14) 출구의 가스상태 탄화 수소의 농도(vol%)를, 횡축이 시간(min)을, 각각 나타내고 있다.

도 7에는, 흡탈착탑(14b)의 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도를 속이 하얀 둥근표시로, 흡탈착탑(14b)의 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도를 검게 칠한 둥근표시로, 흡탈착탑(14b)의 재생 공정에서의 기액 분리기(8)의 출구 농도를 속이 하얀 삼각표시로, 흡탈착탑(14b)의 재생 공정에서의 기액 분리기(8)의 출구 농도를 검게 칠한 삼각표 시로, 흡탈착탑(14)의 출구 농도를 별표표시로, 각각 나타내고 있다. 이 도 7로부터, 재생 공정에서는, 초기에만 흡탈착탑(14)으로부터 가스상태 탄화 수소가 누출되고 있는 것을 알 수 있다. 그래서, 전환 시간이 흡탈착탑(14)의 출구 농도에 주는 영향을 조사하였다.

도 8은, 첫회의 전환 시간이 흡탈착탑(14) 출구 농도에 주는 영향을 조사한 것이다. 도 8에는, 첫회의 제 1 공정과 제 2 공정의 전환을 1분간으로 한 때의 흡탈착탑(14) 출구의 가스상태 탄화 수소의 농도를 마름모표시로, 첫회의 제 1 공정과 제 2 공정의 전환을 3분간으로 한 때의 흡탈착탑(14) 출구의 가스상태 탄화 수소의 농도를 가위표표시로, 첫회의 제 1 공정과 제 2 공정의 전환을 6분간으로 한 때의 흡탈착탑(14) 출구의 가스상태 탄화 수소의 농도를 속이 하얀 삼각표시로, 각각 나타내고 있다. 도 8로부터, 전환 시간이 길어짐에 따라, 흡탈착탑(14) 출구로부터 가스상태 탄화 수소가 배출되는 시간이 길어지는 것을 알았다.

이것으로부터, 첫회의 제 1 공정부터 제 2 공정으로의 전환 시간은 짧을수록 좋은 것이 밝혀졌다. 더하여, 첫회의 제 1 공정부터 제 2 공정으로의 전환 시간을 0.5 분 이하로 하면, 제 2회시에도 가스상태 탄화 수소가 흡착탑 출구에서 누출되는 것도 밝혀졌다. 이 결과로부터, 첫회의 제 1 공정부터 제 2 공정으로의 전환 시간을 0.5분 내지 1분으로 함에 의해, 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소의 누출을 최소한으로 할 수 있는 것을 알았다.

도 9는, 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도 및 기액 분리기(8)의 충구 농도와 시간 변화와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 9에 의거하여, 재생 공정에서의 흡탈착탑(14)의 전환 시간이 가스상태 탄화 수소의 회수에 주는 영향에 관해 설명한다. 도 9에서는, 종축이 가스상태 탄화 수소의 농도(vol%)를, 횡축이 시간(min)을, 각각 나타내고 있다. 또한, 도 9(a)가 2분 간격으로 전환한 경우의 특성을, 도 9(b)가 2분 →6분 →10분으로 서서히 전환 시간을 길게 하여 간 경우의 특성을, 도 9(c)가 2분 →1분 →0.5분으로 서서히 전환 시간을 짧게 하여 간 경우의 특성을, 각각 도시하고 있다. 또한, 도 9에 도시하는 둥근표시 및 삼각표시는, 도 7에 도시한 둥근표시 및 삼각표시과 마찬가지이다.

도 9(b)에 도시하는 바와 같이, 전환 시간을 서서히 길게 함에 의해, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도가 저하되는 것을 알 수 있다. 이는, 제 1 열교환기(6)에서 가스상태 탄화 수소가 액화하지 않는 것을 나타내고 있다. 즉, 흡탈착탑(14b)으로부터 배출된 가스상태 탄화 수소가 그대로 흡탈착탑(14a)느오 이동하고 있을 뿐이고, 에너지가 필요없이 소비되고 있는 것이다. 한편, 도 9(c)에 도시하는 바와 같이, 전환 시간을 서서히 짧게 함에 의해, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도의 저하가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 이로써, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 농도와 기액 분리기(8)의 출구 농도와의 차분(差分)이 액화되어 있고, 전환에 의해, 효율적으로 가스상태 탄화 수소를 액화할 수 있는 것을 알았다.

이상의 것으로부터, 흡탈착탑(14)의 전환 시간을 서서히 빨리(짧게) 하여 감에 의해, 효율적으로 가스상태 탄화 수소를 액화할 수 있는 것을 알았다. 그래서, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 흡탈착탑(14) 의 전kf,게환 시간을 서서히 빠르게 함으로써, 에너지 효율의 향상을 도모하도록 하고 있다.

도 10은, 가스 유량과 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 입구 압력 및 출구 압력과의 관계를 도시한 그래프이다. 도 11은, 가스 유량과 가스 온도와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 10 및 도 11에 의거하여, 가스 유량이 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 입구 압력 및 출구 압력에 주는 영향에 관해 설명한다. 도 10 및 도 11에서는, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)만를 이용하여 흡탈착 조작을 행할 때의 가스 유량의 영향에 관해 설명한다.

도 10에서는, 좌측 종축이 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 압력(kPa[abs])을, 우측 종축이 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 입구 압력(kPa[abs])을, 횡축이 가스 유량(ℓ/min)을, 각각 나타내고 있다. 또한, 도 10에서는, 삼각표시가 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 출구 압력을. 둥근표시가 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 입구 압력을, 각각 나타내고 있다. 도 11에서는, 좌측 종축이 가스 온도(℃)를, 우측 종축이 압축비(-)를, 횡축이 가스 유량(ℓ/min)을, 각각 나타내고 있다. 또한, 도 11에서는, 삼각표시가 가스 온도를, 둥근표시가 압축비를, 각각 나타내고 있다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 가스 유량이 증대함에 따라 출구 압력이 저하되고, 또한, 가스 유량이 증가함에 따라 입구 압력이 증가하는 것을 알았다. 재생 공정에 있어서는, 가스상태 탄화 수소 농도를 높인 필요가 있기 때문에, 흡탈착탑(14b) 내의 압력을 내릴 필요가 있다. 즉, 가스상태 탄화 수소 농도를 40vol% 정 도로 하는데는, 입구 압력을 40kPa 이하로 하여야 한다. 따라서 가스 유량은, 200ℓ/min 이하가 되도록 한다. 또한, 액화하기 어려운 부탄이나 이소부탄이 포함되어 있는 경우, 가스상태 탄화 수소 농도를 60vol% 정도로 할 필요가 있고, 입구 압력을 30kPa 이하로 하여야 한다. 따라서 가스 유량은, 100ℓ/min 이하가 되도록 한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 가스 유량이 감소하면, 가스에 의해 갖고 갈 수 있는 열이 감소하기 때문에, 가스 온도가 상승하는 것을 알았다. 가스상태 탄화 수소로서 가솔린 증기를 대상으로 하는 경우, 가솔린 증기의 자연발화 온도는 250℃ 정도이기 때문에, 가스 온도는 200℃ 이하로 내릴 필요가 있다. 즉, 가스 온도를 200℃ 이하로 하는데는, 가스 유량을 40ℓ/min 이상으로 하여야 한다. 이들의 것으로, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)만을 이용하여 흡탈착 조작을 행하는데는, 가스 유량을 40 내지 200ℓ/min의 범위, 바람직하게는 40 내지 100ℓ/min의 범위로 하면 좋은 것을 알았다.

이상의 것으로부터, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 하나의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)만을 이용하여 흡탈착 조작을 행하도록 한 것이고, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)에 흐르는 가스의 유량을 40 내지 200ℓ/min의 범위, 바람직하게는 40 내지 100ℓ/min의 범위로 함에 의해, 효율적으로 가스상태 탄화 수소를 액화 회수할 수 있는 것을 가능하게 하고, 가동 효율의 향상을 실현하고 있다.

본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 재생 공정에서 흡인과 퍼지 가스에 의한 가스 치환을 병용함에 의해. 흡탈착탑(14)의 재생을 행하고 있다. 그러나, 흡탈착탑(14)의 전환을 단시간에 실시하는 경우, 퍼지 가스의 흡탈착탑(14)에의 공급을 가능한 한 적게 하도록 하고, 퍼지 가스의 도입을 정지하도록 하여도 좋다. 이와 같이 함에 의해, 흡탈착탑(14) 출구의 가스상태 탄화 수소 농도가 퍼지 가스에 의해 묽게 되는 일이 없고, 제 1 열교환기(6)에서 고효율로 액화할 수 있고, 보다 고효율로 가스상태 탄화 수소를 액화 회수할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에 의하면, 복수의 흡탈착탑(14)을, 흡착시에는 병렬, 탈착시에는 직렬로 접속함에 의해, 하나의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)만으로 흡탈착을 실행할 수 있도록 하고 있다. 따라서 복수의 흡탈착탑(14)에서 흡착 공정을 실행할 수 있기 때문에, 처리 가스 유량이 증대하여도, 배기 가스를 극히 클린(가솔린 농도 1vol% 이하)인 것으로 할 수가 있다. 또한, 처리 가스 유량이 증대하여도, 복수의 흡탈착탑(14)으로 가스상태 탄화 수소를 흡착할 수 있고, 흡탈착탑(14)에 흐르는 가스의 속도를 억제할 수 있고, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 회수할 수 있는 것이다.

이 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에 의하면, 제 1 열교환기(6), 제 2 열교환기(13), 및, 열매체 저장조(7)로 이루어지는 응축 장치를 구비하고 있기 때문에, 가스상태 탄화 수소의 액화 효율을 저하시키지 않고, 소음이 발생하지 않는 것으로 된다. 또한, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)는, 탑재하는 기액 분리기(8)의 구성을 궁리하고 있기 때문에, 흡탈착탑(14)에 사용한 흡착제를 증대시키 는 일 없이, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 액화하는 것이 가능해진다.

이 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에 의하면, 제 1 재생 공정과 제 2 재생 공정을 소정 회수 반복하여 가스상태 탄화 수소를 회수하도록 하였기 때문에, 흡탈착탑(14)에 흡착하여 있는 탄화 수소를 외부에 방출하는 일 없이, 액화할 수 있게 되고, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 회수할 수 있다. 또한, 흡탈착탑(14)에 부설한 탈착 관련 기기(가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5))의 용량을 작게 할 수 있음과 함께, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 회수할 수 있다.

실시의 형태 2.

도 12는, 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)의 회로 구성을 도시하는 개략 구성도이다. 도 12에 의거하여, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)의 구성 및 가스상태 탄화 수소의 플로우에 관해 설명한다. 이 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)도, 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)와 마찬가지로, 설치된 가솔린 급유 시설에서 대기중에 방출되는 가스상태 탄화 수소를 흡착하고, 탈착하는 것이다. 또한, 실시의 형태 2에서는 실시의 형태 1과의 상위점을 중심으로 설명하고, 실시의 형태 1와 동일 부분에는, 동일 부호를 붙이고 있다.

본 실시의 형태 2에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)와 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)의 하류측에 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31a)를, 기액 분리기(8)의 하류측에 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31b)를 구비한 점에서 상위하다. 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31a) 및 가스 상 탄화 수소 농도 계측기(31b)는, 설치되어 있는 배관을 도통하는 가스상태 탄화 수소의 농도를 계측하는 것이다. 또한, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)와 그 밖의 구성에 관해서는, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)와 마찬가지이다.

도 13은, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)의 재생 공정에서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 도 13에 의거하여 흡탈착탑(14)에 흡착된 가스상태 탄화 수소의 재생 공정에 관해 상세히 설명한다. 실시의 형태 1에서 설명한 바와 같이, 흡탈착탑(14)의 재생 공정은, 흡착시에 사용한 2개의 흡탈착탑(14)이 직렬이 되도록 하고, 그 2탑의 사이에 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5), 제 1 열교환기(6), 기액 분리기(8)가 접속되도록 하여 시작한다. 그리고, 소정 시간 경과 후, 직렬로 접속한 흡탈착탑(14)의 순서를 교체하여, 어느 흡탈착탑(14)으로부터도 가스상태 탄화 수소의 재생을 실행한다. 이 조작을 소정의 회수 반복하여 가스상태 탄화 수소의 재생을 행하도록 하고 있다.

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 흡착 종료시에 모든 2방향 밸브를 전폐로 하고 있다. 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 2방향 밸브(16a), 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18a), 2방향 밸브(19b)를 열고(스텝 S201), 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 가동시키고(스텝 S202), 재생 공정(제 1 공정)를 시작한다. 그리고, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31a) 및 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31b)에서 계측된 농도 신호에 의거하여 농도 조건 평가를 행한다(스텝 S203). 즉, 가스상태 탄화 수소 회수 장 치(100a)는, 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31a) 및 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31b)에서 계측된 농도 신호를 제어 장치(50)에 보내고, 소정의 농도가 된 것을 받아, 흡탈착탑(14)의 전환을 행하도록 하고 있다.

흡탈착탑(14)의 전환에 설정되어 있는 소정의 농도가 되면(스텝 S203 ; YES), 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 정지(스텝 S204), 2방향 밸브(16a), 2방향 밸브(17b), 2방향 밸브(18a), 2방향 밸브(19b)를 닫는다(스텝 S205).

가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 제 1 공정(스텝 S201 내지 스텝 S205)을 종료하면 제 2 공정(스텝 S106 내지 스텝 S110)을 시작한다. 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 2방향 밸브(16b), 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(18b), 2방향 밸브(19a)를 열고(스텝 S206), 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 가동시킨다(스텝 S207). 그리고, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31a) 및 가스상태 탄화 수소 농도 계측기(31b)에서 계측된 농도 신호에 의거하여 농도 조건 평가를 행한다(스텝 S208).

흡탈착탑(14)의 전환에 설정되어 있는 소정의 농도가 되면(스텝 S208 ; YES), 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 정지(스텝 S209), 2방향 밸브(16b), 2방향 밸브(17a), 2방향 밸브(18b), 2방향 밸브(19a)를 닫는다(스텝 S210). 제 2 공정이 종료되면, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 재차 제 1 공정을 시작한다(스텝 S211). 이 반복 조작을 설정 회수 실시한 후에, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 일련의 동작을 종료하게 된다 (스텝 S211 ; YES).

이와 같이, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 계측한 가스상태 탄화 수소 농도에 의해 흡탈착탑(14)의 전환을 실행하도록 되어 있기 때문에, 흡탈착탑(14)의 전환을 효율적으로 행할 수 있고, 가스상태 탄화 수소의 액화에 사용하는데 필요한 에너지를 저감할 수 있도록 된다. 따라서 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100a)는, 실시의 형태 1의 효과에 더하여, 흡탈착탑(14)에 저장되어 있는 가스상태 탄화 수소의 양이 변화하여도, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 액화 회수하는 것이 가능해진다.

실시의 형태 3.

도 14는, 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트이다. 도 14에 의거하여, 본 실시의 형태 3에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 흡탈착탑(14)에 흡착된 가스상태 탄화 수소의 재생 공정에 관해 상세히 설명한다. 실시의 형태 3에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치도, 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)와 마찬가지로, 설치된 가솔린 급유 시설에서 대기중에 방출되는 가스상태 탄화 수소를 흡착하고, 탈착하는 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.

상기 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)에서는, 재생 공정에서 소정 시간 동작하면, 흡탈착탑(14)이 전환되고, 그 반복이 소정 회수 행 하여지면, 탈착 동작이 종료되어, 재생 공정이 종료되도록 하고 있다. 이에 대해, 본 실시의 형태 3에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(이하, 도시를 생략하고 있지만 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100b)라고 칭하여 설명한다)에서는, 흡탈착탑(14)이 전환의 반복 동작이 소정 회수 행하여지면, 가스 유량을 내려서, 흡탈착탑(14)의 전환의 반복 동작이 소정 회수 행하여지고, 또한 가스 유량을 내려서 동작을 행한다는 재생 운전을 행하고, 소정치까지 가스 유량을 서서히 내리도록 한 것이다.

즉, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100b)는, 실행하는 스텝 S301 내지 스텝 S311이 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)의 실행하는 스텝 S101 내지 스텝 S111과 마찬가지이지만, 스텝 S312가 추가되어 있는 점에서 상위한 것이다. 스텝 S312에서, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100b)는, 제 1 공정과 제 2 공정의 반복 조작을 설정 회수 실시한 후에, 가스 유량을 저하시키는 동작을 실행한다. 가스 유량이 소정치까지 저하되면(스텝 S312 ; YES), 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100b)는, 일련의 동작을 종료하게 된다. 또한, 가스 유량이 소정치까지 저하되지 않은 때는(스텝 S312 ; N0), 제 1 공정을 재차 실행한다(스텝 S301).

이렇게 함에 의해, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100b)는, 실시의 형태 1 및 실시의 형태 2의 효과에 더하여, 흡탈착탑(14)에 저장되어 있는 가스상태 탄화 수소의 양이 변화하여도, 고효율로 가스상태 탄화 수소를 액화 회수할 수 있게 된다. 또한, 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100b)는, 제 1 공정과 제 2 공정의 반복 회수를 저감할 수 있기 때문에, 단시간에 가스상태 탄화 수소를 재생할 수 있다는 효과를 갖고 있다.

실시의 형태 4.

도 15는, 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치에 탑재하는 제 1 열교환기(32)를 설명하기 위한 개략 구성도이다. 도 15에 의거하여, 실시의 형태 4의 특징 사항인 제 1 열교환기(32)에 관해 상세히 설명한다. 실시의 형태 4에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치도, 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치(100)와 마찬가지로, 설치된 가솔린 급유 시설에서 대기중에 방출되는 가스상태 탄화 수소를 흡착하고, 탈착하는 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.

본 실시의 형태 4에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치는, 제 1 열교환기(32)의 구성이 상기 실시의 형태에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치와 상위하다. 제 1 열교환기(32)는, 기본적인 구성이 제 1 열교환기(6)와 마찬가지이지만, 열교환부(22)와 합류부(23) 사이의 유로(각 분류관(35)(각 전열관))에 기액 분리기(제 2 기액 분리기)(33)가 마련되어 있다. 제 1 열교환기(32)를 이와 같은 구성으로 함에 의해, 저유량(低流量)으로 가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소를 분리할 수 있고, 분리 효율을 높일 수 있다.

또한, 합류부(23)에서 가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소가 혼합하여 압력 손실이 증가하는 것을 억제할 수 있어서, 저용량의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(5)를 사용하는 것이 가능해지고, 에너지 효율의 더한층의 향상을 도모할 수 있 다. 이상의 것으로부터, 실시의 형태 4에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치는, 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 3의 효과에 더하여, 제 1 열교환기(32)의 분류관(35)의 각각에 기액 분리기(33)를 마련함에 의해, 에너지 효율을 향상할 수 있다는 효과를 갖고 있다.

또한, 본 발명에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치 및 방법을 실시의 형태 1 내지 실시의 형태 4로 나누어 설명하였지만, 각 실시의 형태의 특징 사항을 적절히 조합시킬 수 있음은 말할 필요도 없다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 회로 구성을 도시하는 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치에 탑재한 제 1 열교환기의 구성을 도시한 개략 구성도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치에 탑재한 기액 분리기의 내부 구성을 도시한 개략도.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치에 탑재한 흡탈착탑의 가스상태 탄화 수소의 출구 농도에 미스트 양이 주는 영향을 조사한 결과를 도시하는 그래프.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소의 흐름을 도시하는 회로도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트.

도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프의 출구 농도, 기액 분리기의 출구 농도, 및, 흡탈착탑의 출구 농도와 시간 변화와의 관계를 도시한 그래프.

도 8은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 전환 시간과 흡탈착탑의 출구 농도와의 관계를 도시한 그래프.

도 9는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재 생 공정에서의 가스상태 탄화 수소 공급 펌프의 출구 농도 및 기액 분리기의 출구 농도와 시간 변화와의 관계를 도시한 그래프.

도 10은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 가스 유량과 가스상태 탄화 수소 공급 펌프의 입구 압력 및 출구 압력과의 관계를 도시한 그래프.

도 11은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 가스 유량과 가스 온도와의 관계를 도시한 그래프.

도 12는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 회로 구성을 도시하는 개략 구성도.

도 13은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트.

도 14는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치의 재생 공정에서의 처리의 흐름을 도시하는 플로우 차트.

도 15는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 가스상태 탄화 수소 회수 장치에 탑재하는 제 1 열교환기를 설명하기 위한 개략 구성도.

(부호의 설명)

1 : 가솔린 저장 탱크

2 : 급유 파이프

3 : 3방향 전환밸브

3a : 3방향 전환밸브

3b : 3방향 전환밸브

4 : 압력 조정밸브

5 : 가스상태 탄화 수소 공급 펌프(펌프)

6 : 제 1 열교환기

7 : 열매체 저장조

8 : 기액 분리기

9 : 액상 탄화 수소 저장조

10 : 액상 탄화 수소용 전자 밸브

11 : 액체 순환 펌프

12 : 냉동기

13 : 제 2 열교환기

14 : 흡탈착탑

14a : 흡탈착탑

14b : 흡탈착탑

15 : 압력 콘트롤러

16a : 2방향 밸브

16b : 2방향 밸브

17a : 2방향 밸브

17b : 2방향 밸브

18a : 2방향 밸브

18b : 2방향 밸브

19a : 2방향 밸브

19b : 2방향 밸브

20 : 유량 콘트롤러

21 : 분기부

22 : 열교환부

23 : 합류부

24 : 가스상태 탄화 수소 출구

25 : 원심 분리부

26 : 기액 혼합물 입로

27 : 액상 탄화 수소 저장부

28 : 액상 탄화 수소 출구

29 : 콘 모양 메시

30 : 단열재

31a : 가스상태 탄화 수소 농도 계측기

31b : 가스상태 탄화 수소 농도 계측기

32 : 제 1 열교환기

33 : 기액 분리기

35 : 분류관

100 : 가스상태 탄화 수소 회수 장치

100a : 가스상태 탄화 수소 회수 장치

Claims

가솔린 저장 탱크로부터 가스상태 탄화 수소를 흡인하는 펌프와,

상기 펌프에 의해 흡인된 가스상태 탄화 수소를 냉각하여 응축하는 응축 장치와,

상기 응축 장치에서 응축된 액상 탄화 수소와 상기 응축 장치에서 응축될 수가 없었던 가스상태 탄화 수소를 분리하는 기액 분리기와,

상기 기액 분리기로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 흡탈착하는 복수의 흡탈착탑을 가지며,

가스상태 탄화 수소의 흡착시에는,

상기 복수의 흡탈착탑에 상기 기액 분리기로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 유입시키도록 하고,

가스상태 탄화 수소의 탈착시에는,

상기 복수의 흡탈착탑중 적어도 하나의 흡탈착탑이 상기 펌프의 상류측이 되도록 접속하여 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
제 1항에 있어서,

상기 기액 분리기로부터 유출된 가스상태 탄화 수소의 유로 및 상기 복수의 흡탈착탑의 가스 출구를 전환하는 유로 전환밸브를 구비하고,

상기 유로 전환밸브에 의해,

가스상태 탄화 수소의 흡착시에는,

상기 복수의 흡탈착탑에 상기 기액 분리기로부터 유출된 가스상태 탄화 수소를 유입시키도록 유로가 전환되고,

가스상태 탄화 수소의 탈착시에는,

상기 복수의 흡탈착탑중 적어도 하나의 흡탈착탑의 가스 출구를 상기 펌프의 상류측에 접속하도록 유로가 전환되는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 응축 장치는,

가스상태 탄화 수소가 도통 가능한 제 1 열교환기와,

냉동기로부터 공급되는 냉매가 도통 가능한 제 2 열교환기와,

상기 제 1 열교환기 및 상기 제 2 열교환기에서 열교환을 행하는 열매체가 저장된 열매체 저장조를 적어도 갖고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 1 열교환기 및 상기 제 2 열교환기가 개략 수평 위치가 되도록 상기 열매체 저장조 내에 설치되어 있고,

상기 제 1 열교환기의 가스상태 탄화 수소 입구를 상부에, 상기 제 2 열교환 기의 냉매 입구를 하부에 마련하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제 1 열교환기는,

유입한 가스상태 탄화 수소의 흐름을 분할하는 분기부와,

상기 분기부에서 분기된 복수의 열전달관이 삽입되는 열교환부와,

상기 열교환부로부터 배출된 가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소가 합류하는 합류부와,

상기 열교환부와 상기 합류부 사이의 유로에 마련되어 있는군요 2 기액 분리기를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 기액 분리기는,

가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소를 분리하는 기액 분리부와,

상기 기액 분리부에서 발생한 미스트상태 탄화 수소와 가스상태 탄화 수소를 분리하는 미스트 제거부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 미스트 제거부가 콘 모양 메시 구조인 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 장치.
가스상태 탄화 수소를 흡인하고, 흡인한 가스상태 탄화 수소를 냉각하여 응축하고, 완전히 응축되지 않은 가스상태 탄화 수소를 복수의 흡탈착탑에 분기하여 유입시키고, 각각의 흡탈착탑에서 가스상태 탄화 수소를 흡착하는 공정과,

상기 가스상태 탄화 수소의 흡인을 정지하는 공정과,

가스상태 탄화 수소의 흡착에 제공된 2개의 흡탈착탑중 한쪽의 흡탈착탑에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 흡인 탈착하고, 그 가스상태 탄화 수소를 액화한 후에 남은 가스상태 탄화 수소를 다른쪽의 흡탈착탑에서 흡착하는 제 1 재생 공정과,

상기 다른쪽의 흡탈착탑이 상류측이 되도록 접속하여 상기 다른쪽의 흡탈착탑에 흡착되어 있는 가스상태 탄화 수소를 흡인 탈착하고, 그 가스상태 탄화 수소를 액화한 후에 남은 가스상태 탄화 수소를 상기 한쪽의 흡탈착탑에서 흡착하는 제 2 재생 공정과,

상기 제 1 재생 공정과 상기 제 2 재생 공정을 소정 회수 반복하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 8항에 있어서,

첫회의 상기 제 1 재생 공정부터 상기 제 2 재생 공정으로의 전환 시간을, 그 이후의 상기 제 1 재생 공정부터 상기 제 2 재생 공정으로의 전환 시간보다도 짧게 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 9항에 있어서,

상기 첫회의 상기 제 1 재생 공정부터 상기 제 2 재생 공정으로의 전환 시간을 0,5 내지 2분으로 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 제 1 재생 공정과 상기 제 2 재생 공정의 반복 시간을 시간 경과에 수반하여 짧아지도록 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 제 1 재생 공정 및 상기 제 2 재생 공정에 있어서, 가스상태 탄화 수소의 가스 유량을 40 내지 100ℓ/min으로 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

가스상태 탄화 수소를 흡인하는 펌프와,

가스상태 탄화 수소와 액상 탄화 수소를 분리하는 기액 분리기를 마련하고,

상기 제 1 재생 공정과 상기 제 2 재생 공정을 상기 펌프 출구 및 상기 기액 분리기 출구의 가스상태 탄화 수소 농도에 의해 소정 회수 반복하는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 펌프 출구 및 상기 기액 분리기 출구에 가스상태 탄화 수소의 농도를 계측하는 가스상태 탄화 수소 농도 계측기를 마련하여 상기 펌프 출구 및 상기 기액 분리기 출구에 가스상태 탄화 수소의 농도를 계측하고 있는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 제 1 재생 공정과 상기 제 2 재생 공정을 소정 회수 반복하는 공정의 종료 후,

흡인하는 가스 유량을 저감하여, 재차 상기 제 1 재생 공정과 상기 제 2 재생 공정을 소정 회수 반복하는 것을 특징으로 하는 가스상태 탄화 수소 회수 방법.