(57)【要約】【課題】ガソリン蒸気中に含まれるガソリンをある部位において集中的に液化し、その液化したガソリンを給油装置に効率よく戻すことができる小型で安価なガス状炭化水素の処理・回収装置を得る。【解決手段】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において、ガソリン給油装置１の給油部近傍で発生したガソリン蒸気を吸い込んで供給するガソリン蒸気供給手段２と、ガソリン蒸気を液化する凝縮装置３と、後段のガス下流側に設けられ、該凝縮装置で液化されたガソリン液とガソリン蒸気を分離する気液分離器９と、後段のガス下流側に設けられ、ガソリン蒸気の吸脱着装置７、８とを備える。【選択図】図１
2008093571.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、
ガソリン給油装置の給油部近傍で発生したガソリン蒸気を吸い込んで供給するガソリン蒸気供給手段と、ガソリン蒸気を液化する凝縮装置と、後段のガス下流側に設けられ、該凝縮装置で液化されたガソリン液とガソリン蒸気を分離する気液分離器と、後段のガス下流側に設けられ、ガソリン蒸気の吸脱着装置とを備えた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】
冷凍機または冷却装置によって温度制御された温度媒体を用いて、凝縮装置、気液分離器および吸脱着装置の温度をほぼ同等の温度に制御することを特徴とする請求項１記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項３】
ガソリン蒸気供給手段の設置位置を、凝縮装置の入口より上部に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項４】
凝縮装置と、前記凝縮装置にガソリン蒸気を吸入するガソリン蒸気吸入手段とを接続し、加圧圧縮により高温化したガソリン蒸気の温度を断熱して維持するガソリン蒸気断熱配管を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項５】
凝縮装置と、前記凝縮装置にガソリン蒸気を吸入するガソリン蒸気吸入手段とを接続し、加圧圧縮により高温化したガソリン蒸気の温度を加熱手段により加熱するガソリン蒸気加熱配管を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項６】
気液分離器で分離したガソリン液を前記気液分離器から排出する配管中に、ガス状物質の気液分離器への流入を防止するガソリン槽を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項７】
気液分離器内で生成するガソリン液滴が吸脱着装置に流入することを防止するミストセパレータを気液分離器内に備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガス状炭化水素の処理・回収装置。
【請求項８】
ガソリン蒸気を加圧冷却して回収するガス状炭化水素の処理・回収方法において、ガソリン蒸気供給手段によって取り込んだガソリン蒸気を加圧圧縮する工程、加圧したガソリン蒸気を断熱または加熱により温度低下を防ぐ工程、高温のガソリン蒸気を凝縮装置で冷却液化する工程、液化したガソリンとガソリン蒸気を分離する工程の順で処理することを特徴とするガス状炭化水素の処理・回収方法。
【請求項９】
ガソリン蒸気を加圧冷却して回収するガス状炭化水素の処理・回収方法において、気液分離器内のガス圧力を維持すると共に、分離したガソリン液の温度を冷却により保持しながら貯留し、その後ガソリン液の貯留量に応じて気液分離器内のガス圧力を利用して気液分離器からガソリン液を排出するようにしたことを特徴とするガス状炭化水素の処理・回収方法。
【請求項１０】
ガソリン蒸気を加圧冷却して回収するガス状炭化水素の処理・回収方法において、気液分離器からガソリン液を排出する際に、あらかじめ設けていたガソリン液層を通過するようにした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・回収装置及びその方法に係り、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その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）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７６６７９３号公報（第３−６頁、図１）
【発明の開示】
【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、吸着したガソリン蒸気を脱着したガソリン蒸気含有パージ排ガスを液体のガソリンと接触させてガソリンを回収し、そのガスを吸着塔に再び供給するようにしているが、この方式では、ガソリン蒸気とガソリンミストが吸着塔に供給されるため、吸着塔の切り換え時間が短くなるという問題があった。
また、ガソリン蒸気の発生は、主に給油時に起こるため、給油装置がガソリン蒸気の発生源となっている。従来の装置では、回収したガソリン蒸気にガソリン液を使用していたため、回収した液体ガソリンと回収に使用した液体ガソリンを分離することはできず、回収したガソリン蒸気のみを給油装置に戻すことができない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ガソリンをある部位において集中的に液化し、その液化したガソリンを給油装置に効率よく戻すことができる小型で安価なガス状炭化水素の処理・回収装置及びその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装置において、ガソリン給油装置の給油部近傍で発生したガソリン蒸気を吸い込んで供給するガソリン蒸気供給手段と、ガソリン蒸気を液化する凝縮装置と、後段のガス下流側に設けられ、該凝縮装置で液化されたガソリン液とガソリン蒸気を分離する気液分離器と、後段のガス下流側に設けられ、ガソリン蒸気の吸脱着装置とを備えたものである。
【００１０】
また、凝縮装置と、凝縮装置にガソリン蒸気を吸入するガソリン蒸気吸入手段とを接続し、加圧圧縮により高温化したガソリン蒸気の温度を断熱して維持するガソリン蒸気断熱配管を備えたものである。
【００１１】
また、この発明に係るガス状炭化水素の処理・回収装置は、液化したガソリンの液面の位置や温度を制御することにより、分離後のガソリン蒸気含有空気にガソリン液滴や再蒸発したガソリン蒸気が混入することを防ぐようにしたものである。
【００１２】
また、この発明に係るガス状炭化水素の処理・回収方法は、ガソリン蒸気を加圧冷却して回収するガス状炭化水素の処理・回収方法において、ガソリン蒸気供給手段によって取り込んだガソリン蒸気を加圧圧縮する工程、加圧したガソリン蒸気を断熱または加熱により温度低下を防ぐ工程、高温のガソリン蒸気を凝縮装置で冷却液化する工程、液化したガソリンとガソリン蒸気を分離する工程の順で処理するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、ガソリン蒸気中に含まれるガソリンをある部位において集中的に液化し、その液化したガソリンを給油装置に効率よく戻すことができる小型で安価なガス状炭化水素の処理・回収装置を実現することができる。
また、ガソリン蒸気を液化する凝縮装置と、その凝縮装置にガソリン蒸気を供給するガソリン蒸気供給手段を接続する配管を断熱することにより、配管でガソリン蒸気が液化することがなくなり、凝縮装置で効率的にガソリン蒸気を液化できるようになり、高効率なガソリン蒸気回収装置を実現することができる。また、ガソリン蒸気供給手段などに液化ガソリンが流れ込んで、ガソリン蒸気供給ポンプが故障することを防止でき、安全なガソリン蒸気回収装置を実現することができる。更に、配管内でガソリンが液化することを防止できるため、ガソリン蒸気が配管を流れる省エネルギーのガソリン蒸気回収装置を実現することができる。
また、液化したガソリンの液面の位置を制御することにより、ガソリン蒸気含有空気にガソリン液滴が混入することを防止できるため、ガソリン液滴の再蒸発によりガソリン蒸気の吸着塔への混入を防止でき、吸着塔の容量を小さくすることができ、ガソリン蒸気回収装置のコンパクト化が実現できる。また、液化したガソリンの温度を制御することにより、分離後のガソリン蒸気含有空気に再蒸発したガソリン蒸気が混入することを防止でき、吸着塔の容量を小さくすることができ、ガソリン蒸気回収装置のコンパクト化が実現できる。
さらに、液化回収したガソリン液を給油装置に戻す際に、給油装置から気液分離器へのガソリン蒸気の流入を防いだため、吸着塔の容量を小さくすることができ、ガソリン蒸気回収装置のコンパクト化が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１.
図１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る。
図１において、１は給油装置、２は給油装置１の給油部近傍で発生したガソリン蒸気を吸入するためのガソリン蒸気吸入ポンプで、これがガソリン蒸気供給手段である。３はガソリン蒸気を液化する凝縮装置、４は凝縮装置３を冷却する温度媒体（ブライン液など）を蓄える温度媒体槽、５は温度媒体槽４内の温度媒体を冷却する熱交換器、６は熱交換器５に冷媒を供給する冷凍機、７および８は凝縮装置１から排出されたガソリン蒸気含有空気中のガソリン蒸気を吸着除去する吸着剤（シリカゲルやゼオライトなど）を充填した吸脱着塔であり、図１では７が吸着塔として稼動し、８が脱着塔として稼動した例を示している。また、９は凝縮装置３で液化されたガソリン液とガソリン蒸気を分離する気液分離器、１０は熱交換器５で冷却された温度媒体を吸脱着塔７、８に供給する液体循環ポンプ、１１は吸脱着塔７、８内の吸着剤に吸着したガソリン蒸気を吸引脱着する吸引ポンプ、１２は気液分離したガソリン液を一時的に蓄えるガソリン槽で、ガス状物質の気液分離器９への流入を防止する。１３は吸着塔７内の圧力を調整する圧力コントローラ、１４は気液分離器９と吸脱着塔７、８とを接続するガソリン蒸気送気管、１５は吸脱着塔７、８の頂部に設けられた大気へのガソリン蒸気排出管、１６はパージガスとして吸着塔７又は８から大気に排出する清浄なガスの一部を脱着塔８又は７に送って使用するためのパージガス流入管、１７は吸引ポンプ１１と吸脱着塔７、８とを接続する脱着後のパージガス排出管、１８はガソリン蒸気供給手段であるガソリン蒸気吸入ポンプ２と凝縮装置３とを接続し、加圧圧縮により高温化したガソリン蒸気の温度を断熱して維持するガソリン蒸気断熱配管で、例えば、配管周囲を断熱材等で囲んだものである。１９は凝縮装置３と気液分離器９と接続する気液混合ガソリン流出管である。
【００１５】
また、Ｂ１は給油装置１の稼動と連動して開くバルブ、Ｂ２は気液分離器９で回収したガソリン液をガソリン槽１２に供給する際に開くバルブ、Ｂ３はガソリン蒸気送気管１４の途中に設けられた吸脱着塔７、８の吸着用流入バルブ、Ｂ４はガソリン蒸気排出管１５の途中に設けられた吸脱着塔７、８の吸着用排出バルブ、Ｂ５はパージガス流入管１６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、Ｂ６はパージガス排出管１７に設けられた吸脱着塔７、８の脱着用バルブである。
【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。給油装置１が稼動すると、バルブＢ１が開き、ガソリン蒸気吸入ポンプ２が動作し、給油装置１の給油部近傍のガソリン蒸気（常温で約４０vol％）が吸い込まれ、例えば、０．２〜０．４MPa程度に加圧圧縮されて凝縮装置３に送気される。通常、加圧圧縮した方がガソリン蒸気飽和濃度は低下するため、加圧圧縮した方が効率的にガソリンを液化できる。しかし、１００L/min程度のガス量でガソリン蒸気を回収する場合、０．４MPa以上に加圧することはガソリン蒸気吸入ポンプ２の容量が非常に大きくなってしまい、現実的でない。また、この場合、ガソリン蒸気断熱配管１８内では、ガソリン蒸気はガソリン蒸気吸入ポンプ２の圧縮操作によって５０℃から１００℃程度に昇温される。しかし、この発明においては、ガソリン蒸気断熱配管１８は断熱されているため、外気などによって配管内部は冷却されることがないので、ガソリン蒸気断熱配管１８においてガソリン蒸気は液化されることはない。このようにすることにより、ガソリン蒸気断熱配管１８内にガソリン液が流れることはなくなるため、ガソリン蒸気断熱配管１８内の圧力損失を小さくすることができ、ガソリン蒸気吸入ポンプ２の容量を小さくできるとともに、ガソリン蒸気吸入ポンプ２の消費エネルギーを小さくすることができる。また、ガソリン蒸気の供給を停止した際に、ガソリン液がガソリン蒸気吸入ポンプ２に逆流することを防ぎ、ガソリン蒸気吸入ポンプ２の故障発生を防止できる。更に、ガソリン液のドレイン口をガソリン蒸気断熱配管１８に作る必要がなくなり、液化したガソリンを複数の場所から回収する必要がなくなり、システムを簡素化できると共に、システムの制御動作も簡易化できる。
【００１７】
温度媒体槽４内に備えられた凝縮装置３は、冷凍機６から冷媒が温度媒体槽４内の熱交換器５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３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、ガソリン液とガソリン蒸気が混在した状態で気液分離器９に供給される。気液分離器９も温度媒体槽４内に備えられているため、凝縮装置３でガソリン蒸気が凝縮された条件で気体（ガソリン蒸気）と液体（ガソリン液）に分離される。液体は凝縮装置３の下側に溜まり、気体は吸脱着塔７、８に供給される。この際、ガソリン蒸気を凝縮装置３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。
【００１８】
ところで、凝縮装置３の運転条件である、圧力０．３MPa、冷却温度５℃、ガス流量１００L/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３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３で結氷し、配管詰まりの問題が発生するため、凝縮装置３の設定温度は０℃から５℃程度にすることが望ましい。
【００１９】
また、給油時間がある時間に達すると、バルブＢ２が開く。これにより、気液分離器９の下部に溜まったガソリン液はガソリン槽１２を経由して給油装置１に戻される。その後、一定時間経過すると、バルブＢ２が閉じ、気液分離器９の下部にガソリン液が溜められる。この際、ガソリン槽１２を設けているため、ガソリン蒸気が気液分離器９に流れ込むことが防止され、高濃度ガソリン蒸気の吸脱着塔７、８への流れ込みによる吸脱着塔７、８の吸着破過時間の短縮化（切り換えタイミングの短縮化）を防止している。すなわち、ガソリン槽１２では、下部に一定量のガソリン液を溜めており、気液分離器９で分離されたガソリン液は底部から流れ込み、下から上に向かって流れるようにしている。これによって、ガソリン槽１２では上部にガソリン蒸気が存在する構造となっている。このため、バルブＢ２が開いた場合にも、ガソリン蒸気がガソリン液の流れにさからって気液分離器９に流れ込むことはなく、吸脱着塔７、８に高濃度のガソリン蒸気が送気されることを防止できる。
このようにすることにより、吸脱着塔７、８の容量を小さくして、装置全体をコンパクト化したり、また吸脱着塔７、８の切り換え時間を長くし、バルブの寿命を長くするなど装置寿命を長くしたりできる効果がある。
【００２０】
また、気液分離器９では、ガソリン液滴がガソリン蒸気に混入しないようにすることが重要である。ガソリン液滴がガソリン蒸気送気管１４に入ってきた場合、ガソリン蒸気送気管１４でガソリン液滴が再蒸発し、高濃度ガソリン蒸気の吸脱着塔７、８への流れ込みによる吸脱着塔７、８の切り換え時間の短縮化が必要となる。ガソリン液滴の発生要因としては、気液分離器９内壁面へのガソリン液の衝突や、下部に溜まっているガソリン液へのガソリン液の跳ね返りなどが考えられる。したがって、ガソリン蒸気／ガソリン液混合物を気液分離器９に導入する配管の内径を徐々に大きくしていき、ガソリン蒸気／ガソリン液混合物の気液分離器９への流入速度をできるだけ遅くすることが効果的である。また、ガソリン液の跳ね返りによるガソリン液滴の発生を防止するには、気液分離器９内のガソリン液面をできるだけ低く保つようにすることや、液面の面積をできるだけ小さくし、下部に溜まっているガソリン液と分離したガソリン液との接触をできるだけ小さくすることが効果的である。更にまた、ガソリン蒸気送気管１４の温度を凝縮装置３の凝縮温度と同等に設定すること（図示せず）により、液滴が混入してもガソリン液が再蒸発しないようにするようにしてもよい。なお、この場合、液滴が吸脱着塔７、８に流れ込まないように、吸脱着塔７、８への供給口の位置を気液分離器９の排出口の位置よりも高くするなどの工夫が必要である。
このようにすることにより、吸脱着塔７、８の容量を小さくして、装置全体をコンパクト化したり、また吸脱着塔７、８の切り換え時間を長くし、バルブの寿命を長くするなど装置寿命を長くしたりできる効果がある。
【００２１】
続いて、凝縮装置３で処理できなかった１０vol％程度のガソリン蒸気は吸脱着塔７、８に送気されて処理される。図１では、７が吸着塔、８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Ｂ３は開放（黒塗り）、Ｂ３´（白抜き）は閉鎖の状態であり、バルブＢ４は開放（黒塗り）、Ｂ４´（白抜き）は閉鎖の状態にある。吸着塔７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Ｂ３およびＢ４が閉鎖、Ｂ３´およびＢ４´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Ｂ３、Ｂ４、Ｂ３´、Ｂ４´の切り替えでコントロールする。
【００２２】
ガソリン蒸気はガソリン蒸気送気管１４を通して吸着塔７に送気される。吸脱着塔７、８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ガソリン蒸気排出管１５を介して大気に放出される。また、大気への排出管１５には圧力を規定値に制御する圧力コントローラ１３が配設されており、吸着塔７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３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。
【００２３】
吸脱着塔７、８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１０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３および吸脱着塔７、８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７、８に充填されている吸着剤は吸脱着塔７、８内に備え付けられているフィンチューブ熱交換器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６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７内部の温度を低くすることにより、吸着容量を大きくし、吸着剤の使用量を低減することはできる。しかし、凝縮装置３の設定温度よりも吸着塔７の内部温度を低くすると、吸着塔７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３とほぼ同等の温度に設定する方がよい。
以上のことから、凝縮装置３および吸脱着塔７、８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３および吸脱着塔７、８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。
【００２４】
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、吸引ポンプ１１によりパージガス排出管１７を介して脱着塔８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Ｂ６´は開放、Ｂ６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、脱着時には吸引ポンプ１１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では凝縮装置３に戻され、ガソリン分を再度凝縮回収した後、再び吸着塔７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３において凝縮回収される。なお、脱着時には、脱着塔８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７、８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。
【００２５】
吸引ポンプ１１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７から大気に排出する清浄なガスの一部をパージガス流入管１６´によって脱着塔８に送って使用している。Ｂ５、Ｂ５´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Ｂ５´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Ｂ５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３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８内の吸着剤に悪影響を与えることは殆どない。
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１５〜３０kPa とすることができ、ガソリン蒸気を効率的に脱着できることがわかった。
【００２６】
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ガソリン蒸気吸入ポンプ２を動作して、給油装置１の給油部近傍のガソリン蒸気を回収する。また、ガソリン蒸気吸入ポンプ２の稼動に応じて、吸引ポンプ１１並びに液体循環ポンプ１０が稼動する。したがって、凝縮装置３によるガソリン蒸気の凝縮操作、吸着塔７によるガソリン蒸気の吸着操作、および脱着塔８によるガソリン蒸気の脱着操作は間欠的な運転となる。一方、冷凍機６による温度媒体の冷却動作は、給油装置１の動作に関係なく動作し、温度媒体がある温度に冷却されるように制御運転されている。このようなシステム制御を行うことで、給油装置１が稼動しない状態でのエネルギー消費を低減することができ、省エネルギーのガソリン蒸気回収装置を実現することができる。
【００２７】
ところで、上記に示したように給油装置１の稼動は間欠的であるため、給油が完了すると、回収装置は停止する。この場合、バルブＢ１〜Ｂ６は全閉となる。これにより、吸着塔７の圧力低下によって吸着剤に吸着したガソリンが脱着して大気中に放出することを防ぐことができる。また、温度媒体を循環させる液体循環ポンプ１０は給油装置の停止に伴って停止するため、吸着塔７の温度上昇により、吸着塔７内の吸着剤からガソリン蒸気が脱着し、吸脱着塔７、８内の圧力が上昇するおそれがある。このため、吸脱着塔７、８の下部に備えられているバルブＢ３、Ｂ３´を開き、吸着塔７の下部に吸着しているガソリン蒸気を脱着塔８の下部に移すとともに、吸着塔７の圧力と脱着塔８の圧力を同等にすることにより、圧力の上昇を緩和するようにしてもよい。これにより、給油装置１が稼動しない状態で、エネルギー消費を低減しながら、回収装置の圧力上昇を防ぐことができ、安全なガソリン蒸気回収装置を実現することができる。
【００２８】
実施の形態２.
図２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、給油装置１の給油部近傍のガソリン蒸気を吸い込むガソリン蒸気供給手段であるガソリン蒸気吸入ポンプ２の設置位置を凝縮装置３の最上部よりも上にした点である。すなわち、ガソリン蒸気吸入ポンプ２の吐出口を凝縮装置３の入口よりも上部に備えている点である。これにより、ガソリン蒸気吸入ポンプ２によって加圧圧縮されたガソリン蒸気が液化してもガソリン蒸気吸入ポンプ２に逆流することはなくなるため、ガソリン蒸気断熱配管１８は断熱をする必要が無くなる。しかし、重量物であるガソリン蒸気吸入ポンプ２を凝縮装置３の上部に備えると、回収装置の重心が高くなり、回収装置の設置時の安定性がなくなる。このような場合は、回収装置の筺体を強固にすることで回収装置の安定性が確保できるようになる。
【００２９】
実施の形態３.
図３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、ガソリン蒸気供給手段であるガソリン蒸気吸入ポンプ２から凝縮装置３にガソリン蒸気を供給する配管に、断熱されているガソリン蒸気断熱配管１８を用いたが、本実施の形態においては、ヒータなどの加熱手段が備えられたガソリン蒸気加熱配管２１を用いることにより、ガソリン蒸気吸入ポンプ２から凝縮装置３にガソリン蒸気を供給する配管におけるガソリン蒸気の液化率をより低減したものである。ガソリン蒸気の温度を加圧圧縮によって上昇した温度よりも２０〜３０℃高めることにより、ガソリン蒸気を飽和領域から外すことができ、配管内で凝縮することを防止できる。
なお、過度に加温すると、ガソリン蒸気が燃焼する可能性もあるため、温度管理を精度よく行うといった過度に加温されない加熱手段を使用するなどの工夫が必要な場合もある。
【００３０】
実施の形態４.
図４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、ガソリン蒸気供給手段であるガソリン蒸気吸入ポンプ２から凝縮装置３にガソリン蒸気を供給する配管の加熱手段として、冷凍機６のホットガスを用いる方式のガソリン蒸気加熱ホットガス配管３１としたものであるが、このようにしても、加熱効率は落ちるものの、新たなエネルギーを使用する必要がなく、消費エネルギーという点では有利な場合もある。特に冷凍機６の稼動時間が長い場合は、加熱エネルギーとして有効である。
【００３１】
実施の形態５.
図５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。
上記実施の形態１では、凝縮装置３と気液分離器９を温度媒体槽４に入れ、断熱された、または断熱されていないガソリン蒸気送気管１４を介して吸脱着塔７、８にガソリン蒸気を供給するようにしたが、本実施の形態においては、ガソリン蒸気送気管１４を第二温度媒体槽４１に入れることにより、気液分離器９から流れ込んできたガソリン液滴がガソリン蒸気送気管１４で再蒸発することを防ぎ、吸脱着塔７、８に供給されるガソリン蒸気量をできるだけ少なくするようにしたものである。
なお、図５では、気液分離器９とガソリン蒸気送気管１４を第二温度媒体槽４１に入れた例を示しているが、凝縮装置３と気液分離器９とガソリン蒸気送気管１４を一つの温度媒体槽に入れても良いし、凝縮装置３と気液分離器９とガソリン蒸気送気管１４をそれぞれ別個の温度媒体槽にいれてもよい。この場合、液体循環ポンプ１０で温度媒体がむらなく流れるようにし、凝縮装置３、気液分離器９、ガソリン蒸気送気管１４、および吸脱着塔７、８がほぼ同じ温度に冷却されるようにするなどの工夫が必要な場合もある。
【００３２】
実施の形態６.
図６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、気液分離器９内部にフィルタなどで構成されたミストセパレータ５１を配設し、気液分離器９内で生成するガソリン液滴の捕捉を確実にすることにより気液分離器９から吸脱着装置へのガソリン液滴の放出を低下するようにしたものである。
なお、ミストセパレータ５１は交換が必要なため、気液分離器９を温度媒体槽４から簡単に取り出せるような構造にしておく工夫が必要である。
【００３３】
実施の形態７.
図７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、気液分離器９内の液体ガソリンの液面位置をセンシングする液面センサ６１を用いて液面位置をモニタリングし、液面センサ６１からの信号を受けて、液面コントローラ６２でバルブＢ２の開閉を行うようにした点である。これにより、気液分離されたガソリン液が気液分離器９内に溜められているガソリン液に流入することによって生成するガソリン液滴がガソリン蒸気に混入することを確実に防止でき、吸脱着塔７、８の容量を小さくして、装置全体をコンパクト化したり、また吸脱着塔７、８の切り換え時間を長くし、バルブの寿命を長くするなど装置寿命を長くしたりできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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る。
【図２】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３】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４】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５】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６】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７】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。
【符号の説明】
【００３５】
１  給油装置、２  ガソリン蒸気吸入ポンプ（ガソリン蒸気供給手段）、３  凝縮装置、４  温度媒体槽、５  熱交換器、６  冷凍機、７、８  吸脱着塔、９  気液分離器、１０  液体循環ポンプ、１１  吸引ポンプ、１２  ガソリン槽、１３  圧力コントローラ、１４  ガソリン蒸気送気管、１５  ガソリン蒸気排出管、１６  パージガス流入管、１７  パージガス排出管、１８  ガソリン蒸気断熱配管、１９  気液混合ガソリン流出管、２１  ガソリン蒸気加熱配管、３１  ガソリン蒸気加熱ホットガス配管、４１  第二温度媒体槽、５１  ミストセパレータ、６１  液面センサ、６２  液面コントローラ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６  バルブ。
【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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