TWI381879B - Treatment and recovery of gas - like hydrocarbons - Google Patents

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TWI381879B
TWI381879B TW097130506A TW97130506A TWI381879B TW I381879 B TWI381879 B TW I381879B TW 097130506 A TW097130506 A TW 097130506A TW 97130506 A TW97130506 A TW 97130506A TW I381879 B TWI381879 B TW I381879B
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Tanimura Yasuhiro
Tojo Kunio
Morimoto Hiroyuki
Sugimoto Takeshi
Motohashi Toshiaki
Sekiya Katsuhiko
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

氣體狀碳化氫之處理·回收方法
本發明係有關於大氣釋放氣體中所含之氣體狀碳氫的處理、回收方法,尤其係有關於在加油站等之供油設施等,用以處理汽油等的富有揮發性之可燃性的汽油蒸氣之方法。
在以往之利用吸附解吸劑的氣體狀碳氫之除去方法,利用送風器或本身壓力,由排氣送氣管將由排氣產生源所產生的氣體(含有約40vol%之汽油蒸氣的排氣)向吸附塔送氣,並將結束吸附步驟之已處理的排氣,由吸附塔(在切換為解吸步驟後為解吸塔)之頂部經由排出管,作為含有低於1vol%之汽油蒸氣的空氣(清淨之氣體)向大氣排出。
在此情況,吸附塔雖然一面交互地切換該吸附步驟和後述之解吸步驟,一面進行運轉,但是將該切換時間設為約5分鐘(Switching Time)。
另一方面,藉由向吸附步驟結束後之吸附塔,經由沖洗用氣體用送氣管將沖洗用氣體送氣,並以真空泵吸入而進行解吸。作為沖洗用氣體,使用在吸附運轉時由吸附塔之頂部所排出的清淨氣體之一部分,真空泵在約25Torr運轉。
解吸後之含有汽油蒸氣的沖洗用排氣,經由送氣管向汽油回收器送氣,並經由分配管和液體汽油接觸,而作為液體(汽油吸收液),回收沖洗用排氣中的汽油蒸氣。
在來自汽油回收器之排氣中,因為殘留微量的汽油蒸氣,所以經由回送管再回到排氣管,和來自排氣產生源之排氣一起進行吸附處理,並為了冷卻吸附塔內之吸附劑層,而使冷卻水在內管循環。
藉由如此地構成,可將汽油蒸氣大致作為全量液體汽油回收,由吸附塔所排出之汽油蒸氣濃度很低,可變成不會引起大氣污染的水準(例如,參照專利文獻1)。
[專利文獻1]特許第2766793號公報(第3~6頁,第1圖)
在專利文獻1之由真空泵對汽油蒸氣進行解吸的回收方法,泵之動能變成極大,而不切實際。
又,因為以對大量之排氣進行全量吸附處理,需要使吸附塔變大,或縮短吸附和解吸之切換時間(Switching Time),但是在使用大的吸附塔的情況,殘留設置面積之問題,或吸附劑的費用之問題等。又,縮短切換時間時,有無法對所吸附之汽油蒸氣充分地進行解吸,或閥等之壽命變短等的問題。
此外,在使吸附塔變大,並使用大量之吸附劑的情況,吸附塔之壓力損失變大,處理氣體流量變慢,而有無法高效率地處理之問題。
又,雖然汽油蒸氣中一定含有空氣中的水分,但是在以往之方式,因為和汽油蒸氣一起連該水分亦同時吸附,所以有吸附劑之吸附性能降低的問題。
又,在用於由供油處之地下儲存槽漏出的汽油蒸氣之回收的情況,在對地下儲存槽供油之時間帶需要處理大量產生的汽油蒸氣。因而,需要配合尖峰量設計裝置性能,需要將裝置性能作成超出所需。
本發明係為解決上述之課題而開發者,其目的在於提供一種氣體狀碳氫之處理、回收方法,防止吸附劑因汽油蒸氣中所含之水分的影響而受到毒害,且更小型、便宜。
本發明之氣體狀碳氫之處理、回收方法,係包括:除去水分及氣體狀碳氫之凝結裝置;吸附解吸裝置,設置於凝結裝置之氣體下游側;及冷凍機,冷卻凝結裝置及吸附解吸裝置。本發明之方法,係使再生吸附解吸裝置之運作所需時間,較去除氣體狀碳氫之運轉所需時間為多
又,吸附解吸裝置係由第一吸附塔及第二吸附塔所構成,並反覆進行以下兩模式之運轉:依照第一吸附塔、凝結裝置、第二吸附塔之順序,使汽油蒸汽流動之模式;及,依照第二吸附塔、凝結裝置、第一吸附塔之順序,使汽油蒸汽流動之模式。
本發明中,由於使再生吸附解吸裝置之運轉所需時間,較去除氣體狀碳氫之運轉所需時間為長,所以藉由減少再生時的氣體量而長時間運轉,能提高解吸之汽油回收效率。
又,吸附解吸裝置係由第一吸附塔及第二吸附塔所構成,並藉由反覆進行以下兩模式之運轉,而得以再生吸附塔:依照第一吸附塔、凝結裝置、第二吸附塔之順序,使 汽油蒸汽流動之模式;及,依照第二吸附塔、凝結裝置、第一吸附塔之順序,使汽油蒸汽流動之模式。
第1實施形態
第1圖係表示本發明之第1實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
在第1圖,1係儲存汽油之汽油儲存槽,2係在由油罐車等向汽油儲存槽1供給汽油時使用的汽油配管,3a、3b、3c係切換含有汽油蒸氣之空氣的流向之三通換向閥,4係利用三通換向閥3a向大氣排出汽油蒸氣之通路所包括的調壓閥,5係冷凍機,6係和冷凍機5連接並用以冷卻溫度媒質(鹽水等)之熱交換器,7係收容熱交換器6所冷卻之溫度媒質的溫度媒質槽,8係由溫度媒質槽7送出已冷卻之溫度媒質的液體循環泵,9係利用液體循環泵8所送來之溫度媒質冷卻的第一凝結裝置,10係利用冷凍機5冷卻之第二凝結裝置,11係利用液體循環泵8所送來之溫度媒質冷卻的第一吸附解吸塔,12a、12b係已除去由第一吸附解吸塔11及第二吸附解吸塔16所排出之汽油蒸氣的空氣通過之二路閥,13係將第一吸附解吸塔11所吸附之汽油作為汽油蒸氣由第一吸附解吸塔11取出的吸氣泵,14係將吸氣泵13所取出之含有汽油蒸氣的空氣加壓壓縮之加壓泵,15係由利用加壓泵14已加壓壓縮之含有汽油蒸氣的空氣將汽油加以液化回收的第三凝結裝置,16係由第三凝結裝置15所排出之含有汽油蒸氣的空氣將汽油加以吸附回收的第二吸附解吸塔,17a、17b係第一吸附解吸塔11 及第二吸附解吸塔16所包括之流量調整閥,18係使已液化之汽油回到汽油儲存槽l的汽油配管,19係調整第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16內之壓力的壓力控制器。該第一凝結裝置9、第二凝結裝置10、及第一吸附解吸塔11由汽油蒸氣之流向的上游側(前段)往下游側(後段)依次配置,而且在安裝位置上由下部往上部疊層。
其次,說明第1圖之氣體狀碳氫的處理、回收裝置之動作。本實施形態所示之裝置的運轉一般係按照吸附製程、第一再生製程、及第二再生製程之3個步驟進行。首先,說明吸附製程。一般,三通換向閥3a和大氣排出側連接,並利用調壓閥4控制汽油儲存槽1的壓力,以免汽油儲存槽1之壓力超過既定之壓力。
在開始供油時,三通換向閥3a切換至回收裝置側,同時二路閥12a打開。又,三通換向閥3a切換,由油罐車等經由汽油配管2向汽油儲存槽1開始供油時,由汽油儲存槽1排出充滿於汽油儲存槽1的汽油蒸氣。此時之汽油蒸氣的汽油濃度在常溫係約30~40vol%。由汽油儲存槽1所排出之汽油蒸氣,經由三通換向閥3a,被送至第一凝結裝置9。第一凝結裝置9藉由利用液體循環泵8供給利用冷凍機5已冷卻之溫度媒質,而被間接地冷卻。一般,第一凝結裝置9之內部保持於由0℃至約5℃,汽油蒸氣之一部分及氣體中所含的水分凝結,並利用氣液分離器(未圖示)等分離成氣體(汽油蒸氣)和液體(汽油)。液體積存於第一凝結裝置9的下側,並經由汽油配管18被送至汽油儲存槽1。此外,在第1圖,雖然作成汽油蒸氣由第一凝結裝置9之下側流通,但是藉由由第一凝結裝置9的上方引入汽油 蒸氣,並向下方流通,而所液化之汽油或水分利用重力和氣流高效率地向下方流動,這些液化物之回收變得容易
而,在係第一凝結裝置9之運轉條件之壓力0.1MPa、冷卻溫度5℃之條件,汽油蒸氣濃度變成約20vol%。此外,調查汽油蒸氣飽和濃度時,在壓力0.1MPa、溫度5℃,飽和汽油蒸氣濃度係約20vol%,在此條件,汽油蒸氣濃度理論上不會低於20vol%。又,藉由降低溫度,可降低在第一凝結裝置9之出口的汽油蒸氣濃度。可是,將設定溫度設為冰點以下時,氣體中所含的水在第一凝結裝置9結冰,因為增加在第一凝結裝置9內部之壓力損失,所以第一凝結裝置9之設定溫度設為由0℃至5℃較佳。
接著,將在第一凝結裝置9無法處理之約20vol%的汽油蒸氣供給第二凝結裝置10。第二凝結裝置10藉由將冷凍機5已冷卻之冷媒供給第二凝結裝置10,而被直接地冷卻。一般,第二凝結裝置10之內部保持在由-20℃至約-10℃,汽油蒸氣之一部分凝結,而分離成氣體(汽油蒸氣)和液體(汽油)。液體積存於第一凝結裝置9的下側,並經由汽油配管18被送至汽油儲存槽1。此外,雖然第二凝結裝置10之內部被冷卻至冰點以下,但是因為在第一凝結裝置9除去水分的大部分,所以在第二凝結裝置10結冰之水分極少。又,第1圖,雖然作成汽油蒸氣由第一凝結裝置9之下側流通,但是和第一凝結裝置9的情況一樣,藉由由第二凝結裝置10之上方引入汽油蒸氣,並向下方流通,而所液化之汽油或水分利用重力和氣流高效率地向下方流動,這些液化物之回收變得容易。
而,在係第二凝結裝置10之運轉條件之壓力0.1MPa、 冷卻溫度-10℃之條件,汽油蒸氣濃度變成約8vol%。此外,調查汽油蒸氣之飽和濃度時,在壓力0.1MPa、溫度-10℃,飽和汽油蒸氣濃度係約8vol%,在此條件,汽油蒸氣濃度理論上不會低於8vol%。又,藉由降低溫度,可降低在第二凝結裝置10之出口的汽油蒸氣濃度。可是,即使冷卻至-30℃,汽油蒸氣濃度亦係約5vol%,得知即使冷卻至低於-30℃,汽油蒸氣濃度亦幾乎不降低。因為即使冷卻至低於-30℃時使用的能量增大,所以無法高效率地利用能源。因此,將第二凝結裝置10之設定溫度設為超過-30℃較佳。
接著,將在第二凝結裝置10無法處理之約8vol%的汽油蒸氣送至第一吸附解吸塔11加以處理。在第1圖,表示第一吸附解吸塔11作為吸附塔動作的情況。因此,二路閥12a打開(塗黑),流量調整閥17a處於關閉(空白)之狀態。作為吸附塔在任意的時間進行吸附處理後,用作解吸塔。在此情況,二路閥12a在關閉、流量調整閥17a在打開之狀態使用。
在第一吸附解吸塔11內封入吸附汽油蒸氣之吸附劑。汽油蒸氣之吸附劑使用矽膠。尤其具有孔徑4~100埃之矽膠或合成沸石的單體或這些的混合物係有效。藉由汽油蒸氣通過該吸附劑中,而將汽油成分加以吸附除去,變成低於1vol%之汽油濃度的清淨空氣,並經由二路閥12a向大氣排出。
第一吸附解吸塔11和汽油蒸氣之吸附解吸的功能無關,總是利用液體循環泵8所供給之溫度媒質冷卻至固定溫度。即,對第一凝結裝置9及第一吸附解吸塔11之冷卻 系統以總是保持係設定溫度的0~5℃之方式進行運轉控制。這是由於第一吸附解吸塔11所充填的矽膠係藉由來自凸片管熱交換器等之熱交換器(未圖式)的導熱而被冷卻,所以某程度的冷卻時間係必要而不可或缺,無法應付瞬間之運轉動。又,為了可在短時間冷卻而包括冷卻性能大的冷凍機5,對設備費用有不良的影響,因為無法提供便宜之汽油回收裝置。此外,藉由降低第一吸附解吸塔11內部的溫度,而提高吸付容量,可減少矽膠的使用量。可是,使第一吸附解吸塔11之內部溫度變成冰點以下時,因為在第一吸附解吸塔11內水結冰,而冰逐漸儲存於矽膠等之吸附劑,所以發生吸附劑的汽油吸附性能降低之問題。因此,將第一吸附解吸塔11之內部溫度設為冰點以上較佳。
由以上之事項,藉由具有第一凝結裝置9及第一吸附解吸塔11之冷卻系統和第二凝結裝置10的冷卻系統之溫度帶相異的2種冷卻系統,而可高效率地回收汽油。
第一吸附解吸塔11吸附大氣壓的氣體,雖然第一吸附解吸塔11之外部構造的形狀不受限制,但是因為在解吸時吸附塔內部之壓力變成約0.02MPa,所以採用圓筒構造。藉由採用圓筒構造,可使作用於壁面之壓力變成均勻,即使吸附塔內之壓力變成約0.02MPa,亦可實現安全性高,即不會發生形狀變形等之吸附解吸塔11。又,關於第一吸附解吸塔11之內部構造,考慮對矽膠或合成沸石的導熱,配置凸片管熱交換器(以鋁散熱片使溫度媒質流向導熱管),將矽膠或合成沸石塞入鋁散熱片之間,同時在上下設置矽膠流出防止網,防止矽膠向配管流出,而且改善氣體的流動。在此情況,為了使矽膠對汽油蒸氣之吸附變成均 勻,亦可設置以沖孔金屬板等所製作的整流板,使汽油蒸氣均勻地流向第一吸附解吸塔11。凸片管熱交換器之散熱片的方向設定成和汽油蒸氣之流向平行較佳,以免發生汽油蒸氣流動時的壓損。又,為了高效率地冷卻充填於外壁附近的矽膠,需要作成在凸片管熱交換器和外壁之間不會產生間隙。
在此情況,藉由對具有彎曲之側設置用以接觸彎曲部分的格子狀或板狀之金屬(導熱特性優異之鋁或銅最適合),對無彎曲之側延長凸片管熱交換器的散熱片本身之長度,而對消除外壁和凸片管熱交換器之間的間隙有效。又,為了消除外壁和凸片管熱交換器之間的間隙,亦可作成插入金屬棒或具有散熱片之管等。又,在使溫度媒質流向凸片管熱交換器之導熱管的情況,在進入導熱管之前將溫度媒質流動的配管分支,並將凸片管熱交換器分成多個組,使溫度媒質並列地流動較佳。因而,可減少溫度媒質流動之配管的壓損,並可降低將溫度媒質供給第一吸附解吸塔11之液體循環泵8的容量。
此外,在本例,因為汽油蒸氣由下向上流動,所以配置成凸片管熱交換器和下部之矽膠流出防止網接觸較佳。因而,在矽膠流出防止網和凸片管熱交換器之間可消除空間,即僅充填矽膠的空間,在吸附時可充分地冷卻矽膠。結果,可防止位於汽油濃度最高之汽油蒸氣流入之部分的矽膠之溫度上昇,而可提供安全之第一吸附解吸塔11。此外,在汽油蒸氣由上向下流動的情況,當然上部之矽膠流出防止網和凸片管熱交換器接觸。
在第一吸附解吸塔11之前段未設置第一凝結裝置9及 第二凝結裝置10的情況,高濃度之汽油蒸氣流入第一吸附解吸塔11,而且吸附劑吸附汽油蒸氣中所含的水分,而汽油蒸氣之吸附性能降低,需要量超出需要的吸附劑。又,在將第一吸附解吸塔11之溫度降至冰點以下的情況,水分結冰於吸附劑表面,可能發生充滿氣體等之大故障。
本實施形態,在第一吸附解吸塔11之前段設置第一凝結裝置9及第二凝結裝置10,因為和汽油蒸氣一起連水分亦除去,所以可預防在第一吸附解吸塔11之水分的影響。又,因為可大幅度降低在第一吸附解吸塔11處理之汽油量,所以可使第一吸附解吸塔11變小,而可便宜地製作。又,在本實施形態,因為可用第一凝結裝置9將由汽油儲存槽1所排出之高濃度(40vol%)的汽油降低至20vol%為止,可用第二凝結裝置10降低至8vol%為止,所以在第一吸附解吸塔11所處理的汽油量可降低至總吸入量之20%(=8%/40%)。即,藉由在第一吸附解吸塔11之前段設置第一凝結裝置及第二凝結裝置10,而可將第一吸附解吸塔11之容積設為約1/5。
其次,說明第二凝結裝置10之冷卻溫度對第一吸附解吸塔11的矽膠充填量之影響。第2圖係表示第二凝結裝置10內部之冷卻溫度和在第一吸附解吸塔11之出口使汽油蒸氣濃度變成1vol%以下的情況所需之膠充填量的關係。此外,以在第二凝結裝置10之冷卻溫度為5℃的情況所需之膠充填量為基準,表示矽膠減少量。如此,藉由降低第二凝結裝置10之冷卻溫度,而可使第一吸附解吸塔11所充填的矽膠量變少。可是,得知即使冷卻至-30℃以下矽膠量亦幾乎不減少。對各種汽油以實驗調查之結果,得知 和汽油蒸氣之成分無關,即使使冷卻溫度變成-30℃以下,汽油蒸氣之飽和濃度亦幾乎不降低的事實,這係由於矽膠降低量之減少的影響。因此,在考慮投入能量的情況,將第二凝結裝置10之冷卻溫度設為-30℃以下不是高效率,而將第二凝結裝置10之冷卻溫度設為-30℃以上較佳。
其次,說明第一吸附解吸塔11之再生製程,即,汽油蒸氣之解吸製程。第一吸附解吸塔11之再生製程包含:第一再生製程,由第一吸附解吸塔11將汽油加以解吸,並經由第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16向大氣排出;及第二再生製程,由第二吸附解吸塔16將汽油解吸,並經由第一凝結裝置9、第二凝結裝置10及第一吸附解吸塔11向大氣排出。首先,說明第一再生製程。
在將吸附劑所吸附之汽油解吸的情況,利用吸氣泵13經由三通換向閥3b由第一吸附解吸塔11吸入氣體並由吸附劑將汽油加以解吸。此時,二路閥12a關閉。又,第一吸附解吸塔11內之壓力降至既定的壓力時,打開流量調整閥17a,固定流量之空氣由大氣流入第一吸附解吸塔11,而使第一吸附解吸塔11內部之壓力變成大致定值。雖然在吸附時第一吸附解吸塔11在0.1MPa之大氣壓狀態動作,但是在解吸時因為利用吸氣泵13降壓至大氣壓以下,所以利用該壓力差在吸附劑所吸附之汽油被濃縮成高濃度的狀態解吸。在此情況,雖然和汽油蒸氣之氣體流量或吸附時之吸附量亦有關,但是藉由將第一吸附解吸塔11內之壓力控制成0.02~0.04MPa,而可使汽油蒸氣濃度變成20~40vol%。
解吸後之汽油蒸氣經由三通換向閥3c被引至加壓泵14。利用加壓泵14將汽油蒸氣加壓至約0.3MPa,並供給第三凝結裝置15。即,將汽油濃度30vol%、壓力0.3MPa之高濃度、加壓汽油蒸氣供給第三凝結裝置15。藉由利用液體循環泵8供給冷凍機5所冷卻之溫度媒質,間接地冷卻第三凝結裝置15。一般,第三凝結裝置15內部保持在由0℃至約5℃,汽油蒸氣之一部分及氣體中所含的水分凝結,並利用氣液分離器(未圖示)等分離成氣體(汽油蒸氣)和液體(汽油)。液體積存於第三凝結裝置15的下側,並經由汽油配管18被送回至汽油儲存槽1。此外,如第1圖所示,藉由由第三凝結裝置15的上方引入汽油蒸氣,並向下方流通,而所液化之汽油或水分利用重力和氣流高效率地向下方流動,這些液化物之回收變得容易。
而,在係第三凝結裝置15之運轉條件之壓力0.3MPa、冷卻溫度5℃之條件,出口的汽油蒸氣濃度變成約8vol%。此外,由汽油蒸氣之飽和濃度曲線圖得知,在壓力0.3MPa、溫度5℃,飽和汽油蒸氣濃度係約8vol%,在此條件,汽油蒸氣濃度理論上不會低於8vol%。又,藉由降低溫度,可降低在第三凝結裝置15之出口的汽油蒸氣濃度。可是,將設定溫度設為冰點以下時,氣體中所含的水在第三凝結裝置15結冰,因為增加在第三凝結裝置15內部之壓力損失,所以第三凝結裝置15之設定溫度設為由0℃至約5℃較佳。又,在第三凝結裝置15,因為被加壓至約0.3MPa,所以採用圓筒構造。藉由採用圓筒構造,可使作用於壁面之壓力變成均勻,即使第三凝結裝置15內之壓力變成約0.3MPa,亦可實現安全性高,即不會發生形狀變形等之第 三凝結裝置15。
接著,將在第三凝結裝置15無法處理之約8vol%的汽油蒸氣送至第二吸附解吸塔16並處理。在第1圖,表示第二吸附解吸塔16作為吸附塔動作的情況。因此,二路閥12b打開(塗黑),流量調整閥17b處於關閉(空白)之狀態。作為吸附塔在任意的時間進行吸附處理後,用作解吸塔。在此情況,二路閥12b在關閉、流量調整閥17b在打開之狀態使用。
在第二吸附解吸塔16亦封入吸附汽油蒸氣之吸附劑,而和第一吸附解吸塔11一樣。藉由汽油蒸氣通過該吸附劑中,而將汽油成分加以吸附除去,變成低於1vol%之汽油濃度的清淨空氣,並經由二路閥12b向大氣排出。此外,第二吸附解吸塔16亦和汽油蒸氣之吸附解吸的功能無關,總是利用液體循環泵8所供給之溫度媒質冷卻至固定溫度。即,和第一吸附解吸塔11一樣以總是保持0~5℃之方式進行運轉控制。又,第二吸附解吸塔16因為吸附壓力約0.3MPa之氣體,在解吸時吸附塔內部的壓力變成約0.02MPa,所以受到壓力之影響。因此,採用圓筒構造。藉由採用圓筒構造,可使作用於壁面之壓力變成均勻,即使第二吸附解吸塔16內之壓力在由0.03至約0.3MPa變動,亦可實現安全性高,即不會發生形狀變形等之第二吸附解吸塔16。此外,關於內部構造,採用和第一吸附解吸塔11相同的構造較佳。
依以上之方式,在第一再生製程,藉由在加壓狀態進行冷卻、吸附,而可將由第一吸附解吸塔11所排出之汽油蒸氣高效率地進行液化回收。此外,在解吸時,雖然藉由 提高第一吸附解吸塔11內部之溫度,而可提高解吸速度,或使汽油蒸氣濃度變高,但是因使溫度變動,消耗能量增大,所以在解吸時不提高溫度,而在和吸附時相同之溫度進行解吸,這在對省能源有效。
其次,說明由第二吸附解吸塔16將汽油加以解吸,並經由第一凝結裝置9、第二凝結裝置10、及第一吸附解吸塔11向大氣排出之第二再生製程。在將第二吸附解吸塔16內之吸附劑所吸附之汽油解吸的情況,利用吸氣泵13經由三通換向閥3b由第二吸附解吸塔16吸入氣體並由吸附劑將汽油加以解吸。此時,二路閥12b關閉。又,第二吸附解吸塔16內之壓力降至既定的壓力時,打開流量調整閥17b,固定流量之空氣由大氣流入第二吸附解吸塔16,而使第二吸附解吸塔16內部之壓力變成大致定值。雖然在吸附時第二吸附解吸塔16在0.3MPa之大氣壓狀態動作,但是在解吸時因為利用吸氣泵13降壓至大氣壓以下,所以利用該壓力差在吸附劑所吸附之汽油被濃縮成高濃度的狀態解吸。在此情況,雖然和汽油蒸氣之氣體流量或吸附時之吸附量亦有關,但是藉由將第二吸附解吸塔16內之壓力控制成0.02~0.04MPa,而可使汽油蒸氣濃度變成20~40vol%。
解吸後之汽油蒸氣經由三通換向閥3c被引至第一凝結裝置9。即,將汽油濃度30vol%、壓力0.1MPa之高濃度、汽油蒸氣供給第一凝結裝置9,如上述所示,第一凝結裝置9之內部保持在由0℃至約5℃,汽油蒸氣之一部分及氣體中所含的水分凝結,並利用氣液分離器(未圖示)等分離成氣體(汽油蒸氣)和液體(汽油)。接著,在第一凝結裝置 9無法處理之約20vol%的汽油蒸氣,和吸附時一樣地供給第二凝結裝置10。在此,又進行液化回收,僅將在第二凝結裝置10無法處理之約8%的汽油蒸氣送至第一吸附解吸塔11。在第一吸附解吸塔11,藉由汽油蒸氣通過吸附劑中,而將汽油成分加以吸附除去,變成低於1vol%之汽油濃度的清淨空氣,並經由二路閥12a向大氣排出。
如以上所述,藉由實施吸附製程、第一再生製程、及第二再生製程,而一連串之動作結束。一般,每次對汽油儲存槽1供油時,就重複這些一連串之動作。利用該動作,僅向大氣排出最多1vol%的汽油蒸氣,係環境負載很小之氣體狀碳氫的處理、回收裝置。又,因為僅排出最多1vol%的汽油蒸氣,可回收40vol%的汽油蒸氣之中的39%,回收效率為97.5%,係效率很高的回收裝置。又,因為在2個溫度帶進行凝結操作後進行吸附操作,所以可將第一吸附解吸塔11大幅度地小型化,亦具有可使裝置整體小型化之效果。
此外,將解吸時來自第一吸附解吸塔11及第二吸附解吸塔16之汽油蒸氣的排出口,作成設置於和吸附時對第一吸附解吸塔11及第二吸附解吸塔16之汽油蒸氣濃度的供給口同一部分。因為以吸附解吸塔11、16出口之汽油蒸氣濃度變成低於1vol%的方式運用吸附解吸塔11、16,所以在吸附時變成在吸附解吸塔11、16之汽油蒸氣吸入口的附近高密度地吸附汽油蒸氣,在吸附解吸塔11、16之汽油蒸氣排出口的附近不太吸附汽油蒸氣之狀態。為了在解吸時利用凝結高效率地回收由吸附解吸塔11、16所排出之汽油蒸氣,需要儘量提高汽油蒸氣濃度。因此,因為由高密度 地吸附之部分排出汽油蒸氣者可排出高濃度的汽油蒸氣,所以作成由高密度地吸附汽油蒸氣之部分,即在吸附解吸塔11、16吸附時汽油蒸氣吸入口的附近,而在解吸時吸入排出汽油蒸氣較佳。
僅靠利用吸氣泵13之壓力差的解吸方法,因為其效率不太高,所以由外部引入沖洗用氣體係有效,在本實施形態,藉由併用吸入和利用沖洗用氣體之氣體置換,將來自吸附解吸塔11、16之汽油蒸氣加以解吸。在本實施形態,被送至吸附解吸塔11、16之沖洗用氣體係大氣中的空氣。因為空氣中含有定量之水分,所以供給吸附解吸塔11、16之沖洗用氣體需要儘量少。因此,如上述所示,在解吸時經過某時間而吸附解吸塔11、16內之壓力降至既定的壓力時,流量調整閥17a、17b打開,藉由固定流量之空氣由大氣流入吸附解吸塔11、16,以吸附解吸塔11、16內部之壓力變成大致定值之方式進行解吸。第3圖係用以說明沖洗用氣體量之控制方法的圖。藉由這種作法,可防止吸入氣體量隨著時間經過而降低,可安定地進行汽油蒸氣之解吸操作。
作為沖洗用氣體之引入的時序,有使用定時器等由解吸開始在經過固定時間後引入沖洗用氣體的方式(定時器方式)、在吸附解吸塔11、16內部壓力達到設定值時引入沖洗用氣體的方式(壓力量測方式)、及在由吸附解吸塔11、16所排出之汽油蒸氣的氣體量達到設定值時引入沖洗用氣體的方式(氣體量量測方式)。定時器方式雖然在起始費用上最有利,但是引入沖洗用氣體之時序根據吸附解吸塔11、16所吸附之汽油的量而偏移,可能降低沖洗用氣體 引入之有效性。即,若吸附量多,在吸附解吸塔11、16汽油蒸氣充分時引入沖洗用氣體,由吸附解吸塔11、16所排出之汽油蒸氣氣體量變少。反之,若吸附量少,由吸附解吸塔11、16所排出之汽油蒸氣氣體量變少的時間帶增加,由吸附解吸塔11、16無法高效率地排出汽油蒸氣。壓力量測方式及氣體量量測方式可解決上述之定時器方式的問題點,並可實現高效率之解吸。此外,在本汽油回收裝置,在安全上,對汽油蒸氣流動的配管系統安裝壓力計係不可欠缺。因此,因為壓力量測方式可兼用那些壓力計,所以在3種方式之中係最有效。
對加油站之汽油儲存槽的供油一般定期地進行固定時間。因而產生汽油蒸氣這件事僅限於一天中之固定時間。因此,站在提高裝置之運轉率的觀點,在產生汽油蒸氣的時間帶進行吸附操作,而在未產生汽油蒸氣的時間帶進行吸附解吸塔11、16之再生,這係有效的。其次,使用第4圖說明藉由減少氣體量並進行長時間運轉之汽油回數的有效性。如此,得知藉由減少氣體量,而回收率降低。又得知,氣體流量變成40L/min以上時,回收率不增加。這係由於氣體流量變多時,由流量調整閥17a所流入之空氣量變多,汽油蒸氣濃度被該空氣稀釋,在第三凝結裝置15之汽油凝結量降低的緣故。因此,得知在由第一吸附解吸塔11將汽油蒸氣解吸的情況,氣體流量設為至多40L/min較佳。由以上之事項,藉由以低流量花長時間對第一吸附解吸塔11進行再生,可高效率地進行回收。
其次,說明氣體狀碳氫之處理、回收裝置的控制方法。回收裝置停止時,吸氣泵13或加壓泵14停止,二路閥12a、 12b處於全閉狀態,而流量調整閥17a、17b處於關閉狀態。第一吸附解吸塔11及第二吸附解吸塔16利用冷凍機5所冷卻之溫度媒質冷卻。變成對汽油儲存槽1開始供油之狀態時,三通換向閥3a切換,而且二路閥12a打開,第二凝結裝置10的冷卻開始。第二凝結裝置10內部之溫度達到設定值時,汽油蒸氣的回收開始。對汽油儲存槽1之供油及汽油蒸氣之產生結束時,三通換向閥3a切換,而且二路閥12a關閉,第二凝結裝置10之冷卻停止。然後,二路閥12b打開,而且吸氣泵13及加壓泵14進行運轉時,由第一吸附解吸塔11將汽油蒸氣加以解吸,並通過第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16後向大氣排出。此時,藉由吸氣泵13之運轉而第一吸附解吸塔11內之壓力降至既定壓力時,流量調整閥17a開始打開,以既定之流量流向第一吸附解吸塔11之方式控制流量調整閥17a的開度。根據定時器等,第一再生製程結束時,吸氣泵13或加壓泵14停止,而流量調整閥17a變成關閉之狀態,二路閥12a變成關閉之狀態。然後,第二凝結裝置10之冷卻開始,第二凝結裝置10內部之溫度達到設定值時,第二吸附解吸塔16的再生開始。二路閥12a打開,而且吸氣泵13及加壓泵14進行運轉時,由第二吸附解吸塔16將汽油蒸氣加以解吸,按照第一凝結裝置9、第二凝結裝置10、及第一吸附解吸塔11之順序通過後向大氣排出。此時,藉由吸氣泵13之運轉而第二吸附解吸塔16內之壓力降至既定壓力時,流量調整閥17b開始打開,以既定之流量流向第二吸附解吸塔16之方式控制流量調整閥17b的開度。在固定時間,再生處理結束時,第二凝結裝置10之冷卻停止,而且 吸氣泵13或加壓泵14停止,二路閥12a、12b變成全閉狀態,流量調整閥17a、17b變成關閉之狀態。依以上之方式,回收裝置重複進行運轉。
最後,說明使用加壓泵14及壓力控制器19,提高第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16之內部壓力的效果。第5圖係表示第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16之內部壓力和充填於第二吸附解吸塔16的吸附劑之關係圖。如此,得知藉由提高內部壓力,而可使矽膠之充填量變少。可是,得知即使變成高於0.4MPa,矽膠充填量亦幾乎不減少。另一方面,提高壓力時,因為需要提高第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16之耐壓性,裝置變得昂貴。因此,可確認將第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16之內部壓力設為0.2~0.3MPa的作法係高效率。此外,第6圖係表示未包括加壓泵14和壓力控制器19之氣體狀碳氫的處理、回收裝置之流程的整體構造圖。藉此,可減少構成裝置之元件數。可是,因為第二吸附解吸塔16所使用之矽膠量變成2倍以上,所以第二吸附解吸塔16變大,得知裝置費用不太降低。
由以上之事項,設置加壓泵14和壓力控制器19,提高第三凝結裝置15及第二吸附解吸塔16之內部壓力,亦藉由提高至0.4MPa,最好為0.2~0.3MPa,而具有可提供便宜之回收裝置的效果。
第2實施形態
第7圖係表示本發明之第2實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第2實施形態和該第1實施形態之差異在於未使用 三通換向閥3a。在本第2實施形態,如第7圖所示,不需要三通換向閥3a,而新包括閥21。作成這種構造,藉由使在回收裝置之壓力損失比調壓閥4的設定值小,而一般在汽油蒸氣流向回收裝置,並在回收裝置發生氣體阻塞等之不良的情況,可自動地經由調壓閥4將汽油蒸氣向大氣排出。此外,本第2實施形態之回收裝置藉由具有2個溫度帶的凝結,而可使吸附劑之使用量變成很少,因為可將回收裝置之壓力損失降至極限,而可實現這種裝置。
因而,在回收裝置發生氣體阻塞等,回收裝置及汽油儲存槽1內之壓力亦不會高於調壓閥4的設定值,具有可提高安全的回收裝置之效果。
第3實施形態
第8圖係表示本發明之第3實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
在該第1實施形態,雖然連續地設置吸氣泵13和加壓泵14,但是在本第3實施形態,藉由將具有固定容積之壓力緩衝容器31及壓力量測器32設置於吸氣泵13和加壓泵14之間,以監視吸氣泵13和加壓泵14之間的壓力,而可檢測吸氣泵13和加壓泵14之運轉的誤動作,可預防危險之運轉。即,在吸氣泵13和加壓泵14之間的壓力變成負壓之情況可防止加壓泵14的性能降低,而在吸氣泵13和加壓泵14之間的壓力變成正壓之情況可防止吸氣泵13的性能降低。又,藉由在吸氣泵13和加壓泵14之間包括固定容積的空間,可緩和激烈之壓力變動,並可實現具有餘裕之運轉異常檢測。
藉此,在回收裝置內之來自吸附解吸塔11、16的解吸 製程,可檢測吸氣泵13或加壓泵14之不良,而且可防止不良之急速地擴大,具有可提供安全的回收裝置之效果。
第4實施形態
第9圖係表示本發明之第4實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第4實施形態和該第1實施形態之差異為在第一吸附解吸塔11的再生時之氣體處理的流程相異,即第1實施形態所示之第二再生製程相異。而且,在本第4實施形態,如第9圖所示,三通換向閥3c不是位於吸氣泵13和加壓泵14之間,而設置於第三凝結裝置15和第二吸附解吸塔16之間。又,和調整第二吸附解吸塔16內之壓力的壓力控制器19a另外地設置調整第三凝結裝置15內之壓力的壓力控制器19b。
在第1實施形態,將由第二吸附解吸塔16利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣供給第一凝結裝置9,並通過第二凝結裝置10及第一吸附解吸塔11後向大氣排出,可是,在本第4實施形態,由第二吸附解吸塔16利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。然後,通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣,再通過第二凝結裝置10及第一吸附解吸塔11後向大氣排出。藉由作成這種流程,而可有效地利用加壓泵14,並可高效率地回收通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣。此外,在無法降低冷凍機5之冷媒的蒸發溫度的情況,利用這種流程係有效,具有可高效率地回收汽油之效果。
第5實施形態
第10圖係表示本發明之第5實施形態的氣體狀碳氫之 處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第5實施形態和該第1實施形態之差異為在第一吸附解吸塔11的再生時之氣體處理的流程相異,即第1實施形態所示之第一再生製程相異。在第1實施形態,如第1圖所示,將第二吸附解吸塔16設置於第三凝結裝置15之後段,而,在本第5實施形態,如第10圖所示,在第三凝結裝置15之後段包括氣體儲存容器41。又,42係設置於氣體儲存容器41和三通換向閥3b之間的作為主流量控制器之流量調整閥,43係設置於氣體儲存容器41和第三凝結裝置15之間的斷流閥。
在第1實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣,再通過第二吸附解吸塔16後向大氣排出。可是,在第5實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。雖然至此為止和第1實施形態相同,但是之後,通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣直接被氣體儲存容器41冷卻並以加壓壓縮之狀態被封入。氣體儲存容器41之壓力達到既定壓力時,第一再生製程結束。然後,氣體儲存容器41所儲存之汽油蒸氣經由流量調整閥42供給第一吸附解吸塔11,並利用第一吸附解吸塔11內之吸附劑除去汽油蒸氣後向大氣排出。藉由作成這種構造及處理流程,而可簡化系統構造,並可降低裝置之費用。又,可減少吸氣泵13及加壓泵14之運轉時間,並可節省能源。
由以上之事項,藉由包括替代第二吸附解吸塔16之氣 體儲存容器41,而具有能以低費用提供省能源的回收裝置之效果。
第6實施形態
第11圖係表示本發明之第6實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第6實施形態和該第1實施形態之差異為在第一吸附解吸塔11的再生時之氣體處理的流程相異,即第1實施形態所示之第一再生製程相異及無第二再生製程。又,在構成機器上,在第1實施形態,如第1圖所示,利用溫度媒質將第三凝結裝置15之內部冷卻至0~5℃,但是在本第6實施形態,如第11圖所示,包括作成由冷凍機5利用冷媒可直接冷卻之第四凝結裝置51,且不需要第二吸附解吸塔16。
在第1實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣,再通過第二吸附解吸塔16後向大氣排出。可是,在第6實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第四凝結裝置51。利用冷凍機5所冷卻之冷媒直接冷卻第四凝結裝置51的內部,而變成約-30℃。在壓力0.3MPa、冷卻溫度-30℃之條件,汽油蒸氣濃度變成約1vol%。因此,直接向大氣排出。藉此,可簡化系統構造,並可降低裝置之費用。又,可不需要第二再生製程,可減少吸氣泵13及加壓泵14之運轉時間,並可節省能源。
由以上之事項,藉由包括替代第第三凝結裝置15之第 四凝結裝置51,而具有能以低費用提供省能源的回收裝置之效果。
第7實施形態
第12圖係表示本發明之第7實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第7實施形態和該第1實施形態之差異為,作成並列地包括性能、大小和第一吸附解吸塔11同等之第三吸附解吸塔61,且不需要第二吸附解吸塔16。即,在作成在第一吸附解吸塔11吸附由第二凝結裝置10所排出之汽油蒸氣,同時將由第三吸附解吸塔61所吸附的汽油蒸氣加以解析上相異。
在第12圖,61係規格和第一吸附解吸塔11一樣,且和第一吸附解吸塔11並列地包括之第三吸附解吸塔,62a、62b係用以將由第二凝結裝置10所排出之汽油蒸氣引至第一吸附解吸塔11或第二吸附解吸塔16的吸附用閥,63a、63b係在由第一吸附解吸塔11或吸氣泵13將汽油蒸氣加以解吸時使用之解吸用閥,64a、64b係用以將由第一吸附解吸塔11或第三吸附解吸塔61已處理之汽油蒸氣向大氣排出的排氣閥,65a、65b係在由第一吸附解吸塔11或第三吸附解吸塔61將汽油蒸氣加以解吸時,用以向第一吸附解吸塔11或第三吸附解吸塔61引入空氣的氣體流量調整閥。
其次,說明動作。本第7實施形態所示之裝置的運轉,一般按照吸附製程、再生製程之2個步驟進行。首先,說明吸附製程。在開始供油時,三通換向閥3a切換至回收裝置側。三通換向閥3a切換後,由油罐車等經由汽油配管2 向汽油儲存槽1開始供油時,汽油儲存槽1所充滿之汽油蒸氣由汽油儲存槽1排出。此時之汽油蒸氣濃度在常溫係約30~40vol%。由汽油儲存槽1所排出之汽油蒸氣,經由三通換向閥3a,向第一凝結裝置9送氣。第一凝結裝置9藉由利用液體循環泵8供給冷凍機5所冷卻之溫度媒質,而被間接地冷卻。一般,第一凝結裝置9內部保持於0℃至約5℃,汽油蒸氣之一部分及氣體中所含的水分凝結,並利用氣液分離器(未圖示)等分離成氣體(汽油蒸氣)和液體(汽油)。液體積存於第一凝結裝置9的下側,並經由汽油配管18被送至汽油儲存槽1。
接著,將在第一凝結裝置9無法處理之約20vol%的汽油蒸氣供給第二凝結裝置10。第二凝結裝置10藉由將冷凍機5已冷卻之冷媒供給第二凝結裝置10,而被直接地冷卻。一般,第二凝結裝置10之內部保持在由-20℃至約-10℃,汽油蒸氣之一部分凝結,而分離成氣體(汽油蒸氣)和液體(汽油),僅排出未凝結的汽油蒸氣。液體積存於第一凝結裝置9的下側,並經由汽油配管18被送至汽油儲存槽1。此外,在第1實施形態,在吸附由汽油儲存槽1所排出之汽油蒸氣時,因為未進行解吸操作,所以吸附操作結束時,停止第二凝結裝置10之冷卻。可是,在第7實施形態,在吸附由汽油儲存槽1所排出之汽油蒸氣時,亦由另一方之吸附解吸塔進行汽油蒸氣的解吸操作,所以在進行回收時,不會停止第二凝結裝置10之冷卻。
接著,將在第二凝結裝置10無法處理之約8vol%的汽油蒸氣送至吸附解吸塔11、61加以處理。在第12圖,表示11作為吸附塔、61作為解吸塔動作的情況。因此,吸 附用閥62a打開(塗黑),62b處於關閉(空白)之狀態。作為吸附塔在任意的時間進行吸附處理後,用作解吸塔。在此情況,吸附用閥62a在關閉、62b在打開之狀態使用。又在汽油之解吸結束的時刻,再用作吸附塔,在時間上重複地使用該動作。吸附、解吸之切換如上述所示,係藉由吸附用閥62a、62b之切換而控制。在吸附解吸塔11、61封入吸附汽油蒸氣的吸附劑。藉由汽油蒸氣通過該吸附劑中,而除去汽油成分,變成低於1vol%之汽油濃度的清淨空氣,並經由排氣閥64a向大氣排出。吸附解吸塔11、61和汽油蒸氣之吸附解吸的功能無關,總是利用液體循環泵8所供給之溫度媒質冷卻至固定溫度。即,對第一凝結裝置9及吸附解吸塔11、61之冷卻系統以總是保持係設定溫度的0~5℃之方式進行運轉控制。
其次,說明汽油蒸氣之解吸處理。在將吸附劑所吸附之汽油解吸的情況,利用吸氣泵13由吸附解吸塔61吸入氣體,並由吸附劑將汽油加以解吸。此時,預先將解吸用閥63b打開,將63a關閉。雖然在吸附時吸附塔在0.1MPa之大氣壓狀態動作,但是在解吸時因為利用吸氣泵13降壓至大氣壓以下,所以利用該壓力差將吸附劑所吸附之汽油加以解吸。解吸後之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。利用壓力控制器19將第三凝結裝置15內部之壓力保持於0.3MPa之高壓狀態,對汽油蒸氣高效率地進行液化回收。由壓力控制器19所排出之汽油蒸氣回到第二凝結裝置10,對汽油成分再度進行凝結回收後,再回到吸附解吸塔11。在重複此操作之期間,在凝結裝置9、10、15對全量之汽油進行凝結回收。
僅靠利用吸氣泵13之壓力差的解吸方法,因為其效率不太高,所以由外部引入沖洗用氣體係有效。在本第7實施形態,將經由氣體流量調整閥65b由第一吸附解吸塔11向向大氣所排出之清淨氣體的一部分送至解吸塔61,用作該沖洗用氣體。在此情況,氣體流量調整閥65b在打開狀態,係規定量之氣體可流通的狀態,氣體流量調整閥65a變成關閉,而氣體不流動。此外,在本第7實施形態,因為在前段之第一凝結裝置9使氣體中的含水量充分低,所以沖洗用氣體所含之水分對第三吸附解吸塔61內之吸附劑幾乎無不良影響。
對加油站之汽油儲存槽的供油一般定期地進行固定時間。因而,產生汽油蒸氣這件事僅限於一天中之固定時間。因此,站在提高裝置之運轉率的觀點,本實施形態因為同時進行吸附操作和解吸操作,所以和串列地進行吸附操作和解吸操作,且可延長解析時間之第1實施形態相比,可說運轉率低。可是,因為同時進行吸附操作和解吸操作,在未實施吸附操作或解吸操作時,即在不回收汽油蒸氣的情況可停止冷卻,而可使冷卻所使用之能量變少,可說是省能源機器。
由以上之事項,藉由一面同時進行吸附操作和解吸操作一面進行運轉,而可進行省能源、且高效率之汽油回收。
其次,說明吸附解吸塔11、61之切換。在本第7實施形態,說明使用定時器進行吸附解吸塔11、61的切換的情況。如上述所示,藉由汽油蒸氣通過第一吸附解吸塔11而吸附並除去汽油成分,變成低於1vol%之汽油濃度的清淨空氣,並經由排氣閥64a向大氣排出。可是,隨著供給第 一吸附解吸塔11之汽油蒸氣量增大,而第一吸附解吸塔11的吸附性能逐漸降低。此狀態持續,而在第一吸附解吸塔11出口之汽油濃度接近1vol%時,需要切換吸附解吸塔11、61。在加油站,因為對汽油儲存槽1的供油定期地進行固定時間,所以在開始回收後單純地根據固定時間進行切換者成為最簡單的控制。因此,吸附解吸塔11、61之切換,在三通換向閥3a已切換的情況,或以回收裝置動作時為起始時間按照固定時間切換下去係有效。又,在實際之切換動作上,以不會產生吸附用閥62a、62b同時關閉之狀態,且汽油蒸氣總是流動之方式,實施切換的方式較佳。即,在以第一吸附解吸塔11進行吸附、以第三吸附解吸塔61進行解吸的情況,以將關閉之吸附用閥62b、解吸用閥63a、及排氣閥64b設為打開狀態,接著原本打開之吸附用閥62a、解吸用閥63b、及排氣閥64a設為關閉狀態之方式實施切換較佳。藉此,可提供一種安全之汽油回收裝置,不會不供給吸附解吸塔11、61汽油蒸氣,亦不會發生對汽油儲存槽1之供油速度變慢,或汽油儲存槽1內的壓力變高。
最後,說明本第7實施形態之氣體狀碳氫的處理、回收裝置之控制方法。回收裝置停止時,吸氣泵13或加壓泵14停止,吸附用閥62a、62b、解吸用閥63a、63b、及排氣閥64a、64b處於全閉狀態,而氣體流量調整閥65a、65b處於關閉狀態。三通換向閥3a切換,而開始供油時,收到運轉信號,例如,收到三通換向閥3a之切換信號,吸附用閥62a、解吸用閥63b、及排氣閥64a變成打開狀態,對汽油儲存槽1開始供油,而汽油蒸氣流入第一凝結裝置9、 第二凝結裝置10、及第一吸附解吸塔11。吸氣泵13及加壓泵14和吸附操作之開始同時地運轉。藉由吸氣泵13之運轉,而第三吸附解吸塔61之壓力降至既定壓力時,氣體流量調整閥65b開始打開,以既定之流量流向第三吸附解吸塔61之方式控制氣體流量調整閥65b的開度。
依以上之方式,繼續供油固定時間後,實施吸附解吸塔11、61之切換。由定時器等收到切換信號時,如上述所示,關閉之吸附用閥62b、解吸用閥63a、及排氣閥64b變成打開狀態,氣體流量調整閥65b變成關閉狀態。接著,吸附用閥62a、解吸用閥63b、及排氣閥64a變成打開狀態,第三吸附解吸塔61變成吸附操作,而第一吸附解吸塔11變成解吸操作。藉由吸氣泵13之運轉,而第三吸附解吸塔61之壓力降至既定壓力時,氣體流量調整閥65b開始打開,以既定之流量流向第三吸附解吸塔61之方式控制氣體流量調整閥65b的開度。按照這種步驟重複進行切換運轉,對汽油儲存槽1之供油機停止時,三通換向閥3a切換,收到停止信號後,吸氣泵13或加壓泵14停止,氣體流量調整閥65b變成關閉狀態,而吸附用閥62a、解吸用閥63b、及排氣閥64a變成關閉狀態。
如以上所示,本第7實施形態之氣體狀碳氫的處理、回收裝置,因為由2個溫度帶之凝結裝置9、10和吸附解吸塔11、61組合而成,排出最多亦僅1vol%之汽油蒸氣,係環境負載很小的氣體狀碳氫之處理、回收裝置。又,因為排出最多亦僅1vol%之汽油蒸氣,可回收40vol%的汽油蒸氣之中的39%,回收效率為97.5%,係效率很高的回收裝置。又,因為作成進行凝結操作後進行吸附操作,所以可 使吸附解吸塔11、61變成小型,亦具有可使裝置整體小型化之效果。此外,因為同時進行吸附操作和解吸操作,所以可減少無益之運轉,可降低運轉費用。
第8實施形態
第13圖係表示本發明之第8實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第8實施形態和該第7實施形態之差異為在第一吸附解吸塔11的再生時之氣體處理的流程相異。又,在構成機器上,在第8實施形態,如第13圖所示,未包括在第12圖之加壓泵14、第三凝結裝置15、及壓力控制器19。
在第7實施形態,由第三吸附解吸塔61利用吸氣泵13解吸後的汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣,通過第二凝結裝置10及第一吸附解吸塔11後向大氣排出。可是,在第8實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13解吸後的汽油蒸氣,供給第一凝結裝置9。在第一凝結裝置9,和由汽油儲存槽1所排出之汽油蒸氣合流,並通過第一凝結裝置9及第一吸附解吸塔11後向大氣排出。藉此,可簡化系統構造,並降低裝置之費用。
由以上之事項,藉由刪除加壓泵14、第三凝結裝置15、及壓力控制器19,而具有可提供低費用且省能源的回收裝置。
第9實施形態
第14圖係表示本發明之第9實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
本第9實施形態和該第7實施形態之差異為在第一吸 附解吸塔11的再生時之氣體處理的流程相異。又,在構成機器上,在第7實施形態,如第12圖所示,利用溫度媒質將第三凝結裝置15之內部冷卻至0~5℃,但是在本第9實施形態,如第14圖所示,包括作成由冷凍機5利用冷媒可直接冷卻之第四凝結裝置51。
在第7實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第三凝結裝置15。通過第三凝結裝置15之汽油蒸氣,再通過第二凝結裝置10及第一吸附解吸塔11後向大氣排出。可是,在第9實施形態,由第一吸附解吸塔11利用吸氣泵13已解吸之汽油蒸氣,利用加壓泵14加壓後,供給第四凝結裝置51。利用冷凍機5所冷卻之冷媒直接冷卻第四凝結裝置51的內部,而變成約-30℃。在壓力0.3MPa、冷卻溫度-30℃之條件,汽油蒸氣濃度變成約1vol%,並供給第一吸附解吸塔11。藉此,可減少第一吸附解吸塔11所吸附並除去之汽油蒸氣量,並可增長吸附解吸塔11、61之切換時間,而可延長閥之壽命。又,因為可減少閥之切換次數,可實現更安定的運轉。
由以上之事項,藉由包括替代第三凝結裝置15之第四凝結裝置51,具有可提供低費用、可靠性高的回收裝置。
1‧‧‧汽油儲存槽
2‧‧‧供油管
3‧‧‧三通換向閥
4‧‧‧調壓閥
5‧‧‧冷凍機
6‧‧‧熱交換器
7‧‧‧溫度媒質槽
8‧‧‧液體循環泵
9‧‧‧第一凝結裝置
10‧‧‧第二凝結裝置
11‧‧‧第一吸附解吸塔
12‧‧‧二路閥
13‧‧‧吸氣泵
14‧‧‧加壓泵
15‧‧‧第三凝結裝置
16‧‧‧第二吸附解吸塔
17‧‧‧流量調整閥
18‧‧‧汽油配管
19‧‧‧壓力控制器
21‧‧‧閥
31‧‧‧壓力緩衝容器
32‧‧‧壓力量測器
41‧‧‧氣體儲存容器
42‧‧‧主流量控制器
43‧‧‧斷流閥
51‧‧‧第四凝結裝置
61‧‧‧第三吸附解吸塔
62‧‧‧吸附用閥
63‧‧‧解吸用閥
64‧‧‧排氣閥
65‧‧‧氣體流量調整閥
第1圖係表示本發明之第1實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第2圖係表示冷卻溫度和矽膠充填量之關係的特性圖。
第3圖係用以說明沖洗用氣體量之控制方法的特性圖。
第4圖係表示處理氣體流量和回收率之關係的特性圖。
第5圖係表示內部壓力和矽膠充填量之關係的特性圖。
第6圖係表示本發明之第1實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第7圖係表示本發明之第2實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第8圖係表示本發明之第3實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第9圖係表示本發明之第4實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第10圖係表示本發明之第5實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第11圖係表示本發明之第6實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第12圖係表示本發明之第7實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第13圖係表示本發明之第8實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
第14圖係表示本發明之第9實施形態的氣體狀碳氫之處理、回收裝置的流程之整體構造圖。
1‧‧‧汽油儲存槽
2‧‧‧汽油配管
3a、3b、3c‧‧‧三通換向閥
4‧‧‧調壓閥
5‧‧‧冷凍機
6‧‧‧熱交換器
7‧‧‧溫度媒質槽
8‧‧‧液體循環泵
9‧‧‧第一凝結裝置
10‧‧‧第二凝結裝置
11‧‧‧第一吸附解吸塔
12a、12b‧‧‧二路閥
13‧‧‧吸氣泵
14‧‧‧加壓泵
15‧‧‧第三凝結裝置
16‧‧‧第二吸附解吸塔
17a、17b‧‧‧流量調整閥
18‧‧‧汽油配管
19‧‧‧壓力控制器

Claims (5)

  1. 一種氣體狀碳氫之處理、回收方法,具備除去水分及氣體狀碳氫的凝結裝置、設於上述凝結裝置的氣體下游側的吸附解吸裝置、以及冷卻上述凝結裝置及上述吸附解吸裝置的裝置,使吸附解吸裝置再生運轉所需要的時間比除去氣體狀碳氫素運轉所需要的時間還長。
  2. 如申請專利範圍第1項之氣體狀碳氫的處理、回收方法,其中上述吸附解吸裝置係由第一吸附塔與第二吸附塔所構成,以第一吸附塔、凝結裝置、第二吸附塔依序而使汽油蒸汽流動的模式以及以第二吸附塔、凝結裝置、第一吸附塔依序而使汽油蒸汽流動的模式反覆而運轉。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之氣體狀碳氫的處理、回收方法,其中使吸附解吸裝置再生運轉時的氣體處理流量為40L/min以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之氣體狀碳氫的處理、回收方法,其中使吸附解吸裝置再生運轉時的氣體處理配管內的壓力為0.4MPa以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之氣體狀碳氫的處理、回收方法,其中在使吸附解吸裝置再生的運轉中,在上述吸附解吸裝置內的壓力達到既定壓力之際,將沖洗用氣體供給至吸附解吸裝置內。
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