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DE112004000175T5 - Cyclic membrane separation process - Google Patents

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DE112004000175T5
DE112004000175T5 DE112004000175T DE112004000175T DE112004000175T5 DE 112004000175 T5 DE112004000175 T5 DE 112004000175T5 DE 112004000175 T DE112004000175 T DE 112004000175T DE 112004000175 T DE112004000175 T DE 112004000175T DE 112004000175 T5 DE112004000175 T5 DE 112004000175T5
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DE
Germany
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gas
membrane
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feed
voc
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DE112004000175T
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German (de)
Inventor
John Newark Bowser
Stuart Wilmington Nemser
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CMS TECHNOLOGY HOLDINGS Inc NEWPORT
CMS Technology Holdings Inc
Original Assignee
CMS TECHNOLOGY HOLDINGS Inc NEWPORT
CMS Technology Holdings Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Zyklisches Gastrennverfahren zum Trennen bevorzugter permeabler Gasbestandteile von weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteilen eines Einsatzgasgemisches solcher Bestandteile, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Membranmoduls, das eine selektiv gasdurchlässige Membran für die bevorzugter permeablen Gasbestandteile und für die weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteile aufweist,
(b) gleichzeitiges (i) Zuführen des Einsatzgasgemisches in das Modul, um das Einsatzgasgemisch mit einer ersten Seite der Membran in Kontakt zu bringen, (ii) Ausstoßen eines Permeat-Gasgemisches, das mit den bevorzugter permeablen Gasbestandteilen angereichert ist, aus dem Modul in Fluidverbindung mit einer zweiten Seite der Membran und (iii) Abziehen eines Retentat-Gasgemisches, das mit den weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteilen angereichert ist, aus dem Modul in Fluidverbindung mit der ersten Seite der Membran,
(c) Anhalten der Zufuhr des Einsatzgasgemisches zur ersten Seite, Anhalten des Ausstoßens des Permeat-Gasgemisches und Anhalten des Abziehens des Retentat-Gasgemisches,
(d) Beschicken des Moduls mit einem Verdünnungsgas,
(e) Anhalten der Beschickung...
A cyclic gas separation process for separating preferred permeable gas constituents from less preferred permeable gas constituents of a feed gas mixture of such constituents, the process comprising the steps of:
(a) providing a membrane module having a selectively gas-permeable membrane for the preferred permeable gas constituents and for the less preferred permeable gas constituents,
(b) simultaneously (i) feeding the feed gas mixture into the module to contact the feed gas mixture with a first side of the membrane; (ii) ejecting a permeate gas mixture enriched with the preferred permeable gas constituents from the module Fluid communication with a second side of the membrane and (iii) withdrawing a retentate gas mixture enriched with the less preferred permeable gas constituents from the module in fluid communication with the first side of the membrane,
(c) stopping the supply of the feed gas mixture to the first side, stopping the ejection of the permeate gas mixture, and stopping the withdrawal of the retentate gas mixture,
(d) charging the module with a diluent gas,
(e) stopping the feed ...

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Figure 00000001

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Diese Erfindung bezieht sich auf ein zyklisches Verfahren, bei dem eine selektiv gasdurchlässige Membran dazu verwendet wird, einen Bestandteil aus einem Gasgemisch abzutrennen. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Membran-Trennverfahren, das zur Rückgewinnung flüchtiger organischer Verbindungen nützlich ist, die aus Speichertanks ausgestoßen werden, wobei eine Membran verwendet wird, die ein selektiv gasdurchlässiges Membranpolymer umfasst. Das Verfahren umfasst die wiederholte Kreislaufführung zwischen Fluss und keinem Fluss von Gas durch die Membran.These The invention relates to a cyclic method in which a selectively gas permeable membrane is used to separate a component from a gas mixture. In particular, it relates to a membrane separation process for recovery volatile useful for organic compounds is that expelled from storage tanks, with a membrane is used, which comprises a selectively gas-permeable membrane polymer. The method involves repeated cycling between flow and none Flow of gas through the membrane.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Flüssige, flüchtige organische Verbindungen („VOC") werden in Tanks gespeichert und aus diesen abgegeben. Ein sehr übliches Beispiel findet sich auf dem Gebiet der Kraftstoffabgabe für Brennkraftmaschinen, wie z. B. Benzin zum Betanken von Kraftfahrzeug- und Flugzeugmotoren. Die Speichertanks haben üblicherweise ein großes Fassungsvermögen, nehmen Großlieferungen von Kraftstoff aus einer Versorgungsquelle auf und geben mehrmals kleinere Mengen ab, z. B. beim Befüllen einzelner Automobiltanks an Tankstellen. Der Gasraum über der Flüssigkeit im Tank wird gelegentlich als „Ullage" des Tanks bezeichnet. Üblicherweise liegt in der Ullage von Kraftstoffspeichertanks eine hohe VOC-Konzentration vor.Liquid, volatile organic Compounds ("VOC") are in tanks stored and submitted from these. A very common example is found in the field of fuel delivery for internal combustion engines, such as z. As gasoline for refueling of motor vehicle and aircraft engines. The storage tanks usually have a big Capacity, take major deliveries of fuel from a supply source and give several times smaller quantities, z. B. when filling individual automobile tanks at petrol stations. The gas space over the liquid in the tank is sometimes referred to as "Ullage" of the tank in the ullage of fuel storage tanks a high VOC concentration in front.

Bevor die Luftverschmutzung durch VOC-Emissionen ein Umweltschutzthema wurde, waren Emissionskontrollen an Speichertanks hauptsächlich darauf gerichtet, Brand- und Explosionsgefahren zu vermeiden. Wenige Kontrollen zielten darauf ab, flüchtige Emissionen, wie z. B. mit der Abgabe von Kraftstoff aus Großspeichertanks und mit dem Speichern des Kraftstoffs in den Tanks verbundene VOC-Emissionen, einzudämmen.Before the air pollution by VOC emissions an environmental protection topic emissions controls on storage tanks were mainly on it directed to avoid fire and explosion hazards. Few controls aimed, fleeting Emissions, such. B. with the delivery of fuel from large storage tanks and VOC emissions associated with storing the fuel in the tanks, curb.

In jüngerer Vergangenheit entwickelte sich ein verstärktes Bewusstsein für die Notwendigkeit, flüchtige Emissionen, die aus der Speicherung und Abgabe von VOC resultieren, zu verringern. Infolgedessen wurden immer höher entwickelte Dampfrückgewinnungssysteme für VOC eingesetzt. Um beispielsweise Emissionen von VOC-Dampf in die Umwelt beim Auftanken von Kraftfahrzeugen und bei anderen Arten von Tankvorgängen zu verringern, haben Kraftstofflieferanten und -händler damit begonnen, an Tankstellen Dampfrückgewinnungssysteme zu installieren. Diese Systeme weisen üblicherweise eine Saugeinrichtung auf, die VOC-Dämpfe und Luft, die beim Kraftstofftransfer an der Zapfpistole vorhanden sind, in die Ullage eines Großspeichertanks zurücksaugt. Das zurückfließende Gasgemisch strömt in den Tankleerraum, der erzeugt wird, wenn die abgegebene Flüssigkeit austritt.In younger In the past, there has been a growing awareness of the need to volatile emissions, that result from the storage and delivery of VOC. As a result, were getting higher developed vapor recovery systems for VOC used. For example, emissions of VOC vapor into the environment when refueling motor vehicles and other types of refueling too Fuel suppliers and distributors have started at petrol stations Vapor recovery systems to install. These systems usually have a suction device on, the VOC vapors and air present during fuel transfer to the fuel nozzle are in the ullage of a large storage tank back sucks. The refluxing gas mixture flows in the tank empty space, which is generated when the discharged liquid exit.

Traditionellerweise hatten Speichertanks nur P/V-Ventile (Druck-Vakuumventile), die den Tank im Bereich eines leichten Über- bzw. Unterdruckes halten sollten, d. h. bei einem Wasserdruck von mehreren Inch. Das zurückfließende Gasgemisch aus Abgabevorgängen sowie andere Faktoren führten dazu, dass sich in der Ullage mit der Zeit Druck aufbaute. Natürlich wurde, wenn der Tankdruck die Obergrenze für das P/V-Ventil überschritt, überschüssiges, VOC-haltiges Gas in die Umgebung ausgestoßen.traditionally, Storage tanks had only P / V valves (pressure-vacuum valves) that covered the tank in the area a slight over- or negative pressure, d. H. at a water pressure of several inches. The refluxing gas mixture from disbursements as well as other factors to the fact that in Ullage pressure built up over time. Of course, if the tank pressure exceeded the upper limit for the P / V valve, excess, VOC-containing gas expelled into the environment.

Gewisse fortgeschrittene Systeme zur Kontrolle der Emission von flüchtigen VOC sollen mit einem leichten Unterdruck in der Ullage des Großspeichertanks arbeiten. Dabei befindet sich der Tank gegenüber der umgebenden Atmosphäre im Vakuum. Diese Systeme bieten den Vorteil, dass gegebenenfalls auftretende Leckagen eher zum Eintreten von Außenluft in die Dampfrückgewinnungssysteme als zum Entweichen von Dampf in die Atmosphäre führen. Zusätzlich zum zuvor erwähnten Gasaufbau trägt Leckluft zum Druckanstieg im Tank bei. Der flüssige Kraftstoff verdampft in die einströmende Frischluft, und die Masse des verdampften Kraftstoffs plus die Masse der Luft innerhalb des festen Ullagevolumens erhöhen den Druck. Damit kann ein Unterdruck nur dann aufrechterhalten werden, wenn von Zeit zu Zeit Gas in die Umgebung ausgestoßen wird. Es ist jedoch notwendig, die VOC vollständig oder teilweise aus dem Abgas abzuziehen. Andernfalls machen die VOC im ausgestoßenen Gas den Zweck des Verschmutzungskontrollsystems zunichte.Certain advanced systems to control the emission of volatile VOCs are designed with a slight negative pressure in the ullage of the bulk storage tank work. The tank is located in a vacuum opposite the surrounding atmosphere. These systems offer the advantage that any occurring Leaks are more likely to enter outside air into the vapor recovery systems as lead to the escape of steam into the atmosphere. In addition to the aforementioned gas construction carries air leakage to increase the pressure in the tank. The liquid fuel evaporates in the inflowing Fresh air, and the mass of vaporized fuel plus the mass The air inside the solid Ullagevolumens increase the pressure. This can be a negative pressure only be maintained if from time to time gas in the Environment expelled becomes. However, it is necessary to completely or partially withdraw the VOC from the Remove exhaust gas. Otherwise, the VOC will be in the gas spouted negate the purpose of the pollution control system.

Es wurden verschiedene Verfahren zum Abziehen von VOC-Emissionen aus Großspeichertanks, die mit Unterdruck arbeiten, vorgeschlagen. Ein Verfahren, das gewerbliche Akzeptanz gewinnt, verwendet eine selektiv gasdurchlässige Membran, um den VOC-Bestandteil von dem nützlichen Luftbestandteil des Ullage-Gemisches abzutrennen. Der Nicht-VOC-Bestandteil, der vorwiegend aus Stickstoff und Sauerstoff besteht, ist vorzugsweise durch die Membran permeabel und wird im Wesentlichen frei vom VOC-Bestanteil in die Atmosphäre ausgestoßen. VOC sind weniger permeabel, passen zu einem Großteil nicht durch die Membran hindurch und werden in den Speichertank zurückgeführt.Various methods have been proposed for extracting VOC emissions from bulk storage tanks operating at reduced pressure. One method that gains commercial acceptance utilizes a selectively gas permeable membrane to separate the VOC component from the useful air component of the ullage mixture. The non-VOC component, which consists predominantly of nitrogen and oxygen is preferably permeable through the membrane and is expelled substantially free from the VOC fraction into the atmosphere. VOCs are less permeable, do not pass much through the membrane, and are returned to the storage tank.

Das Membrantrenn-Dampfrückgewinnungssystem ist zum zyklischen Arbeiten und zur diskontinuierlichen Emission in die Atmosphäre vorgesehen. Emissionen treten nur dann auf, wenn der Tankdruck eine vorgewählte Hochdruckgrenze überschreitet. Zu anderen Zeitpunkten wird der Durchfluss durch die Membran unterbrochen. Beispielsweise fällt der Tankdruck infolge des Ausstoßes von vorwiegend Nicht-VOC-Bestandteilen enthaltendem Gas in die umgebende Atmosphäre unter die Hochdruckgrenze. Bei einer vorgewählten Niederdruckgrenze wird der Ausstoß unterbrochen. Zu diesen Zeitpunkten stagniert der Dampf im Trennmembranmodul und in den Gastransferleitungen, die sich unmittelbar stromaufwärts und stromabwärts des Moduls befinden.The Membrane separation-vapor recovery system is for cyclical working and discontinuous emission into the atmosphere intended. Emissions occur only when the tank pressure is a preselected High pressure limit is exceeded. At other times, the flow through the membrane is interrupted. For example, falls the tank pressure due to the discharge of predominantly non-VOC components containing gas in the surrounding atmosphere below the high pressure limit. At a preselected Low pressure limit, the output is interrupted. At these times the steam stagnates in the separation membrane module and in the gas transfer lines, which are immediately upstream and downstream of the module.

Die Trennmembran läßt zwar selektiv Sauerstoff und Stickstoff durch, weist jedoch VOC-Verbindungen nicht vollständig zurück. Folglich enthält das Gas, das durch die Membran hindurch tritt und in die Umgebung abgezogen wird, etwas VOC-Dampf, wenngleich weniger, als abgezogen würde, wenn die Membran nicht verwendet worden wäre. Es wurde festgestellt, dass ein sehr hochkonzentrierter Strahl von VOC-Dampf zu Beginn eines Entlüftungszyklus, d. h. unmittelbar nachdem der Druckanstieg im Tank einen Fluss durch die Membran einleitet und am Ende einer Stagnationsperiode, das Entlüften beginnt, aus dem Membranmodul austritt. Nach einer Weile verringert sich die VOC-Konzentration im Permeat/Abgas, auf einen erwartungsgemäß gleich bleibenden Wert. Eine signifikante Menge an VOC-Dampf wird bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Gasentlüftungsabschnitt des Zyklus unterbrochen wird, in die Atmosphäre freigesetzt. Dies führt dazu, dass die zeitlich gemittelte Menge an VOC-Verbindungen, die an die Luft abgegeben wird, immer noch inakzeptabel hoch ist.The Although separation membrane leaves selectively oxygen and nitrogen, but has VOC compounds not completely back. Consequently contains the gas that passes through the membrane and into the environment subtracting some VOC vapor, albeit less than withdrawn would, if the membrane was not used. It was determined, that a very highly concentrated stream of VOC vapor at the beginning a venting cycle, d. H. immediately after the pressure increase in the tank through a river initiates the membrane and at the end of a stagnation period, the bleed begins to emerge from the membrane module. Decreased after a while the VOC concentration in the permeate / exhaust gas is expected to be the same lasting value. A significant amount of VOC vapor will reach up to the time at which the gas vent section of the cycle is interrupted, released into the atmosphere. This leads to, that the time-averaged amount of VOC compounds attached to the Air is discharged, is still unacceptably high.

Es ist wünschenswert, die Emissionen von VOC-Verbindungen insgesamt unter den Wert zu verringern, der aus herkömmlichen Kraftstofftank-Dampfrückgewinnungssystemen auf Basis einer Trennmembran her rühren.It is desirable Total emissions of VOC compounds below value reduce that from conventional Fuel tank vapor recovery systems stir on the basis of a separating membrane.

Detaillierte Beschreibungdetailed description

Aus dem schematischen Fließdiagrammm von 1 ist ersichtlich, dass ein herkömmliches System zur Abgabe von flüssigem Kraftstoff einen Kraftstoff-Großspeichertank 1 aufweist, der einen Bestand an flüssigem Kraftstoff 2 enthält. Das Volumen des Tanks über dem Flüssigkeitsspiegel 3 ist als Ullage 4 bekannt. Der flüssige Kraftstoff ist typischerweise eine hochflüchtige organische Verbindung („VOC"), und daher wird die Ullage von einer Gaszusammensetzung eingenommen, die eine hohe Konzentration an VOC-Dampf aufweist. Bei einem typischen Kraftstoffabgabevorgang, der zum Betanken von Automobiltanks mit Benzin eingerichtet ist, wird das flüssige Benzin über eine Transferleitung 5, die zu einer Pumpstation 6 führt, aus dem Speichertank abgezogen. Das Benzin wird von einer Kraftstoffabgabepumpe 7 über einen Schlauch 8 durch einen Stutzen 9 in die Zapfpistole 11 und in den Fahrzeugtank im Automobil 10 abgegeben.From the schematic flow diagram of FIG 1 It can be seen that a conventional system for dispensing liquid fuel is a large capacity fuel tank 1 which has a stock of liquid fuel 2 contains. The volume of the tank above the liquid level 3 is as Ullage 4 known. The liquid fuel is typically a highly volatile organic compound ("VOC"), and therefore the oil is taken up by a gas composition having a high concentration of VOC vapor in a typical fuel dispensing operation designed to refuel automotive tanks with gasoline. The liquid gasoline is transferred via a transfer line 5 leading to a pumping station 6 leads, withdrawn from the storage tank. The gasoline comes from a fuel dispensing pump 7 over a hose 8th through a neck 9 in the fuel nozzle 11 and in the vehicle tank in the automobile 10 issued.

Moderne, herkömmliche Kraftstoffabgabesysteme weisen typischerweise auch eine Dampfeinfangeinrichtung 12 auf. Typischerweise ist die Dampfeinfangeinrichtung Teil des Kraftstoffeinfüllstutzens. Die Einfangeinrichtung 12 ist dazu eingerichtet, flüchtigen VOC-Dampf, der austritt, wenn der Kraftstoff in die Zapfpistole fließt, in die Dampftransferleitung 13 zu ziehen. Dieser Dampf wird durch eine geringe Menge des flüchtigen flüssigen Kraftstoffs, der verdampft, während er in den Tank fließt, und durch im Kraftfahrzeugtank vorhandenen VOC-Dampf, der durch den eintretenden, flüssigen Kraftstoff verdrängt wird, erzeugt. Die Einfangeinrichtung kann auch etwas Luft ansaugen, die durch Lücken in der Dichtung zwischen der Einfangeinrichtung und der Zapfpistole hindurchtritt.Modern, conventional fuel delivery systems also typically include a steam trap 12 on. Typically, the steam trap is part of the fuel filler neck. The trapping device 12 is configured to transfer volatile VOC vapor that exits when the fuel flows into the fuel nozzle into the vapor transfer line 13 to draw. This vapor is generated by a small amount of the volatile liquid fuel which evaporates as it flows into the tank and VOC vapor present in the motor vehicle tank which is displaced by the incoming liquid fuel. The capture device may also draw some air that passes through gaps in the seal between the capture device and the fuel nozzle.

Die Ullage des Großspeichertanks und die Dampftransferleitung 13 werden vorzugsweise bei Unterdruck gehalten, so dass etwaige Leckagen Dampf in den Tank ziehen. Dies verhindert eine Umweltverschmutzung, die durch eine Leckage von VOC-Dampf erfolgen könnte, wenn der Druck gegenüber dem atmosphärischen Druck positiv wäre. Einige Abgabesystemausführungen verwenden eine Vakuumpumpe in der Dampftransferleitung 13 (nicht gezeigt). Dies ergänzt die Vakuumtriebkaft, die durch den niedrigen Druck im Speichertank bereitgestellt wird, um flüchtige Emissionen am Stutzen einzufangen. Viele unabhängig arbeitende Abgabestationen können mit dem Großspeichertank verbunden werden, wenngleich nur eine dargestellt ist. Bei Anlagen mit mehreren Speichertanks wird häufig eine gemeinsame Dampftransferleitung verwendet.The Ullage of the large storage tank and the steam transfer line 13 are preferably maintained at negative pressure, so that any leaks draw vapor into the tank. This prevents pollution that could be caused by leakage of VOC vapor if the pressure were positive to the atmospheric pressure. Some dispensing system designs use a vacuum pump in the vapor transfer line 13 (Not shown). This complements the vacuum impulse provided by the low pressure in the storage tank to trap fugitive emissions at the stub. Many independently working Dispensing stations can be connected to the bulk storage tank, although only one is shown. For systems with multiple storage tanks, a common steam transfer line is often used.

Der Großspeichertank ist mit einem Dampfrückgewinnungssystem 20 ausgestattet, das unter anderem Elemente 28, 15, 23, 24 und daran angeschlossene Transferleitungen umfasst. Das Rückgewinnungssystem 20 arbeitet größtenteils so, dass es in der Ullage 4 einen Unterdruck erzeugt. Gas in der Ullage wird mittels einer Gasfördereinrichtung 28 abgezogen und durch das Membranmodul 15 hindurchgeblasen. Dann wird das Gas durch die Entlüftungsleitung 25 in die Atmosphäre ausgestoßen. Eine zweite Gasfördereinrichtung 23 trägt zusätzlich dazu bei, das entlüftete Gas zu entfernen.The large storage tank is equipped with a vapor recovery system 20 equipped, among other elements 28 . 15 . 23 . 24 and associated transfer lines. The recovery system 20 works mostly so that it in the Ullage 4 generates a negative pressure. Gas in the ullage is by means of a gas conveyor 28 subtracted and through the membrane module 15 bubbled. Then the gas passes through the vent line 25 ejected into the atmosphere. A second gas conveyor 23 additionally helps to remove the vented gas.

Der Betrieb des Dampfrückgewinnungssystems 20 erfolgt in wiederholten Zyklen, die jeweils zwei aufeinander folgende Abschnitte aufweisen. Üblicherweise läuft der Systembetrieb zyklisch zwischen Abschnitten ab, die benötigt werden, um den Druck in der Ullage bei einem Vakuum zwischen einer unteren Vakuumgrenze und einer oberen Vakuumgrenze zu halten. Bei der Abgabe von Kraftstoff an der Station 6 strömt weiterhin Dampf durch die Leitung 13 in die Ullage 4, und der Druck in der Ullage kann abhängig von den Volumenverhältnissen von abgegebenem Kraftstoff zu Gas, das zur Ullage zurückgeführt wird, zunehmen oder abnehmen, aber üblicherweise steigt er. Eine Leckage nach innen verursacht, dass der Druck im Inneren des Tanks allmählich steigt. Der Druck im Speichertank kann auch infolge einer Wiederbefüllung des Tanks selbst, in Folge von Temperaturveränderungen oder eines Verdampfens der Flüssigkeit mit der Zeit ebenfalls zunehmen. Sobald der Druck bis zur oberen Vakuumgrenze gestiegen ist, beginnt der erste Abschnitt, und die Gasfördereinrichtungen 28 und 23 beginnen zu laufen. Beim Fortschreiten dieses ersten Betriebsabschnitts wird Gas aus der Entlüftung durch den fortgesetzten Betrieb der Gasfördereinrichtungen ausgestoßen, und der Druck im Tank fällt ab. Wenn der Druck unter die untere Druckgrenze fällt, beginnt der zweite Abschnitt, und die Gasfördereinrichtungen schalten ab. Dies bewirkt, dass die Bewegung der Gase durch das Dampfrückgewinnungssystem 20 zum Stillstand kommt. Der Druckaufbau setzt sich dann fort, und der Zyklus wiederholt sich.The operation of the vapor recovery system 20 takes place in repeated cycles, each having two consecutive sections. Typically, system operation cycles between portions needed to maintain the pressure in the ullage at a vacuum between a lower vacuum limit and an upper vacuum limit. When dispensing fuel at the station 6 steam continues to flow through the pipe 13 into the Ullage 4 and the pressure in the ullage may increase or decrease depending on the volume ratios of discharged fuel to gas being returned to the ullage, but usually it increases. Inward leakage causes the pressure inside the tank to gradually increase. The pressure in the storage tank may also increase as a result of refilling the tank itself as a result of temperature changes or evaporation of the liquid over time. As soon as the pressure has risen to the upper limit of vacuum, the first section, and the gas conveyors, begin 28 and 23 start to run. As this first operating section proceeds, gas is expelled from the vent by the continued operation of the gas delivery devices and the pressure in the tank drops. When the pressure falls below the lower pressure limit, the second section begins and the gas delivery devices shut down. This causes the movement of the gases through the vapor recovery system 20 to stop. The pressure builds up and the cycle repeats.

Noch genauer enthält das Dampfrückgewinnungssystem eine Dampfentnahmeleitung 14, die in ein Membranmodul 15 führt, welches eine selektiv gasdurchlässige Trennmembran 16 aufweist. Die Membran unterteilt das Innere des Moduls in eine Feed-Retentat-Kammer 17 und eine Permeatkammer 18, die jeweils mit gegenüberliegenden Seiten der Membran in Kontakt sind. Das Membranmaterial ist in der Lage, bestimmte Bestandteile des aus der Ullage entnommenen Gasgemisches durchzulassen und andere Bestandteile abzuweisen. Typischerweise treten Sauerstoff, Stickstoff und andere in Luft vorhandene, gasförmige Bestandteile mit geringer Konzentration und geringem Molekulargewicht, z. B. Argon, Ozon, Kohlendioxid und dergleichen, durch die Membran hindurch. VOC-Dampfmoleküle treten im Vergleich zu den anderen hindurchtretenden Bestandteilen sehr langsam hindurch. Folglich wird die Feed-Retentat-Kammer mit VOC angereichert, die durch die Rückflußleitung 19 in den Großspeichertank 1 zurückgeführt werden. Eine Luftfördereinrichtung 28, wie z. B. eine Vakuumpumpe, ein Gebläse, ein Ventilator oder ein ähnlicher Mechanismus zwingt das VOC-angereicherte Gas durch die Rückflußleitung 19.More specifically, the vapor recovery system includes a vapor extraction conduit 14 which is in a membrane module 15 leads, which is a selective gas-permeable separation membrane 16 having. The membrane divides the interior of the module into a feed-retentate chamber 17 and a permeate chamber 18 which are respectively in contact with opposite sides of the membrane. The membrane material is able to pass certain components of the gaseous mixture removed from the ullage and reject other components. Typically, oxygen, nitrogen and other low concentration, low molecular weight gaseous components present in air, e.g. Argon, ozone, carbon dioxide and the like, through the membrane. VOC vapor molecules pass very slowly compared to the other constituents passing through. Consequently, the feed-retentate chamber is enriched with VOC passing through the reflux line 19 in the large storage tank 1 to be led back. An air conveyor 28 , such as As a vacuum pump, a fan, a fan or similar mechanism forces the VOC-enriched gas through the return line 19 ,

Als Ergebnis der selektiven Permeation hat das Gas in der Permeatkammer 18 eine niedrigere Konzentration an VOC als das Gas in der Ullage des Tanks. Es kann jedoch, wie dies üblicherweise der Fall ist, eine geringe Menge an VOC enthalten. Üblicherweise wird die gereinigte Luft mit verringerter VOC-Kontamination durch die Leitung 22 unter Verwendung der Luftfördereinrichtung 23 aus der Permeatkammer abgezogen. Diese Luft kann dann in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Ein Rückschlagventil 24 oder eine ähnliche herkömmliche Durchflusssteuereinrichtung kann eingesetzt werden, um zu verhindern, dass Umgebungsluft durch das Dampfrückgewinnungssystem in den Speichertank zurückfließt und den Druck im Tank erhöht. Die Hauptaufgabe des Dampfrückgewinnungssystems besteht darin, so wenig VOC wie praktikabel in die Umwelt auszustoßen.As a result of selective permeation, the gas in the permeate chamber 18 a lower concentration of VOC than the gas in the ullage of the tank. However, as is usually the case, it may contain a small amount of VOC. Usually, the purified air is reduced with reduced VOC contamination through the line 22 using the air conveyor 23 withdrawn from the permeate chamber. This air can then be expelled into the atmosphere. A check valve 24 or a similar conventional flow control device may be employed to prevent ambient air from flowing back into the storage tank through the vapor recovery system and increasing the pressure in the tank. The main task of the vapor recovery system is to emit as little VOC as practicable into the environment.

Verfahren und Vorrichtung gemäß dieser Erfindung unterscheiden sich von der herkömmlichen Technologie zur Dampfrückgewinnung von VOC hauptsächlich dadurch, dass für zumindest einen Teil des zweiten Abschnitts des zyklischen Prozesses eine Menge an Verdünnungsgas in das Membranmodul 15 eingebracht wird. Während das Verdünnungsmittel eintritt, werden die Ventile im Dampfrückgewinnungssystem so eingestellt, dass sie das fließende Verdünnungsmittel in einer Weise lenken, die nachfolgend noch gründlicher erläutert wird. Das Verdünnungsgas kann jede gasförmige Zusammensetzung sein, die frei von den Bestandteilen ist, die von der Membran zurückgewiesen werden, d. h. frei von VOC. Das Verdünnungsgas sollte zudem unter den Bedingungen, die im Dampfrückgewinnungssystem vorliegen, nicht mit VOC reagieren. Beispiele für geeignete Verdünnungsgaszusammensetzungen umfassen Luft, Kohlendioxid, Wasserstoff, Helium, Stickstoff und Gemische davon. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Verdünnungsgas um Luft.The method and apparatus according to this invention differ from the conventional VOC vapor recovery technology primarily in that for at least a portion of the second portion of the cyclic process, an amount of diluent gas enters the membrane module 15 is introduced. As the diluent enters, the valves in the vapor recovery system are adjusted to direct the flowing diluent in a manner that will be discussed in more detail below. The diluent gas may be any gaseous composition that is free of the components that are rejected by the membrane, ie, free of VOC. The diluent gas should also not react with VOC under the conditions found in the vapor recovery system. Examples of suitable diluent gas compositions include air, carbon dioxide, hydrogen, helium, nitrogen, and mixtures thereof. Preferably, the diluent gas is air.

Als vorteilhafte Konsequenz der Einführung von Verdünnungsgas in das Membranmodul während des zweiten Abschnitts jedes Zyklus ist die Menge an VOC, die pro Zyklus vom Dampfrückgewinnungssystem in die Umwelt ausgestoßen wird, verringert. Der genaue Grund für die Verringerung der VOC-Emissionen, die, wie festgestellt wurde, dann auftritt, wenn Luft während des zweiten Abschnitts jedes Zyklus gezielt in das Modul eingebracht wird, ist derzeit noch nicht geklärt. Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, wird davon ausgegangen, dass diese Verringerung auf zwei Phänomenen beruht. Erstens sind während des Betriebs eines herkömmlichen Dampfrückgewinnungssystems, wie es in 1 dargestellt ist, am Ende jedes ersten Abschnittes VOC im Modul vorhanden. Die Gaskonzentration in der Feed-Kammer ist die gleiche wie in der Ullage des Speichertanks. Der zweite Abschnitt jedes Zyklus dauert typischerweise etwa 30 Minuten und ist deutlich länger als der erste Abschnitt. Während dieses Zeitraumes gleicht sich die VOC-Konzentration auf beiden Seiten der Membran aus. Damit wandert eine vergleichsweise große Menge an VOC in die Permeatkammer. Zu Beginn des ersten Abschnittes des nächsten Zyklus fließt die in der Permeatkammer vorhandene Menge an VOC vorwärts zur Entlüftungstransferleitung und schließlich zur umgebenden Umwelt. Bei dem neuen Verfahren wird jedoch ein signifikanter Anteil der am Ende des ersten Abschnittes im Modul vorhandenen VOC durch das Verdünnungsgas zum Speichertank verdrängt, bevor der erste Abschnitt des nächsten Zyklus beginnt. Daher stehen zu Beginn jedes ersten Abschnittes weniger VOC zur Verfügung, um durch das Modul hindurchzuströmen und durch die Entlüftungsleitung auszutreten.As an advantageous consequence of the introduction of diluent gas into the membrane module during the second portion of each cycle, the amount of VOC expelled from the vapor recovery system to the environment per cycle is reduced. The exact reason for the reduction in VOC emissions, which has been found to occur when air is deliberately introduced into the module during the second section of each cycle, is not yet clear. Without wishing to be bound by theory, it is believed that this reduction is based on two phenomena. First, during operation of a conventional vapor recovery system, as shown in FIG 1 is shown at the end of each first section VOC in the module. The gas concentration in the feed chamber is the same as in the ullage of the storage tank. The second portion of each cycle typically lasts about 30 minutes and is significantly longer than the first portion. During this period, the VOC concentration on both sides of the membrane equalizes. Thus, a comparatively large amount of VOC migrates into the permeate chamber. At the beginning of the first section of the next cycle, the amount of VOC present in the permeate chamber flows forwards to the vent transfer line and finally to the surrounding environment. In the new method, however, a significant portion of the VOC present in the module at the end of the first section is displaced by the diluent gas to the storage tank before the first section of the next cycle begins. Therefore, at the beginning of each first section, fewer VOCs are available to flow through the module and exit through the vent line.

Zweitens neigt das Verdünnungsgas dazu, das freie Volumen der selektiv gasdurchlässigen Membran zu spülen. Im Vergleich dazu verursacht beim herkömmlichen Verfahren die Einwirkung der hohen Konzentration von VOC während des zweiten Abschnittes auf die Membran, dass die im Modul vorhandenen VOC einen hohen Anteil des freien Volumens der Membranzusammensetzung einnehmen. Zur Bezeichnung dieses Zustandes wird der Begriff „Plastifizierung" (der Membran) verwendet. Die plastifizierte Membran befindet sich nicht im optimalen Zustand, um selektiv die Nicht-VOC-Bestandteile während des ersten Abschnittes jedes Zyklus durchzulassen. Insbesondere wäre zu erwarten, dass eine mit VOC plastifizierte Membran eine höhere Menge an VOC durchlässt, als eine, die nicht plastifiziert ist. Nach dem neuen Verfahren strömt das Verdünnungsgas an der Membran vorbei oder durch diese hindurch. Dies zieht zumindest einen Teil der VOC aus dem freien Volumen ab und bringt die Membran dadurch in einen besseren Zustand, um die Gasgemischbestandteile während des ersten Abschnittes des nächsten Zyklus selektiv durchzulassen.Secondly the diluent gas tends to purge the free volume of the selectively gas permeable membrane. in the In comparison, the conventional method causes the action the high concentration of VOC during the second section on the membrane that the VOCs present in the module occupy a high proportion of the free volume of the membrane composition. To name In this state, the term "plastification" (membrane) is used. The plasticized membrane is not in optimal condition, to selectively remove the non-VOC ingredients while the first section of each cycle. Especially would be too expect a VOC plasticized membrane to be a higher amount at VOC, as one that is not plasticized. After the new procedure flows the diluent gas past or through the membrane. At least that's what draws remove some of the VOC from the free volume and bring the membrane thereby in a better condition to the gas mixture components while of the first section of the next Cycle through selectively.

Das neue Verfahren und das neue System sind damit dazu eingerichtet, vorzugsweise mindestens etwa 5% der VOC abzuziehen, die andernfalls beim Start des ersten Abschnittes vorhanden wären. Noch bevorzugter beträgt die abgezogene Menge mindestens etwa 10% und besonders bevorzugt mindestens etwa 25%. Die VOC-Emissionen sind geringer als die, die auftreten würden, wenn das Verdünnungsgas während des zweiten Abschnittes nicht zu dem Modul hinzugegeben worden wäre. Die VOC-Emissionen werden vorzugsweise um mehr als 10% verringert.The new procedures and the new system are thus preferably at least about 5% of the VOC, otherwise would be present at the start of the first section. More preferably, the withdrawn Amount at least about 10%, and more preferably at least about 25%. VOC emissions are lower than those that would occur if the diluent gas during the second section would not have been added to the module. The VOC emissions are preferably reduced by more than 10%.

Die Wirksamkeit des neuen Dampfrückgewinnungssystems kann anhand 2 erläutert werden. Die Kurve A stellt die typische Leistung dar, die während eines Zyklus für einen Kraftstoffgroßspeichertank zu erwarten ist, der mit einem herkömmlichen Dampfrückgewinnungssystem, wie es in 1 gezeigt ist, arbeitet. Es handelt sich dabei um eine graphische Darstellung der Konzentration in der Entlüftungsleitung 25 des VOC-Gehaltes in Volumenprozent des Gases, das aus einem hypothetischen System austritt. Die Akkumulation von Gas, das bei Kraftstoffabgabevorgängen in den Speichertank 1 zurückfließt, und die Leckage nach innen erhöhen den Druck innerhalb des Speichertanks auf einen Druck über der hohen Vakuumgrenze. Dies löst die Betätigung des Dampfrückgewinnungssystems aus. Der Betrieb des ersten Abschnittes beginnt mit der Inbetriebnahme der Gasfördereinrichtungen 28 und 23 (Punkt A1). Die Detektion eines Anstiegs der VOC-Konzentration durch einen Sensor in der Entlüftungsleitung 25 erfolgt kurze Zeit später, üblicherweise etwa mehrere Sekunden später (Punkt A2). Während der Betrieb des ersten Abschnittes des Rückgewinnungssystems fortdauert, tritt Ullagegas selektiv durch die Membran hindurch und verdrängt das Gas in der Permeatkammer, das anfangs eine hohe VOC-Konzentration aufweist, zur Entlüftung. Dadurch wird der Druck im Speichertank gesenkt und zudem bewirkt, dass die VOC-Konzentration in der Entlüftungsleitung steil ansteigt (Punkt A3). Die Membran bewirkt eine Zurückweisung von VOC und folglich erreicht die Konzentration von VOC im emittierten Gas ihren Höhepunkt und beginnt zu sinken (Punkt A4). Danach verringert sich die VOC-Konzentration schrittweise (Punkt A5) und beginnt, einen gleich bleibenden Wert zu erreichen. Die zwischen den Punkten A1 und A6 abgelaufene Zeit ist relativ kurz und reicht üblicherweise von etwa 30 Sekunden bis etwa 30 Minuten. Wenn eine ausreichende Gasmenge aus dem System abgezogen wurde, um den Druck im Speichertank unter die untere Vakuumgrenze zu verringern (Punkt A6), bewirkt ein automatisches Steuersystem, dass die Gasfördereinrichtungen 28 und 23 ihren Betrieb einstellen, wenn der zweite Abschnitt beginnt. Der zweite Abschnitt dauert üblicherweise im Vergleich zum ersten Abschnitt lange. Es ist nicht unüblich, dass die Dauer mindestens etwa 15 Minuten beträgt, und sie kann im Bereich von etwa 30 Minuten bis zu etwa 1 bis 3 Stunden oder noch länger liegen, was von der Größe des Speichertanks und des Ullagegasvolumens sowie der Leckagerate nach innen abhängt. Brüche in der Abszisse und den Kurven in 2 zeigen die längere Zeitdauer. Da der Sensor in der Entlüftungsleitung 25 normalerweise vom Modul beabstandet ist, und da der Fluss während des zweiten Abschnitts angehalten wird, bleibt die VOC-Konzentration bei einem Wert VOC0. Dieser Wert liegt deutlich über Null, da die VOC während des ersten Abschnitts teilweise doch durch die Membran hindurchtreten und im ausgetretenen Gas vorhanden sind. Der erste Abschnitt des nächsten Zyklus beginnt bei Punkt A1'.The effectiveness of the new vapor recovery system can be demonstrated by 2 be explained. The curve A represents the typical performance to be expected during a cycle for a fuel storage tank provided with a conventional vapor recovery system as shown in FIG 1 shown is working. It is a graphical representation of the concentration in the vent line 25 of the VOC content in volume percent of the gas exiting a hypothetical system. The accumulation of gas during fuel dispensing operations in the storage tank 1 flows back, and the leakage inside increases the pressure inside the storage tank to a pressure above the high vacuum limit. This triggers the operation of the vapor recovery system. The operation of the first section begins with the commissioning of the gas conveying equipment 28 and 23 (Point A1). The detection of an increase in VOC concentration by a sensor in the vent line 25 occurs a short time later, usually about several seconds later (point A2). As the operation of the first section of the recovery system continues, ullage gas selectively passes through the membrane and displaces the gas in the permeate chamber, which initially has a high VOC concentration, for venting. This lowers the pressure in the storage tank and also causes the VOC concentration in the vent line to rise sharply (point A3). The membrane causes rejection of VOC, and thus the concentration of VOC in the emitted gas peaks and begins to decrease (point A4). Thereafter, the VOC concentration gradually decreases (point A5) and begins to reach a constant value. The time elapsed between points A1 and A6 is relatively short, usually ranging from about 30 seconds to about 30 minutes. When a sufficient amount of gas has been withdrawn from the system to lower the pressure in the storage tank below the lower vacuum limit (item A6), an automatic control system will cause the gas delivery equipment to be shut off 28 and 23 stop operating when the second section starts. The second section usually takes a long time compared to the first section. It is not uncommon for the duration to be at least about 15 minutes, and it can range from about 30 minutes to about 1 to 3 hours or even longer, which depends on the size of the storage tank and the Ullagegasvolumens and the leakage rate inward. Fractions in the abscissa and the curves in 2 show the longer duration. Because the sensor in the vent line 25 is normally spaced from the module, and since the flow is stopped during the second section, the VOC concentration remains at a value VOC 0 . This value is well above zero, as the VOCs sometimes pass through the membrane during the first stage and are present in the leaked gas. The first section of the next cycle begins at point A1 '.

2 zeigt auch die Kurve B für die VOC-Konzentration gegenüber der zeitbezogenen Leistung einer ähnlichen VOC-Kraftstoffabgabeinheit, bei der das Dampfrückgewinnungssystem gemäß dieser Erfindung betrieben wird. Die Ereignisse im Zyklus erfolgen genau zu den gleichen gerade beschriebenen Zeitpunkten. Dies bedeutet, dass der erste Abschnitt im Zeitraum zwischen den Punkten B1 und B6 erfolgt. Der Zeitraum des zweiten Abschnittes liegt zwischen Punkt B6 und Punkt B1'. Ein Teil der Umgebungsluft wird jedoch während des zweiten Abschnittes des Betriebes in das Membranmodul eingebracht. Aufgrund der Zuführung von Luft ist die Höchstkonzentration (Punkt B4) niedriger als die Höchstkonzentration beim herkömmlichen Verfahren. Zudem verringert sich die VOC-Konzentration von Gas in der Entlüftungsleitung schließlich auf nahezu Null, sobald der nächste erste Abschnitt (Punkt B1') beginnt, da das Modul mit Verdünnungsgas gespült wird, das frei von VOC ist. Die Verringerungsrate der VOC-Konzentration im zweiten Abschnitt (d. h. zwischen den Punkten B6 und B1') hängt von der Geometrie des jeweiligen Systems und von der Lage des Sensors relativ zur Position, an der das Verdünnungsgas eingeführt wird, ab. Insgesamt ist der kumulative Bereich unter der Kurve B1 während des ersten Abschnittes (d. h. zwischen den Punkten B1 und B6), der die gesamte Menge an VOC darstellt, die pro Zyklus in die Umwelt ausgestoßen wird, kleiner als dies üblicherweise der Fall ist. 2 Figure 4 also shows the VOC concentration versus time versus time curve V of a similar VOC fuel dispensing unit operating the vapor recovery system of this invention. The events in the cycle take place exactly at the same instants just described. This means that the first section takes place in the period between points B1 and B6. The period of the second section lies between point B6 and point B1 '. However, part of the ambient air is introduced into the membrane module during the second part of the operation. Due to the supply of air, the maximum concentration (point B4) is lower than the maximum concentration in the conventional method. In addition, the VOC concentration of gas in the vent line eventually decreases to near zero as soon as the next first section (point B1 ') begins because the module is purged with diluent gas that is free of VOC. The rate of reduction of the VOC concentration in the second section (ie, between points B6 and B1 ') depends on the geometry of the particular system and the location of the sensor relative to the position at which the diluent gas is introduced. Overall, the cumulative area under curve B1 during the first section (ie, between points B1 and B6), which represents the total amount of VOC released into the environment per cycle, is less than is usually the case.

Nun werden verschiedene Ausführungsformen des neuen Verfahrens und Systems unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Gleiche Teile in unterschiedlichen Figuren der Zeichnungen weisen gemeinsame Bezugszeichen auf.Now, various embodiments of the new method and system will be described with reference to FIG 3 described. Like parts in different figures of the drawings have common reference numerals.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird dem Membranmodul das Verdünnungsgas an einer Position zugeführt, die in Fluidverbindung mit der Permeatkammer des Moduls steht. Somit ist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Dampfrückgewinnungssystem so modifiziert, dass es ein automatisches Abteilventil 36 in der Verdünnungsgaszuführleitung 35 aufweist. Im Betrieb wird das Ventil 36 für einen Zeitraum während des zweiten Abschnitts des Zyklus geöffnet. Dadurch kann ein Vorrat an Verdünnungsgas, vorzugsweise Umgebungsluft, in die Permeatkammer eintreten. Unter der treibenden Druckkraft aufgrund des Vakuumzustandes, der dann in der Ullage 4 vorliegt, strömt die Luft durch die Membran zurück und in die Feed-Retentat-Kammer. Die frische Luft verdünnt somit die VOC in der Permeatkammer und spült, wie man vermutet, die plastifizierenden VOC aus dem freien Volumen des Membranmaterials heraus. Zu einem Zeitpunkt, der durch eine vorgegebene Zeitspanne, eine erfasste VOC-Konzentration im System oder einen Druck im System definiert ist, wird der Rückfluss in die Ullage angehalten. Dies verhindert einen weiteren Anstieg des Drucks im Speichertank. Das Anhalten des Rückflusses kann durch Schließen der Ventile 32 und 33 oder alternativ dazu durch Schließen des Ventils 36 bewerkstelligt werden. Bevor der erste Abschnitt des nächsten Dampfrückgewinnungszyklus beginnt, werden die Ventile 32 und 33 in den offenen und das Ventil 36 in den geschlossenen Zustand zurückgestellt.According to one aspect of the invention, the dilution gas is supplied to the membrane module at a position that is in fluid communication with the permeate chamber of the module. Thus, in one embodiment of the present invention, the vapor recovery system is modified to be an automatic diverter valve 36 in the diluent gas supply line 35 having. During operation, the valve becomes 36 opened for a period during the second section of the cycle. As a result, a supply of diluent gas, preferably ambient air, can enter the permeate chamber. Under the driving compressive force due to the vacuum state, which then in the ullage 4 is present, the air flows back through the membrane and into the feed-retentate chamber. The fresh air thus dilutes the VOC in the permeate chamber and purges the plasticizing VOC from the free volume of membrane material, as expected. At a point in time defined by a predetermined period of time, a detected VOC concentration in the system, or a pressure in the system, backflow into the ullage is halted. This prevents a further increase in the pressure in the storage tank. The arrest of reflux can be achieved by closing the valves 32 and 33 or alternatively by closing the valve 36 be accomplished. Before the first section of the next vapor recovery cycle begins, the valves become 32 and 33 in the open and the valve 36 returned to the closed state.

Die Position des Ventils 32 ist nicht kritisch. Es kann an jeder beliebigen Stelle in der Einsatzgas-Transferleitung 14, 21 zwischen der Ullage 4 und der Feed-Retentat-Kammer angeordnet werden. Die Anordnung des Ventils nahe dem Einlass zur Feed-Retentat-Kammer ist bevorzugt, da dies das Volumen des Totraumes verringert, auf den das Verdünnungsgas trifft, wenn es zur Ullage strömt. Ebenso kann das Ventil 33 in der Retentat-Leitung zwischen dem Speichertank und dem Membranmodul beliebig angeordnet werden, wobei es jedoch vorzugsweise nahe der Feed-Retentat-Kammer liegt. Gleichermaßen kann die Verdünnungsluft-Zuführleitung 35 stromabwärts der Gasfördereinrichtung 23 angeordnet werden. Dies setzt natürlich voraus, dass die Gasfördereinrichtung 23 und alle anderen dazwischen liegenden Einrichtungen in der Permeataustoßleitung vom Lufteinlasspunkt bis zur Permeatkammer des Moduls den Gasrückfluss nicht merklich behindern. Es sei daran erinnert, dass die Verdünnungsluft während des zweiten Abschnitts des Dampfrückgewinnungsvorgangs zugeführt wird, während dessen die Gasfördereinrichtungen 28 und 23 ausgeschaltet sind.The position of the valve 32 is not critical. It can be located anywhere in the feed gas transfer line 14 . 21 between the Ullage 4 and the feed-retentate chamber. The location of the valve near the inlet to the feed-retentate chamber is preferred because it reduces the volume of dead space encountered by the diluent gas as it flows to the ullage. Likewise, the valve 33 be arranged arbitrarily in the retentate line between the storage tank and the membrane module, but it is preferably close to the feed-retentate chamber. Similarly, the dilution air supply line 35 downstream of the gas conveyor 23 to be ordered. Of course, this requires that the gas conveyor 23 and any other intervening means in the permeate effluent line from the air inlet point to the permeate chamber of the module do not appreciably impede gas reflux. It is recalled that the dilution air is supplied during the second portion of the vapor recovery operation, during which the gas delivery devices 28 and 23 are turned off.

Es kommen auch andere Varianten der oben erwähnten Ausführungsform in Betracht. Beispielsweise kann die Leitung 35 direkt in die Permeatkammer führen. Wenn Luft durch die Fördereinrichtung 23 bei angehaltener Einrichtung zurückfließen kann, kann die Funktion des Ventils 36 auch durch das Ventil 37 oder ein bidirektionales Ventil, welches das Rückschlagventil 24 ersetzt, ersetzt werden. Beispielsweise kann das Rückschlagventil 24 durch ein Druck-Vakuum („P/V")-Ventil ersetzt werden, das während des zweiten Abschnitts Verdünnungsluft in die Permeatkammer einlässt, bis der Druckgradient im gesamten P/V-Ventil unter einen vorgewählten Mindestwert fällt.There are also other variants of the above-mentioned embodiment into consideration. For example, the line 35 lead directly into the permeate chamber. When air passes through the conveyor 23 can flow back when the device is stopped, the function of the valve 36 also through the valve 37 or a bidirectional valve, which is the check valve 24 replaced, replaced. For example, the check valve 24 be replaced by a pressure-vacuum ("P / V") valve that introduces dilution air into the permeate chamber during the second section until the pressure gradient in the entire P / V valve is below a preselected minimum value falls.

Bei einem anderen Aspekt wird das Verdünnungsgas dem Membranmodul an einer Position in Fluidverbindung mit der Feed-Retentat-Kammer des Moduls zugeführt. Beispielsweise würde Verdünnungsluft durch die Leitung 35a zugeführt und durch das Ventil 36a gesteuert. Im Betrieb wird das Sperrventil 32 zu gegebener Zeit geschlossen, während Luft durch das Ventil 36a einströmt. Da sich die Ullage gegenüber dem einströmenden Verdünnungsgas im Unterdruck befindet, strömt das Gas durch die Feed-Retentat-Kammer hindurch und über die Leitung 19 zurück in die Ullage.In another aspect, the diluent gas is supplied to the membrane module at a position in fluid communication with the feed-retentate chamber of the module. For example, dilution air would be through the pipe 35a fed and through the valve 36a controlled. In operation, the check valve 32 closed in due course while air passes through the valve 36a flows. Since the ullage is in negative pressure relative to the incoming diluent gas, the gas flows through the feed-retentate chamber and over the line 19 back to the Ullage.

Für bessere Ergebnisse, d. h. niedrigere VOC-Emissionen, sollte das Verdünnungsgas die Feed-Retentat-Fläche der Membran 16 überstreichen. Es sollte darauf geachtet werden, die Position der Leitung 35a für einströmendes Verdünnungsgas so zu konfigurieren, dass sichergestellt ist, dass ein wesentlicher Anteil des Gases den Kontakt mit der Membranoberfläche nicht umgeht. Dies kann häufig dadurch erreicht werden, dass die Zuführleitung 35a und die Rückflußleitung 19 an gegenüberliegenden Enden der Feed-Retentat-Kammer angeordnet werden.For better results, ie lower VOC emissions, the diluent gas should be the feed-retentate area of the membrane 16 sweep. Care should be taken to the position of the line 35a for incoming diluent gas to be configured to ensure that a substantial portion of the gas does not bypass contact with the membrane surface. This can often be achieved by the supply line 35a and the reflux line 19 At opposite ends of the feed-retentate chamber can be arranged.

Andere in Betracht gezogene Varianten sind diejenigen, bei denen die Verdünnungsgas-Zuführleitung an einer anderen Position in der Modul-Zuführleitung angeordnet ist. Beispielsweise kann die Leitung 35a in der Transferleitung 14 stromaufwärts der Gasfördereinrichtung 28 angeordnet sein. Mit der Leitung 35a in dieser Position sollte das Ventil 38 während des zweiten Abschnittes geschlossen sein, und die Gasfördereinrichtung 28 kann wahlweise dazu verwendet werden, Luft durch die Feed-Retentat-Kammer zu drücken. Sofern das Rückschlagventil 24 nicht dahingehend wirkt, dass es das Austreten eines möglichen Abflusses verhindert, wird empfohlen, zu diesem Zweck ein optionales Abteilungsventil 37 in der Permeatausstoßleitung vorzusehen.Other contemplated variants are those in which the diluent gas supply line is located at a different position in the module supply line. For example, the line 35a in the transfer line 14 upstream of the gas conveyor 28 be arranged. With the line 35a in this position should the valve 38 be closed during the second section, and the gas conveyor 28 Optionally, it can be used to force air through the feed-retentate chamber. If the check valve 24 is not designed to prevent the escape of a possible outflow, it is recommended for this purpose an optional divisional valve 37 in the permeate discharge line.

Bei einer anderen möglichen Variante kann die Leitung 35a in der Leitung 19 zwischen dem Ventil 33 und der Feed-Retentat-Kammer angeordnet werden.In another possible variant, the line 35a in the pipe 19 between the valve 33 and the feed-retentate chamber.

Wie erwähnt besteht eine Hauptaufgabe des neuen Dampfrückgewinnungssystems darin, verringerte Umweltemissionen von VOC-Dampf zu ermöglichen, während das Dampfsystem in Fluidverbindung mit der Ullage des Speichertanks bei einem Druck unterhalb des Umgebungsluftdrucks betrieben wird. Niedrigere Emissionen treten auf, wenn ein Verdünnungsgas während zumindest eines Teils des zweiten Abschnitts jedes Dampfrückgewinnungs-Betriebszyklus im Membranmodul zugegeben wird. Bestimmte Steuerprotokolle werden in Betracht gezogen, um dies zu erreichen.As mentioned a main task of the new vapor recovery system is to to allow reduced environmental emissions of VOC vapor while the vapor system is in fluid communication with the ullage of the storage tank at a pressure below the ambient air pressure is operated. Lower emissions occur when a diluent gas during at least a portion of the second portion of each vapor recovery operating cycle is added in the membrane module. Certain control protocols will be considered to achieve this.

Gemäß einem solchen Protokoll wird das Verdünnungsgas dem Modul zu Zeiten zugeführt, zu denen der Druck an einer vorgewählten Position im System innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches liegt. Erneut wird erkannt, dass der Start des zweiten Abschnitts des Dampfrückgewinnungszyklus durch einen niedrigen Druck im Dampfbehandlungssystem gekennzeichnet ist. Die Beschickung des Moduls mit Verdünnungsgas bewirkt, dass der Systemdruck ansteigt. Dieses Steuerprotokoll sieht vor, dass das Verdünnungsgas in das Modul fließt, bis der Systemdruck auf eine vorbestimmte obere Druckgrenze steigt. Dieses Protokoll kann auf verschiedene Weisen implementiert werden. Beispielsweise kann ein elektronischer Drucksensor verwendet werden, um die Steuerung des Einlasses von Verdünnungsgas auszulösen. Bei einem anderen repräsentativen Beispiel kann die Steuerung mechanisch erfolgen, z. B. durch Verwendung eines P/V-Ventils in Position 24 (4), wie zuvor erwähnt.According to such a protocol, the diluent gas is supplied to the module at times when the pressure at a preselected position in the system is within a predetermined pressure range. Again, it is recognized that the start of the second section of the vapor recovery cycle is characterized by a low pressure in the steam treatment system. Feeding the module with diluent gas causes the system pressure to increase. This control protocol allows the diluent gas to flow into the module until the system pressure rises to a predetermined upper pressure limit. This protocol can be implemented in several ways. For example, an electronic pressure sensor may be used to initiate control of the diluent gas inlet. In another representative example, the control may be mechanical, e.g. B. by using a P / V valve in position 24 ( 4 ), As previously mentioned.

Ein anderes Betriebsprotokoll erfordert die Beschickung mit Verdünnungsgas während einer Dauer, die wirksam ist, um eine bestimmte Konzentration an einer Position im Modul oder einem angeschlossenen Rohrleitungssystem zu erhalten. Dabei kann ein Sensor für einen VOC-Konzentrationsanalysator in Fluidverbindung mit der Feed-Retentat-Kammer oder der Permeatkammer gebracht werden. Der Analysator sollte in der Lage sein, Echtzeitanalysen der VOC-Konzentration bereitzustellen und ein Signal zur Eingabe in ein automatisches Steuersystem zu erzeugen. Das Steuersystem ist dazu eingerichtet, das Ventil 36 oder 36a als Reaktion auf das Eingangssignal zu betätigen. Solche Analysatoren und Steuersysteme sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Ein Beispiel für ein solches Steuersystem ist die C-Serie von programmierbaren Logik-Kontrollern (PLCs), die von Omron Electronics LLC, One East Commerce Drive, Schaumburg IL, 60173 erhältlich sind. Ein Beispiel für einen geeigneten Analysator ist das Modell 317 WP des nicht dispersiven Infrarot-Kohlenwasserstoff-Sensors, der von Nova Analytical Systems, LTD., 270 Sherman Ave N., Hamilton, ON, CA, L8L 6 N5, hergestellt wird. Der Dampf im Modul oder im Rohrleitungssystem hat zu Beginn des zweiten Abschnittes eine relativ hohe anfängliche VOC-Konzentration. Bei Einleitung des Verdünnungsgases verringert sich die VOC-Konzentration. Dieses Protokoll sieht vor, dass das Verdünnungsgas in das Modul fließt, bis die VOC-Konzentration an der Sensorposition unter eine vorbestimmte untere Konzentrationsgrenze sinkt.Another operating protocol requires the diluent gas feed for a duration effective to maintain a particular concentration at a position in the module or a connected piping system. In this case, a sensor for a VOC concentration analyzer can be brought into fluid communication with the feed-retentate chamber or the permeate chamber. The analyzer should be able to provide real-time VOC concentration analysis and generate a signal for input to an automatic control system. The control system is adapted to the valve 36 or 36a in response to the input signal. Such analyzers and control systems are well known to those skilled in the art. An example of such a control system is the C series programmable logic controllers (PLCs) available from Omron Electronics LLC, One East Commerce Drive, Schaumburg IL, 60173. An example of a suitable analyzer is Model 317 WP of the non-dispersive infrared hydrocarbon sensor manufactured by Nova Analytical Systems, LTD., 270 Sherman Ave N., Hamilton, ON, CA, L8L 6 N5. The vapor in the module or piping system has a relatively high initial VOC concentration at the beginning of the second section. Upon introduction of the diluent gas, the VOC concentration decreases. This protocol provides that the diluent gas flows into the module until the VOC concentration at the sensor position falls below a predetermined lower concentration limit.

Bei einem anderen Betriebsprotokoll erfolgt die Beschickung mit Verdünnungsgas über einen Zeitraum mit einer vorbestimmten Zeitdauer. Dabei wird das Gasverdünnungs-Zuführventil zu einem Zeitpunkt nach dem Start des zweiten Abschnittes geöffnet, um das Eintreten von Verdünnungsgas in das Modul zu gestatten. Das Ventil bleibt nur für eine vorab gewählte Zeitdauer offen. Nach Ablauf der Zeitbegrenzung wird das Verdünnungsgas-Zuführventil geschlossen. Der Verdünnungsgas-Zuführzeitraum beginnt vorzugsweise gleichzeitig mit dem Einsetzen des zweiten Abschnittes. Die Fließgeschwindigkeit des Verdünnungsgases ist ein anderer Parameter, der eingestellt werden kann, um die Verringerung von VOC-Emissionen zu optimieren. Beispielsweise kann während der vorbestimmten Dauer der Gasbeschickung die Fließgeschwindigkeit bei einem festen Wert gehalten werden. Emissionsergebnisse können für einen oder mehrere aufeinander folgende Zyklen beobachtet werden. Es können entweder die Verdünnungsgas-Fließgeschwindigkeit, die Verdünnungsgas-Zuführdauer oder eine Kombination der Geschwindigkeit und der Dauer in unterschiedlichen Zyklen verändert werden, um festzustellen, welche Einstellungen eine optimale Emissionsleistung bringen. Bei einer anderen in Betracht gezogen Ausführungsform kann die Fließgeschwindigkeit des Verdünnungsgases entsprechend einem vorbestimmten Programm gedrosselt werden. Dabei kann bei geöffnetem Verdünnungsgasventil die Fließgeschwindigkeit erhöht, verringert oder anderweitig für beste Ergebnisse eingestellt werden.at In another operation log, the diluent gas feed is via one Period of a predetermined period of time. In this case, the gas dilution feed valve open at a time after the start of the second section the entry of diluent gas to allow in the module. The valve remains only for one in advance elected Duration open. After expiration of the time limit, the diluent gas supply valve closed. The diluent gas delivery period preferably starts simultaneously with the onset of the second Section. The flow rate of the diluent gas is another parameter that can be adjusted to reduce to optimize VOC emissions. For example, during the predetermined duration of the gas feed the flow rate at a fixed Value to be kept. Emission results may be one or more consecutive following cycles are observed. Either the dilution gas flow rate, the diluent gas delivery time or a combination of speed and duration in different Cycles changed to determine which settings provide optimal emission performance bring. In another embodiment considered can the flow rate of the diluent gas throttled according to a predetermined program. there can open when Dilution gas valve the flow rate elevated, reduced or otherwise for best results are set.

Es versteht sich, dass auch jede Kombination von mehr als einem der zuvor erwähnten Steuerprotokolle implementiert werden kann. Ein mit der Lehre dieser Offenbarung gerüsteter Durchschnittsfachmann ist in der Lage, die Steuervariablen so zu beeinflussen, dass er ohne übermäßigen Versuchsaufwand die niedrigsten VOC-Emissionen erreichen kann.It It is understood that any combination of more than one of previously mentioned Control protocols can be implemented. One with the teaching of this Revelation armored One of ordinary skill in the art will be able to adjust the control variables so affect him without excessive experimentation the lowest VOC emissions can reach.

Das neue Verfahren und das neue System arbeiten mit einem Modul, das eine selektiv gasdurchlässige Membran umfasst. Jede Membranzusammensetzung, die eine gute Selektivität für Bestandteile von Luft gegenüber VOC aufweist, kann verwendet werden. Üblicherweise ist die Membran eine Polymerzusammensetzung. VOC sind bekanntlich Lösungsmittel für zahlreiche Polymere. Daher sollte die Membranzusammensetzung gegenüber VOC inert sein.The new procedures and the new system work with a module that a selectively gas permeable Membrane comprises. Any membrane composition that has good selectivity for constituents from the air VOC can be used. Usually, the membrane a polymer composition. VOCs are known to be solvents for many Polymers. Therefore, the membrane composition versus VOC be inert.

Die Membran sollte vorzugsweise eine dünne Schicht aus einem selektiv permeablen, nicht-porösen Polymer mit einem großen freien Volumen enthalten. Die nicht-poröse Schicht kann auf ein poröses Substrat, wie z. B. eine mikroporöse Hohlfaser, aufgebracht sein. Repräsentative Polymere umfassen Polytrimethylsilylpropyn, Polypertluoroallylvinylether), Copolymere von 2,2,4-Trifluor-5-trifluormethoxy-1,3-dioxol und Tetrafluorethylen (TFE), sowie bestimmte amorphe Copolymere von Perfluor-2,2-dimethyl-1,3-dioxol („PDD"). PDD-Copolymere sind besonders bevorzugt, da sie eine einzigartige Kombination von überlegener Permeabilität und Selektivität für verschiedene Gasgemische aufweisen. Besonders bevorzugt sind PDD-Copolymere mit Fluormonomeren, wie z. B. TFE, Vinylidenfluorid, Perfluormethylvinylether, Hexafluorpropylen, Chlortrifluorethylen und Gemische davon. Gastrennmembranen, die PDD umfassen, sind in der US 5,051,114 (Nemser et al.) offenbart, auf deren gesamte Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.The membrane should preferably contain a thin layer of a selectively permeable, nonporous polymer having a large free volume. The non-porous layer can be applied to a porous substrate, such. As a microporous hollow fiber, be applied. Representative polymers include polytrimethylsilylpropyn, poly-fluoroallyl vinyl ether), copolymers of 2,2,4-trifluoro-5-trifluoromethoxy-1,3-dioxole and tetrafluoroethylene (TFE), as well as certain amorphous copolymers of perfluoro-2,2-dimethyl-1,3- dioxol ("PDD"). PDD copolymers are particularly preferred because they have a unique combination of superior permeability and selectivity for various gas mixtures, particularly preferred are PDD copolymers with fluoromonomers such as TFE, vinylidene fluoride, perfluoromethyl vinyl ether, hexafluoropropylene , Chlorotrifluoroethylene, and mixtures thereof. Gas separation membranes comprising PDD are disclosed in U.S.P. US 5,051,114 (Nemser et al.), The entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.

Die Struktur des Membranmoduls ist nicht kritisch. Es können flache, gefaltete, spiralgewickelte, bandförmig tubuläre Membranen und Hohlfasermembranen verwendet werden. Hohlfasermembranen sind bevorzugt. Hohlfasermembranen können in großen Zahlen in einem sogenannten Hohlfasermembranmodul zusammengefasst werden. Die Struktur und das Verfahren für Hohlfasermembranmodule sind dem Fachmann hinlänglich bekannt, siehe beispielsweise US 3,339,341 (Maxwell et al.) und US 5,985,002 (Grantham), auf deren Offenbarungen hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.The structure of the membrane module is not critical. Flat, folded, spiral wound, ribbon tubular membranes and hollow fiber membranes can be used. Hollow fiber membranes are preferred. Hollow fiber membranes can be combined in large numbers in a so-called hollow fiber membrane module. The structure and method for hollow fiber membrane modules are well known to those skilled in the art, see for example US 3,339,341 (Maxwell et al.) And US 5,985,002 (Grantham), the disclosures of which are hereby incorporated by reference.

Die obige Offenbarung ist weitgehend auf Ausführungsformen dieser Erfindung gerichtet, bei denen die Polymerkomponente der selektiv gasdurchlässigen Membran in einem so genannten glasartigen Polymerzustand verwendet wird. Es ist auf dem Gebiet der physikalischen Chemie der Polymere hinlänglich bekannt, dass amorphe Polymere und amorphe Bereiche kristalliner Polymere Phasenübergängen zweiter Ordnung unterliegen, die durch eine Glasübergangstemperatur („Tg") definiert sind. Bei Temperaturen deutlich unterhalb Tg werden diese Polymere hart, steif und glasartig, wenngleich nicht unbedingt spröde. Die Polymere sind in einem Temperaturbereich nahe Tg lederartig und bei Temperaturen deutlich über Tg gummiartig.The The above disclosure is broadly based on embodiments of this invention directed, in which the polymer component of the selectively gas-permeable membrane in a so-called glassy polymer state. It is well known in the field of physical chemistry of polymers that amorphous polymers and amorphous domains of crystalline polymers phase transitions second Subject to order, which are defined by a glass transition temperature ("Tg"). At temperatures well below Tg, these polymers harden, stiff and glassy, though not necessarily brittle. The Polymers are leathery and in a temperature range near Tg at temperatures well above Tg rubbery.

Die Leistung der selektiv gasdurchlässigen Polymermembranen wird dadurch beeinflusst, ob das Polymer glasartig oder gummiartig ist. Beispielsweise ist die Selektivität zwischen den atmosphärischen Gasarten, die üblicherweise in Umgebungsluft vorhanden sind, d. h. Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Kohlendioxid und dergleichen, und Dampfarten von VOC dergestalt, dass glasartige selektive Polymere atmosphärische Gasarten gegenüber den VOC-Arten bevorzugt durchlassen. Umgekehrt sind gummiartige selektive Polymere bevorzugt für VOC und weniger bevorzugt für atmosphärische Gase permeabel. Die Dampfrückgewinnungssysteme, die in den 1 und 3 gezeigt sind, sind dazu eingerichtet, die Permeatzusammensetzungen in die Atmosphäre auszustoßen. Daher verwenden diese Systeme glasartige Polymermembranen, die Ullagegas in ein Permeat trennen, das mit Luft angereichert und an VOC-Dampf verarmt ist. Das mit VOC-Dampf angereicherte Retentat wird in den Speichertank zurückgeführt.The performance of the selectively gas permeable polymer membranes is affected by whether the polymer is glassy or rubbery. For example, the selectivity between the atmospheric gas species commonly present in ambient air, ie, oxygen, nitrogen, argon, carbon dioxide, and the like, and vapor species of VOC is such that glassy selective polymers preferentially pass atmospheric gas species over the VOC species. Conversely, rubbery selective polymers are be preferably for VOC and less preferably permeable to atmospheric gases. The vapor recovery systems used in the 1 and 3 are designed to expel the permeate compositions into the atmosphere. Therefore, these systems use glassy polymer membranes that separate ullage gas into a permeate that is enriched in air and depleted of VOC vapor. The VOC vapor-enriched retentate is returned to the storage tank.

Es wird in Betracht gezogen, dass das neue Verfahren zur Verringerung von VOC-Emissionen bei einem Dampfrückgewinnungssystem angewandt werden kann, das ein gummiartiges Polymer verwendet. Sehr grundsätzlich gesagt, unterscheidet sich ein solches System von einem System mit glasartiger Polymermembran dadurch, dass die Retentat-Gaszusammensetzung des ersteren in die Atmosphäre ausgestoßen und die Permeat-Gaszusammensetzung in die Ullage des Speichertanks zurückgeführt wird. Ein Gasrückgewinnungssystem dieser Art ist in der US 5,571,310 von Nanaji offenbart, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen ist.It is contemplated that the new method of reducing VOC emissions may be applied to a vapor recovery system using a rubbery polymer. Broadly speaking, such a system differs from a glassy polymer membrane system in that the retentate gas composition of the former is discharged into the atmosphere and the permeate gas composition is returned to the storage tank's ullage. A gas recovery system of this type is in the US 5,571,310 by Nanaji, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety.

4 zeigt ein schematisches Fließdiagrammm für das neue Dampfrückgewinnungssystem nach dieser Erfindung, das eine gasselektive Membran 16r aus gummiartigem Polymer verwendet. Während des ersten Abschnittes des zyklischen Betriebs fließt Ullagegas von der Ullage 4 durch Transferleitungen 14 und 21 in die Feed-Retentat-Kammer 17 des Moduls 15. Die Einsatzgas-Fördereinrichtung 28 beaufschlagt das Einsatzmaterial mit Druck, um die Abtrennung durch die Membran 16r zu erleichtern und das brauchbare Retentat durch die Abgastransferleitung zum Entlüftungsventil 24 hin zu zwingen. VOC-Bestandteile dringen vorzugsweise durch die Membran in die Permeat-Kammer 18, und diese VOC-angereicherte Zusammensetzung wird über die Transferleitung 19 zur Ullage zurückgeführt. Eine Vakuumpumpe 42 unterstützt das Ansaugen des Permeates durch die Membran hindurch. 4 FIG. 12 shows a schematic flow diagram for the novel vapor recovery system of this invention that incorporates a gas selective membrane. FIG 16r made of rubbery polymer. During the first part of the cyclical operation Ullagegas flows from the Ullage 4 through transfer lines 14 and 21 in the feed-retentate chamber 17 of the module 15 , The feed gas conveyor 28 pressurizes the feedstock for separation through the membrane 16r to facilitate and the useful retentate through the exhaust gas transport line to the vent valve 24 to force. VOC components preferably pass through the membrane into the permeate chamber 18 , and this VOC-enriched composition is transferred via the transfer line 19 returned to Ullage. A vacuum pump 42 supports the aspiration of the permeate through the membrane.

Wie oben beschrieben, beginnt zu einem geeigneten Zeitpunkt der zweite Betriebsabschnitt. Die Vakuumpumpe 42 und die Gasfördereinrichtung 28 werden angehalten, und das Ventil 33 wird geschlossen. Im zweiten Betriebsabschnitt wird das Ventil 36 geöffnet, um ein Verdünnungsgas, vorzugsweise Luft, von der Leitung 35 in die Feed-Retentat-Kammer 17 einzulassen. Die Leitung 35 kann so gestaltet sein, dass das Verdünnungsgas direkt oder indirekt über die Transferleitung 25, wie gezeigt, in die Kammer 17 eingeführt wird. Die Ventile 32 und 38 sowie andere Systemelemente in den Leitungen 14 und 21 sind dazu eingerichtet, einen Rückfluss von gereinigtem Gas aus der Feed-Retentat-Kammer zurück in die Ullage 4 zuzulassen. Alternativ ist eine optionale Nebenrückflussleitung 46 vorgesehen. Wenn eines der Systemelemente, wie z. B. die Einrichtung 28, einen Rückfluss verhindert, kann daher das Ventil 44 geöffnet werden und gereinigtes Gas aus der Feed-Retentat-Kammer 17 durch die Nebenrückflussleitung 46 in die Ullage 4 fließen.As described above, the second operation section starts at an appropriate time. The vacuum pump 42 and the gas conveyor 28 are stopped, and the valve 33 will be closed. In the second operating section, the valve 36 opened to a diluent gas, preferably air, from the line 35 in the feed-retentate chamber 17 involved. The administration 35 can be designed so that the diluent gas directly or indirectly via the transfer line 25 as shown in the chamber 17 is introduced. The valves 32 and 38 as well as other system elements in the lines 14 and 21 are designed to provide a return of purified gas from the feed-retentate chamber back to the ullage 4 permit. Alternatively, an optional secondary return line 46 intended. If one of the system elements, such as. B. the device 28 , prevents backflow, therefore, the valve can 44 be opened and purified gas from the feed-retentate chamber 17 through the secondary return line 46 into the Ullage 4 flow.

Das Verdünnungsgas sollte so in die Feed-Retentat-Kammer eingeführt werden, dass die Kammer 17 entsprechend von VOC-Arten gereinigt wird, bevor der erste Abschnitt des nächsten Zyklus beginnt. Vorzugsweise sollte das Verdünnungsgas durch die Kammer hindurchfließen, um die Reinigungswirkung zu maximieren. Daher ist eine Einführung von Verdünnungsgas über die Leitung 35a stromaufwärts des Moduls, z. B. in die Transferleitung 21, weniger bevorzugt.The diluent gas should be introduced into the feed-retentate chamber such that the chamber 17 is cleaned according to VOC types before the first section of the next cycle begins. Preferably, the diluent gas should flow through the chamber to maximize the cleaning action. Therefore, an introduction of diluent gas over the line 35a upstream of the module, e.g. B. in the transfer line 21 , less preferred.

Die Feed-Retentat-Kammer 17 sollte nicht durch Einführung des Verdünnungsgases in die Permeatkammer 18 des Moduls gereinigt werden. Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, wird davon ausgegangen, dass VOC-Arten vorzugsweise durch die selektive Membran aus gummiartigem Polymer wandern, indem sie durch ein Polymer hindurchtreten, in dem VOC in hohem Maße absorbiert werden. Sollte Verdünnungsgas von der Permeatkammer durch die gummiartige Polymermembran zurückfließen, um die Feed-Retentat-Kammer zu reinigen, ist davon auszugehen, dass das Membranpolymer auch von VOC gereinigt würde. Dadurch würde die Membran unmittelbar nach dem Einsetzen des ersten Abschnittes des nächsten Zyklus weniger wirksam zur Permeation von VOC werden.The feed-retentate chamber 17 should not by introducing the diluent gas into the permeate 18 of the module. Without wishing to be bound by theory, it is believed that VOC species preferentially migrate through the rubbery polymer selective membrane by passing through a polymer in which VOCs are highly absorbed. Should diluent gas flow back from the permeate chamber through the rubbery polymer membrane to clean the feed-retentate chamber, it is believed that the membrane polymer would also be cleared of VOC. This would make the membrane less effective for permeation of VOC immediately after the onset of the first portion of the next cycle.

Theoretisch könnte man eine Membran aus einem bestimmten amorphen Polymer wählen und sich für einen Betrieb bei Temperaturen oberhalb von Tg, bei denen das Polymer gummiartig ist, oder unterhalb von Tg, bei denen das Polymer glasartig ist, entscheiden. Dann würde die geeignete Konfiguration, d. h. entweder die aus 3 oder die aus 4, für das Dampfrückgewinnungssystem gewählt. In der Praxis ist jedoch davon auszugehen, dass man ein Polymer wählt, das eine optimale Kombination von Leistungsmerkmalen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften aufweist. Dabei sollten Selektivität und Durchlässigkeit gegenüber den zu trennenden Substanzen sowie die Fähigkeit, das Polymer zu einer stabilen Membran mit gewünschter Form zu verarbeiten und die Membran bei einer Temperatur zu betreiben, die mit dem Dampfrückgewinnungsverfahren kompatibel ist, alle in Betracht gezogen werden. All diese Faktoren zusammen bestimmen, ob das Polymer unter Trennbedingungen glasartig oder gummiartig ist, und welcher Strömungsaufbau verwendet werden sollte.Theoretically, one could choose a membrane of a particular amorphous polymer and opt for operation at temperatures above Tg where the polymer is rubbery or below Tg where the polymer is glassy. Then the appropriate configuration, ie either the 3 or the off 4 , chosen for the vapor recovery system. In practice, however, it can be assumed that one chooses a polymer which has an optimum combination of performance characteristics, mechanical and physical properties. Thereby, selectivity and permeability to the substances to be separated as well as the ability to process the polymer into a stable membrane of desired shape and to operate the membrane at a temperature compatible with the vapor recovery process should all be considered. All of these factors together determine whether the polymer is glassy or rubbery under separation conditions, and what flow structure should be used.

Um auf das neue Dampfrückgewinnungssystem zurückzukommen, bei dem die selektiv gasdurchlässige Membran ein glasartiges Polymer umfasst, wird nun auf eine zusätzliche Ausführungsform der Erfindung eingegangen, die hier zweckmäßigerweise gelegentlich als „Vakuumverfahren" bezeichnet wird. Diese Ausführungsform wird anhand 5 verständlich.Returning to the new vapor recovery system in which the selectively gas permeable membrane comprises a glassy polymer, an additional embodiment of the invention, which will be referred to herein as a "vacuum process", will now be discussed 5 understandable.

Ein Hauptunterschied zwischen dem Vakuumverfahren zur Verringerung von VOC-Emissionen und den zuvor beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, dass der Membran während des zweiten Abschnitts des Zyklus kein Verdünnungsgas zugeführt wird. Stattdessen wird der Permeatkammer des Membranmoduls ein erhöhter Sog, d. h. ein niedriger absoluter Druck, auferlegt, um VOC-Bestandteile abzuziehen. Allgemein wird das Verfahren in der zuvor beschriebenen Weise betrieben, wobei jedoch während des zweiten Zyklus die Ventile 32 und 53 geschlossen werden und ein Sog an die Permeat- oder Feed/Retentat-Kammer angelegt wird. Der Sog kann durch eine zusätzliche (nicht gezeigte) Vakuumpumpe bereitgestellt werden, deren Saugstutzen in Fluidverbindung mit dem Membranmodul steht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Vakuumverfahrens, das in 5 gezeigt ist, wird die zweite Gasfördereinrichtung 23 so betrieben, dass sie den Inhalt des Membranmoduls abzieht. Dadurch wird nicht nur der Inhalt der Permeatkammer entfernt, sondern auch Gas aus der Feed-Retentat-Kammer durch die Membran abgezogen. Bei einer Betriebsart lässt man den Dampf aus dem Modul durch die Entlüftung am Rückschlagventil 24 mittels Öffnen des Ventils 54 in die Atmosphäre austreten. Bei einer bevorzugteren Betriebsweise ist eine Vakuum-Rückflußtransferleitung 50 mit einem Abteilventil 52 vorgesehen. Bei geöffnetem Ventil 33 (und geschlossenem Ventil 54) kann das aus der zweiten Fördereinrichtung 23 austretende Gas in die Ullage 4 zurückströmen. Vor Beginn des ersten Abschnittes des nächsten Zyklus wird das Ventil 52 geschlossen.A major difference between the vacuum method of reducing VOC emissions and the embodiments described above is that no diluent gas is supplied to the membrane during the second portion of the cycle. Instead, the permeate chamber of the membrane module is subjected to an increased suction, ie, a lower absolute pressure, to draw off VOC components. In general, the method is operated in the manner described above, but during the second cycle, the valves 32 and 53 closed and a suction is applied to the permeate or feed / retentate chamber. The suction may be provided by an additional vacuum pump (not shown), the suction port of which is in fluid communication with the membrane module. In a preferred embodiment of the vacuum process disclosed in U.S. Pat 5 is shown, the second gas conveyor 23 operated so that it subtracts the contents of the membrane module. This not only removes the contents of the permeate chamber, but also withdraws gas from the feed-retentate chamber through the membrane. In one mode of operation, the vapor is released from the module through the vent on the check valve 24 by opening the valve 54 escape to the atmosphere. In a more preferred mode of operation is a vacuum reflux transfer line 50 with a compartment valve 52 intended. With the valve open 33 (and closed valve 54 ) That can from the second conveyor 23 escaping gas into the ullage 4 flow back. Before the beginning of the first section of the next cycle, the valve becomes 52 closed.

Bei jeder der oben beschriebenen Betriebsweisen des Vakuumverfahrens kann man eine Sogerzeugungseinrichtung (Vakuumpumpe oder Einrichtung 23) für die Dauer des zweiten Abschnittes kontinuierlich arbeiten lassen. Alternativ dazu kann das Ventil 37 geschlossen und die Sogerzeugungseinrichtung vor dem Ende des zweiten Abschnittes gemäß einem vorbestimmten Steuerprotokoll angehalten werden. Beispielsweise kann das Anhalten des Soges nach einer vorgewählten Dauer erfolgen, nachdem der Druck im Membranmodul auf eine vorgewählte Vakuumgrenze gesunken ist, oder nachdem die VOC-Konzentration an einem Bezugsort im Membranmodul einen vorgewählten Wert erreicht hat. Vorzugsweise wird der Sog so angelegt, dass der absolute Druck im Modul sich auf weniger als etwa 0,5 Atmosphären verringert. Es ist dabei ersichtlich, dass das Vakuumverfahren vorteilhafterweise die VOC, die sich am Ende des ersten Abschnittes des Zyklus im Membranmodul befinden, ohne Zugabe eines Volumens von Flüssiggas zu dem System einfängt.In any of the above-described operations of the vacuum process, a suction generator (vacuum pump or device 23 ) work continuously for the duration of the second section. Alternatively, the valve 37 closed and the suction generator is stopped before the end of the second section according to a predetermined control protocol. For example, the suction may be stopped after a preselected duration after the pressure in the membrane module has dropped to a preselected vacuum limit, or after the VOC concentration at a reference location in the membrane module has reached a preselected value. Preferably, the suction is applied so that the absolute pressure in the module decreases to less than about 0.5 atmospheres. It will be appreciated that the vacuum process advantageously captures the VOCs present in the membrane module at the end of the first portion of the cycle without adding a volume of LPG to the system.

BEISPIELEEXAMPLES

Diese Erfindung wird nun anhand von Beispielen bestimmter repräsentativer Ausführungsformen derselben veranschaulicht, wobei alle Teile, Anteile und Prozentangaben, sofern nichts anderes angegeben ist, volumenbezogen sind. Alle Gewichts- und Maßeinheiten, die ursprünglich nicht in SI-Einheiten erhalten wurden, wurden in SI-Einheiten umgewandelt.These Invention will now be described by way of example with particularity embodiments the same, all parts, parts and percentages, unless otherwise indicated, are by volume. All weight and units of measurement, the original not obtained in SI units were converted to SI units.

Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5

Betrieb des Dampfrückgewinnungssystems gemäß einem Protokoll mit festgelegter Dauer.Operation of the vapor recovery system according to one Protocol with fixed duration.

Experimente wurden vor Ort an einer in Betrieb befindlichen Großtankstelle unter Verwendung eines Dampfverarbeitungssystems mit der in 3 dargestellten Konfiguration durchgeführt. Die Tankstelle wies drei unterirdische Benzinspeichertanks mit Ullageräumen in Fluidverbindung auf. Zusammen fassten sie 50 327 Liter flüssiges Benzin bei einer Temperatur von 15°C und einem Ullagevolumen von insgesamt 58 901 Litern. Die VOC-Gehalte wurden mit einem Kohlenwasserstoff-Analysator des Typs Nova Analytical Systems 7204 SF gemessen, der so modifiziert wurde, dass er gemäß dem NDIR (nicht dispersives Infrarot)-Prinzip arbeitete.Experiments were carried out on-site at a large filling station in operation using a steam processing system with the in 3 configuration shown performed. The service station had three underground gasoline storage tanks in fluid communication with Ullageräumen. Together, they collected 50,327 liters of liquid gas at a temperature of 15 ° C and a total volume of 58,901 liters. The VOC contents were measured with a Nova Analytical Systems 7204 SF hydrocarbon analyzer modified to operate according to the NDIR (non-dispersive infrared) principle.

In der zuvor beschriebenen Vorrichtung wurde eine Reihe von Dampfrückgewinnungszyklen durchgeführt. Während des zweiten Abschnittes der Testzyklen wurde eine Umgebungsluftzufuhr entweder nicht in das Membranmodul eingelassen, oder auf der Permeatkammer-Seite der Membran in das Modul eingelassen oder auf der Feed-Retentat-Kammerseite des Moduls in das Modul eingelassen. Gegebenenfalls wurde die Luft zu Beginn des zweiten Abschnittes eingelassen. Die Einstellungen der Ventile des Systems während des zweiten Abschnittes waren wie in der nachfolgenden Tabelle I angegeben: Tabelle I

Figure 00220001
In the apparatus described above, a series of vapor recovery cycles were performed. During the second portion of the test cycles, an ambient air supply was either not admitted into the membrane module, or introduced into the module on the permeate chamber side of the membrane, or introduced into the module on the feed-retentate chamber side of the module. Optionally, the air was admitted at the beginning of the second section. The settings of the system valves during the second section were as shown in Table I below: Table I
Figure 00220001

Während der Einsatzluftzufuhr wurde eine Gasfördereinrichtung 28, bei der es sich um ein Gebläse handelte, eingeschaltet, um Luft mit einer Geschwindigkeit von 820 Liter pro Minute durch die Feed-Retentat-Kammer zu bewegen.During the feed air supply was a gas conveyor 28 , which was a fan, was turned on to move air through the feed-retentate chamber at a rate of 820 liters per minute.

Die VOC-Konzentration (VOC %) des aus dem Abluftkamin austretenden Gases wurde während des unmittelbar nachfolgenden ersten Abschnittes gemessen. Für jeden Zyklus wurden drei Konzentrationswerte bestimmt. Diese waren (i) die anfängliche VOC-Konzentration zu Beginn eines ersten Abschnittes, d. h. (Punkt A2, 2) zu Beginn der Membrantrennung, (ii) die VOC-Höchstkonzentration, d.h. (Punkt A4, 2) die maximale Entlüftungskonzentration und (iii) die VOC-Endkonzentration (Punkt A6, 2) bei Beenden der Membrantrennung. Anhand dieser Bestimmungen wurde die Differenz zwischen der maximalen Höhe und dem Wert zum Ende des Zyklus (P-E) berechnet. Die Luftzufuhrbedingungen und die Analyseergebnisse sind in Tabelle II angegeben.The VOC concentration (VOC%) of the gas leaving the exhaust chimney was measured during the immediately following first section. Three concentration values were determined for each cycle. These were (i) the initial VOC concentration at the beginning of a first section, ie (point A2, 2 ) at the beginning of the membrane separation, (ii) the maximum VOC concentration, ie (point A4, 2 ) the maximum deaerating concentration and (iii) the final VOC concentration (point A6, 2 ) when terminating the membrane separation. Based on these determinations, the difference between the maximum height and the value at the end of the cycle (PE) was calculated. The air supply conditions and the analysis results are given in Table II.

Tabelle II

Figure 00230001
Table II
Figure 00230001

Die Daten zeigen, dass bei Luftzugabe zum Modul die Höchstkonzentrationen beim neuen Verfahren deutlich niedriger waren (4,7% bis 7,3% gegenüber 9,1% bis 9,5%). Die VOC-Endwerte (die für den stabilen Betriebszustand stehen) waren bei der Erfindung ebenfalls niedriger als die Kontrollen (3,8% bis 4,5% gegenüber 4,9% bis 5,4%). Die P-E-Werte betrugen beim herkömmlichen Verfahren durchweg etwa 4 Prozenteinheiten, während sie bei den Betriebsbeispielen 2,8 Prozenteinheiten nicht überschritten. Im allgemeinen führten längere Zuführzeiten für die Luft zu niedrigeren VOC-Gesamtkonzentrationen von während des Zyklus emittierter Luft. Zwar zeigte Beispiel 2 die Wirksamkeit der Erfindung, aber die VOC-Emissionsverringerung war schon aufgrund der momentanen Dauer der Luftzufuhr nur vorläufig. Von den Ergebnissen aus Beispiel 2 einmal abgesehen, zeigen die Betriebsbeispiele deutlich, dass sowohl die VOC-Höchstemissionen als auch die VOC-Daueremissionen durch die Ausführung dieser Erfindung deutlich verbessert sind.The Data show that with air addition to the module the highest concentrations significantly lower in the new procedure (4.7% to 7.3% compared to 9.1% to 9.5%). The VOC end values (those for the stable operating state are also lower than the controls in the invention (3.8% to 4.5% compared to 4.9% to 5.4%). The P-E values were consistently in the conventional method about 4 percent units while they did not exceed 2.8 percent units in the operating examples. In general led longer admission times for the Air to lower total VOC concentrations from during the cycle of emitted air. Although Example 2 showed the effectiveness invention, but the VOC emission reduction was already due the current duration of the air supply only temporarily. From the results Apart from example 2, the operating examples clearly show that both the VOC peak emissions as well as the sustained VOC emissions by the practice of this invention are improved.

Wenngleich spezifische Formen der Erfindung zur Veranschaulichung in den Zeichnungen gewählt wurden, und die vorstehende Beschreibung mit spezifischen Begriffen zum Zweck der vollständigen und umfassenden Beschreibung dieser Formen der Erfindung für einen Durchschnittsfachmann auf dem entsprechenden Gebiet gegeben wurde, versteht sich doch, dass verschiedene Ergänzungen und Modifikationen, die im wesentlichen äquivalente oder bessere Ergebnisse und/oder Leistung bringen, als unter den Umfang und Gedanken der nachfolgenden Ansprüche fallend betrachtet werden.Although specific forms of the invention for illustrative purposes in the drawings were chosen and the above description with specific terms for Purpose of the complete and comprehensive description of these forms of the invention for a A person of ordinary skill in the relevant field, it goes without saying that various additions and modifications, the essentially equivalent ones or better results and / or performance than under the The scope and spirit of the following claims shall be considered as falling.

ZusammenfassungSummary

Ein zyklisches Verfahren zur Kontrolle von Umweltemissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) aus der Dampfrückgewinnung in Speicher- und Abgabevorgängen für Flüssigkeiten erhält in der Speichertankullage ein Vakuum aufrecht. Im ersten Teil eines zweiteiligen zyklischen Verfahrens wird Ullage-Dampf durch ein Dampfrückgewinnungssystem, in dem VOC mit einer selektiv gasdurchlässigen Membran aus dem entlüfteten Gas abgezogen werden, ausgestoßen. Im zweiten Teil ist die Membran deaktiviert, während der Gasdruck in der Ullage steigt. Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird der Membrantrenneinheit während des zweiten Teils des Zyklus Umgebungsluft zugeführt. Gemäß einem anderen Aspekt wird in die Membrantrenneinheit ein Vakuum angesaugt. Die Luftzufuhr oder das Ansaugen eines Vakuums zieht VOC aus der Membraneinheit ab und verringert damit die VOC-Emissionen insgesamt.A cyclic process to control volatile organic compound (VOC) environmental emissions from vapor recovery in liquid storage and dispensing operations maintains a vacuum in the storage tank's tuyere. In the first part of a two-part cyclic process, ullage vapor is passed through a vapor recovery system in which VOC with a selectively gas-permeable membrane from the vented gas are withdrawn, ejected. In the second part, the membrane is deactivated while the gas pressure in the ullage increases. According to one aspect of this invention, ambient air is supplied to the membrane separation unit during the second part of the cycle. In another aspect, a vacuum is drawn into the membrane separation unit. The supply of air or vacuum draws VOC from the membrane unit, thus reducing total VOC emissions.

Claims (10)

Zyklisches Gastrennverfahren zum Trennen bevorzugter permeabler Gasbestandteile von weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteilen eines Einsatzgasgemisches solcher Bestandteile, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Bereitstellen eines Membranmoduls, das eine selektiv gasdurchlässige Membran für die bevorzugter permeablen Gasbestandteile und für die weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteile aufweist, (b) gleichzeitiges (i) Zuführen des Einsatzgasgemisches in das Modul, um das Einsatzgasgemisch mit einer ersten Seite der Membran in Kontakt zu bringen, (ii) Ausstoßen eines Permeat-Gasgemisches, das mit den bevorzugter permeablen Gasbestandteilen angereichert ist, aus dem Modul in Fluidverbindung mit einer zweiten Seite der Membran und (iii) Abziehen eines Retentat-Gasgemisches, das mit den weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteilen angereichert ist, aus dem Modul in Fluidverbindung mit der ersten Seite der Membran, (c) Anhalten der Zufuhr des Einsatzgasgemisches zur ersten Seite, Anhalten des Ausstoßens des Permeat-Gasgemisches und Anhalten des Abziehens des Retentat-Gasgemisches, (d) Beschicken des Moduls mit einem Verdünnungsgas, (e) Anhalten der Beschickung des Moduls mit Verdünnungsgas, und (f) Wiederholen der Schritte (b) bis (e).Cyclic gas separation process for separating preferred permeable gas constituents of less preferred permeable gas constituents a feed gas mixture of such components, the method the Steps includes: (a) providing a membrane module that a selectively gas permeable Membrane for the more preferred permeable gas components and the less permeable ones Has gas components, (b) simultaneous (i) feeding the Feed gas mixture in the module to the feed gas mixture with a first Side of the membrane into contact, (ii) ejecting a Permeate gas mixture with the preferred permeable gas components enriched, from the module in fluid communication with a second Side of the membrane and (iii) withdrawing a retentate gas mixture, enriched with the less preferred permeable gas components is, from the module in fluid communication with the first side of the membrane, (C) Stopping the feed of the feed gas mixture to the first side, stopping of ejection the permeate gas mixture and stopping the withdrawal of the retentate gas mixture, (D) Charging the module with a diluent gas, (e) stop feeding the module with diluent gas, and (f) Repeat of steps (b) to (e). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Membran ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur aufweist, die bevorzugter permeablen Gasbestandteile flüchtige organische Verbindungen sind, das Verdünnungsgas frei von flüchtigen organischen Verbindungen ist und das Verfahren das Zuführen des Einsatzgasgemisches in das Modul bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur und das Einfüllen des Verdünnungsgases in Fluidverbindung mit der ersten Seite der Membran umfasst.The method of claim 1, wherein the membrane is a Polymer with a glass transition temperature The preferred permeable gas constituents are volatile organic compounds Compounds are, the diluting gas free from volatile is organic compounds and the method is feeding the Feed gas mixture into the module at a temperature above the Glass transition temperature and the filling of the diluent gas in fluid communication with the first side of the membrane. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Membran ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur aufweist, das Verdünnungsgas frei von den weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteilen ist und das Verfahren die Zufuhr des Einsatzgasgemisches in das Modul bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur umfasst.The method of claim 1, wherein the membrane is a Polymer with a glass transition temperature has, the diluent gas is free from the less preferred permeable gas components and the method involves feeding the feed gas mixture into the module a temperature below the glass transition temperature. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Einsatzgasgemisch flüchtige organische Verbindungen und das Verdünnungsgas Luft umfasst.The method of claim 1, wherein the feed gas mixture volatile Includes organic compounds and the diluent gas air. Verfahren zur Verringerung atmosphärischer Emissionen von Dampf, der flüchtige organische Verbindungen enthält, aus Ullagegas eines Speichertanks für flüssige, flüchtige organische Verbindungen, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen eines Dampfrückgewinnungssystems, das umfasst: (i) ein Membranmodul mit einer zweiseitigen gasdurchlässigen Membran, die ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur und einer Selektivität für die Permeation von Luft gegenüber der Permeation flüchtiger organischer Verbindungen aufweist, wobei eine Seite der Membran eine Feed-Retentat-Kammer auf einer ersten Seite der Membran in Fluidverbindung mit dem Ullagegas und die zweite Seite der Membran eine Permeat-Kammer in Fluidverbindung mit dem Einlass der Absaugpumpe festlegt, und (ii) eine Absaugpumpe, die einen Einlass in Fluidverbindung mit der Feed-Retentat-Kammer oder der Permeat-Kammer und einen Auslass zur umgebenden Atmosphäre aufweist, (b) gleichzeitiges und kontinuierliches (i) Fördern von Ullagegas in die Feed-Retentat-Kammer des Moduls, um die erste Seite der Membran mit dem Ullagegas in Kontakt zu bringen, (ii) Trennen des Ullagegases, um ein Gas mit niedrigem organischem Gehalt, das gegenüber dem Ullagegas an flüchtigen organischen Verbindungen verarmt ist, und ein Gas mit hohem organischem Gehalt zu bilden, das gegenüber dem Ullagegas mit flüchtigen organischen Verbindungen angereichert ist, (iii) Ausstoßen des Gases mit niedrigem organischem Gehalt aus dem Modul in die umgebende Atmosphäre, und (iv) Zurückführen des Gases mit hohem organischem Gehalt aus dem Modul in das Ullagegas im Speichertank, über einen ersten Zeitraum, (c) Anhalten der Förderung des Ullagegases, der Trennung des Ullagegases, des Ausstoßens des Gases mit niedrigem organischem Gehalt und der Rückführung des Gases mit hohem organischem Gehalt über einen zweiten Zeitraum, (d) Beschicken des Dampfrückgewinnungssystems mit einer zum Abziehen flüchtiger organischer Verbindungen aus dem Membranmodul wirksamen Menge während des Schrittes (c) und (e) Wiederholen der Schritte (b) bis (d).A method of reducing atmospheric emissions of volatile organic compounds containing vapor from storage gas of a liquid organic volatile organic compound storage tank, the method comprising: (a) providing a vapor recovery system comprising: (i) a membrane module having a bilateral gas permeable membrane comprising a polymer having a glass transition temperature and a selectivity for the permeation of air against the permeation of volatile organic compounds, wherein one side of the membrane has a feed-retentate chamber on a first side of the membrane in fluid communication with the oil gas and the second side of the membrane Diaphragm defines a permeate chamber in fluid communication with the suction pump inlet, and (ii) a suction pump having an inlet in fluid communication with the feed-retentate chamber or permeate chamber and an ambient atmosphere outlet (b) simultaneously and continuous (i) Conveying ullage gas into the feed-retentate chamber of the module to contact the first side of the membrane with the ullage gas, (ii) separating the ullage gas to produce a low-organic gas, opposite to the ullage gas of volatile organic compounds is depleted, and to form a high organic content gas enriched in volatile organic compounds with respect to the ullage gas, (iii) discharging the low organic content gas from the module into the surrounding atmosphere, and (iv) recycling the gas over a first period of time, (c) stopping the production of the ullage gas, separating the ullage gas, discharging the low organic content gas and returning the high organic content gas over a high organic content from the module to the ullage gas in the storage tank second period, (d) charging the vapor recovery system with a volatile organic compound for stripping indun gene from the membrane module effective amount during step (c) and (e) repeating steps (b) to (d). Verfahren nach Anspruch 5, das ferner das Trennen des Ullagegases bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur umfasst, so dass die flüchtigen organischen Verbindungen gegenüber der Luft weniger bevorzugt durch die Membran hindurchtreten, Ausstoßen des Gases mit niedrigem organischem Gehalt aus der Permeatkammer des Moduls und Rückführung des Gases mit hohem organischem Gehalt aus der Feed-Retentat-Kammer des Moduls.The method of claim 5, further comprising separating of the ullage gas at a temperature below the glass transition temperature includes, so the volatile compared to organic compounds less preferably pass through the membrane, ejecting the Low organic content gas from the permeate chamber of the Module and return of the High organic content gas from the feed-retentate chamber of the module. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ferner Luft an einer Stelle im Dampfrückgewinnungssystem in Fluidverbindung mit der Permeatkammer eingefüllt und bewirkt wird, dass Luft von der zweiten Seite zur ersten Seite durch die Membran hindurchtritt, in die Feed-Retentat-Kammer strömt und in das Ullagegas im Speichertank eintritt, wodurch flüchtige organische Verbindungen aus dem Modul entfernt werden.The method of claim 6, further comprising air a job in the vapor recovery system is filled in fluid communication with the permeate chamber and causes Air passes through the membrane from the second side to the first side, flows into the feed-retentate chamber and enters the Ullagegas in the storage tank, whereby volatile organic Connections are removed from the module. Zyklisches Gastrennverfahren zum Trennen bevorzugter permeabler Gasbestandteile von weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteilen eines Einsatzgasgemisches solcher Bestandteile, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Bereitstellen eines Membranmoduls, das eine selektiv gasdurchlässige Membran für die bevorzugter permeablen Gasbestandteile und für die weniger bevorzugt permeablen Gasbestandteile aufweist, (b) gleichzeitiges (i) Zuführen des Einsatzgasgemisches in das Modul, um das Einsatzgasgemisch mit einer ersten Seite der Membran in Kontakt zu bringen, (ii) Ausstoßen eines Permeat-Gasgemisches, das mit den bevorzugter permeablen Gaskomponenten angereichert ist, aus dem Modul in Fluidverbindung mit einer zweiten Seite der Membran und (iii) Abziehen eines Retentat-Gasgemisches, das mit den weniger bevorzugt permeablen Gaskomponenten angereichert ist, aus dem Modul in Fluidverbindung mit der ersten Seite der Membran, (c) Anhalten der Zufuhr des Einsatzgasgemisches zur ersten Seite, Anhalten des Ausstoßens des Permeat-Gasgemisches und Anhalten des Abziehens des Retentat-Gasgemisches von der ersten Seite, (d) Ansaugen eines Vakuums in das Modul, wobei das Vakuum bewirkt, dass ein Teil eines Restgases, das zu dem Zeitpunkt, zu dem die Zufuhr, das Ausstoßen und das Abziehen angehalten werden, im Modul vorhanden ist, aus dem Modul abgezogen wird, (e) Anhalten des Ansaugens eines Vakuums in das Modul und (f) Wiederholen der Schritte (b) bis (e).Cyclic gas separation process for separating preferred permeable gas constituents of less preferred permeable gas constituents a feed gas mixture of such components, the method the Steps includes: (a) providing a membrane module that a selectively gas permeable Membrane for the more preferred permeable gas components and the less permeable ones Has gas components, (b) simultaneous (i) feeding the Feed gas mixture in the module to the feed gas mixture with a first Side of the membrane into contact, (ii) ejecting a Permeate gas mixture with the preferred permeable gas components enriched, from the module in fluid communication with a second Side of the membrane and (iii) withdrawing a retentate gas mixture, enriched with the less preferred permeable gas components is, from the module in fluid communication with the first side of the membrane, (C) Stopping the feed of the feed gas mixture to the first side, stopping of ejection the permeate gas mixture and stopping the withdrawal of the retentate gas mixture from the first page, (d) sucking a vacuum into the module, wherein the vacuum causes a portion of a residual gas to be added to the Time at which the feed, the ejection and the peeling stopped is present in the module, is subtracted from the module, (E) Stopping the suction of a vacuum in the module and (f) Repeat of steps (b) to (e). Verfahren zur Verringerung atmosphärischer Emissionen von Dampf, der flüchtige organische Verbindungen enthält, aus dem Ullageraum eines Speichertanks, für flüssige, flüchtige organische Verbindungen, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bereitstellen eines Dampfrückgewinnungssystems, das umfasst: (i) ein Membranmodul mit einer zweiseitigen gasdurchlässigen Membran, die ein Polymer mit einer Glasübergangstemperatur und einer Selektivität für die Permeation von Luft gegenüber der Permeation flüchtiger organischer Verbindungen aufweist, wobei eine Seite der Membran eine Feed-Retentat-Kammer auf einer ersten Seite der Membran in Fluidverbindung mit dem Ullagegas und die zweite Seite der Membran eine Permeat-Kammer in Fluidverbindung mit dem Einlass der Absaugpumpe festlegt, und (ii) eine Absaugpumpe, die einen Einlass in Fluidverbindung mit der Feed-Retentat-Kammer oder der Permeat-Kammer und einen Auslass zur umgebenden Atmosphäre aufweist, (b) gleichzeitiges und kontinuierliches (i) Fördern von Ullagegas aus dem Ullageraum in die Feed-Retentat-Kammer des Moduls, um die erste Seite der Membran mit dem Einsatzgas in Kontakt zu bringen, (ii) Trennen des Einsatzgases, um ein Gas mit niedrigem organischem Gehalt, das gegenüber dem Einsatzgas an flüchtigen organischen Verbindungen verarmt ist, und ein Gas mit hohem organischem Gehalt zu bilden, das gegenüber dem Einsatzgas mit flüchtigen organischen Verbindungen angereichert ist, (iii) Ausstoßen des Gases mit niedrigem organischem Gehalt aus dem Modul in die umgebende Atmosphäre, und (iv) Zurückführen des Gases mit hohem organischem Gehalt aus dem Modul in den Ullageraum des Speichertanks, über einen ersten Zeitraum, (c) Anhalten der Förderung des Einsatzgases, des Ausstoßens des Gases mit niedrigem organischem Gehalt und der Rückführung des Gases mit hohem organischem Gehalt über einen zweiten Zeitraum, (d) Ansaugen eines Vakuums in das Membranmodul in einem Maße, welches das Abziehen eines Teils eines Restgases bewirkt, das im Modul zum Zeitpunkt des Anhaltens der Förderung des Einsatzgases vorhanden ist, während des Schrittes (c) und (e) Wiederholen der Schritte (b) bis (d).Method for reducing atmospheric Emissions of steam, the volatile contains organic compounds, from the Ullageraum a storage tank, for liquid, volatile organic compounds, wherein the method comprises: (a) providing a vapor recovery system, comprising: (i) a membrane module having a bilateral gas permeable membrane, the one polymer with a glass transition temperature and a selectivity for permeation from the air the permeation of volatile having organic compounds, wherein one side of the membrane a feed-retentate chamber on a first side of the membrane in Fluid communication with the ullage gas and the second side of the membrane a permeate chamber in fluid communication with the suction pump inlet and (ii) a suction pump having an inlet in fluid communication with the feed-retentate chamber or the permeate chamber and an outlet to the surrounding atmosphere, (B) simultaneous and continuous (i) pumping of ullage gas from the Ullageraum in the feed-retentate chamber of the module to the first Side of the membrane into contact with the feed gas, (ii) Separating the feed gas to a low organic content gas, the opposite the feed gas to volatile is depleted of organic compounds, and a gas with high organic Salary form opposite the feed gas with volatile Enriched organic compounds, (iii) expelling the Low organic content gases from the module into the surrounding The atmosphere, and (iv) returning the High organic content gas from the module into the Ullageraum of the storage tank, over a first period, (c) stopping the production of the feed gas, the expulsion of the low organic content gas and the return of the High organic content gases over a second period, (D) Aspirating a vacuum into the membrane module to an extent which the removal of a portion of a residual gas causes, in the module for Time of stopping the promotion of the feed gas is present during step (c) and (E) Repeating steps (b) to (d). Verfahren nach Anspruch 9, welches ferner die Rückführung des Restgases in den Ullageraum umfasst. 38. Verfahren nach Anspruch 37, wo die vorselektierte Konzentration etwa ... mg/m3 ist.The method of claim 9, further comprising recycling the residual gas to the storage room summarizes. 38. The method of claim 37, wherein the preselected concentration is about ... mg / m 3 .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3747532A1 (en) * 2019-06-03 2020-12-09 Vaillant GmbH Membrane gas separator

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9381449B2 (en) 2013-06-06 2016-07-05 Idex Health & Science Llc Carbon nanotube composite membrane
US9403121B2 (en) 2013-06-06 2016-08-02 Idex Health & Science, Llc Carbon nanotube composite membrane
KR102592236B1 (en) * 2016-04-28 2023-10-20 한화파워시스템 주식회사 Apparatus for treating oil mist
JP7498034B2 (en) 2019-07-19 2024-06-11 日本碍子株式会社 Separation device and method for operating the separation device
CN111811156B (en) * 2020-07-29 2021-08-06 天津乐科节能科技有限公司 System and method for preparing low-temperature water through micropore flash evaporation
KR102503150B1 (en) * 2020-11-30 2023-02-23 롯데케미칼 주식회사 Gas separation membrane operation method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2055446C (en) * 1989-06-15 2000-08-29 Stuart Marshall Nemser Perfluorodioxole membranes
US5084073A (en) * 1990-10-11 1992-01-28 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Membrane drying process and system
US5281255A (en) * 1992-11-04 1994-01-25 Membrane Technology And Research, Inc Gas-separation process
FR2730790B1 (en) * 1995-02-17 1997-05-23 Air Liquide METHOD FOR INTRODUCING A FILLING GAS INTO AN ENCLOSURE AND INSTALLATION FOR IMPLEMENTING IT
US5571310A (en) * 1995-05-12 1996-11-05 Gilbarco Inc. Volatile organic chemical tank ullage pressure reduction
US5611841A (en) * 1995-09-29 1997-03-18 Membrane Technology And Research, Inc. Vapor recovery process using baffled membrane module
IL121538A (en) * 1996-08-14 1999-12-31 Bend Res Inc Process for the removal of vapor
US5985002A (en) * 1997-03-07 1999-11-16 Vapor Systems Technologies, Inc. Fuel storage system with vent filter assembly
US20020062733A1 (en) * 1997-03-07 2002-05-30 Grantham Rodger P. Fuel storage system and vent filter assembly
EP0908219B1 (en) * 1997-10-09 1999-12-08 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Multi-stage process for the separation/recovery of gases
US6174351B1 (en) * 1999-03-26 2001-01-16 Delaware Capital Formation, Inc. Pressure management and vapor recovery system for filling stations
US6478852B1 (en) * 2000-02-18 2002-11-12 Cms Technology Holdings, Inc. Method of producing nitrogen enriched air

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3747532A1 (en) * 2019-06-03 2020-12-09 Vaillant GmbH Membrane gas separator

Also Published As

Publication number Publication date
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GB2412887A (en) 2005-10-12
CA2513667A1 (en) 2004-08-12
GB0514299D0 (en) 2005-08-17
CA2513667C (en) 2009-11-17
MXPA05007775A (en) 2006-01-31
GB2412887B (en) 2006-10-04
WO2004067133B1 (en) 2004-10-28

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