(57)【要約】【課題】ガソリン蒸気中に含まれる水分の影響で吸着剤が被毒されることを防ぎ、さらに小型で安価なガス状炭化水素の処理・回収装置及び方法を提供する。【解決手段】ガソリン蒸気を吸い込むノズル１と、ノズル１から吸い込まれた水分およびガソリン蒸気を冷却する凝縮装置６と、ノズル１から吸い込んだガソリン蒸気を凝縮装置６に供給するポンプ８と、凝縮装置６の後段におけるガソリン蒸気を吸脱着する吸脱着装置２、３と、吸脱着装置２、３に吸着されたガソリン蒸気を脱着するためのパージガスを送気するガス循環用ブロア４と、ノズル１とポンプ８との間に設けられ、ノズル１から吸い込まれたガソリン蒸気の圧力を調整する圧力調整弁２１４と、圧力調整弁２１４とポンプ８との間に設けられ、ポンプ８に所定流量のガソリン蒸気を流すフィルタ２１５と、を備え、ガス循環用ブロア４とポンプ８の同時運転を可能にしている。【選択図】図２２
2011072996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を処理するためのガス状炭化水素の処理・回収装置において、
ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を吸い込むノズルと、前記ノズルから吸い込まれた水分およびガソリン蒸気を冷却する凝縮装置と、前記ノズルから吸い込んだガソリン蒸気を圧縮して前記凝縮装置に供給するポンプと、前記凝縮装置の後段のガス下流側に配置され、前記凝縮装置の後段におけるガソリン蒸気を吸脱着する吸着剤が充填された吸脱着装置と、前記吸脱着装置に吸着されたガソリン蒸気を脱着するためのパージガスを送気するガス循環用ブロアと、前記ノズルと前記ポンプとの間に設けられ、前記ノズルから吸い込まれたガソリン蒸気の圧力を調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁と前記ポンプとの間に設けられ、前記ポンプに所定流量のガソリン蒸気を流すフィルタと、を備え、前記ガス循環用ブロアと前記ポンプの同時運転を可能にしている
ことを特徴とするガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項２】
前記ノズルの給油機からの着脱動作に応じて、給油開始および給油停止の信号をもらうようにしている
ことを特徴とする請求項１に記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項３】
前記ノズルが給油機から取り外され、給油が開始されない時間が所定時間経過した後、運転を停止する
ことを特徴とする請求項２に記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの装置によりガス状炭化水素を処理・回収する
ことを特徴とするガス状炭化水素の処理・回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大気放出ガス中に含まれるガス状炭化水素の処理・回収装置及び方法に係り、特に、ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を処理するための装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の吸脱着剤によるガス状炭化水素の除去方法に、排気ガス発生源から発生したガス（約４０ｖｏｌ％のガソリン蒸気を含む排気ガス）をブロアー又は自圧で、排気ガス送気管より吸着塔に送気し、吸着工程を終えた処理済み排気ガスを、吸着塔（脱着工程に切り換えた後は吸着塔）の頂部から排出管を介して、１ｖｏｌ％以下のガソリン蒸気を含む空気（クリーンなガス）として大気中に放出するようにしたものがある。
この場合、吸着塔は、上記の吸着工程と後記の脱着工程とを交互に切り換えながら運転するが、この切り換え時間（Ｓｗｉｎｇ  Ｔｉｍｅ）を５分程度としている。
【０００３】
一方、吸着工程を終えた後の吸着塔に、パージ用ガス送気管を介してパージ用ガスを送気し、真空ポンプで吸引することにより脱着する。パージ用ガスとして吸着運転時に吸着塔の頂部から排出されるクリーンなガスの一部を使用し、真空ポンプは約２５Ｔｏｒｒで運転する。
脱着後のガソリン蒸気含有パージ排ガスは、送気管を介してガソリン回収器に送気し、分配管を通して液体ガソリンと接触させ、液体（ガソリン吸収液）としてパージ排ガス中のガソリン蒸気を回収する。
【０００４】
ガソリン回収器からの排気ガス中には、僅かなガソリン蒸気が残存するので、返送管を介して再度排気ガス管に戻し、排気ガス発生源からの排気ガスと一緒にして吸着処理を行い、また、吸着塔内の吸着剤層を冷却するために内筒に冷却水を循環させている。
このように構成することにより、ガソリン蒸気はほぼ全量液体ガソリンとして回収でき、吸着塔から排出するガソリン蒸気の濃度は十分低くなり、大気汚染を引き起こさないレベルにすることができるとしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７６６７９３号公報（第３−６頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の真空ポンプでガソリン蒸気を脱着する回収方法では、ポンプの動力エネルギーが極めて大きくなり、現実的ではなかった。
また、大量の排気ガスを全量吸着処理するためには、吸着塔を大きくするか、吸着と脱着の切り換え時間（Ｓｗｉｎｇ  Ｔｉｍｅ）を短くすることが必要であるが、大きな吸着塔を使用する場合には、設置面積の問題や、吸着剤のコストの問題などが残されている。また、切り換え時間を短くすると吸着したガソリン蒸気を十分に脱着できなかったり、バルブなどの寿命が短くなるなどの問題があった。
【０００７】
さらに、ガソリン蒸気には必ず空気中の水分が含まれているが、従来の方式では、ガソリン蒸気とともにこの水分も同時に吸着されるため、吸着剤の吸着性能が低下する問題があった。
また、給油時に漏れ出すガソリン蒸気の回収に用いる場合は、給油時にしかガソリン蒸気は発生せず、その発生頻度は日あるいは時間によって異なり一定ではない。このような場合でも、従来の装置では一定間隔で吸着と脱着を切り替えていたため、平日の夜など、ほとんど給油しない場合には全くガソリン蒸気が流れて来ず、必要量を吸着していないのに脱着すると言った無駄が発生するという問題があった。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、ガソリン蒸気中に含まれる水分の影響で吸着剤が被毒されることを防ぎ、さらに小型で安価なガス状炭化水素の処理・回収装置及び方法を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るガス状炭化水素の処理・回収装置は、ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を処理するためのガス状炭化水素の処理・回収装置において、ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を吸い込むノズルと、前記ノズルから吸い込まれた水分およびガソリン蒸気を冷却する凝縮装置と、前記ノズルから吸い込んだガソリン蒸気を圧縮して前記凝縮装置に供給するポンプと、前記凝縮装置の後段のガス下流側に配置され、前記凝縮装置の後段におけるガソリン蒸気を吸脱着する吸着剤が充填された吸脱着装置と、前記吸脱着装置に吸着されたガソリン蒸気を脱着するためのパージガスを送気するガス循環用ブロアと、前記ノズルと前記ポンプとの間に設けられ、前記ノズルから吸い込まれたガソリン蒸気の圧力を調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁と前記ポンプとの間に設けられ、前記ポンプに所定流量のガソリン蒸気を流すフィルタと、を備え、前記ガス循環用ブロアと前記ポンプの同時運転を可能にしているものである。
【００１０】
また、この発明に係るガス状炭化水素の処理・回収方法は、吸着塔と脱着塔を少なくとも１塔ずつ有する吸脱着装置において、この吸脱着装置を冷却する手段を備え、吸着剤として、孔径４〜１００オングストロームのシリカゲル又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物を用いて低温で吸脱着を行い、さらに吸着塔の出口ガスの一部を脱着塔に送り、脱着時のガスをパージガスとして使用するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を処理するためのガス状炭化水素の処理・回収装置において、ガソリン給油時に漏れ出すガソリン蒸気を吸い込むノズルと、前記ノズルから吸い込まれた水分およびガソリン蒸気を冷却する凝縮装置と、前記ノズルから吸い込んだガソリン蒸気を圧縮して前記凝縮装置に供給するポンプと、前記凝縮装置の後段のガス下流側に配置され、前記凝縮装置の後段におけるガソリン蒸気を吸脱着する吸着剤が充填された吸脱着装置と、前記吸脱着装置に吸着されたガソリン蒸気を脱着するためのパージガスを送気するガス循環用ブロアと、前記ノズルと前記ポンプとの間に設けられ、前記ノズルから吸い込まれたガソリン蒸気の圧力を調整する圧力調整弁と、前記圧力調整弁と前記ポンプとの間に設けられ、前記ポンプに所定流量のガソリン蒸気を流すフィルタと、を備え、前記ガス循環用ブロアと前記ポンプの同時運転を可能にしていることにより、排気ガスを極めてクリーン（ガソリン濃度１Ｖｏｌ％以下）にでき、しかも小型で安価なガソリン蒸気回収装置を実現することができる。特に、ガソリン蒸気中に水分が含まれている場合でも、吸着剤が水分で被毒されるおそれが無いと共に、凝縮装置や吸脱着装置の配管内で結氷することがないため、安定な運転動作が実現できる。
また、熱媒体の温度を一定温度に制御して、凝縮装置と吸脱着装置の温度を制御するようにしたことにより、それぞれの装置を個別に制御する場合に比べて、制御回路を単純化でき、低コスト化が実現できる。さらに、吸着塔の温度を吸脱着に関わらず一定にしているため、吸着塔を冷却するのに必要なエネルギーを低減でき、省エネルギーのガソリン蒸気回収装置が実現できる。また、吸着塔を冷却しているため、極めて少量の吸着剤で大量のガソリン蒸気を吸着でき、吸着剤の使用量も低減することができる。
さらに、吸着熱による吸着塔内の異常な温度上昇を抑制して吸着装置内の温度を均一化することができ、吸着装置の安全性に万全を期することができる、という顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図であり、１台の凝縮装置を設けた例を示す。
【図２】この発明の実施の形態１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図であり、第一の凝縮装置と第二の凝縮装置を設けた例を示す。
【図３】図１、図２の吸脱着塔の内部構造を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図４】パージガス量の制御方法を説明するための特性図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態７に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図１１】図１０のガス状炭化水素の処理・回収装置のレイアウトを示す構成図である。
【図１２】図１０の吸脱着塔の内部構造を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図１３】パージガス量の制御方法を説明するための特性図である。
【図１４】脱着時間と、吸脱着塔内圧力および吸脱着塔からの排出ガソリン濃度の関係を説明するための特性図である。
【図１５】吸脱着塔内圧力と、吸脱着塔からの排出ガス流量、吸脱着塔からの排出ガソリン濃度、および吸脱着塔からの排出ガソリン蒸気流量の関係を説明するための特性図である。
【図１６】吸脱着塔内圧力と凝縮装置でのガソリン回収流量の関係を説明するための特性図である。
【図１７】この発明の実施の形態８に係るガス状炭化水素の処理・回収装置の吸脱着塔の内部構造を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態９に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のガス循環用ブロアとポンプを示す構造図である。
【図１９】この発明の実施の形態１０に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２０】この発明の実施の形態１１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態１２に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態１３に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態１４に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２４】この発明の実施の形態１４に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２５】この発明の実施の形態１５に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２６】この発明の実施の形態１５に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２７】この発明の実施の形態１６に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２８】この発明の実施の形態１７に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図２９】この発明の実施の形態１７に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図３０】この発明の実施の形態１８に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図３１】この発明の実施の形態１９に係るガス状炭化水素の処理・回収装置の吸脱着塔の内部構造を一部切り欠いて示す斜視図である。
【図３２】図３１の吸脱着塔の断面図である。
【図３３】この発明の実施の形態２０に係るガス状炭化水素の処理・回収装置の外観を示す全体構成図である。
【図３４】この発明の実施の形態２１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【図３５】この発明の実施の形態２２に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施の形態１］
図１及び図２はこの発明の実施の形態１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図であり、図１は１台の凝縮装置を設けた例、図２は第一の凝縮装置と第二の凝縮装置を設けた例を示す。図３は図１、図２の吸脱着塔の内部構造を一部切り欠いて示す斜視図、図４はパージガス流量の制御方法を説明するための特性図である。
【００１４】
図１、図２において、１は排気ガス発生源である給油ノズル、８は給油ノズル１からガソリン蒸気を吸入するためのポンプ、６は凝縮装置（図２では第一の凝縮装置）、７は第二の凝縮装置、９は気液分離器、５は液化ガソリン回収器、２，３は吸脱着装置である吸脱着塔、４はガス循環用ブロア（ポンプ）である。Ｂ１は給油ノズル１の給油時以外は閉じているバルブ、１１は凝縮装置６又は第一、第二の凝縮装置６，７と吸脱着塔２，３とを接続するガソリン蒸気送気管、Ｂ１１ａ，Ｂ１１ｂはガソリン蒸気送気管１１の途中の設けられた吸脱着塔２，３の吸着用バルブ、１２ａ，１２ｂは吸脱着塔２，３の頂部に設けられた大気への排出管、１２０ａ，１２０ｂはこの排出管１２ａ，１２ｂに配設された圧力コントローラである。
【００１５】
また、１３ａ，１３ｂはパージガスとして吸着塔２又は３から大気に排出する清浄なガスの一部を脱着塔３又は２に送って使用するためのパージガス送気管、Ｂ１３ａ，Ｂ１３ｂはこのパージガス送気管１３ａ，１３ｂに設けられたガス量を制御するマスフローコントローラ、１４ａ，１４ｂはガス循環ブロア４と吸脱着塔２，３とを接続する脱着後のパージガス送気管、Ｂ１４ａ，Ｂ１４ｂはこのパージガス送気管１４ａ，１４ｂに設けられた吸脱着塔２，３の脱着用バルブである。Ｒ１，Ｒ２は凝縮装置６を出入する冷媒の入口及び出口、Ｒ３，Ｒ４は第２の凝縮装置７を出入するより低温の冷媒の入口と出口、Ｒ３ａ，Ｒ４ａ、Ｒ３ｂ，Ｒ４ｂは吸脱着塔２，３をそれぞれ出入する低温の冷媒の入り口と出口、４１はガス循環用ブロア４の排気側に設けられた圧力計である。
【００１６】
次に、図１のガス状炭化水素の処理・回収装置の動作について説明する。ガソリンスタンドで給油を開始すると、ポンプ８が動作し、給油ノズル１から漏れ出したガソリン蒸気（常温で約４０Ｖｏｌ％）を吸い込み、例えば、０．３ＭＰａ程度に加圧して凝縮装置６に送気される。凝縮装置６の内部は冷媒を入口Ｒ１から導入し出口Ｒ２へ流通させることにより、５℃程度に保たれており、ガソリンおよびガス中に含まれた水分が一部凝縮し、気液分離器９を介して気体（ガソリン蒸気）と液体（ガソリン）に分離され、液体は凝縮装置６の下側に溜まり、液化ガソリン回収器５に液体として回収され、気体は凝縮装置６から排出される。ガソリン蒸気を凝縮装置６の上方から導入して下方に流通することにより、液化したガソリンや水分が重力とガス流により効率的に下方に流され、これらの液化物の回収が容易になる。
ところで、凝縮装置６の運転条件、０．３ＭＰａ、５℃の条件ではガソリン蒸気の濃度は約１０Ｖｏｌ％程度になる。この後に吸脱着塔２，３に導く場合と、図２に示すように、更に第二の凝縮装置７に導く場合とがある。この場合は下記のようになる。
【００１７】
続いて、第一の凝縮装置６で処理できなかった１０Ｖｏｌ％程度のガソリン蒸気は第二の凝縮装置７に送気されて処理される。第二の凝縮装置７には第一の凝縮装置６よりも低温の冷媒を入口Ｒ３から導入し出口Ｒ４に向かって流通させることにより、第二の凝縮装置７はさらに低い温度、例えば−１０℃程度に設定されている。第二の凝縮装置７においてもガソリンおよび水分が第一の凝縮装置６と同様に凝縮回収される。第二の凝縮装置７では氷点下の温度で動作することもあるので、場合によっては第二の凝縮装置７内で発生した氷により、第二の凝縮装置７内のガス通路が閉塞されるおそれがある。この問題を回避するために、一定時間ごとに冷媒の流通を停止し、あるいは高温の冷媒を流通するなどして、氷を溶かす（デフロスト）工程を入れておくことが有効である。また、第二の凝縮装置７における圧力損失を計測できる装置（図示せず）を配設して、圧力損失が設定値を超えるとデフロスト工程を入れるシーケンスを組んでもよい。もちろん、第二の凝縮装置７の氷結状態を検知できる他の手段を用いて氷結状態を検知し、氷が発生したらデフロスト工程に移行するシーケンスを組んでもよい。
【００１８】
第二の凝縮装置７の運転条件、０．３ＭＰａ、−１０℃の条件ではガソリン蒸気の濃度は約５Ｖｏｌ％程度になる。このガソリン蒸気を吸脱着塔２，３に通気して処理する。図１、図２では、２が吸着塔、３が脱着塔として動作している場合について示している。したがって、バルブＢ１１ａは開放、Ｂ１１ｂは閉鎖の状態にある。吸着塔２で任意の時間吸着処理した後は脱着塔として使用する。この場合はバルブＢ１１ａは閉鎖、Ｂ１１ｂは開放の状態で使用する。さらにガソリンの脱着が終了した時点で、再び吸着塔として用い、この動作を時間的に繰り返して使用する。吸着・脱着の切り替えは、前述のようにバルブＢ１１ａ、Ｂ１１ｂの切り替えでコントロールする。
【００１９】
ガソリン蒸気は送気管１１を通して吸着塔２に送気される。吸脱着塔２，３にはガソリン蒸気を吸着する吸着剤が封入されている。ガソリン蒸気の吸着剤としては、シリカゲルを用いた。特に４〜１００オングストロームの孔径をもつシリカゲル又は合成ゼオライトとの単独又はこれらの混合物が有効である。この吸着剤中をガソリン蒸気が通過することによりガソリン成分は吸着除去され、１Ｖｏｌ％以下のガソリン濃度の清浄空気となって排出管１２ａを介して大気に放出される。吸着塔２は第二の凝縮装置７を利用することにより低温の冷媒又は他の方法により冷却されており、吸着で発生する熱の除去と吸着容量の増大を図っている。なお、吸着塔２の内部の温度を低くすることにより、吸着容量を大きくできる。
【００２０】
しかし、第一の凝縮装置６又は第二の凝縮装置７の設定温度よりも吸着塔２の内部温度を低くすると、吸着塔２内で水が凝縮するために、凝縮装置６のみの場合は凝縮装置６とほぼ同じ温度に設定する方がよい。また、第二の凝縮装置７が存在する場合は、第二の凝縮装置７の設定温度に設定する方がよい。さらに、大気への排出管１２ａ，１２ｂには圧力を規定値に制御する圧力コントローラ１２０ａ，１２０ｂが配設されており、吸着塔２内の圧力を規定値に維持するようにしている。図２の場合は第二の凝縮装置７の高圧（０．３ＭＰａ程度）の排気ガスを用いて吸着するため、常圧で吸着するより吸着容量が大幅に改善される。
【００２１】
吸脱着塔２，３の内部構造は、図３に示すように、シリカゲル２１又は合成ゼオライト又はこれらの混合物への伝熱を考慮し、フィンチューブ熱交換器（アルミフィンで伝熱管に冷媒を流す）２２を配置し、アルミフィンの間にシリカゲル２１又は合成ゼオライト又はこれらの混合物を詰め込むと同時に、上下に整流板２３を設けてガスの流れをよくしている。この場合、ガソリン蒸気がアルミフィンの間のみに流れて、効率的に吸着できるようにフィンチューブ熱交換器２２のベント部分にフッ素系の充填材を詰めたりすることが有効である。また、ベント部分の空間にガソリン蒸気が流れないようにベント部分の空間を密封するように蓋をするようにしてもよい。なお、２４はケース、２５ａ，２５ｂは上下のフランジ、２６ａ，２６ｂはシリカゲル２１の流出防止ネットである。
【００２２】
吸脱着塔２，３の前段に凝縮装置６又は第一、第二の凝縮装置６，７を設けない場合は、ガソリン蒸気中に含まれた水分が吸着剤に吸着され、ガソリン蒸気の吸着性能が落ちて必要以上の量の吸着剤が必要になる。また、吸着塔２の温度を氷点下に下げた場合には、吸着剤表面に水分が結露してガスが詰まるなど大きなトラブルが発生することがある。本実施の形態においては、吸脱着塔２，３の前段に凝縮装置６又は第一、第二の凝縮装置６，７を設けたので、ガソリン蒸気とともに水分も除去されるため、吸脱着塔２，３における水分の悪影響を未然に防ぐことができる。また、吸脱着塔２，３で処理するガソリン量を大幅に低減できるため、吸脱着塔を小さく、安価に製作することができる。
【００２３】
本実施の形態において、第一、第二の凝縮装置６，７を設けた場合は、給油ノズル１から回収した高濃度（４０Ｖｏｌ％）のガソリンを第一、第二の凝縮装置６，７で５Ｖｏｌ％まで低減できるため、吸脱着塔２，３で処理するガソリン量は全吸引量に対して１２．５％（＝５％／４０％）に低減することができる。すなわち、吸脱着塔２，３の前段に第一、第二の凝縮装置６，７を設けたことにより、吸脱着塔２，３の容積をおよそ１／１０にすることができる。なお、図１のように凝縮装置６のみの場合は１０Ｖｏｌ％まで低減することができるため、吸脱着塔２，３で処理するガソリン量は全吸引量に対して２５％（＝１０％／４０％）に低減することができる。この場合は吸脱着塔２，３の容積をおよそ１／４にすることができる。
【００２４】
次に、脱着プロセスについて説明する。吸着剤に吸着したガソリンを脱着する場合には、ガス循環用ブロア４により脱着塔３から脱着後のパージガス送気管１４ａを通してガスを吸引して吸着剤からガソリンを脱着する。このときバルブＢ１４ａは開放、Ｂ１４ｂは閉鎖にしておく。吸着時には吸着塔は０．３ＭＰａの高圧状態で動作しているが、脱着時にはガス循環用ブロア４により大気圧以下に減圧されるため、この圧力差によって吸着剤に吸着したガソリンが脱着される。脱着したガソリン蒸気は、図１の場合は凝縮装置６に戻され、ガソリン分を再度凝縮回収した後、再び吸脱着塔２，３に戻される。この操作を繰り返す間に、全量のガソリンが凝縮装置６において凝縮回収される。図２の場合では第二の凝縮装置７に戻され、ガソリン分を再度凝縮回収した後、再び吸脱着塔２，３に戻される。この操作を繰り返す間に、全量のガソリンが第二の凝縮装置７において凝縮回収される。
【００２５】
ガス循環用ブロア４の吸引による圧力差を利用する脱着方法だけでは、その効率があまり高くないため、パージガスを外部から導入することが有効である。本実施の形態では、このパージガスとして吸着塔２から大気に排出する清浄なガスの一部を排出管１２ａ、パージガス送気管１３ａによって脱着塔３に送って使用している。Ｂ１３ａ、Ｂ１３ｂは通過するガス流量を制御するマスフローコントローラで、この場合、マスフローコントローラＢ１３ａは開放状態で規定量のガスを流通できる状態であり、マスフローコントローラＢ１３ｂは閉鎖になっていてガスは流れないようになっている。なお、一定のガス流量に設定している場合は定流量弁でもよい。
なお、脱着試験を行った結果、パージガス流量を１５〜２５Ｌ／ｍｉｎとした場合、吸着塔内の圧力を１００〜３００Ｔｏｒｒとすることにより、ガソリン蒸気を効率的に脱着できることがわかった。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、ガソリン蒸気の脱着時にパージガス流量は一定になるように制御してもよいが、図４（ｂ）に示すように、時間とともにパージガス流量を可変すればより効果がある。すなわち、脱着時間とともにパージガス流量を増大することが有効である。脱着開始直後はガソリン蒸気量も多いため、大量のパージガスは必要でないが、時間とともに脱着するガソリン量は低下するため、吸引ガス量も低下する。このため、パージガス流量を増大して、吸引ガス量の低下を防止することが有効である。系内に不要なガスを送り込むことはガス循環用ブロア４の動力などのエネルギー損失になるため、パージガス流量は必要最少限に抑えることが望ましい。なお、本実施の形態では、吸脱着塔２，３の前段の凝縮装置６又は第一、第二の凝縮装置６，７でガス中の水分量を十分低くしているため、パージガスに含まれる水分が脱着塔３内の吸着剤に悪影響を与えることは殆どない。
【００２７】
また、本実施の形態では、ガソリン蒸気の脱着時の温度を吸着時の設定温度と変更せずに、圧力変化とパージガス量による置換で脱着するようにしているが、さらに脱着効率を改善するため、脱着時には脱着塔３に入口Ｒ３ｂから出口Ｒ４ｂへ流れる冷媒の流通を一時的に停止し、脱着塔３内の温度を室温に近づけてもよい。吸着時の温度よりも脱着時の温度を高くすることで、より効率的な脱着を実現できる。脱着が終了し、吸着過程に移る初期には吸着塔の温度は高く、吸着性能は低いが、吸着剤には全くガソリンが残っていないため、ガソリンが漏れ出すおそれはない。時間の経過とともにガソリンの吸着量は増加するが、同時に吸着塔の温度も低下し、吸着剤の吸着性能は改善されていくので、脱着から吸着過程に移るときに急速な塔の冷却は必要ない。もちろん脱着時に脱着塔３を強制的に加熱することで、より脱着性能を改善することも可能である。但し、温度を振ることにより冷凍機およびヒータの消費エネルギーが増大するために、エネルギー的には吸脱着時の温度を一定とする方式に比べて劣る。
【００２８】
ガソリンスタンドにおいて、給油は不定期に行われる。このため、図２の場合は電力使用量削減の観点から、給油時の限られた時間だけポンプ８を作動して、給油ノズル１から漏れ出るガソリン蒸気を回収する。したがってポンプ８と第一の凝縮装置６は間欠的な運転となる。一方ガス循環用ブロア４による閉ループ回路、すなわち第二の凝縮装置７、吸脱着塔２，３を含む系は連続的に運転する構成を採っている。この閉ループ回路内でガスを循環する際に、ガソリンの給油ノズル１から大気を吸い込む危険があるので、ガス循環用ブロア４の手前にバルブＢ４を挿入しておき、ポンプ８が停止しているときには、バルブＢ４を閉鎖し、ポンプ８が稼動しているときにはバルブＢ４を開放するようにしておくと有効である。このような構成を採ることで、吸着塔２内の圧力を常に一定に保つことが容易で、システムの安定な動作が容易になる。
【００２９】
ところで、平日の夜間など、給油が殆ど行われない場合には、上記閉回路中に新たなガスが供給されないため、圧力コントローラ１２０ａ，１２０ｂが配設されていないと次第にガス圧力が低下していくことがある。この場合、吸着塔２のこの圧力低下により吸着剤に吸着したガソリンが、脱着して大気中に放出されるおそれがある。あるいは過渡的に閉回路中の一部の圧力が安全基準以上に上昇し、引火の危険を伴うおそれがある。このため、図２の場合では、ガス循環用ブロア４の排気側に圧力計４１を配設しておき、規定の圧力範囲を超えた場合には自動的にガス循環用ブロア４を停止するような安全対策が施してある。
【００３０】
［実施の形態２］
図５はこの発明の実施の形態２に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
本実施の形態の実施の形態１との違いは、脱着塔３から脱着したガソリン蒸気をポンプ８を用いて第一の凝縮装置６に返送する点である。本実施の形態では、図１で用いたガス循環用ブロア４は不要になる。しかし、給油時にのみポンプ８を間欠動作すると、ポンプ８の動作状況によって吸脱着塔２，３の圧力が変化し、吸着の制御を行うことが困難になる場合がある。このような場合は、給油ノズル１とポンプ８の間にバルブＢ８を挿入し、ポンプ８は常時運転し、給油している時だけこのバルブＢ８を開放にすることで安定にシステムを稼動することができる。
【００３１】
［実施の形態３］
図６はこの発明の実施の形態３に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
上記実施の形態１では、ガソリン蒸気の脱着時にパージガスとして吸着塔２の出口ガスの一部を用いたが、本実施の形態においては、温度の高い外気をパージガスとして用いることにより、脱着効率をより改善したものである。外気の導入口であるパージガス送気管１３ａ，１３ｂにバルブＢ１５ａ，Ｂ１５ｂを配設し、これらバルブＢ１５ａ，Ｂ１５ｂの開閉によりパージガス量を制御すればよい。もちろん前述のように、ガソリン蒸気の脱着時に一定量のパージガスを供給してもよいし、時間的に供給ガス量を可変してもよい。
パージガスとして外気を用いる場合、外気中に含まれる水分が脱着塔３内の吸着剤に吸収される可能性もあるため、湿度が高くない状況で使用するか、除湿してから使用するなどの工夫が有効な場合もある。
【００３２】
［実施の形態４］
図７はこの発明の実施の形態４に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
本実施の形態は、パージガスを用いずにガソリン蒸気を脱着するようにしたものであるが、このようにしても、脱着効率は落ちるものの、システムとしては簡単になり有利な場合もある。特にパージガスを用いない場合は、吸着条件をより低温、高圧にし、脱着条件を高温、低圧にすることにより、吸脱着時の圧力差、温度差を大きく設定することが必要である。
【００３３】
［実施の形態５］
図８はこの発明の実施の形態５に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
本実施の形態は、脱着塔３に冷媒の代わりに入口Ｒ５から出口Ｒ６へホットガスを流して脱着塔３内の温度を室温以上に上げて脱着効率を向上するようにしたものである。
【００３４】
［実施の形態６］
図９はこの発明の実施の形態６に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
本実施の形態は、パージガス送気管１３ａ，１３ｂにヒータＨ１ａ，Ｈ１ｂを配設してパージガスを加温することにより脱着性能を向上するようにしたものである。
【００３５】
［実施の形態７］
図１０はこの発明の実施の形態７に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
本実施の形態と実施の形態１との違いは、冷凍機２０１を用いて温度媒体（ブライン液など）を冷却し、その温度媒体を液体循環ポンプ２０２により凝縮装置６および吸脱着塔２，３に供給するようにした点である。すなわち、熱交換器２０３を設けた温度媒体槽２０４に蓄えられた温度媒体を、冷凍機２０１から熱交換器２０３に冷媒を流すことによって冷却し、冷却した温度媒体を液体循環ポンプ２０２によって、凝縮装置６および吸脱着塔２，３に供給するようにしたものである。また、温度媒体の温度制御は、温度媒体槽２０４内の温度媒体の温度を測定し、冷凍機２０１の運転を制御することによって実施している。なお、図１０では、凝縮装置６を温度媒体槽２０４内に配置し、液体循環ポンプ２０２によって吸脱着塔２，３に供給するようにした例を示している。
【００３６】
図において、１は排気ガス発生源である給油ノズル、８は給油ノズル１からガソリン蒸気を吸入するためのポンプ、６は凝縮装置、９は気液分離器、５は液化ガソリン回収器、２，３は吸脱着塔、４はガス循環用ブロア、Ｂ１は給油ノズル１の給油時以外は閉じているバルブ、１１は凝縮装置６と吸脱着塔２，３とを接続するガソリン蒸気送気管、Ｂ１１ａ，Ｂ１１ｂはガソリン蒸気送気管１１の途中の設けられた吸脱着塔２，３の吸着用バルブである。１２０は吸脱着塔２，３の圧力を調整する圧力コントローラ、１２ａ，１２ｂは吸脱着塔と圧力コントローラ１２０を接続する排出管、Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂはこの排出管１２ａ，１２ｂの途中の設けられた吸脱着塔２，３の排気用バルブ、１３ａ，１３ｂはパージガスとして吸着塔２又は３から大気に排出する清浄なガスの一部を脱着塔３又は２に送って使用するためのパージガス送気管、Ｂ１３ａ，Ｂ１３ｂはこのパージ用ガス送気管１３ａ，１３ｂに設けられたガス量を制御するマスフローコントローラである。
【００３７】
１４ａ，１４ｂはガス循環ブロア４と吸脱着塔２，３とを接続する脱着後のパージガス送気管、Ｂ１４，Ｂ１４ｂはこのパージガス送気管１４ａ１４ｂに設けられた吸脱着塔２，３の脱着用バルブ、２０１は凝縮装置６および吸脱着塔２，３を冷却する冷凍機、２０２は冷凍機２０１によって冷却された温度媒体を吸着塔２，３に供給する液体循環ポンプ、２０３は冷凍機２０１から供給される冷媒の熱を温度媒体に伝える熱交換器、２０４は熱交換器２０３によって冷却された温度媒体が充填されている温度媒体槽である。
【００３８】
まず、装置の構成について説明する。図１１は本発明の実施の形態に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のレイアウトを示したものである。図１１に示すように、冷凍機２０１のみをエアーギャップ３０１の上方に置くようにしている。すなわち、冷凍機２０１はガソリン蒸気と直接接触することがないため、エアーギャップ３０１の上方に置くようになっている。これにより、冷凍機２０１は可燃性蒸気滞留場所の範囲外に設置されることになり、可燃性蒸気が冷凍機２０１によって着火することが無いような安全性の高い配置になっている。一方、その他の機器、すなわち、ポンプ８、凝縮装置６、気液分離器９、吸脱着塔２，３、ガス循環ブロア４、バルブＢ１１ａ，Ｂ１１ｂ、Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ１４ａ，Ｂ１４ｂ、マスフローコントローラＢ１３ａ，Ｂ１３ｂ、および圧力コントローラ１２０（これらの一部は図示してない）は、ガソリン蒸気と接触するため、可燃性蒸気滞留場所に設置している。なお、可燃性蒸気滞留場所に設置している電気機器については、安全性を確保するために、防爆構造としている。
【００３９】
また、液体循環ポンプ２０２および温度媒体槽２０４は、ガソリン蒸気と非接触であるため、通常はエアーギャップ３０１の上方に置かれるべきである。しかし、液体循環ポンプ２０２をエアーギャップ３０１の上方に置くことは、液体循環ポンプ２０２が温度媒体を供給する吸脱着塔２，３よりも高い位置に置くことになり、液体循環ポンプ２０２に空気噛みを発生させ、吸脱着塔２，３が冷却できないという問題を引き起こすおそれがある。したがって、防爆構造にした液体循環ポンプ２０２と、温度媒体槽２０４を可燃性蒸気滞留場所に置くことが有効である。また、温度媒体槽２０４に含まれている温度媒体の含有量をわかるようにしておくことが必要である。すなわち、液面計や水位表示パイプなど（図示せず）を設置することにより、温度媒体の含有量をモニタリングすれば装置の冷却能力の低下などがわかるので、より安全な回収装置を提供することができる。
【００４０】
次に、動作について説明する。ガソリンスタンドで給油を開始すると、ポンプ８が動作し、給油ノズル１から漏れ出したガソリン蒸気（常温で約４０ｖｏｌ％）を吸い込み、例えば、０．３ＭＰａ程度に加圧して凝縮装置６に送気される。温度媒体槽２０４内に備えられた凝縮装置６は、冷凍機２０１から冷媒が温度媒体槽２０４内の熱交換器２０３に供給されると、温度媒体を介して間接的に冷却される。通常、凝縮装置６内部は０℃から５℃程度に保たれており、ガソリンおよびガス中に含まれた水分が一部凝縮し、気液分離器９を介して気体（ガソリン蒸気）と液体（ガソリン）に分離される。液体は凝縮装置６の下側に溜まり、液化ガソリン回収器５に液体として回収され、気体は凝縮装置６から排出される。ガソリン蒸気を凝縮装置６の上方から導入して下方に流通することにより、液化したガソリンや水分が重力とガス流により効率的に下方に流され、これらの液化物の回収が容易になる。
【００４１】
ところで、凝縮装置６の運転条件である、圧力０．３ＭＰａ、冷却温度５℃、ガス流量６０Ｌ／ｍｉｎの条件では、ガソリン蒸気の濃度は１０ｖｏｌ％程度になる。なお、ガソリン蒸気の飽和濃度線図からわかるように、圧力０．３ＭＰａ、温度５℃では飽和ガソリン蒸気濃度は約１０ｖｏｌ％であり、この条件ではガソリン蒸気濃度が理論的に１０ｖｏｌ％以下になることはない。また、温度を下げることにより、凝縮装置６の出口でのガソリン蒸気濃度を低減することはできる。しかし、設定温度を氷点以下にすると、ガス中に含まれる水が凝縮装置６で結氷し、配管詰まりの問題が発生するため、凝縮装置６の設定温度は０℃から５℃程度にすることが望ましい。
【００４２】
続いて、凝縮装置６で処理できなかった１０ｖｏｌ％程度のガソリン蒸気は吸脱着塔２，３に送気されて処理される。図１０では、２が吸着塔、３が脱着塔として動作している場合について示している。したがって、バルブＢ１１ａは開放（黒塗り）、Ｂ１１ｂ（白抜き）は閉鎖の状態にある。吸着塔２で任意の時間吸着処理した後は脱着塔として使用する。この場合はバルブＢ１１ａが閉鎖、Ｂ１１ｂが開放の状態で使用する。さらにガソリンの脱着が終了した時点で、再び吸着塔として用い、この動作を時間的に繰り返して使用する。吸着・脱着の切り替えは、前述のようにバルブＢ１１ａ，Ｂ１１ｂの切り替えでコントロールする。
【００４３】
ガソリン蒸気は送気管１１を通して吸着塔２に送気される。吸脱着塔２，３にはガソリン蒸気を吸着する吸着剤が封入されている。ガソリン蒸気の吸着剤としては、シリカゲルを用いた。特に４〜１００オングストロームの孔径をもつシリカゲル又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物が有効である。この吸着剤中をガソリン蒸気が通過することによりガソリン成分は吸着除去され、１ｖｏｌ％以下のガソリン濃度の清浄空気となって排出管１２ａを介して大気に放出される。また、大気への排出管１２ａ，１２ｂの下流側には圧力を規定値に制御する圧力コントローラ１２０が配設されており、吸着塔２内の圧力を規定値に維持するようにしている。本実施の形態では、凝縮装置６の高圧（０．３ＭＰａ程度）の排気ガスを用いて吸着するため、常圧で吸着するより吸着容量が大幅に改善される。
【００４４】
吸脱着塔２，３は、ガソリン蒸気の吸脱着の役割に関係なく、常に液体循環ポンプ２０２によって供給される温度媒体により一定温度に冷却されている。すなわち、凝縮装置６および吸脱着塔２，３の冷却系統は設定温度に維持されるように常に運転制御されている。これは、吸脱着塔２，３に充填されているシリカゲル２１はフィンチューブ熱交換器２２からの伝熱によって冷却されるため、ある程度の冷却時間が必要不可欠であり、瞬時の運転に対応できないためである。さらに、短時間に冷却できるように冷却能力が大きい冷凍機２０１を備えることは、設備コストに悪い影響を与え、安価なガソリン回収装置を提供できなくなるからである。なお、吸着塔２内部の温度を低くすることにより、吸着容量を大きくし、シリカゲル２１の使用量を低減することはできる。しかし、凝縮装置６の設定温度よりも吸着塔２の内部温度を低くすると、吸着塔２内で水が凝縮し、更に氷点下の場合は結氷するために、凝縮装置６とほぼ同じ温度に設定する方がよい。
以上のことから、凝縮装置６および吸脱着塔２，３の冷却系統は設定温度に維持されるように、かつ、凝縮装置６および吸脱着塔２，３の圧力系統は設定圧力に維持されるように、常に運転制御することにより、効率的なガソリン回収を行うことができる。
【００４５】
吸脱着塔２，３の外部構造は、図１２（ａ）に示すように、円筒構造としている。このような構造にすることにより、壁面にかかる圧力を均一化することが可能となり、吸脱着塔２，３内の圧力が０．３ＭＰａ程度になっても、安全性の高い、すなわち形状変形などをすることのない吸脱着塔２，３が実現できる。また、吸脱着塔２，３の内部構造は、シリカゲル２１又は合成ゼオライトへの伝熱を考慮し、フィンチューブ熱交換器（アルミフィンで伝熱管に温度媒体を流す）２２を配置し、アルミフィンの間にシリカゲル２１又は合成ゼオライトを詰め込むと同時に、上下にシリカゲル流出防止ネット２４を設け、シリカゲル２１が配管に流出することを防止すると共に、ガスの流れをよくしている。この場合、シリカゲル２１へのガソリン蒸気の吸着を均一化するために、吸脱着塔２，３に均一にガソリン蒸気が流れるように、パンチングメタルなどで作られた整流板２３を設置するようにしてもよい。フィンチューブ熱交換器２２のフィンの向きは、ガソリン蒸気が流れる際の圧損にならないように、ガソリン蒸気の流れ方向と平行になるようにセットすることが望ましい。すなわち、図１２（ａ）のケースでは、下から上に向かってガソリン蒸気は流れるために、横方向に積層するようにしている。また、外壁近傍に充填されているシリカゲル２１を効率よく冷却するために、フィンチューブ熱交換器２２と外壁との間に隙間ができないようにする必要がある。
【００４６】
この場合、図１２（ｂ）に示すように、ベントが有る側についてはベント部分に接触するような格子状や板状の金属（伝熱特性に優れたにアルミや銅が最適）を設け、ベントが無い側についてはフィンチューブ熱交換器２２のフィンそのものの長さを長くすることにより、外壁とフィンチューブ熱交換器２２の間の隙間をなくすようにすることが有効である。また、外壁とフィンチューブ熱交換器２２の間の隙間部分を無くすように、金属棒やフィン付きパイプなどを挿入するようにしてもよい。また、フィンチューブ熱交換器２２の伝熱管に温度媒体を流す場合、伝熱管に入る前に温度媒体が流れる配管を分岐し、フィンチューブ熱交換器２２を複数のブロックに分けて、並列に温度媒体を流すようにした方がよい。これにより、温度媒体が流れる配管の圧力損失を低減することができ、温度媒体を吸脱着塔２，３に供給する液体循環ポンプ２０２の容量を低減することができる。
【００４７】
さらに、このケースでは、下から上に向かってガソリン蒸気が流れるので、フィンチューブ熱交換器２２と下部のシリカゲル流出防止ネット２４を接するように配置することが望ましい。これにより、シリカゲル流出防止ネット２４とフィンチューブ熱交換器２２の間に空間、すなわち、シリカゲル２１だけが充填されている空間を無くすことができ、吸着時にシリカゲル２１の冷却を十分に実施することができる。この結果、最も高いガソリン濃度のガソリン蒸気が入ってくる部分に存在するシリカゲル２１の温度が上昇するのを防止でき、安全な吸脱着塔２，３を提供することができる。なお、上から下にガソリン蒸気が流れる場合は、上部のシリカゲル流出防止ネット２４とフィンチューブ熱交換器２２を接することは言うまでもない。
【００４８】
吸脱着塔２，３の前段に凝縮装置６を設けない場合は、吸脱着塔２，３に高濃度のガソリン蒸気が流れ込んでくると共に、ガソリン蒸気中に含まれた水分が吸着剤に吸着され、ガソリン蒸気の吸着性能が落ち、必要以上の量の吸着剤が必要になる。また、吸着塔２の温度を氷点下に下げた場合には、吸着剤表面に水分が結露してガスが詰まるなど大きなトラブルが発生することがある。
本実施の形態は、吸脱着塔２，３の前段に凝縮装置６を設けているため、ガソリン蒸気とともに水分も除去されるので、吸脱着塔２，３における水分の悪影響を未然に防ぐことができる。また、吸脱着塔２，３で処理するガソリン量を大幅に低減できるため、吸脱着塔２，３を小さく、安価に製作することができる。さらに、本実施の形態では給油ノズル１から回収した高濃度（４０ｖｏｌ％）のガソリンを凝縮装置６で１０ｖｏｌ％まで低減できるため、吸脱着塔２，３で処理するガソリン量は全吸引量に対して２５％（＝１０％／４０％）に低減することができる。すなわち、吸脱着塔２，３の前段に凝縮装置６を設けたことにより、吸脱着塔２，３の容積をおよそ１／４にすることができる。
【００４９】
次に、ガソリン蒸気の脱着プロセスについて説明する。吸着剤に吸着したガソリンを脱着する場合には、ガス循環用ブロア４によりパージガス送気管１４ａを介して脱着塔３からガスを吸引して吸着剤からガソリンを脱着する。このときバルブＢ１４ａは開放、Ｂ１４ｂは閉鎖にしておく。吸着時には吸着塔は０．３ＭＰａの高圧状態で動作しているが、脱着時にはガス循環用ブロア４により大気圧以下に減圧されるため、この圧力差によって吸着剤に吸着したガソリンが脱着される。脱着したガソリン蒸気は、図１０では凝縮装置６に戻され、ガソリン分を再度凝縮回収した後、再び吸着塔２に戻される。この操作を繰り返す間に、全量のガソリンが凝縮装置６において凝縮回収される。なお、脱着時には、脱着塔３内部の温度を高くすることにより、脱着速度を早くすることはできるが、温度を振ることにより、冷凍機およびヒータにおいて消費エネルギーが増大すると共に、吸脱着塔２，３の切り替えが短時間に行えないなどの問題があるために、脱着時に温度を高くせず、吸着時と同じ温度で脱着を行うことが有効である。
【００５０】
なお、脱着時の脱着塔３からのガソリン蒸気の排出口は、吸着時の吸着塔２へのガソリン蒸気の供給口と吸脱着塔２，３の同一部分に設けるようにしている。吸着塔２出口のガソリン蒸気濃度を１ｖｏｌ％以下になるように吸着塔２を運用しているため、吸着時には吸着塔２のガソリン蒸気吸入口の近傍では高密度にガソリン蒸気が吸着し、吸着塔２のガソリン蒸気排出口の近傍ではガソリン蒸気があまり吸着していない状態になっている。脱着時に脱着塔３から排出するガソリン蒸気を凝縮装置６において効率的に回収するには、ガソリン蒸気濃度をできるだけ高くする必要がある。したがって、高密度に吸着している部分からガソリン蒸気を排出する方が高濃度のガソリン蒸気を排出できるため、ガソリン蒸気が高密度に吸着している部分、すなわち、吸着塔２のガソリン蒸気吸入口の近傍から、脱着時にガソリン蒸気を排出するようにした方がよい。
【００５１】
ガス循環用ブロア４の吸引による圧力差を利用する脱着方法だけでは、その効率があまり高くないため、パージガスを外部から導入することが有効である。本実施の形態では、このパージガスとして吸着塔２から大気に排出する清浄なガスの一部を排出管１２ａ、パージガス送気管１３ａによって脱着塔３に送って使用している。Ｂ１３ａ，Ｂ１３ｂは通過するガス流量を制御するマスフローコントローラで、この場合、マスフローコントローラＢ１３ａは開放状態で規定量のガスを流通できる状態であり、マスフローコントローラＢ１３ｂは閉鎖になっていてガスは流れないようになっている。なお、本実施の形態では、前段の凝縮装置６でガス中の水分量を十分低くしているため、パージガスに含まれる水分が脱着塔３内の吸着剤に悪影響を与えることは殆どない。
【００５２】
図１３（ａ）に示すように、脱着時にパージガス流量が一定になるように制御してもよい。しかし、脱着したガソリン蒸気を凝縮装置６に戻して液化回収するには、できるだけ高濃度のガソリン蒸気を脱着塔３から排出するようにした方がよいことは周知の事実である。さらに、系内に不要なガスを送り込むことはガス循環用ブロア４の動力などのエネルギー損失になるため、パージガス量は必要最少限に抑えることが有効である。したがって、図１３（ｂ）に示すように、脱着開始後、ある時間経過した後にパージガスを導入することが有効である。つまり、脱着開始直後はガソリン蒸気量も多いため、パージガスは必要でないが、時間とともに脱着するガソリン量は低下するため、吸引ガス量も低下する。このため、脱着開始から一定時間経過後にパージガスを導入して、吸引ガス量の低下を防止することが有効である。
【００５３】
パージガスの導入のタイミングとしては、タイマーなどを用いて脱着から一定時間経過した後にパージガスを導入する方式（タイマー方式）、脱着塔３の内部圧力が設定値に到達した時にパージガスを導入する方式（圧力計測方式）、脱着塔３から排出されるガソリン蒸気のガス量が設定値に到達した時にパージガスを導入する方式（ガス量計測方式）が考えられる。タイマー方式はイニシャルコストという点では最も有利であるが、吸脱着塔２，３に吸着しているガソリンの量によって、パージガスが導入されるタイミングがずれ、パージガス導入の有効性が軽減されるおそれがある。すなわち、吸着量が多いと、脱着塔３にガソリン蒸気が十分あるときにパージガスが導入されることになり、脱着塔３から排出されるガソリン蒸気濃度が低下する。逆に吸着量が少ないと、脱着塔３から排出されるガソリン蒸気ガス量が少ない時間帯が増加することになり、脱着塔３から効率的にガソリン蒸気を排出できなくなる。圧力計測方式およびガス量計測方式は、前述したタイマー方式の問題点を解消することができ、効率的な脱着を実現できる。なお、本ガソリン回収装置では、安全上、ガソリン蒸気が流れる配管系に圧力計をつけることが不可欠である。したがって、圧力計測方式はそれらの圧力計と兼用できるため、３つの方式の中で最も有効であると考えられる。
【００５４】
図１４は、吸脱着塔２，３からガソリン蒸気を２０ＮＬ／ｍｉｎで排出した場合の吸脱着塔２，３の出口におけるガソリン蒸気濃度の変化およびその時の吸脱着塔２，３の圧力変化を示したものである。吸着条件がガソリン濃度１０ｖｏｌ％、圧力が３００ｋＰａであるため、脱着開始時はこれらの値が初期値になっている。なお、パージガスの導入は吸脱着塔２，３の圧力が負圧になったとき、すなわち、１００ｋＰａに到達したときに開始した。このように、吸脱着塔２，３の内部圧力が負圧になり、変極点に達した（安定領域に到達した）時にガソリン蒸気濃度は最大となり、それ以降ガソリン濃度は徐々に減少することがわかった。したがって、脱着したガソリン蒸気を凝縮装置６で回収するには、脱着したガソリン蒸気の濃度を凝縮装置６出口の濃度である１０ｖｏｌ％以上にする必要があり、ガソリン濃度が１０ｖｏｌ％以上になっている時間帯をできるだけ長く保つことにより、効率的にガソリン回収ができることがわかる。
【００５５】
図１５は、ガソリン蒸気の脱着時の吸脱着塔２，３の内部圧力と、パージガス流量、吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気濃度、および単位時間当たりに吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気流量の関係を調べたものである。このように、吸脱着塔２，３の内部圧力を低くするには、パージガスの流量を低減する方がよいことがわかった。また、吸脱着塔２，３の内部圧力を低くすることにより、吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気の濃度を高くすることができることがわかった。したがって、吸脱着塔２，３から排出されるガス流量（パージガス流量）と吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気の濃度との積で表される単位時間当たりに吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気流量は、吸脱着塔２，３の内部圧力が高い時にはガソリン蒸気濃度が低いために小さくなり、また吸脱着塔２，３の内部圧力が低い時には排出されるガス流量が小さいために小さくなることを見出した。すなわち、内部圧力、排出ガス量（パージガス量）共に運転する上で最適領域が存在することがわかった。しかし、本回収装置では、吸脱着塔２，３からガソリン蒸気を排出することが主目的ではなく、排出したガソリン蒸気をどれだけ回収するかということが主目的である。したがって、前述したように、凝縮装置６で回収するには、排出されるガス中のガソリン濃度を１０ｖｏｌ％以上にする必要があり、脱着濃度を１０ｖｏｌ％からどれだけ高くできるかということが重要である。
【００５６】
図１６は、ガソリン蒸気の脱着時の吸脱着塔２，３の内部圧力と吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気の時間当たりの回収量との関係を調べたものである。なお、単位時間当たりのガソリン回収量は、吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気の濃度と凝縮装置６での回収限界濃度である１０ｖｏｌ％との差と、吸脱着塔２，３から排出されるガス流量（パージガス流量）との積で表すことができる。このように、内部圧力を３０ｋＰａ程度に設定したときに単位時間当たりのガソリン回収量が最も高くなることがわかった。前述したように、凝縮装置６での回収率は７５％程度であるため、脱着したガソリン蒸気の回収率も７５％以上にする必要がある。これは、脱着したガソリン蒸気の回収効率が低下すると、凝縮装置６で回収されずに脱着塔３から吸着塔２に移行するガソリン蒸気が増えるだけであり、回収装置としての運転効率が低下するためである。
【００５７】
したがって、吸着塔２に供給されるガソリン蒸気量の７５％以上が回収される条件で、脱着塔３からガソリン蒸気を脱着する必要がある。すなわち、吸着塔２に供給されるガス流量が６０ＮＬ／ｍｉｎで、ガソリン蒸気濃度が１０ｖｏｌ％であるため、単位時間当たりに吸着塔２に供給されるガソリン蒸気量は６ＮＬ／ｍｉｎとなるので、単位時間当たりの脱着塔３からのガソリン回収量は４．５ＮＬ／ｍｉｎ以上にする必要がある。これにより、吸脱着塔２，３内の内部圧力は１５〜４０ｋＰａにする必要があることがわかった。また、図１５から吸脱着塔２，３内の圧力を１５〜４０ｋＰａにするには、パージガス流量を１５〜３５ＮＬ／ｍｉｎにする必要があることがわかった。
以上の結果から、脱着塔３からの排出ガス流量（パージガス流量）を１５〜３５ＮＬ／ｍｉｎとし、吸着塔２内の圧力を１５〜４０ｋＰａにすることにより、ガソリン蒸気を効率的に脱着できることがわかった。
【００５８】
ガソリンスタンドにおいて、給油は不定期に行われる。このため、電力使用量削減の観点から、給油時の限られた時間だけポンプ８を作動して、給油ノズル１から漏れ出るガソリン蒸気を回収する。したがって、この場合にのみ吸着塔２から１ｖｏｌ％以下のガソリン濃度の清浄空気となって排出管１２ａを介して大気に放出されることになる。本回収装置では、吸着塔２から排出された空気を脱着塔３からガソリンを排出させるのに使用するため、吸着塔２への吸着動作と脱着塔３のからの脱着動作は常に同期することとなる。すなわち、ポンプ８とガス循環用ブロア４は常に同期した状態で間欠的な運転を行うことになる。このように運転することにより、脱着されたガソリン蒸気がガス循環用ブロア４によって吸い込まれた空気によって希釈され、凝縮装置６での回収効率が低下することがなくなる。また、脱着されたガソリン蒸気が給油ノズル１から排出されることがなくなる。さらに、脱着塔３に水分を十分含んだ空気が吸入されることも防ぐことができる。
以上のことから、ポンプ８とガス循環用ブロア４は常に同期した状態で間欠的な運転を行うことにより、効率的なガソリン回収を行うことができる。なお、ポンプ８の運転状態に合わせて、バルブを開閉させることにより、吸脱着塔２，３内の圧力を常に一定に保つことが容易になる。
【００５９】
次に、吸脱着塔２，３の切り替えについて説明する。本実施の形態では、タイマーを用いて、吸脱着塔２，３の切り替えを行う場合について説明する。前述したように、ガソリン蒸気は吸着塔２を通過することによってガソリン成分が吸着除去され、ガソリン濃度が１ｖｏｌ％以下の清浄空気となって排出管１２ａを介して大気に放出される。しかし、吸着塔２に供給されるガソリン蒸気量が増大するにつれて、吸着塔２の吸着能力が徐々に低下する。この状態が続き、吸着塔２出口でのガソリン濃度が１ｖｏｌ％に近づくと、吸脱着塔２，３の切り替えが必要になる。ガソリンスタンドにおいて、給油は不定期に行われるため、単純に時間で切り替えを行う場合、給油タイミングによってはどちらかの吸脱着塔２，３のみで吸着操作が行われるといった事態が発生し、回収装置から１ｖｏｌ％以上のガソリン蒸気が排出されるおそれがある。
【００６０】
したがって、吸脱着塔２，３の切り替えは、ガソリン回収装置が動作している時間の積算値で行うことが有効である。すなわち、ガソリン回収装置が稼動している時間の積算値が所定時間に達した時に、吸脱着塔２，３の切り替えを行うと共にその積算値をリセットし、再度、稼動時間の積算を最初から行うようにすればよい。なお、回収装置の稼動を表す指標としては、ガス循環用ブロア４やポンプ８の稼動があげられる。本装置では、ガス循環用ブロア４とポンプ８は同期しているため、どちらの稼動時間を積算しても問題はない。また、実際の切り替えのタイミングとしては、積算時間が所定値に達成しても、すぐに切り替えることはせず、ポンプ８の稼動が停止するのを待って吸脱着塔２，３の切り替えを行う方がよい。これにより、吸脱着塔２，３にガソリン蒸気が供給されているときに吸脱着塔２，３が切り替わることはなくなり、ポンプ８に過度な圧力がかかることがなくなり、安全なガソリン回収装置を提供することができる。
【００６１】
最後に、ガス状炭化水素の処理・回収装置の制御方法について説明する。回収装置が停止時には、ガス循環用ブロア４やポンプ８が停止し、バルブＢ１１ａ，Ｂ１１ｂ、Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ１４ａ，Ｂ１４ｂが全閉状態で、マスフローコントローラＢ１３ａ，Ｂ１３ｂが閉まった状態になっている。給油が開始されると、給油機からの開始信号を受けて、例えば、給油信号として給油ノズル１の開閉動作に対応した給油開始信号を受けて、バルブＢ１１ａ，Ｂ１２ａ，Ｂ１４ａが開状態になり、その後ガス循環用ブロア４やポンプ８が稼動する。ガス循環用ブロア４の稼動により脱着塔３内の圧力が所定濃度に低下すると、マスフローコントローラＢ１３ａが開き始め、脱着塔３に所定の流量が流れるようにマスフローコントローラＢ１３ａの開度が制御される。給油が完了すると、給油機からの停止信号を受けて、ガス循環用ブロア４やポンプ８が停止し、マスフローコントローラＢ１３ａが閉まった状態になり、バルブＢ１１ａ，Ｂ１２ａ，Ｂ１４ａが閉状態になる。
【００６２】
このようにして給油が繰り返され、給油している時間の積算値が所定時間に達すると、吸脱着塔２，３の切り替えが行われる。しかし、給油中に給油積算時間が所定時間に達しても、給油機からの停止信号を受けるまではそのままの状態で稼動する。停止信号を受けると、前述したように、ガス循環用ブロア４やポンプ８が停止し、マスフローコントローラＢ１３ａが閉まった状態になり、バルブＢ１１ａ，Ｂ１２ａ，Ｂ１４ａが閉状態になる。次に、給油機から開始信号を受けると、積算時間タイマーがリセットされ、バルブＢ１１ｂ，Ｂ１２ｂ，Ｂ１４ｂが開状態になり、その後ガス循環用ブロア４やポンプ８が稼動し、吸着塔３が吸着動作になり、脱着塔２が脱着動作になる。ガス循環用ブロア４の稼動により脱着塔２内の圧力が所定濃度に低下すると、マスフローコントローラＢ１３ｂが開き始め、脱着塔２に所定の流量が流れるようにマスフローコントローラＢ１３ｂの開度が制御される。給油が完了すると、給油機からの停止信号を受けて、ガス循環用ブロア４やポンプ８が停止し、マスフローコントローラＢ１３ｂが閉まった状態になり、バルブＢ１１ｂ，Ｂ１２ｂ，Ｂ１４ｂが閉状態になる。その後、給油積算時間が所定時間に達するまで、この運転が繰り返される。
【００６３】
上記の実施の形態では、給油信号として給油ノズル１の開閉動作に応じて、給油開始および停止信号をもらうケースについて説明したが、給油ノズル１の給油機からの取り外し動作に応じて、給油開始および停止信号をもらうようにしてもよい。但し、この場合、給油機から給油ノズル１が離れて給油されない状態でも、本ガス状炭化水素の処理・回収装置が稼動することになり、ガソリン蒸気を吸い込まない状態で回収装置が稼動することになって、省エネルギーの観点から問題がある。したがって、このような状態が一定時間続くと、回収装置が停止するような制御機構を搭載しておく必要がある。
【００６４】
以上のように、本実施の形態に係るガス状炭化水素の処理・回収装置は、凝縮装置６と吸脱着塔２，３を組み合わせているので、最大でも１ｖｏｌ％のガソリン蒸気を排出することしかなく、環境負荷が非常に小さいガス状炭化水素の処理・回収装置である。また、最大でも１ｖｏｌ％のガソリン蒸気を排出するだけであるため、４０ｖｏｌ％のガソリン蒸気のうち３９ｖｏｌ％まで回収でき、回収効率が９７．５％と非常に高効率の回収装置である。また、凝縮操作を行ってから吸着操作を行うようにしているため、吸脱着塔２，３を小型化でき、装置全体をコンパクト化できるという効果も有している。更に、ガソリン蒸気の回収は給油機と連動させて行うため、無駄な運転を低減することができ、ランニングコストを少なくすることができる。
【００６５】
［実施の形態８］
図１７はこの発明の実施の形態８に係るガス状炭化水素の処理・回収装置の装置構成を示す図である。
前述の実施の形態７との違いは、補助温度媒体槽２０５をエアーギャップ３０１の上方に設けると共に、液体循環ポンプ２０２をエアーギャップ３０１上方に置いている点である。本実施の形態によれば、図１１で用いた液体循環ポンプ２０２を防爆構造にする必要がない。しかし、液体循環ポンプ２０２にガス（空気など）が侵入した場合、液体を送ることができないという問題が発生する場合がある。このような問題が起こらないように、補助温度媒体槽２０５をエアーギャップ３０１上方に設けて、液体循環ポンプ２０２内にガスが侵入することがないようにすることで安定にシステムを稼動することができる。
以上のように、本実施の形態では、液体循環ポンプ２０２を防爆構造にする必要がないため、液体循環ポンプ２０２の費用を安価にすることができ、ガス状炭化水素の処理・回収装置を低コスト化することができる。
【００６６】
［実施の形態９］
図１８はこの発明の実施の形態９に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のガス循環用ブロアとポンプを示す構造図である。
本実施の形態のガス状炭化水素の処理・回収装置では、ガス循環用ブロア４とポンプ８を同期して運転させるため、モータ１０を共用化してプーリー駆動でガス循環ブロワ４とポンプ８を稼動するようにしたものである。これにより、モータ１０のイニシャルコストを低減することができ、安価なガス状炭化水素の処理・回収装置を供給することができる。
【００６７】
［実施の形態１０］
図１９はこの発明の実施の形態１０に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、吸脱着塔２，３を通過することによりガソリン成分は吸着除去され、１ｖｏｌ％以下のガソリン濃度の清浄空気となって排出管１２ａを介して大気に放出される場合について示したが、本実施の形態においては、排出管１２ａにエゼクタ２１１を設けて、排出されるガソリン蒸気のガソリン濃度を更に低減するようにしたものである。これにより、より安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。
【００６８】
［実施の形態１１］
図２０はこの発明の実施の形態１１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、ガス循環用ブロア４またはポンプ８の稼動時間の積算値を算出しておき、その値が設定値に達し、次にポンプ８が停止した場合に吸脱着塔２，３の切り替えを行う場合について示したが、本実施の形態においては、排出管１２ａにガソリン濃度センサ２１２を設け、そのガソリン濃度センサ２１２からの出力値が設定値に達し、次にポンプ８が停止した場合に吸脱着塔２，３を切り替えるようにしたものである。これにより、より安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。なお、ガソリン濃度センサ２１２としては、半導体素子にガソリン成分を吸着させ、半導体素子の抵抗を測定する半導体式や、非分散赤外線吸収法を用いて約３．３μｍの波長の赤外線の吸収量を測定する赤外線吸収式があげられる。
【００６９】
このように、排出管１２ａにガソリン濃度センサ２１２を設けることにより、ガソリン濃度が１ｖｏｌ％以下の清浄空気を常に排出でき、安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。また、このガソリン濃度センサ２１２による吸脱着塔２，３の切り替えと、実施の形態１で説明したタイマーによる吸脱着塔２，３の切り替えを併用することにより、より安全なガス状炭化水素の処理・回収装置にすることができる。すなわち、ガソリン濃度センサ２１２で切り替えを行うことを主体に制御し、ガス循環用ブロア４の運転積算時間をモニタリングしておき、所定の設定値に達しても切り替わらない場合は、ガソリン濃度センサ２１２を異常と判断して切り替えを行うようにしてもよい。あるいは、ポンプ８の運転積算時間で切り替えを行うことを主体に制御し、ガソリン濃度センサ２１２で排出ガス中のガソリン濃度をモニタリングしておき、所定のガソリン濃度に達しても切り替わらない場合は、吸着剤を性能異常と判断して切り替えを行うようにしてもよい。
【００７０】
［実施の形態１２］
図２１はこの発明の実施の形態１２に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、熱交換器２０３を備えた温度媒体槽２０４に蓄えられた温度媒体を、冷凍機２０１から熱交換器２０３に冷媒を流すことによって冷却し、冷却した温度媒体を液体循環ポンプ２０２によって、吸脱着塔２，３に供給する場合について示したが、本実施の形態は、液体循環ポンプ２０２の温度媒体吐出側に熱電対などのサーミスタセンサからなる温度計２１３を設け、その温度計２１３によって冷凍機２０３の運転を制御するようにしたものである。これにより、吸脱着塔２，３の温度をより正確にコントロールでき、吸脱着塔２，３から排出されるガソリン蒸気量を安定化することができる。故に、より安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。
【００７１】
なお、液体循環ポンプ２０２の温度媒体吐出側に温度計２１３を設けた場合、温度計２１３は防爆構造とする必要がある。したがって、温度媒体が流れる配管をエアーギャップ３０１よりも上部まで延ばし、そのエアーギャップ３０１よりも上の部位に温度計２１３を設けるようにしてもよい。これにより、温度計２１３は防爆構造をとする必要がなくなり、装置全体のコストを安くできる効果がある。
また、上述した温度計２１３は熱電対などのサーミスタセンサである場合について記載したが、温度計２１３にベローズセンサを用いるようにしてもよい（図示せず）。通常、ベローズセンサは、温度を感知する感温筒の内部に液体または気体が封入されており、感温筒で検出した温度による体膨張によって伸び縮みするべローズ（ちょうちん形の容器）及びベローズが伸びることにより接触するマイクロスイッチからなっている。このベローズセンサであれば、感温筒部のみをエアーギャップ３０１より下部の可燃性蒸気滞留場所に設置し、ベローズおよびマイクロスイッチを非防爆領域に設置できるので、温度計２１３全体を防爆構造にする必要がなくなり、設置全体のコストを安くできる効果がある。
さらに、図示していないが、吸脱着塔２，３に供給される温度媒体と吸脱着塔２，３から排出される温度媒体を温度計２１３でモニタリングし、その温度差によって吸脱着塔２，３内の異常を検知するような制御を実施してもよい。これにより、より安全な回収装置を提供できる。
【００７２】
［実施の形態１３］
図２２はこの発明の実施の形態１３に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、給油信号として給油ノズル１の開閉動作に応じて、給油開始および停止信号をもらうケースについて示したが、本実施の形態は、圧力調整弁２１４とフィルタ２１５を給油ノズル１とポンプ８の間に設け、ガス循環用ブロア４とポンプ８を同時に運転した場合にポンプ８に所定流量のガスが流れるようにしておき、給油ノズル１の給油機からの取り外し動作に応じて、給油開始および停止信号をもらうようにしたものである。
【００７３】
これにより、給油ノズル１からガソリン蒸気が吸い込まれない状態でもガス循環用ブロア４とポンプ８を同時に運転できるようになり、給油ノズル１の開閉を断続的に実施して給油を行う場合にも簡単に対応できるようになる。なお、給油機から給油ノズル１が離れて給油されない状態でも、本ガス状炭化水素の処理・回収装置が稼動することになり、ガソリン蒸気を吸い込まない状態で回収装置が稼動するので、省エネルギーの観点から問題がある。したがって、このような状態が一定時間続くと、回収装置が停止するような制御機構を搭載しておく必要がある。
以上のように、圧力調整弁２１４とフィルタ２１５を給油ノズル１とポンプ８の間に設け、給油ノズル１の給油機からの取り外し動作に応じて、給油開始および停止信号をもらうようにすることにより、ガス状炭化水素の処理・回収装置の運転動作を簡素化することができ、制御機構を低コスト化することができる。
【００７４】
［実施の形態１４］
図２３および図２４はこの発明の実施の形態１４に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、ガソリン蒸気の脱着時にマスフローコントローラＢ１３ａ，Ｂ１３ｂで脱着塔３に供給するパージガス量を制御する場合について示したが、本実施の形態は、図２３に示すように、一定のガス流量しか流れない定流量弁Ｂ１０１ａ，Ｂ１０１ｂとバルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂを設けて設定流量が流れるようにしたものである。また、図２４に示すように、脱着塔３内の圧力が設定圧力になるような定圧弁Ｂ１０３ａ，Ｂ１０３ｂとバルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂを設けて、脱着時に脱着塔３内の圧力を一定になるようにしてもよい。
以上のように、バルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂと、定流量弁Ｂ１０１ａ，Ｂ１０１ｂまたは定圧弁Ｂ１０３ａ，Ｂ１０３ｂを組み合わせて使用することにより、高価なマスフローコントローラＢ１３ａ，Ｂ１３ｂを使用することがなくなり、安価なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。
【００７５】
［実施の形態１５］
図２５および図２６はこの発明の実施の形態１５に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態１４では、ガソリン蒸気の脱着時にバルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂと、定流量弁Ｂ１０１ａ，Ｂ１０１ｂまたは定圧弁Ｂ１０３ａ，Ｂ１０３ｂを組み合わせて使用して脱着塔３に供給するパージガス量を制御する場合について示したが、本実施の形態は、図２５に示すように、ガソリン蒸気配管を変更することにより、バルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂ二台と定流量弁Ｂ１０１一台で脱着塔３に設定流量が流れるようにしたものである。なお、図２６に示すように、ガソリン蒸気配管を変更することにより、バルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂ二台と定圧弁Ｂ１０３一台を用いて、脱着時に脱着塔３内の圧力を一定になるようにしてもよい。
以上のように、ガソリン蒸気配管を変更し、バルブＢ１０２ａ，Ｂ１０２ｂと、定流量弁Ｂ１０１または定圧弁Ｂ１０３を組み合わせて使用することにより、定流量弁Ｂ１０１または定圧弁Ｂ１０３の使用量が低減され、システムの低コスト化を図ることができ、安価なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。
【００７６】
［実施の形態１６］
図２７はこの発明の実施の形態１６に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、吸脱着塔２，３の温度制御を温度制御された温度媒体を液体循環ポンプ２０２によって吸脱着塔２，３に供給することにより実施する場合について示したが、本実施の形態においては、吸脱着塔２，３内に吸着剤の温度を測定する温度センサ２１６を設けて、吸着剤が設定温度になるように液体循環ポンプ２０２の運転を制御するようにしたものである。これにより、液体循環ポンプ２０２で消費するエネルギーを低減することができ、ランニングコストが小さいガス状炭化水素の処理・回収装置を提供できる。なお、温度センサ２１６の据え付け位置としては、吸脱着塔２，３のガソリン蒸気の供給側に備える方がよい。この位置では、吸着剤へのガソリン蒸気の吸脱着が最も激しいので、吸着剤の温度変化が大きくなり、温度変化に応じた温度制御をすみやかに行うことができる。
【００７７】
また、温度センサ２１６を設けて吸脱着塔２，３の温度変化をモニタリングすることにより、吸脱着操作が安定的に実施されているかを確認することができ、ガス状炭化水素の処理・回収装置の安全性を高めることができる。
以上のように、吸脱着塔２，３内の吸着剤の温度を測定する温度センサ２１６を設けることにより、ランニングコストを低減できると共に、より安全な運転を実現することができる。
【００７８】
［実施の形態１７］
図２８はこの発明の実施の形態１７に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、ガス循環用ブロア４とポンプ８を同時に運転して、吸着塔２で加圧してガソリン蒸気を吸着し、脱着塔３で減圧してガソリン蒸気を脱着する場合について示したが、本実施の形態においては、ポンプ８の吐出側と、ガス循環用ブロア４の吸引側にそれぞれ圧力センサ２１７を設けたものである。これにより、ポンプ８の吐出側の圧力とガス循環用ブロア４の吸引側の圧力をモニタリングでき、ガス循環用ブロア４とポンプ８が正常に動作しているかを確認することができる。
このように、ポンプ８の吐出側と、ガス循環用ブロア４の吸引側にそれぞれ圧力センサ２１７を設けることにより、ガソリン蒸気流通ラインの圧力を常に監視することができ、安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供できる。
【００７９】
上記の説明では、ポンプ８の吐出側と、ガス循環用ブロア４の吸引側にそれぞれ圧力センサ２１７を設けた場合について示したが、図２９に示すように、圧力センサ２１７を吸脱着塔２，３のそれぞれに装着するようにしてもよい。これにより、吸脱着塔２，３内の圧力が加圧または減圧になることをモニタリングでき、ガス循環用ブロア４とポンプ８が正常に動作しているかを確認できる。なお、この場合、バルブＢ１１ａ，Ｂ１１ｂ、Ｂ１２ａ，Ｂ１２ｂ、Ｂ１４ａ，Ｂ１４ｂ、マスフローコントローラＢ１３ａ，Ｂ１３ｂが正常に動作しているかについても確認できる。
以上のように、圧力センサ２１７を吸脱着塔２，３のそれぞれに設けることにより、吸脱着塔２，３内の圧力を常に監視することができ、より安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供できる。
【００８０】
［実施の形態１８］
図３０はこの発明の実施の形態１８に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、ポンプ８を介して給油ノズル１から吸入したガソリン蒸気を直接凝縮装置６に供給する場合について示したが、本実施の形態は、ポンプ８の吐出側でガスラインを分岐して、凝縮装置６を通過しないようなガスライン２１８を設け、それぞれのラインにバルブＢ１０４およびＢ１０５を設けたものである。これにより、凝縮装置６の設定温度よりも低い温度のガソリン蒸気がポンプ８から供給されてくる場合においても、凝縮装置６内でガソリン蒸気中に含まれる水分が結氷して、配管が詰まることを未然に防止でき、ガソリン蒸気の回収を安定的に行うことができる。なお、温度の測定部位としては、ガソリン蒸気流通ラインと外気が考えられる。
【００８１】
この場合、ポンプ８を通過したガソリン蒸気の温度をモニタリングしておき、その温度でバルブＢ１０４およびＢ１０５を操作するようにしてもよいし、外気の温度をモニタリングしておき、その温度でバルブＢ１０４およびＢ１０５を操作するようにしてもよい。しかし、ガソリン蒸気を給油ノズル１から吸引する際に外気も取り込むことから、ガソリン蒸気含有空気の温度は外気温度に追随するため、外気温度で制御しても十分な効果を得ることができる。また、外気温度は急速な変化が無いため、バルブＢ１０４およびＢ１０５を安定的に操作することができ、システム的にも制御しやすくなる。
このように、ポンプ８の吐出側でガスラインを分岐して、凝縮装置６を通過しないようなガスライン２１８を設け、それぞれのラインにバルブＢ１０４およびＢ１０５を設けることにより、凝縮装置６で配管が詰まることを未然に防止でき、安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。
【００８２】
［実施の形態１９］
図３１はこの発明の実施の形態１９に係る吸脱着塔の構造を示す説明図である。
実施の形態７では、吸脱着塔２，３の外部構造を円筒構造とし、内部にフィンチューブ熱交換器２２を配置し、アルミフィンの間にシリカゲル２１又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物を詰め込む場合について示したが、本実施の形態においては、複数の円筒管３１を並列に配置し、その円筒管３１内にシリカゲル２１又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物を詰め込み、円筒管３１の周囲に温度媒体が流れるような構成にしたものである。これにより、円筒管３１内のシリカゲル２１又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物を均一に冷却することができ、安定的にガソリン蒸気を吸着除去できる。
【００８３】
この場合、図３２に示すように、吸脱着塔２，３の断面を複数の六角形３２で分割し、その六角形３２に内接するように円筒管３１を設け、吸着塔２，３内に規則正しく円筒管３１を配置することにより、吸脱着塔２，３に効率よくシリカゲル２１又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物を充填でき、かつ、全ての円筒管３１において、シリカゲル２１又は合成ゼオライトの単独又はこれらの混合物を均一に冷却することができる。また、図示していないが、円筒管３１の外部に邪魔板を設けるようにして、下部から吸脱着塔２，３に供給された温度媒体がショートパスして流れることを防ぐようにしてもよい。
以上のように、吸脱着塔２，３内に複数の円筒管３１を挿入するようにし、その円筒管３１の外壁に温度媒体が流れるような構造にすることにより、吸着剤をより均一的に冷却することができ、ガソリン除去性能が安定したガス状炭化水素の処理・回収装置を提供できる。
【００８４】
［実施の形態２０］
図３３はこの発明の実施の形態２０に係るガス状炭化水素の処理・回収装置の外観図である。このように、棚３３を設置できるように、配管およびバルブの位置を変更するようにしてもよい。これにより、ガソリンスタンドに設置されているサービス備品棚を設置する必要がなくなり、サービス備品棚を置いているスペースに本回収装置を置くようにできることから、ガソリンスタンドを省スペース化することができる。
以上のように、配管およびバルブ位置を変えて、棚３３が設置できるようにすることにより、サービス部品棚を無くして、そのスペースにガス状炭化水素の処理・回収装置を設置できるようになり、ガソリンスタンドを空きスペースを確保できる。
【００８５】
［実施の形態２１］
図３４はこの発明の実施の形態２１に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態１では、吸脱着塔２，３を二塔備え、その二塔の吸脱着塔２，３を吸着塔２と脱着塔３といったように別々の機能で動作させ、その動作を交互に切り替えて吸脱着操作を行う場合について示したが、本実施の形態においては、吸脱着塔２を一塔だけ設けるようにしたものである。２１９は吸脱着塔２に乾燥空気を供給するための乾燥空気生成機、２２０は脱着したガソリン蒸気を一時的に貯留するガス貯留槽、Ｂ１０６、Ｂ１０７、Ｂ１０８はバルブである。
【００８６】
次に、ガソリン蒸気の吸着動作について説明する。ガソリンスタンドで給油を開始すると、バルブＢ１，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１０６，Ｂ１０８が開き、ポンプ８およびガス循環用ブロア４が稼動し、給油ノズル１から漏れ出したガソリン蒸気（常温で約４０ｖｏｌ％）を吸い込んで、例えば、０．３ＭＰａ程度に加圧して凝縮装置６に送気される。この際、温度媒体槽２０４内に備えられた凝縮装置６は、冷凍機２０１から冷媒が温度媒体槽２０４内の熱交換器２０３に供給されると、温度媒体を介して間接的に０℃から５℃程度に保たれており、ガソリンおよびガス中に含まれた水分が一部凝縮し、気液分離器９を介して気体（ガソリン蒸気）と液体（ガソリン）に分離される。液体は凝縮装置６の下側に溜まり、液化ガソリン回収器５に液体として回収され、気体は凝縮装置６から排出される。この際、ガス循環用ブロア４も稼動しており、バルブＢ１０８を介して、ガス貯留槽２２０からガソリン蒸気が吸引され、ガス貯留槽２２０内の圧力は低下する。ガス貯留槽２２０の圧力が所定値に達すると、バルブＢ１０８が閉じ、ガス循環用ブロア４は停止する。一方、凝縮装置６で処理できなかった１０ｖｏｌ％程度のガソリン蒸気は吸脱着塔２に送気されて処理され、吸脱着塔においてガソリン蒸気は清浄空気となって圧力コントローラ１２０を介して大気に放出される。
【００８７】
次に脱着動作について説明する。吸脱着塔２で任意の時間吸着処理した後、ポンプ８が停止し、バルブＢ１，Ｂ１１，Ｂ１２，Ｂ１０６，Ｂ１０８が閉じ、脱着が開始される。その後、バルブＢ１４，Ｂ１０７が開き、ガス循環用ブロア４が稼動し、吸脱着塔２からガソリン蒸気が吸引脱着される。吸脱着塔２から排出されたガソリン蒸気はガス循環用ブロア４によってガス貯留槽２２０に供給される。吸脱着塔２内の圧力が所定値になると、乾燥空気生成機２１９が稼動し、一定流量で乾燥空気が吸脱着塔に供給され、乾燥空気のガスパージによりガソリン蒸気の脱着が促進される。その後、ガス貯留槽２２０の圧力が所定値に達すると、バルブＢ１４およびＢ１０８が閉じ、ガス循環用ブロア４および乾燥空気生成機２１９が停止する。このようにして、ガソリンの脱着が終了した時点で、再び吸着塔として用い、この動作を時間的に繰り返して使用する。このように動作することにより、ガソリン蒸気中のガソリンを液化回収できると共に、ガソリン濃度が１ｖｏｌ％以下の清浄空気を常時排出することができる。但し、吸脱着操作を時間的に繰り返す必要があるため、連続的にガソリン蒸気を処理する場合に対しては適用が難しい。
【００８８】
上記の説明では、乾燥空気生成機２１９を備えた場合について述べたが、ガス循環用ブロア４の能力を高くすることにより、乾燥空気生成機２１９を無くしても、ガソリン蒸気中のガソリンを液化回収できると共に、ガソリン濃度が１ｖｏｌ％以下の清浄空気を常時排出することができる。
以上のように、本実施の形態においては、吸脱着塔２を一塔とし、ガス貯留槽２２０を設けることにより、吸脱着塔２を切り替える制御が必要なくなると共に、吸脱着塔２のコストを低減でき、制御が単純で安価なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。
【００８９】
［実施の形態２２］
図３５はこの発明の実施の形態２２に係るガス状炭化水素の処理・回収装置のフローを示す全体構成図である。
実施の形態７では、ガソリン濃度が１ｖｏｌ％以下の清浄空気が圧力コントローラ１２０を介して大気に排出される場合について示したが、本実施の形態は、圧力コントローラ１２０の下流側にフレームアレスタ２２１を設けておき、外部から火気が来た場合でも内部に火気が及ぶことが無いようにしてたものである。これにより、外部の火気を内部に侵入することを防止でき、より安全なガス状炭化水素の処理・回収装置を提供することができる。なお、図示していないが、液化ガソリン回収器５から排出される液化ガソリンが流れる流路にもフレームアレスタ２２１を設けるようにしても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００９０】
１  排気ガス発生源（給油ノズル）、２，３  吸脱着塔、４  ガス循環用ブロア（ポンプ）、５  液化ガソリン回収器、６  凝縮装置、７  第二の凝縮装置、８  ポンプ、９  気液分離器、１１  排気ガス送気管、１２ａ，１２ｂ  排出管、１３ａ，１３ｂ  パージガス送気管、１４ａ，１４ｂ  脱着後のパージガス送気管、２１  シリカゲル、２２  フィンチューブ熱交換器、４１  圧力計、１２０ａ，１２０ｂ  圧力コントローラ、２０１  冷凍機、２０２  液体循環ポンプ、２０３  熱交換器、２０４  温度媒体槽、２０５  補助温度媒体槽、２１１  エゼクタ、２１２  ガソリン濃度センサ、２１３  温度計、２１４  圧力調整弁、２１５  フィルタ、２１６  温度センサ、２１７  圧力センサ、２１８  ガスライン、２１９  乾燥空気生成機、２２０  ガス貯留槽、２２１  フレームアレスタ、３０１  エアーギャップ、Ｂ１３ａ，Ｂ１３ｂ  マスフローコントローラ、Ｂ１０１ａ，Ｂ１０１ｂ  定流量弁、Ｂ１０３ａ，Ｂ１０３ｂ  定圧弁、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ａ，Ｒ４ａ，Ｒ３ｂ，Ｒ４ｂ  冷媒出入口、Ｒ５，Ｒ６  ホットガス出入口、Ｈ１，Ｈ２  ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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