燃料蒸气回收的体系及方法

专利名称：燃料蒸气回收的体系及方法
燃料蒸气回收的体系及方法
技术领域：
本发明涉及在用于道路运输的石油产品的补给、处理及分配期间 并且尤其是但不排外地当这些活动在加油站进行时，回收挥发性汽油/ 石油蒸气的体系和方法。该体系和方法由其适于当油罐车将其负载卸 入或存入加油站的地下燃料储存罐时自运输油罐车回收挥发性石油蒸 气。该体系还被设置为当其被用于将汽油分配入车辆油箱时会从各个 汽油泵回收挥发性蒸气，从而减轻对环境的损伤并使有害蒸气向分配 汽油的个体的暴露最小化。
背景
通常，当运送负载的运输油罐车到达传输地点，如商业汽油出售 点时，油罐车体经由出口端和软管相连，从而将汽油从油罐车排入地 下燃料储存罐。排放能够在重力下进行或能够辅以压力。汽油从运输 油罐车通过管道体系到达地下储存罐，消费者/使用者能够在单个泵站 从所述地下储存罐经由 一套分离的专用管道获得汽油。拥有约六台汽 油泵的中等规模的加油站每天会接受至少 一 次汽油传输，而较大的例 如汽车高速公路加油站可能每天接受多至五次燃料传输。因此，传输、
从油罐车排出汽油和向单个车辆装入汽油是持续的24/7过程。
蒸气回收有三个阶段。阶段1A蒸气回收涉及控制和消除在分配 终端发生的汽油蒸气的不期望排放。阶段1B蒸气回收涉及回收当在 汽油零售站将燃料传输至储存罐时漏出的气体，并且阶段II蒸气回收 体系在消费者于石油/汽油分配设备处将石油产品分配入他们的车辆 时收集来自车辆油箱的石油/汽油蒸气。本发明涉及阶段1B和阶段II 的蒸气回收。
应当理解，地下储存罐中的石油水平面上方的空间含有汽油蒸气， 有时达到饱和水平。 一旦向燃料储存罐中装入传输负载，这些蒸气必 然被进入的液体取代并经由所谓的排放烟囱布置中伸出的管道排至大
6气中。将这样的蒸气排放至大气中不仅造成浪费而且对环境有害并且 可能有产生爆炸的危险。另外，吸入或者与汽油蒸气的其它接触可能 存在严重的健康危害。为了减轻这种蒸气释放或本领域中所称的"阶段
1 B"蒸气回收(蒸气平衡)，改造汽油储存排放体系使得在卸载期间被替 换的蒸气回到运输油罐车是已知的。在具有阶段1B原地蒸气回收的 汽油站，软管自加油站的排放体系上的插口连接至油罐车上的配件， 所述配件又与油罐车的油面上部空间相连。理论上，随着液体被转移 至地下储存罐，蒸气被吸进油罐车的油面上部空间或空余空间。然后 油罐车理论上带着托运的一车石油蒸气返回终点站。 一旦回到终点站，
这些蒸气随着再充装油罐车而被排出，并且蒸气通过终点站本身的蒸 气回收体系。在实践中，这种体系不是很有效。报告表明，如果发生 任何汽油回收，很少超过每罐车1至2升，这是相对于35,000升的正 常传输负载而言的。终点站蒸气回收单元具有大量的能量消耗，使得 该操作的碳足迹基本上为负。现有技术蒸气回收阶段1B的另一缺点 是，理论上油罐车带着不被接受的高爆炸性蒸气返回终点站。在实践 中，在其返回终点站的途中大量的蒸气有可能通过罐车体中的排放口 自油罐车散出，从而进一步引起环境污染。在将汽油转移至地下储存 罐时，大部分汽油还可能由于其具有高蒸气压而经由设置在管道体系 中的压力和容积阀释放至大气中。
在道路油罐车传输期间和之后，在具有阶段1B蒸气回收的加油 站存在许多事件，其中
大量汽油自储存罐的加油管流出。
加油管被加压，导致在除去盖子时蒸气和/或汽油被释放至大 气。这样的情形有潜在的危险，因为除去盖子的人处于被巻入蒸气或 被汽油弄湿的危险中。另外，在使用快速拆卸的盖子时，存在遭受严 重身体伤害的危险，因为在启动拆卸机构时，这些装置可能被强大的 力量移动位置。
应当理解，目前实施的阶段1B由于仍然发生蒸气泄露而不完全 令人满意，并且汽油加油站所有者尤其不满意，因为以液体形式回收 的蒸气没有还给购买者，而是由参与油罐车分配的个人或终点补给站的油罐车所有者所有。由于尤其是与大型超级市场链相关的加油站拥 有的利润很微薄，因此能够由加油站自身就地回收的任何汽油都会提 供优于现有技术的直接的好处。
应当理解，在汽油出售站有两种发生蒸气释放的其它情形。第一， 在将石油储存在地下储存罐中时由于蒸发而发生蒸气释放。在这种被 动或即时模式期间，储存罐中的蒸气由于地下储存罐中压力的增力口 (蒸
气压)而转移至大气中。在将压力真空(p&v)阀与排放体系相连时，只 要蒸气压超过压力和吸入阀的释放设定值，蒸气仍然会排至大气中。
为了消除地下储存罐超压力的可能性，通常将P&V阀设置为约30mb 。 正常储存条件下的汽油蒸气压大大超过该值，所以总是有蒸气释放至 大气。
除了阶段1B蒸气回收和自储存罐的恒定蒸发，每次消费者或使 用者将汽油从各个分配器或泵分配入他们的车辆时，都有少量蒸气损 失。这代表了蒸气损失的另一情形，即在泵处给汽车补给燃料时，蒸 气再次被排出。被驱散的蒸气的体积估计等于或大于转移的液体燃料 的体积。这时，这些蒸气被排放至大气中，产生在以上介绍中描述的 所有问题。这被称为"阶段n"蒸气损失并且阶段II法规(销售大于x 106 1/年的加油站将于2010年前实施)要求必须回收这些蒸气并防止有害 的蒸气释放至大气。现有技术的阶段II体系通常由每一汽油泵处的专 门喷嘴和同轴软管组成，所述专门喷嘴和同轴软管在补给燃料过程中 自车辆的油箱俘获蒸气并传送至站的地下或地上储存罐中。然而，仍 有大量蒸气损失至大气中，无法用这样的体系充分回收蒸气。
因此，亟需提供有效回收汽油蒸气并防止它们自多种来源尤其是 加油站泄露至大气的改进的体系和方法。除从被动的'即时，模式下的 地下储存罐回收蒸气之外，本发明还提供了对阶段1B和阶段II蒸气 回收两者的改进，并同样地为环境、加油站所有者和消费者提供直接 的好处。
还需要能够被容易地安装至现有的汽油/石油分配出口的简化体系。
8发明概述
根据本发明的第 一方面，提供了在从第 一单元至第二储存单元分 配液体汽油期间用于自加油站回收挥发性汽油蒸气的体系，该体系包
括将液体汽油从第一单元导入第二储存单元的传输管；通过连接管与 储存单元流体连接的蒸气回收单元，所述连接管的一端在储存单元的 流体水平面上方伸入所述储存单元的上部。蒸气回收单元包括具有至
少 一 控制从中穿过的液体制冷剂流的膨胀阀的热交换器单元，将气体 制冷剂压缩回其液体形式的压缩机单元，经由连接管自储存单元接收 石油蒸气的进口端和进口管以及自蒸气回收单元收集浓缩汽油的出口 端和出口管，蒸气回收单元还包括至排放烟囱的连接管线，其用于将 不含蒸气的气体排出至大气。
在整个说明书和权利要求书中，单词"包括"和"包含"以及这些单 词的变体，例如"包括(comprising)"和"包括(comprises)"，是指"包括但 不限于"，并且不用于(并且不)排除其它部分、添加剂、组分、整数或 步骤。
在整个说明书和权利要求书中，单数包括复数，除非上下文另外 要求。特别是，当使用不定冠词时，本说明书应当理解为预期复数和 单数，除非上下文另外要求。
与本发明的具体方面、实施方案或实施例相结合描述的特征、整 数、特性、化合物、化学部分或基团应理解为可应用于本文描述的任 何其它方面、实施方案或实施例，除非与其不相容。
本文涉及的"加油站，，旨在包括道路车辆等能够自储存单元接收汽 油或燃料的车库或汽油站，商业站点或其它地方。
本文涉及的"热交换器"旨在包括能够通过传导壁从一流体至另一 流体传递热量的任何装置。
优选地，第一单元是运输油罐车。
优选地，第二储存单元是汽油储存罐，并且它更优选为地下储存 罐。地下汽油储存罐通常为圓柱体并且位于地下在水平方向上平力文。
优选地，入口管装有膨胀流阀以调节进入蒸气回收单元(VRU)的 蒸气。优选地，热交换器足够有效地允许停留时间较长的多程体系。 为了效率，热交换器被设置为使两种液体之间的壁的表面积最大 化，同时使通过该交换器的液流的阻力最小化。在一个或两个方向添 加散热片或皱褶也能够影响该交换器的性能，所述散热片或皱褶会增 加表面积并可以引导液流或引起涡流。图l显示了适合本发明使用的 布置。
优选地，将VRU安装在Zone-O。在汽油站前院的被称为"Zone-O" 的区域是个体将汽油分配到车辆以及运输油罐车可以进行输油的地 方。
优选地，VRU没有电源电压电子设备。优选地，VRU包括安装 在远离VRU所在位置的电控单元。由于安全的原因，期望电控单元不 位于该Zone-0区域。
优选地，将电控单元设置为需要单相电源，优选将其改造使其能 够用低压AC或DC电源来操作。这样就避免了 Zone-O区域中电气元 件的潜在危险。
在本发明的一实施方案中，电源包括两个压缩机，优选至少一个 压缩机是在油罐车进行输油时处理负载的大压缩机并且另一个是处理 阶段II回收负载与自然蒸发损失的小压缩机。或者，能够安装变速电 动机以允许在无限可变的阶段中实施O至最大的工作量范围。
在本发明的另一实施方案中，压缩机是提供可变活塞沖程并能够 与常规电动机或开关磁阻电动机结合使用的斜盘式压缩机。
优选地，热交换单元中的循环式液体制冷剂是零臭氧损耗的HFC 制冷剂混合物，制冷剂优选为例如Forane 404A或R404A，其为 R-125、 R-143a和R-134a的混合物。选择制冷剂不仅是为了其冷却性 能，而且还由于其在气体形式时基本上无毒或无危险。
优选地，通过膨胀流阀控制液体制冷剂的流动。
优选地，所述体系包括不可复位的内在安全容量计以提供所回收 液体的精确实时指示。
期望回收为液体形式的蒸气的实际体积显著并且其作为体系效能 的指标而纟皮测量。应当理解，本发明的体系因此提供了汽油传输期间以及被动模式 下的蒸气回收装置，所述被动模式是指储存罐也释放蒸气但是其程度
比传输期间小得多。汽油的挥发性是确定的事实，并且由于液体汽油 的搅动以及蒸气自储存罐的置换，使得蒸发速率和蒸气体积在传输时 最大化，但是在储存期间也发生蒸气释放。本体系允许每种情形下的 回收。第一单元或运输油罐车与传输管可拆卸地连接，以便将汽油传
输至储存罐，VRU与储存罐的上部固定连接，使得在汽油传输期间以 及仅在汽油被储存时均可以收集蒸气。
本发明因此提供了安装在补偿添加(offset fill)体系附近并且与原 有的排放烟自相连接的体系。蒸气回收部分使用制冷剂冷却汽油蒸气 以浓缩出液体石油。安装基于热交换器的温度控制液体制冷剂的流动 的膨胀阀。这会改变制冷剂的流动以使之配合待浓缩的汽油蒸气的量 并且该膨胀阀与所述设备的压缩机部分上的换流器控制相结合进行工 作。热交换器利用制冷剂蒸发的潜热以提供蒸气的冷却。制冷剂经由 例如铜管体系以气体形式通过热交换器至压缩机部分。在压缩机部分， 气体制冷剂又被压缩成液体，将其浓缩的潜热释放至环境中。液体制 冷剂管线将制冷剂传送回重复该过程的膨胀阀。
优选地，在本发明的另一实施方案中，该体系还包括与VRU的入 口端流体连接的第 一连接管道和与单个汽油泵相连的地下蒸气返回管
在本发明的一实施方案中，可以使来自各个汽油泵的蒸气返回地 下储存罐的油面上部空间，从所述油面上部空间可以将所述蒸气引导 至VRU用于蒸气回收。在本发明的另一实施方案和更直接的回收方法 中，分配时在单个泵处所释放的蒸气通过吸入管路返回至泵管线歧管 并在其上经入口管进入VRU入口端。
在后面这种实施方案中，优选地，沿吸入管线内置或供应耐汽油 管线，所述耐汽油管线理论上是挠性的并且理论上是塑料等管的形式， 所述吸入管线将分配的汽油管线自储存罐供应至各个泵。
优选地，VRU还包括第二连接管道，用于可拆卸地与连接第一单 元或运输油罐车的管道直接相连。在本发明的这种另一实施方案中，可以将运输油罐车直接连接至VRU,使得将在汽油负载从油罐车分配 至储存单元期间自油罐车本身释放的蒸气导入至VRU。在本发明的该 实施方案中，在运输车辆油面上部空间中形成的蒸气，优选在吸力下 -陂传递至可以由此回收液体汽油的VRU。应当理解，这种实施方案允 许在传输位置自运输油罐车回收蒸气，并防止油罐车带着挥发性的有 潜在危险的汽油蒸气负栽返回终点站。
优选地，所述体系包括一个或多个压缩机换流器单元，其与任一 管道体系相连以加快或减緩蒸气回收，以便配合体系内蒸气的流动和/ 或产生。
优选地，所述体系包括一个或多个策略性定位的闸阀布置，以侵_ 为了维修的目的而分开部分管道体系。
本发明体系的具体优势在于在下述三种情形下于出售/分配站潜 在地同时进行三重蒸气回收(i)油罐车输油，(ii)当汽油在储存单元中 时的被动的、即时的蒸气释放和(iii)在单个汽油泵进行分配行为时。
本发明体系的另 一优势在于易于对现有汽油站进行改进。本发明 的体系能够容易地、不费力地并且便宜地安装在现有的汽油分配设备 中。能够将本发明体系与汽油站现有的排放烟囱体系连接并且提供了 独立的安全单元，其由于在Zone-O区域中完全是机械部件而具有增 加的安全性能。
将本发明的蒸气回收体系特别设计为非常简单且有利地易于被改 进，并且还能够防止蒸气在各种汽车加油站操作期间被释放至大气中。 虽然存在单独针对阶段1B和阶段II回收的现有技术体系，但是本体 系除了区别于以被动或即时回收模式自蒸发损失回收蒸气之外，还结 合了阶段1B与预收集阶段II蒸气的回收作为全部蒸气回收包的一部 分。
本发明体系在道路油罐车补给地下油罐时回收蒸气。它还能从阶
段n体系中同时收集蒸气，在那里，蒸气在分配汽油以及浓缩期间自 加油管嘴;陂收集，并且允许回收在^^开营业或关闭的汽车加油站正常 运转期间以其他方式被释放至大气中的蒸气，该释放是由于地下储存 罐油面上部空间中的蒸气具有高于排放体系的压力造成的。作为解释，汽油蒸气压为500至600 mB,而^1夸通常作为阶,爻IB回收体系的一部 分而安装的压力和吸力阀(如果被安装)的最大正压设定为约35mB。在 此基础上，即使在汽车加油站没有活动的时候，蒸气也可能释放至大 气中。本发明的体系通过浓缩蒸气并使液体汽油返回地下储存罐而防 止这种释放。
根据本发明的另一方面，提供了在将液体石油自运输油罐车传输
存单元回收挥发性石油蒸气的方法，该方法包括引导挥发性石油蒸气 通过封闭的管道体系到达包括热交换器和压缩机布置的蒸气回收单 元，管道系统与储存单元的上部区域固定连接并且储存单元可拆卸地 和可密封地与运输油罐车流体连接。
应当理解，实践中，运输油罐车连接管线用于传输汽油货物期间， 这样在传输期间，该连接管线与封闭体系相连，但是一旦传输完成， 油罐车连接管线就被拆卸并密封，以保持相互连接的管系/管道体系封 闭并且因此使至VRU的蒸气流保持封闭。
优选地，所述方法还包括通过自运输油罐车的油面上部空间至 VRU的直接连接管线从运输油罐车本身收集蒸气的步骤。
回收蒸气。
优选地，本发明的方法还包括与本发明的第 一方面相关的任意一 种或多种特征。
应当理解，除了回收由储存期间即时模式蒸发或被动模式蒸发所 释放的蒸气外，本发明的方法还能够在使用中以及向汽车加油站传输 汽油期间回收大约0.1%至1.0%的传输负载。
除了自汽油传输罐本身任选地收集蒸气然后回收外，本发明方法 的独特之处还被认为在于能够昼夜不停地自至少三种不同的来源(油 罐车传输、储存期间的被动蒸发以及单个泵分配)收集蒸气，全部都以 在汽油站处为前提。本发明的体系和方法的另一优势在于，尤其在自 各个泵收集蒸气时以及将汽油分配至车辆时，还可以收集诸如苯(公知 的人类致癌物质)的有害挥发性蒸气，因而减少了对健康的危害。
13附图简述


图1显示了蒸气回收单元热交换器的完整截面。
图2显示了用于在油罐车传输期间和自地下燃料储存罐回收挥发 性汽油蒸气的本发明体系的一实施方案。
图3显示了用于在油罐车传输期间和自汽油泵单元分配汽油期间 回收挥发性汽油蒸气的本发明体系的另 一实施方案。
图4显示了在将汽油分配至汽车油箱的使用中的图3的实施方案。
图5显示了蒸气回收单元、排放烟自和汽油泵多重单元的连接管 道构造。
发明详述
本发明的体系可以被安装在加油站并且其包括两个主要组件，蒸 气回收单元(VRU)和能量控制单元。VRU通常安装在油罐车为进行传 输而停放的远供给点(remote fill point)附近。VRU有利地没有电源电 压电子设备。将操作VRU的电控单元安装在远离"Zone O"区域的适当 位置并要求尽可能小的单相电源电力供应，经改造它能够用低压AC 或DC电源操作。这两个单元通过两个管体系互相连"^妻。可以添加^f氐 压控制电缆以提供另外的便利。
将本发明的体系和方法设置为在下列情形下回收汽油蒸气
油罐车传输
将VRU连接至汽油站排;改体系上的(阶段1B现有的)蒸气回收配 件。被置换的蒸气直接通过VRU部分并且蒸气被浓缩成液体汽油。可 能自35,000升的传输中回收35至50升可以再度使用的汽油。通过 VRU的压力下降(摩擦损失)小于P&V阀的过压设定，因此所有的蒸气 都#皮回收并且P&V阀将保持关闭。可以仍然如所要求的那样连接油罐 车回收软管。这种连接所提供的吸力可以帮助汽油和蒸气流通过体系。 图2至4显示了至VRU的连接管线以及汽油和蒸气的流向。
各个泵(阶段2)
将本发明的体系设置为在与适当的阶段2喷嘴体系结合使用时回 收这些蒸气。如果使收集的蒸气返回地下储存罐的油面上部空间，则可以将其与下文的"被动，，情形中所描述的"蒸发损失，，蒸气结合回收。当蒸气未返回油面上部的空间并且要求更直接的回收时，则能够4吏蒸
气经由适当的管道设备而通过VRU，在所述管道设备中能够进行由蒸气向液体的直接转化。本发明允许沿着从地下罐至泵供应分配的汽油的吸入管线"内置"小的耐汽油管线。这种蒸气管线在例如井盖下的方便的'T，处从吸入管线抽出，然后被转移至排放管。
VRU体系能够自动有效地运转完成各种任务。从补给一辆汽车所产生的蒸气至满箱的油罐车在20分钟内传输35,000升油。
蒸发损失0皮动或即时回收)
汽油是挥发性液体并且会在地下储存罐中蒸发。蒸发速率取决于温度和其它因素。在密封罐中，汽油会蒸发直至达到蒸气饱和的蒸气压。在本体系中，由于安装了 P&V阀，汽油会在远未达到蒸气压之前就释放。除非大体积的液体汽油正在泵中被排出，否则蒸气最有可能经由P&V阀泄露至大气。
使用本发明的体系能够避免这种情况，并且能够回收更多的其它会释放至大气的蒸气。
当压力增加但是在P&V设定点之前时，排放体系中的传感器能够加强VRU。这样，本应被排出的蒸气通过VRU并作为液体返回罐中。罐压一回到大气压，控制体系就关闭VRU。这些行为实际上完全是自动的。
参照图1，其显示了蒸气回收单元的完整横截面图。VRU包括热交换器单元(A),其具有液体制冷剂流经的折叠布置(l)。液体制冷剂由来自贮藏室的管路(2)供应并处于机械膨胀流阀(7)的控制下。制冷剂经由出口端和管路(3)流出单元(A)。 一旦流出，制冷剂就会放出其蒸发的潜热并变为气体形式，气体制冷剂通过压缩机单元并转换回液体形式，以使其能够在热交换器中再循环。上文所述的来自各种来源的挥发性蒸气经由入口端和管^各(4)进入VRU并通过热交换器的盘绕的含制冷剂的管道工程体系(1)的上方，由此蒸气被冷却并放出它们的蒸发能量的潜热^v而变成液体汽油。经由出口(5)收集回收的液体汽油，然后不含蒸气的空气能够在排放口(6)通入大气。期望所述蒸气在上部区域进
15入VRU使得液体能够被回收并在重力的辅助下在下部区域排出。
转至图2,其显示了本发明的用于在罐车传输期间回收挥发性汽
案。应当理解，由于在传输以及在进入位于地平面(9)以下的储存单元(8)时形成液体汽油的搅动或涡流，因此在进行传输时将会使蒸气释放最大化。汽油由(B)点所连接的运输油罐车传输至加油管(IO)。通常传输管或加油管(10)的直径为4英寸并经盖(11)通入地下储存单元(8)并向下到达储存单元(8)的下部区域。明显地，液体燃料留在区域(12)中并自区域(13)置换或推起任何蒸气，尤其是在液体燃料的传输期间。
区域(13)的燃料蒸气于是经由管路或排放管线(14)通过盖(11)。管路(14)通常为2英寸的排放管线并且其被连接至液体蒸气能够由此被回收的VRU (A)。能够使VRU的连接件(18)经由现有回收支路(17)与排放烟囱(15)连接。
在本发明的这种实施方案中，将体系设置为在传输和储存期间回收蒸气，从图中很明显地看出，该体系还适于在连接件(C)处经由进入VRU (A)中的连接体系自油罐车本身任选地回收蒸气。所述连接件理论上产生帮助燃料传输流进入储存单元(8)的吸力。所述体系还与排放烟囱(15)连接并安装有闸安全阀(16)。如上文所述，VRU和油罐车传输位于Zone-O,这样电控单元(未显示)被设置得较远，使得Zone-0中的所有操作都是纯粹机械的，从而在危险/敏感的Zone-O区域避免使用电子装置。从VRU的连接件(18)还应当理解，该体系能够容易地被安装至现有的汽油站，而无需对现有的管道网作较大的重建改变。
在图3描述的实施方案中显示了所述体系的另一实施方案，其中还可以自各个汽油泵(18)回收汽油蒸气。在通常的汽油库布置中，若干汽油泵(18)经由吸入管线(24)自储库(12)吸出汽油。然后将汽油按照自储存单元(8)至泵(l8)的流线方向沿吸入管线(20)吸出。所有的泵都以这种方式进料并且通常通过歧管(23)向烟囱排放管(15)排气。然而，在本发明中，在连接至位于汽油泵(18)中的阶段2回收体系的蒸气返回管(19)之间提供了另一连接管线。蒸气返回管(19)位于吸入管线(20)内并且自内置管线(25)接收蒸气。使用中，当将汽油自泵(18)分配时，蒸气经由挠性内置管线(25)并且经由蒸气返回管(19)返回，所述挠性内置管路耐汽油而且柔软，理论上为塑料管。这种蒸气返回管(19)经由连接管(21)和连接件(22)连接，使得蒸气进入排放管线(14)并到达VRU(A)上。由于汽油泵通常通过歧管(23)和排放烟囱(15)在现有的设备中互相连接，因此可以容易地进行上述改造以使所有的泵与阶段2蒸气收集部件(25， 19， 21, 22， 14, 23, A)连接。
图4显示了在泵(18)处自储存单元(8)经喷嘴(26)对汽车(27)加汽油时图3的体系。分配汽油期间在泵处释放的蒸气被泵(18)内的管线(25)捕获以便经由蒸气返回管(19)和连接管(21)返回蒸气回收单元(A)。
参照图5,更详细地显示了 VRU(A)和排放烟囱(15)的连接管道构造。歧管(23)经由排放管(14， 28， 29, 30)接收来自各个泵和储存单元的蒸气，然后这些蒸气并入管路(38),该管路(38)通过闸阀(16)与排放烟自(15)隔离，蒸气进入VRU (A)并且不含蒸气的空气被释放，由管路(31)回到排放烟自(15)然后至大气(37)。从图中很明显地看出，蒸气基本上通过将其引至VRU (A)的管路体系而改道，而不是直接释放至大气。VRU还具有连接件(C)，以便在分配/传输汽油负载时自运输油罐车本身回收蒸气，并用于在传输时和被动即时模式下自地下储存单元回收蒸气(B， 10, 14， 23， 38， 18)。该体系还装有许多才几械流动容积控制阀(33, 34, 32， 35， 36)，其通过Zone-0外的能量控制单元远程操作。
除了在泵处分配汽油期间回收阶段2蒸气损失，本发明的体系还被认为能够回收高至0.5%或更多的在汽油蒸发中损失的传输负载，并且还能够回收在被动储存中释放的蒸气。本发明的体系能够容易且经济地安装至现有的汽油站并且还能够全年每天24小时运行。据估计，4 kW的冷却能量^f叉需2.5 kW的电，这涉及在每罐车负载28p的当前商业汇率下大约3.5千瓦时浓缩50升蒸气的能量，使得本发明的体系有利地既经济又环保。
权利要求
1.在从第一单元向第二储存单元分配液体石油时用于自加油站回收挥发性石油蒸气的体系，所述体系包括将所述液体石油从所述第一单元导入所述第二储存单元的传输管，通过连接管与所述储存单元流体连接的蒸气回收单元，所述连接管的一端在所述储存单元的流体水平面上方伸入所述储存单元的上部；所述蒸气回收单元包括具有至少一控制从中穿过的液体制冷剂流的膨胀阀的热交换器单元、将气体制冷剂压缩回其液体形式的压缩机单元、经由所述连接管自所述储存单元接收石油蒸气的进口端和进口管以及自所述蒸气回收单元收集浓缩汽油的出口端和出口管，所述蒸气回收单元还包括至排放烟囱的连接管线，其用于将不含蒸气的气体排出至大气。
2. 如权利要求l所述的体系，其中所述第一单元是运输油罐车。
3. 如权利要求1或2所述的体系，其中所述第二储存单元是汽油 储存罐。
4. 如任一前述权利要求所述的体系，其中所述储存单元是地下汽 油储存罐。
5. 如任一前述权利要求所述的体系，其中所述蒸气入口管装有膨 胀流阀以调节进入所述蒸气回收单元(VRU)的蒸气。
6. 如任一前述权利要求所述的体系，其中所述VRU没有电源电 压电子设备电源。
7. 如任一前述权利要求所述的体系，其中所述VRU包括安装在 远离VRU所在位置的电控单元。
8. 如权利要求7所述的体系，其中所述电控单元安装在Zone-0 之外。
9. 如权利要求7或8所述的体系，其中将所述电控单元设置为需 要单相电源电力供应。
10. 如任一前述权利要求所述的体系，其中所述热交换单元中的 所述循环式液体制冷剂是零臭氧损耗的HFC制冷剂混合物。
11. 如权利要求IO所述的体系，其中所述液体制冷剂是ForaneTM 404A或R404A。
12. 如任一前述权利要求所述的体系，其中所述液体制冷剂的流 动由膨胀流阀控制。
13. 如任一前述权利要求所述的体系，其还包括与所述VRU的所 述入口端流体连接的第一连接管道和与单个汽油泵相连的地下蒸气返 回管道，对所述第一连接管道定位以允许挥发性汽油自各个汽油泵到 达所述VRU。
14. 如权利要求13所述的体系，其中使来自各个汽油泵的蒸气返 回所述地下储存罐，由此处将所述蒸气引导至所述VRU以用于蒸气回收。'
15. 如权利要求13所述的体系，其中使在单个泵处分配时所释放 的蒸气通过吸入管线返回至泵管线歧管并在其上经所述入口管进入所 述VRU入口端。
16. 如权利要求15所述的体系，其中利用内置的耐汽油管线将蒸 气传输至所述吸入管线。
17. 如任一前述权利要求所述的体系，其还包括第二连接管道， 用于可拆卸地与连接所述第一单元或运输油罐车的管道直接相连。
18. 如权利要求n所述的体系，其中将在所述汽油负载分配至所述储存单元期间自所述油罐车本身释放的蒸气引入至所述VRU。
19. 如权利要求17或18所述的体系，其中蒸气在吸力下被传递 至可以由此回收液体汽油的所述VRU。
20. 如任一前述权利要求所述的体系，其包括一个或多个压缩机 换流器单元，其与任一管道/管系/连接管线相连以加快或减緩蒸气回 收，以便配合所述体系内蒸气的流动和/或产生。
21. 如权利要求20所述的体系，其包括至少两个不同容量的压缩 机换流器单元，第一较大的压缩机能够处理来自油罐车传输的蒸气回 收，并且第二较小的压缩机能够处理来自所述地下储存罐中的自然蒸
22. 如权利要求20或21所述的体系，其中所述压缩机是提供可 变活塞冲程的斜盘式压缩机。
23. 如权利要求22所述的体系，其中所述斜盘式压缩机与常规电 动机或开关i兹阻电动才几结合〗吏用。
24. 如任一前述权利要求所述的体系，其还包括不可复位的安全 容量计以随时间^是供所回收液体体积的记录。
25. 如任一前述权利要求所述的体系，其还包括一个或多个策略 性定位的闸阀布置，以便为了维修的目的而分开部分管道体系。
26. 在将液体石油自运输油罐车传输至储存单元期间和自所述储 存单元被动蒸发期间均于加油站从所述储存单元回收挥发性石油蒸气 的方法，所述方法包括引导挥发性石油蒸气通过封闭的管道体系到达 包括热交换器和压缩机布置的蒸气回收单元，所述管道体系与所述储所述运输油罐车流体连接。
27. 如权利要求26所述的方法，所述方法还包括通过自所述运输 油罐车的油面上部空间至所述VRU的直接连接管线从所述运输油罐 车本身收集蒸气的步骤。
28. 如权利要求26或27所述的方法，所述方法还包括通过将蒸 气直接引导至所述VRU或将蒸气经由所述地下储存罐引导至所述 VRU自各个汽油泵分配器收集蒸气的步骤。
29. 如权利要求26至28中任一权利要求所述的方法，所述方法 还包括权利要求1至21中所述的任何一种或多种特征。
30. 如权利要求26至29中任一权利要求所述的方法，所述方法 除了回收由储存期间即时模式蒸发或被动模式蒸发所释放的蒸气外， 还能够回收大约0.1%至1.0%的传输负载。
全文摘要
本发明涉及在加油站补给、处理及分配石油期间回收挥发性石油蒸气的体系和方法。该体系和方法尤其适于回收当油罐车将它们的负载卸入或存入加油站的地下燃料储存罐时来自运输油罐车的挥发性石油蒸气以及当将石油被动地储存在储存罐中时的挥发性石油蒸气。该体系还被设置为当其被用于将汽油分配入车辆汽油箱时会从各个汽油泵回收挥发性蒸气。
文档编号B67D7/04GK101663229SQ200880000759
公开日2010年3月3日 申请日期2008年7月23日 优先权日2007年7月24日
发明者大卫·布特洛伊德 申请人:英国低温燃料有限公司