BR112015007632B1

BR112015007632B1 - Sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa, sistema de controle de emissão evaporativa, e método para reduzir emissões do vapor de combustível em um sistema de controle de emissão evaporativa

Info

Publication number: BR112015007632B1
Application number: BR112015007632-7A
Authority: BR
Inventors: Laurence H. Hiltzik; Peter D. Mccrae; James R. Miller; Roger S. Williams
Original assignee: Meadwestvaco Corporation
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US10422261B2; JP2022125054A; EP3382189A1; EP3715615A1; KR102103702B1; KR20210132735A; EP3055546A1; JP2021076118A; JP6833791B2; EP3477089A1; PL2906811T3; KR20180128511A; CN109404169B; CN107842447A; KR102374777B1; US11448109B2; MX2022003036A; KR20200043511A; KR102309144B1; US10280820B2

Abstract

SISTEMAS DE CONTROLE DA EMISSÃO DE VAPOR DE COMBUSTÍVEL EVAPORATIVA. A presente invenção refere-se a um sistema de vasilha hermética de controle da emissão evaporativa que compreende um volume de adsorvente inicial que têm uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de mais de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% e 50% em volume de n-butano, e pelo menos um volume de adsorvente subsequente que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de menos de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% e 50% em volume de n-butano, uma capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC) de menos de 3 (g/dL), e uma BWC em gramas total entre 2 gramas e 6 gramas. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa tem emissões de perda de respiração diurna de dois dias (DBL) de não mais de 20 mg a não mais do que 210 litros de purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção, em várias modalidades, refere-se de modo geral a sistemas de controle da emissão evaporativa. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a sistemas de controle da emissão de vapor de combustível evaporativa.

ANTECEDENTES

[002] A evaporação de combustível da gasolina dos sistemas de combustível de veículos motorizados é uma fonte potencial principal da poluição de ar por hidrocarbonetos. Tais emissões podem ser controladas pelos sistemas de vasilhas herméticas que empregam o carbono ativado para adsorver o vapor de combustível emitido dos sistemas de combustível. Sob determinados modos de operação do motor, o vapor de combustível adsorvido é removido periodicamente do carbono ativado mediante a purga dos sistemas de vasilha hermética com o ar ambiente para dessorver o vapor de combustível do carbono ativado. O carbono regenerado está então pronto para adsorver o vapor de combustível adicional.

[003] Um aumento nas questões ambientais continua a dirigir os regulamentos estritos das emissões de hidrocarbonetos dos veículos motorizados mesmo quando os veículos não estão funcionando. Quando um veículo está estacionado em um ambiente quente durante o aquecimento do dia (isto é, o aquecimento diurno), a temperatura no tanque de combustível aumenta, o que resulta em uma pressão aumentada de vapor no tanque de combustível. Normalmente, para impedir o escape de vapor de combustível do veículo na atmosfera, o tanque de combustível é transferido através de um conduto para uma vasilha hermética que contém os materiais adsorventes de combustível apropriados que podem adsorver temporariamente o vapor de combustível. O vapor de combustível do tanque de combustível entra na vasilha hermética através de uma entrada de vapor de combustível da vasilha hermética e se difunde no volume de adsorvente onde é adsorvido na armazenagem provisória antes de ser liberado na atmosfera através de uma porta de exaustão da vasilha hermética. Uma vez que o motor é ligado, o ar ambiente é extraído para o sistema de vasilha hermética através da porta de exaustão da vasilha hermética. O ar de purga flui através do volume de adsorvente dentro da vasilha hermética e dessorve o vapor de combustível adsorvido no volume de adsorvente antes de entrar no motor de combustão interna através de um conduto de purga de vapor de combustível. O ar de purga não dessorve todo o vapor de combustível adsorvido no volume de adsorvente, o que resulta em um hidrocarboneto residual ("salto") que pode ser emitido na atmosfera. Além disso, esse salto no equilíbrio local com a fase de gás também permite que vapores de combustível do tanque de combustível migrem através do sistema da vasilha hermética como emissões. Tais emissões ocorrem tipicamente quando um veículo foi estacionado e sujeitado a mudanças de temperatura diurna por um período de vários dias, chamadas normalmente de "perdas de respiração diurnas". O Regulamento de Veículo de Baixa Emissão da Califórnia faz com que seja desejável que estas emissões de perda de respiração diurna (DBL) do sistema de vasilha hermética estejam abaixo de 10 mg ("PZEV") para um número de veículos que começam com os modelos do ano 2003 e abaixo de 50 mg, tipicamente abaixo de 20 mg, ("LEV-II") para um número maior de veículos que começam com os modelos do ano 2004. Agora, o Regulamento de Veículo de Baixa Emissão da Califórnia (LEV-III) requer emissões DBL de vasilha hermética de não mais do que 20 mg, tal como segundo o Procedimento de Teste de Emissões de Sangria (BETP) tal como escrito nas Normas e Procedimentos de Teste de Emissões Evaporativas da Califórnia para 2001 e Veículos Motorizados de Modelos Subsequentes, 22 de março de 2012.

[004] Várias abordagens foram relatadas para reduzir as emissões de perda de respiração diurna (DBL). Uma abordagem consiste em aumentar significativamente o volume do gás de purga para realçar o dessorção do salto de hidrocarboneto residual do volume do adsorvente. Esta abordagem, no entanto, tem o inconveniente de complicar o controle da mistura de combustível/ar ao motor durante a etapa de purga e tende a afetar adversamente as emissões do cano de escape. Vide a Patente U.S. No. 4.894.072.

[005] Uma outra abordagem consiste em projetar a vasilha hermética de modo a ter uma área em seção transversal relativamente pequena no lado de exaustão da vasilha hermética, tanto ao redesenhar as dimensões existentes da vasilha hermética quanto pela instalação de uma vasilha hermética do lado da exaustão suplementar de dimensões apropriadas. Esta abordagem reduz o salto de hidrocarboneto residual com o aumento da intensidade do ar de purga. Um inconveniente de tal abordagem é que a área em seção transversal relativamente pequena resulta em uma limitação excessiva do fluxo à vasilha hermética. Vide a Patente U.S. No. 5.957.114.

[006] Uma outra abordagem para aumentar a eficiência da purga consiste em aquecer o ar de purga, ou uma parte do volume do adsorvente que adsorveu o vapor de combustível, ou ambos. No entanto, esta abordagem aumenta a complexidade do controle do sistema de controle e acarreta algumas questões de segurança. Vide as Patentes U.S. No.. 6.098.601 e 6.279.548.

[007] Uma outra abordagem consiste em distribuir o vapor de combustível através de um volume inicial de adsorvente e então pelo menos um volume de adsorvente subsequente antes de liberar na atmosfera, em que o volume de adsorvente inicial tem uma capacidade mais elevada de adsorção do que o volume de adsorvente subsequente. Vide a Patente U.S. No. RE38.844.

[008] Os regulamentos sobre as emissões de perda de respiração diurna (DBL) continuam a dirigir novos desenvolvimentos para sistemas de controle de emissão evaporativa melhorados, especialmente quando o nível do ar de purga é baixo. Além disso, as emissões de perda de respiração diurna (DBL) podem ser mais intensas para um veículo híbrido que inclui um motor de combustão interna e um motor elétrico. Em tais veículos híbridos, o motor de combustão interna é desligado quase na metade do tempo durante a operação do veículo. Uma vez que o vapor de combustível adsorvido nos adsorventes é purgado somente quando o motor de combustão interna está ligado, os adsorventes na vasilha hermética de um veículo híbrido são purgados com ar fresco em menos da metade do tempo em comparação aos veículos convencionais. Um veículo híbrido gera quase a mesma quantidade de vapor de combustível evaporativo que os veículos convencionais. A frequência de purga mais baixa do veículo híbrido pode ser insuficiente para limpar o salto de hidrocarboneto residual dos adsorventes na vasilha hermética, o que resulta em elevadas emissões de perda de respiração diurna (DBL).

[009] Por conseguinte, é desejável ter um sistema de controle de emissão evaporativa com baixas emissões de perda de respiração diurna (DBL) até mesmo quando um nível baixo do ar de purga é usado, ou quando os adsorventes na vasilha hermética são removidos com menos frequência, tal como no caso de veículos híbridos, ou ambos. Embora uma abordagem passiva tenha sido bastante desejada, as abordagens passivas existentes ainda deixam as emissões de DBL em níveis que são muitas vezes maiores do que o requisito LEV-III de 20 mg quando somente uma fração da purga historicamente disponível está agora disponível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A FIG. 1 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema de vasilha hermética tem uma vasilha hermética;

[0011] a FIG. 2 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema da vasilha hermética tem uma vasilha hermética;

[0012] a FIG. 3 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema da vasilha hermética tem uma vasilha hermética;

[0013] a FIG. 4 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema da vasilha hermética tem uma vasilha hermética principal e uma vasilha hermética suplementar;

[0014] a FIG. 5 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema da vasilha hermética tem uma vasilha hermética principal e uma vasilha hermética suplementar;

[0015] a FIG. 6 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema da vasilha hermética tem uma vasilha hermética principal e uma vasilha hermética suplementar;

[0016] a FIG. 7 é uma vista em seção transversal do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com uma modalidade da invenção, em que o sistema da vasilha hermética tem uma vasilha hermética principal e uma vasilha hermética suplementar;

[0017] a FIG. 8 é um desenho esquemático simplificado do aparelho usado para a determinação da capacidade de adsorção de butano; e

[0018] as FIGURAS 9 a 22 são desenhos esquemáticos simplificados dos sistemas de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de acordo com algumas modalidades não limitadoras da presente invenção.

DESCRIÇÃO

[0019] A presente invenção será descrita agora de maneira mais ampla a seguir, mas nem todas as modalidades da invenção são mostradas. Embora a invenção tenha sido descrita com referência às modalidades exemplificadoras, deve ser compreendido pelos elementos versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e os equivalentes podem ser substituídos por seus elementos sem desviar do âmbito da invenção. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma estrutura ou um material particular aos ensinamentos da invenção sem desviar do âmbito essencial da mesma.

[0020] Os desenhos que acompanham o pedido de patente são apenas para finalidades ilustrativas. Eles não se prestam a limitar as modalidades do presente pedido de patente. Além disso, os desenhos não são desenhados em escala. Os elementos comuns entre as figuras podem reter a mesma designação numérica.

[0021] Em uma modalidade particular, um sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa inclui uma ou mais vasilhas herméticas. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa compreende um volume inicial de adsorvente que tem uma capacidade incremental eficaz de adsorção a 25°C de mais de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano; e pelo menos um volume subsequente de adsorvente que tem uma capacidade incremental eficaz de adsorção a 25°C de menos de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n- butano, uma capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC) de menos de 3 (g/dL), e uma BWC em gramas total entre 2 gramas e 6 gramas. O volume inicial de adsorvente e pelo menos um volume subsequente de adsorvente ficam localizados dentro de uma única vasilha hermética, ou o volume inicial de adsorvente e pelo menos um volume subsequente de adsorvente ficam localizados em vasilhas herméticas separadas que são conectadas para permitir o contato sequencial pelo vapor de combustível. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa tem emissões de perda de respiração diurna (DBL) de dois dias de não mais de 20 mg em não mais do que cerca de 210 litros da purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

[0022] As Figuras 1 a 3 mostram exemplos não limitadores de algumas modalidades do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa em que um volume inicial de adsorvente e um volume(s) subsequente(s) de adsorvente ficam localizados dentro de uma única vasilha hermética. As Figuras 4 a 7 mostram exemplos não limitadores das modalidades do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa que inclui mais de uma vasilha hermética, em que um volume inicial de adsorvente e pelo menos um volume subsequente de adsorvente ficam localizados em vasilhas herméticas separadas que são conectadas para permitir o contato sequencial pelo vapor de combustível.

[0023] A FIG. 1 ilustra uma modalidade do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa que tem um volume inicial de adsorvente e um volume subsequente de adsorvente dentro de uma única vasilha hermética. O sistema de vasilha hermética 100 inclui uma tela de suporte 102, uma parede divisória 103, uma entrada de vapor de combustível 104 de um tanque de combustível, uma porta de exaustão 105 que se abre para uma atmosfera, uma saída de purga 106 para um motor, um volume de adsorvente inicial 201, e um volume de adsorvente subsequente 202.

[0024] Quando um motor é desligado, o vapor de combustível de um tanque de combustível entra no sistema de vasilha hermética 100 através da entrada de vapor de combustível 104. O vapor de combustível se difunde no volume de adsorvente inicial 201, e então no volume de adsorvente subsequente 202 antes de ser liberado na atmosfera através da porta de exaustão 105 do sistema da vasilha hermética. Uma vez que o motor é ligado, o ar ambiente é extraído para o sistema de vasilha hermética 100 através da porta de exaustão 105. O ar de purga flui através do volume de adsorvente subsequente 202 e então do volume de adsorvente inicial 201, e dessorve o vapor de combustível adsorvido nos volumes de adsorvente 202, 201 antes de entrar em um motor de combustão interna através da saída de purga 106.

[0025] O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir mais de um volume de adsorvente subsequente. A título de exemplo não limitador, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa 100 pode incluir um volume de adsorvente inicial 201 e três volumes de adsorvente subsequentes 202, 203, 204 dentro de uma única vasilha hermética, tal como ilustrado na FIG. 2.

[0026] Além disso, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir um volume vazio dentro da vasilha hermética. Tal como aqui empregado, o termo "volume vazio" refere-se a um volume que não inclui qualquer adsorvente. Tal volume pode compreender qualquer elemento não adsorvente incluindo, mas sem ficar a eles limitado, espaço livre, espaçador de espuma, tela, ou combinações destes. Em um exemplo não limitador mostrado na FIG. 3, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa 100 pode incluir um volume de adsorvente inicial 201; três volumes de adsorvente subsequentes 202, 203, 204 dentro de uma única vasilha hermética; e um volume vazio 205 entre os volumes de adsorvente subsequentes 203 e 204.

[0027] A título de exemplo não limitador, as FIGURAS 4 a 7 mostram as modalidades do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa em que o sistema de vasilha hermética inclui mais de uma vasilha hermética. Tal como ilustrado na FIG. 4, o sistema de vasilha hermética 100 inclui uma vasilha hermética principal 101, uma tela de suporte 102, uma parede divisória 103, uma entrada de vapor de combustível 104 de um tanque de combustível, uma porta de exaustão 105 que se abre para uma atmosfera, uma saída de purga 106 para um motor, um volume de adsorvente inicial 201 na vasilha hermética principal 101, volumes de adsorvente subsequentes 202, 203, 204 na vasilha hermética principal 101, uma vasilha hermética suplementar 300 que inclui um volume de adsorvente subsequente 301, e em um conduto 107 que conecta a vasilha hermética principal 101 à vasilha hermética suplementar 300.

[0028] Quando o motor é desligado, o vapor de combustível de um tanque de combustível entra no sistema de vasilha hermética 100 através da entrada de vapor de combustível 104 na vasilha hermética principal 101. O vapor de combustível se difunde através do volume de adsorvente inicial 201 e então nos volumes de adsorvente subsequentes (202, 203, e 204) na vasilha hermética principal 101 antes de entrar na vasilha hermética suplementar 300 através do conduto 107. O vapor de combustível se difunde através do interior do volume de adsorvente subsequente 301 dentro da vasilha hermética suplementar 300 antes de ser liberado na atmosfera através da porta de exaustão 105 do sistema de vasilha hermética. Uma vez que o motor é ligado, o ar ambiente é extraído para o sistema de vasilha hermética 100 através da porta de exaustão 105. O ar de purga flui através do volume de adsorvente subsequente 301 na vasilha hermética suplementar 300, dos volumes de adsorvente subsequentes 204, 203, 202 na vasilha hermética principal 101, e então o volume de adsorvente inicial 201 na vasilha hermética principal 101, para dessorver o vapor de combustível adsorvido nos volumes de adsorvente 301, 204, 203, 202, 201 antes de entrar no motor de combustão interna através da saída de purga 106.

[0029] Similarmente à vasilha hermética principal, a vasilha hermética suplementar do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir mais de um volume de adsorvente subsequente. A título de exemplo não limitador, a vasilha hermética suplementar 300 do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa 100 pode incluir os volumes de adsorvente subsequentes 301 e 302, tal como ilustrado na FIG. 5.

[0030] Além disso, a vasilha hermética suplementar do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir um volume vazio entre os volumes de adsorvente subsequentes. A título de exemplo não limitador, a vasilha hermética suplementar 300 do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa 100 pode incluir os volumes de adsorvente subsequentes 301, 302, e 303 e um volume vazio 304 entre os volumes de adsorvente subsequentes 302 e 303 tal como ilustrado na FIG. 6. Em um exemplo não limitador mostrado na FIG. 7, a vasilha hermética suplementar 300 do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa 100 pode incluir os volumes de adsorvente subsequentes 301, 302, 303, os volumes vazios 304 entre os volumes de adsorvente subsequentes 301 e 302, e os volumes vazios 305 entre os volumes de adsorvente subsequentes 302 e 303. Tal como discutido previamente, o termo "volume vazio" refere- se a um volume que não inclui qualquer adsorvente. Tal volume pode compreender qualquer elemento não adsorvente incluindo, mas sem ficar a eles limitado, espaço livre, espaçador de espuma, tela, conduto, ou combinações destes.

[0031] Além disso, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir um volume vazio entre a vasilha hermética principal e a vasilha hermética suplementar.

[0032] Quando desejado, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir mais de uma vasilha hermética suplementar. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa também pode incluir um ou mais volumes vazios entre a vasilha hermética principal e uma primeira vasilha hermética suplementar, entre as vasilhas herméticas suplementares, e/ou na extremidade da última vasilha hermética suplementar. A título de exemplo não limitador, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa pode incluir uma vasilha hermética principal, uma primeira vasilha hermética suplementar, uma segunda vasilha hermética suplementar, uma terceira vasilha hermética suplementar, um volume vazio entre a vasilha hermética principal e uma primeira vasilha hermética suplementar, um volume vazio entre a primeira e a segunda vasilhas herméticas suplementares, e um volume vazio na extremidade da terceira vasilha hermética suplementar.

[0033] Tal como discutido acima, as FIGURAS 1 a 7 são meramente modalidades exemplificadoras do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa apresentado, e os elementos versados na técnica podem prever modalidades adicionais sem desviar do âmbito da presente invenção.

[0034] Quando desejado, o volume total de adsorvente (isto é, a soma do volume de adsorvente inicial e dos volumes de adsorvente subsequentes) pode ser o mesmo que o volume do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa. Alternativamente, o volume total do adsorvente pode ser menor do que o volume do sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa.

[0035] Em uma modalidade particular, um método para reduzir as emissões de vapor de combustível em um sistema de controle de emissão evaporativa compreende a colocação do vapor de combustível em contato com um volume de adsorvente inicial que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de mais de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano, e com pelo menos um volume de adsorvente subsequente que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de menos de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n- butano, uma capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC) de menos de 3 (g/dL), e uma BWC em gramas total entre 2 gramas e 6 gramas. O volume de adsorvente inicial e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ficam localizados dentro de uma única vasilha hermética, ou o volume de adsorvente inicial e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ficam localizados em vasilhas herméticas separadas que são conectadas para permitir o contato sequencial pelo vapor de combustível. O método para reduzir as emissões do vapor de combustível tem uma emissão de perda de respiração diurna (DBL) de dois dias de não mais do que 20 mg em não mais do que cerca de 210 litros de purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

[0036] O termo "componente adsorvente" ou "volume de adsor- vente", tal como aqui empregado, refere-se a um material adsorvente ou a um material contendo adsorvente ao longo da passagem do fluxo de vapor, e pode consistir em um leito de material particulado, um monólito, uma colmeia, uma folha ou um outro material.

[0037] O termo "volume nominal" tal como aqui empregado, refere- se a uma soma dos volumes dos componentes do adsorvente, e não inclui os volumes de aberturas, espaços vazios, dutos, condutos, tubulações, espaços abertos ou outros volumes ao longo dos comprimentos da passagem do fluxo do vapor que são destituídos do material do adsorvente através do plano perpendicular à passagem do fluxo de vapor. Por exemplo, na FIG. 1 o volume nominal total do sistema de vasilha hermética é a soma de volumes dos volumes de adsorvente 201 e 202. Por exemplo, nas FIGURAS 2 e 3, o volume nominal total do sistema da vasilha hermética é a soma de volumes dos volumes de adsorvente 201, 202, 203 e 204. Na FIG. 4, o volume nominal total do sistema da vasilha hermética é a soma de volumes dos volumes de adsorvente 201, 202, 203, 204 e 301. Na FIG. 5, o volume nominal total do sistema da vasilha hermética é a soma de volumes dos volumes de adsorvente 201, 202, 203, 204, 301 e 302. Nas Figuras 6 e 7, o volume nominal total do sistema da vasilha hermética é a soma de volumes dos volumes de adsorvente 201, 202, 203, 204, 301, 302 e 303. Determinação da Densidade Aparente do Volume Nominal

[0038] O termo "densidade aparente do volume nominal", tal como aqui empregado, é a massa do adsorvente representativo no volume de adsorvente dividida pelo volume nominal do adsorvente, onde o comprimento do volume é definido como a distância in situ dentro do sistema da vasilha hermética entre o plano perpendicular da passagem do fluxo de vapor inicialmente em contato com o componente do adsorvente e o plano perpendicular da passagem do fluxo de vapor que sai do componente do adsorvente.

[0039] Os exemplos não limitadores de como calcular a densidade aparente do volume nominal para várias formas de adsorventes são aqui descritos. (A) Adsorventes granulares, peletizados ou esféricos de capacidade de adsorção uniforme através do comprimento da passagem do fluxo de componente adsorvente

[0040] O método da norma D 2854 da ASTM (daqui por diante, "o método padrão") pode ser usado para determinar a densidade aparente do volume nominal de adsorventes particulados, tais como adsorventes granulares e peletizados de tamanho e formato usados tipicamente para o controle de emissão evaporativa para sistemas de combustível. O método padrão pode ser usado para determinar a densidade aparente do volume do adsorvente, quando provê o mesmo valor de densidade aparente que a razão entre a massa e o volume e nominal do leito de adsorvente encontrado no sistema de vasilha hermética. A massa do adsorvente pelo método padrão é do adsorvente representativo usado na análise de adsorção incremental, isto é, incluindo ou excluindo de modo equivalente aglutinantes inertes, cargas e componentes estruturais dentro do volume do adsorvente dependendo de qual material representativo é analisado como amostra do adsorvente.

[0041] Além disso, a densidade aparente do volume nominal do volume do adsorvente pode ser determinada ao usar um método de densidade aparente alternativo, tal como definido a seguir. O método alternativo pode ser aplicado aos volumes nominais de adsorvente que têm densidades aparentes que não são medidas de modo comparável ou apropriado pelo método padrão. Além disso, o método de densidade aparente alternativo pode ser aplicado aos adsorventes particulados em lugar do método padrão, devido à sua aplicabilidade universal. O método alternativo pode ser aplicado ao volume de adsorvente que pode conter adsorventes particulados, adsorventes não particulados e adsorventes de qualquer formato aumentado por espaçadores, espaços vazios, aditivos de vacuidade dentro de um volume ou volumes de adsorvente similares sequenciais para o efeito da capacidade volumétrica incremental reduzida líquida.

[0042] No método de densidade aparente alternativo, a densidade aparente do volume de adsorvente é obtida ao dividir a massa do adsorvente pelo volume do adsorvente, em que:

[0043] (1) a base de massa seca do adsorvente representativo no volume do adsorvente é medida. Por exemplo, uma amostra representativa de 0,200 g da massa total do adsorvente de 25,0 g em um volume do adsorvente é medida para a capacidade de adsorção pelo método de McBain. Ao passo que o método de McBain resulta em um valor de adsorção de g de butano por g de adsorvente, a massa aplicável é de 25,0 g para o numerador na densidade aparente do volume do adsorvente que permite então a conversão do valor analítico de McBain na propriedade volumétrica do volume do adsorvente; e

[0044] (2) o volume do componente do adsorvente no denominador da densidade aparente é definido como o volume geométrico in situ sob o qual a passagem do fluxo de vapor superficial ocorre dentro do sistema de vasilha hermética. O comprimento do volume é limitado por um plano perpendicular à entrada de fluxo de vapor superficial do volume do adsorvente em questão (isto é, o ponto em que há adsorvente presente no plano perpendicular) e um plano perpendicular ao fluxo superficial na saída do fluxo de vapor do volume de adsorvente em questão (isto é, o ponto em que não há nenhum adsorvente através do plano perpendicular ao fluxo de vapor). (B) Colmeias, Monólito, ou Adsorventes de Espuma (1) Adsorventes de Colmeia Cilíndricos

[0045] A densidade aparente de absorventes de colmeia cilíndricos pode ser determinada de acordo com o procedimento de purificação da Cellutions, LLC (Waynesboro, GA) SOP 500 - 115. O volume do adsorvente é um múltiplo da área em seção transversal (A) e do comprimento (h) do adsorvente. O comprimento (h) do adsorvente é definido como a distância entre o plano dianteiro do adsorvente perpendicular ao fluxo de vapor ou gás que entra no adsorvente e o plano traseiro do adsorvente onde o vapor ou o gás sai do adsorvente. A medição do volume é aquela do volume nominal, que também é usada para definir as razões do volume do leito para a purga. No caso de um adsorvente de colmeia cilíndrico de seção transversal circular, a área em seção transversal do adsorvente é determinada por πd2/4, onde d é o diâmetro médio medido em quatro pontos em cada extremidade da colmeia. O volume nominal do adsorvente e a densidade aparente do volume nominal são calculados tal como segue: Volume nominal do adsorvente = h x A Densidade aparente do volume nominal = massa da parte/(h x A)

[0046] em que a "massa da parte" é a massa do adsorvente para a qual uma amostra representativa do adsorvente foi testada quanto às propriedades de adsorção, incluindo proporções representativas de aglutinantes e cargas inertes ou adsorventes.

[0047] A título de exemplos não limitadores, a FIG. 9 mostra as definições limite para o volume nominal de um adsorvente de colmeia 109 que tem uma área em seção transversal A. O vapor ou o gás flui através do adsorvente de colmeia 109 na direção de D1 a D2. O vapor ou o gás entra no plano dianteiro (F) do adsorvente 109, flui através do comprimento (h) do adsorvente 109, e sai do plano traseiro (B) do adsorvente 109. O volume nominal de um adsorvente de colmeia 109 é igual à área em seção transversal A x comprimento h. Similarmente, a FIG. 10 mostra as definições limite para o volume nominal do adsorvente de espuma 110. (2) Absorventes Plissados, Corrugados e de Folha

[0048] Para adsorventes plissados e corrugados, o volume nominal do adsorvente inclui todo o espaço vazio criado pelos plissados e pelas corrugações. A medição do volume é aquela do volume nominal, que também é usada para definir as razões de volume do leito para a purga. O volume nominal e a densidade aparente do adsorvente são calculados tal como segue: Volume nominal do adsorvente = h x A Densidade aparente do volume nominal = massa da parte/(h x A) em que

[0049] A "massa da parte" é a massa do adsorvente para a qual uma amostra representativa do adsorvente foi testada quanto às propriedades de adsorção, incluindo as proporções representativas de aglutinantes e carga inertes ou adsorventes,

[0050] h é um comprimento do adsorvente, definido como a distância entre o plano dianteiro do adsorvente perpendicular ao fluxo de vapor ou gás que entra no filtro e o plano traseiro do adsorvente onde o vapor ou gás sai do filtro, e

[0051] A é a área em seção transversal do adsorvente.

[0052] A título de exemplo não limitador, a FIG. 11 mostra as definições limite para o volume de um monólito de adsorvente de folha corrugada empilhado 111. Também dentro do conhecimento dos elementos versados na técnica é a formação de um monólito tal como uma colmeia extrudada.

[0053] No caso de um adsorvente plissado, a área em seção transversal do adsorvente é determinada por L x W, onde L é uma distância de uma borda do adsorvente à borda oposta do adsorvente na direção X, e W é uma distância de uma borda do adsorvente à borda oposta do adsorvente na direção Y.

[0054] A título de exemplos não limitadores, a FIG. 12 mostra as definições limite para o volume de um plissado ou corrugação simples 112. A FIG. 13 mostra as definições limite para o volume de uma folha plissada ou corrugada 113 com a passagem do fluxo de vapor provida através da folha por alguma forma de permeabilidade ao fluxo de gás. A face da folha é perpendicular ao fluxo de vapor. Por outro lado, a FIG. 14 mostra as definições limite para o volume de uma folha plissada ou corrugada 114 onde a sua face é angulada em relação ao fluxo de gás. A FIG. 15 mostra as definições limite para o volume de um volume de adsorvente 115 de folhas de adsorvente paralelas. A FIG. 16 mostra as definições limite para o volume de uma camisa de adsorvente 116. Determinação da capacidade de adsorção incremental nominal

[0055] O termo "capacidade de adsorção incremental nominal", tal como aqui empregado, refere-se a uma capacidade de adsorção de acordo com a seguinte equação: Capacidade de adsorção incremental nominal = [butano adsorvido a 50% em volume - butano adsorvido a 5% em volume] x densidade aparente do volume nominal x 1000 em que

[0056] "butano adsorvido a 50% em volume" é a massa em gramas de n-butano absorvido por massa em gramas da amostra do adsorvente à concentração de butano de 50% em volume;

[0057] "butano adsorvido a 5% em volume" é a massa em gramas de n-butano absorvido por massa em gramas da amostra do adsorvente à concentração de butano de 5% em volume; e

[0058] "densidade aparente do volume nominal" é tal como definido previamente. Determinação da capacidade de trabalho de butano de volume nominal (BWC)

[0059] O método padrão D5228 da ASTM pode ser usado para determinar a capacidade de trabalho de butano de volume nominal (BWC) dos volumes de adsorvente que contêm adsorventes granulares e/ou peletizados particulados.

[0060] Uma versão modificada do método D5228 da ASTM pode ser usada para determinar a capacidade de trabalho de butano de volume nominal (BWC) dos volumes de adsorvente de colmeia, monólito e/ou de folha. O método modificado também pode ser usado para os adsorventes particulados, onde os adsorventes particulados incluem cargas, espaços vazios, componentes estruturais, ou aditivos. Além disso, o método modificado pode ser usado onde os adsorventes particulados não são compatíveis com o método padrão D5228 da ASTM, por exemplo, uma amostra representativa do adsorvente não pode ser colocada de imediato como carga de 16,7 mL no tubo de amostra do teste.

[0061] A versão modificada do método D5228 da ASTM é tal como segue. A amostra do adsorvente é secada em forno por um mínimo de oito horas a 110±5°C, e é colocada então em dessecadores para resfriar. A massa seca da amostra de adsorvente é registrada. A massa do conjunto de teste em vazio é determinada antes que a amostra de adsorvente seja montada em um conjunto de teste. Em seguida, o conjunto de teste é instalado em um aparelho de fluxo e carregado com o gás n-butano por um mínimo de 25 minutos (± 0,2 minuto) a uma vazão de butano de 500 mL/min a 25°C e a uma pressão de 1 atm. O conjunto de teste é removido então do aparelho de teste de BWC. A massa do conjunto de teste é medida e registrada a 0,001 grama mais próximo. Esta etapa de carregamento de n-butano é repetida por intervalor de fluxo de 5 minutos sucessivos até que a massa constante seja conseguida. Por exemplo, o momento de carga total do butano para uma colmeia de 35 mm de diâmetro e 150 mm de comprimento (adsorvente 1 do EXEMPLO 2) era de 66 minutos. O conjunto de teste pode ser um suporte para uma parte de uma colmeia ou um monólito, para os casos em que o volume nominal pode ser removido e testado intacto. Alternativamente, o volume nominal pode ter que ser uma seção do sistema de vasilha hermética, ou uma reconstrução apropriada do volume nominal com o conteúdo orientado apropriadamente ao fluxo de gás, tal como então encontrado no sistema de vasilha hermética.

[0062] O conjunto de teste é reinstalado no aparelho de teste e removido com 2,00 litro de ar/min a 25°C e a uma pressão de 1 atm por um tempo de purga selecionado (± 0,2 minuto) de acordo com a fórmula: Tempo de Purga (minuto) = (719 x Volume Nominal (cc))/(2000 (cc/min)).

[0063] A direção do fluxo de purga do ar no teste de BWC fica na mesma direção que o fluxo de purga a ser aplicado no sistema de vasilha hermética. Depois da etapa de purga, o conjunto de teste é removido do aparelho de teste de BWC. A massa do conjunto de teste é medida e registrada a 0,001 grama mais próxima dentro de 15 minutos da conclusão do teste.

[0064] A capacidade de trabalho de butano de volume nominal (BWC) da amostra de adsorvente foi determinada ao usar a seguinte equação:

em que

[0065] "densidade aparente de volume nominal" é tal como definida previamente, e

[0066] quantidade de butano purgada = massa do conjunto de teste após o carregamento - massa do conjunto de teste após a purga.

[0067] O termo "BWC em gramas total", tal como aqui empregado, refere-se a uma quantidade em gramas de butano purgada. Determinação de propriedades volumétricas eficazes

[0068] O volume eficaz de adsorventes leva em consideração os espaços livres, os espaços vazios e outros volumes entre os volumes nominais dos adsorventes ao longo da passagem do fluxo de vapor que não contêm adsorvente. Desse modo, as propriedades volumétricas eficazes do adsorvente referem-se às propriedades do adsorvente que levam em consideração os espaços livres, os espaços vazios e outros volumes entre os volumes nominais de adsorventes que não contêm adsorvente ao longo da passagem do fluxo de vapor.

[0069] O volume eficaz (Veff) para um determinado comprimento da passagem do fluxo de vapor é a soma dos volumes nominais de adsorvente (Vnom, i) presentes ao longo desse comprimento da passagem do vapor mais os volumes sem adsorvente ao longo dessa passagem do fluxo de vapor (Vgap, j).

[0070] As propriedades de adsorção volumétrica de um volume eficaz (Beff), tal como a capacidade de adsorção incremental (g/L), a densidade aparente (g/mL) e a BWC (g/dL), são a soma de cada propriedade dos volumes nominais individuais a ser considerados como parte do volume eficaz (Bnom, i) multiplicados por cada volume nominal individual (Vnom, i), divididos então pelo volume eficaz total (Veff):

[0071] Desse modo, o termo "capacidade de adsorção incremental eficaz" é a soma de cada capacidade de adsorção incremental nominal multiplicada por cada volume nominal individual, e dividida então pelo volume eficaz total.

[0072] O termo "capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC)" é a soma de cada valor de BWC multiplicado por cada volume nominal individual, e dividido então pelo volume eficaz total.

[0073] O termo "densidade aparente eficaz" é a soma de cada densidade aparente multiplicada por cada volume nominal individual, e dividida então pelo volume eficaz total.

[0074] O termo "BWC em gramas total do volume eficaz" é a soma dos valores de gramas de BWC em gramas totais dos volumes nominais dentro do volume eficaz.

[0075] Como exemplos não limitadores de como determinar o volume eficaz dos adsorventes, a FIG. 17 mostra o volume eficaz para três volumes nominais de colmeia de adsorvente conectados na passagem de fluxo por espaços livres de áreas em seção transversal iguais, em que a seta na direção de D1 a D2 indica o fluxo de vapor no volume eficaz, para a exaustão do sistema de vasilha hermética. A FIG. 18 mostra três volumes nominais de colmeia adsorvente conectados por seções de conduto de áreas em seção transversal diferentes comparadas com as áreas em seção transversal de colmeia. Nas Figuras 17 e 18, os volumes nominais de colmeia e os espaços livres parecem simtricós. No entanto, deve ser compreendido que os volumes de colmeia nominais e os espaços livres podem ter dimensões diferentes.

[0076] Em algumas modalidades, as propriedades de adsorção volumétrica dos volumes de adsorvente podem ser fenecidas ao longo da passagem do fluxo de vapor. A título de exemplo não limitador, a capacidade incremental volumétrica e a capacidade de trabalho do butano (BWC) dos volumes de adsorvente podem ser diminuídas para a direção da exaustão do sistema de vasilha hermética. As propriedades de adsorção volumétrica diminuídas podem ser obtidas ao modificar as propriedades das seções separadas de adsorvente, ao variar o tamanho das aberturas entre os volumes nominais de adsorvente (FIG. 19), ao ajustar as dimensões de volumes nominais de adsorvente individuais, separadamente (FIGURAS 20 e 21), ou por uma combinação destes (FIG. 22). A título de exemplos não limitadores, tal como mostrado nas FIGURAS 20 e 21, o sistema de vasilha hermética (120, 121) podem incluir as seções de volume de absorvente "F", "M" e "B" ao longo da passagem do fluxo na direção de D1 a D2. As capacidades de trabalho de butano eficaz (BWC) das seções do volume de adsorvente podem ser diminuídas ao longo da passagem do fluxo na direção de D1 a D2 (isto é, a BWC eficaz da seção de volume de adsorvente F > a BWC eficaz da seção de volume de adsorvente M > a BWC eficaz da seção de volume de adsorvente B). Em algumas modalidades, a BWC eficaz da seção M de volume de adsorvente e/ou da seção B pode ser menor do que 3 (g/dL), ao passo que a BWC eficaz do sistema de vasilha hermética pode ser maior do que ou igual a 3 (g/dL).

[0077] Em uma modalidade particular, o sistema de controle de emissão evaporativa inclui: um tanque de combustível para armazenar o combustível; um motor que tem um sistema de indução de ar e adaptado para consumir o combustível; um sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa que compreende uma ou mais vasilha(s) hermética(s); um conduto de entrada de vapor de combustível do tanque de combustível ao sistema de vasilha hermética; um conduto de purga do vapor de combustível do sistema de vasilha hermética ao sistema de indução do ar do motor; e um conduto de exaustão para exalar o sistema de vasilha hermética quando o motor estiver desligado e para a admissão do ar de purga ao sistema de vasilha hermética quando o motor estiver ligado. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa é definido por uma passagem do fluxo de vapor de combustível do conduto de entrada do vapor de combustível ao volume de adsorvente inicial para pelo menos um volume de adsorvente subsequente e o conduto de exaustão, e por uma passagem do fluxo de ar do conduto de exaustão para pelo menos um volume de adsorvente subsequente para o volume de adsorvente inicial e o conduto de purga do vapor de combustível. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa inclui um volume de adsorvente inicial que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de mais de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração do vapor de 5% em volume e 50% em volume de n- butano; e pelo menos um volume de adsorvente subsequente que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de menos de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano, uma capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC) de menos de 3 (g/dL), e uma BWC em gramas total entre 2 gramas e 6 gramas. O volume de adsorvente inicial e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ficam localizados dentro de uma única vasilha hermética, ou o volume de adsorvente inicial e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ficam localizados em vasilhas herméticas separadas que são conectadas para permitir o contato sequencial pelo vapor de combustível. O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa tem emissões de perda de respiração diurna (DBL) de dois dias de não mais do que 20 mg em não mais do que cerca de 210 litros de purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

[0078] O sistema de controle de emissão evaporativa descrito pode prover baixas emissões de perda de respiração diurna (DBL) até mesmo sob uma condição de baixa purga. O desempenho da emissão evaporativa do sistema de controle de emissão evaporativa descrito pode estar dentro dos limites regulamentares definidos pelo Procedimento de Teste de Emissões de Sangria da Califórnia (BETP), que é de 20 mg ou menos, mesmo sob uma condição de baixa purga.

[0079] O termo "baixa purga", tal como aqui empregado, refere-se a um nível de purga em ou abaixo de 210 litros aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano (isto é, 100 volumes do leito para um sistema de componente adsorvente de 2,1 litros).

[0080] O sistema de controle de emissão evaporativa pode prover baixas emissões de perda de respiração diurna (DBL) até mesmo quando é purgado em ou abaixo de 210 litros aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano. Em algumas modalidades, o sistema de controle de emissão evaporativa pode ser purgado em ou abaixo de 157,5 litros aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

[0081] O sistema de controle de emissão evaporativa pode prover baixas emissões de perda de respiração diurna (DBL) até mesmo quando é removido a ou abaixo de 100 BV (volumes do leito baseados em um volume nominal de 2,1 litros do sistema de vasilha hermética) aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano. Em algumas modalidades, o sistema de controle de emissão evaporativa pode ser purgado em ou abaixo de 75 BV (baseado em um volume nominal de 2,1 litros do sistema de vasilha hermética) aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

[0082] Em algumas modalidades, o sistema de controle de emissão evaporativa pode incluir uma unidade térmica para realçar ainda mais a eficiência da purga. A título de exemplo não limitador, o sistema de controle de emissão evaporativa pode incluir uma unidade térmica para o aquecimento do ar de purga, pelo menos um volume de adsorvente subsequente, ou ambos.

[0083] Os adsorventes apropriados para o uso nos volumes de adsorvente podem ser derivados de muitos materiais diferentes e em várias formas. Pode ser um único componente ou uma mistura de componentes diferentes. Além disso, o adsorvente (como um único componente ou uma mistura de componentes diferentes) pode incluir um diluente volumétrico. Os exemplos não limitadores dos diluentes volumétricos podem incluir, mas sem ficar a eles limitados, espaçador, abertura inerte, espumas, fibras, molas, ou combinações destes.

[0084] Quaisquer materiais adsorventes conhecidos podem ser usados incluindo, mas sem ficar a eles limitados, carbono ativado, carvão vegetal de carbono, zeólitos, argila, polímeros porosos, alumina porosa, sílica porosa, crivos moleculares, caulim, titânia, céria, ou as combinações destes. O carbono ativado pode ser derivado de vários precursores de carbono. A título de exemplo não limitador, os precursores de carbono podem incluir a madeira, madeira em pó, farinha de madeira, linters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petróleo, coque de petróleo, passo do piche de carvão, sementes de frutas, caroços de frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra, palma, vegetais tais como casca de arroz ou palha, polímero sintético, polímero natural, material lignocelulósico, ou as combinações destes. Além disso, o carbono ativado pode ser produzido ao usar uma variedade de processos incluindo, mas sem ficar a elas limitados, a ativação química, a ativação térmica, ou combinações das mesmas.

[0085] Uma variedade de formas de adsorvente pode ser usada. Os exemplos não limitadores das formas de adsorvente pode incluir granular, pelota, esférico, colmeia, monólito, cilíndrico peletizado, meios particulados de formato uniforme, meios particulados de formato não uniforme, meios estruturados de forma extrudada, meios estruturados de forma enrolada, meios estruturados da forma dobrada, meios estruturados de forma plissada, meios estruturados de forma corrugada, meios estruturados de forma despejada, meios estruturados de forma ligada, não tecidos, tecidos, folha, papel, espuma, ou combinações destes. O adsorvente (como um único componente ou uma mistura de componentes diferentes) pode incluir um diluente volumétrico. Os exemplos não limitadores dos diluentes volumétricos podem incluir, mas sem ficar a eles limitados, espaçador, abertura inerte, espuma, fibras, molas, ou combinações destes. Além disso, os adsorventes podem ser extrudados em formatos em seção transversal de paredes finas especiais, tais como oco-cilindro, estrela, espiral torcida, asterisco, fitas configuradas, ou outras formas dentro das capacidades técnicas do estado da técnica. Na moldagem, aglutinantes inorgânicos e/ou orgânicos podem ser usados.

[0086] Os adsorventes de colmeia podem estar em qualquer formato geométrico incluindo, mas sem ficar a eles limitados, redondos, cilíndricos, ou quadrado. Além disso, as células de adsorventes de colmeia podem ser de qualquer geometria. As colmeias de áreas em seção transversal uniformes para as passagens de fluxo passante, tais como as colmeias quadradas com células em seção transversal quadrada ou as colmeias de espirais enroladas de forma corrugada podem ter um desempenho melhor do que as colmeias redondas com células em seção transversal quadradas em uma matriz de ângulo reto que provê passagens adjacentes com uma gama de áreas em seção transversal e, portanto, passagens que não são purgadas de modo equivalente. Sem ficar limitado por qualquer teoria, acredita-se que as áreas em seção transversal de uma célula mais uniforme através da colmeia se defronta com uma distribuição mais uniforme do fluxo dentro da parte durante amos os ciclos de adsorção e de purga e, portanto, menores emissões de DBL do sistema de vasilha hermética.

[0087] Em algumas modalidades, o sistema de controle de emissão evaporativa também pode incluir uma ou mais unidades de entrada de calor para o aquecimento de um ou mais volumes de adsorvente e/ou um ou mais volumes vazios. As unidades de entrada de calor podem incluir, mas sem ficar a eles limitadas, elementos resistivos internos, elementos resistivos externos, ou unidades de entrada de calor associadas com o adsorvente. A unidade de entrada de calor associada com o adsorvente pode ser um elemento adsorvente separado (isto é, não colocado em contato com adsorventes). Alternativamente, a unidade de entrada de calor associada com o adsorvente pode ser um substrato ou camada sobre a qual o adsorvente é unido, ligado, não ligado, ou em contato físico. A unidade de entrada de calor associada com o adsorvente pode ser o adsorvente aquecido diretamente eletricamente que tem uma resistividade apropriada. As propriedades de resistividade do adsorvente podem ser modificadas pela adição de aditivos e aglutinantes condutores ou resistivos na preparação original do adsorvente e/ou na formação do adsorvente em forma particulada ou monolítica. O componente condutor pode consistir em adsorventes condutores, substratos condutores, aditivos condutores e/ou aglutinantes condutores. O material condutor pode ser adicionado na preparação do adsorvente, ser adicionado no processo de formação intermediário e/ou ser adicionado na moldagem do adsorvente na forma final. Qualquer modo de unidade de entrada de calor pode ser usado. A título de exemplo não limitador, a unidade de entrada de calor pode incluir um fluido de transferência de calor, um trocador de calor, um elemento condutor de calor, e materiais de coeficiente de temperatura positivo. A unidade de entrada de calor pode ou não ser uniforme ao longo do comprimento da passagem do fluido aquecido (isto é, prover intensidades locais diferentes). Além disso, a unidade de entrada de calor pode ou não ser distribuída para uma intensidade e uma duração maiores do aquecimento em pontos diferentes ao longo do comprimento da passagem do fluido aquecido. EXEMPLOS Determinação da capacidade de adsorção incremental

[0088] A FIG. 8 mostra um desenho esquemático simplificado do aparelho usado para a determinação da capacidade de adsorção do butano. Isto é conhecido no campo como método de McBain. O aparelho 800 inclui uma bandeja de amostras 801 e uma mola 802 dentro de um tubo de amostras 803, uma bomba de vácuo tosca 804, uma bomba de difusão 805, uma torneira de regulagem 806, válvulas de vácuo de metal/anel-O 807 a 809, um cilindro de butano 810, uma unidade de leitura de pressão 811, e pelo menos um conduto 812 que conecta os componentes do aparelho 800.

[0089] A amostra de componente adsorvente representativo ("amostra de adsorvente") foi secada em um forno por mais de 3 horas a 110°C antes de ser carregada na bandeja de amostras 801 unida à mola 802 dentro do tubo de amostras 803. Em seguida, o tubo de amostras 803 foi instalado no aparelho 800. A amostra de adsorvente vai incluir quantidades representativas de todos os aglutinantes inertes, cargas e componentes estruturais presentes no volume nominal do componente adsorvente quando a determinação aparente do valor de densidade inclui de modo equivalente a massa dos aglutinantes inertes, das cargas e dos componentes estruturais em seu numerador de massa. Por outro lado, a amostra de adsorvente vai excluir estes aglutinantes inertes, cargas e componentes estruturais quando o valor de densidade aparente excluir de modo equivalente à massa dos aglutinantes inertes, das cargas e dos componentes estruturais em seu numerador. O conceito universal consiste em definir exatamente as propriedades de adsorção para o butano em uma base de volume dentro do volume nominal.

[0090] Um vácuo de menos de 1 torr foi aplicado ao tubo de amostras, e a amostra de adsorvente foi aquecida a 105°C por 1 hora. A massa da amostra de adsorvente foi determinada então pela quantidade da extensão da mola ao usar um catetômetro. Depois disso, o tubo de amostras foi imerso em um banho de águia com temperatura controlada a 25°C. O ar foi bombeado para fora do tubo de amostras até que a pressão dentro do tubo de amostras ficou sendo 10-4 torr. O n- butano foi introduzido no tubo de amostras até que o equilíbrio fosse alcançado a uma pressão selecionada. Os testes foram realizados para duas séries de dados de quatro pressões de equilíbrio selecionadas cada uma, tomadas a cerca de 38 torr e tomadas a cerca de 380 torr. A concentração do n-butano foi baseada na pressão de equilíbrio dentro do tubo de amostras. Após cada teste à pressão de equilíbrio selecionada, a massa da amostra de adsorvente foi medida com base na quantidade da extensão da mola ao usar o catetômetro. A massa aumentada da amostra de adsorvente era a quantidade de n-butano adsorvida pela amostra de adsorvente. A massa de n-butano absorvida (em gramas) por massa da amostra de adsorvente (em gramas) foi determinada para cada teste a pressões de equilíbrio diferentes de n- butano e traçada em um gráfico como uma função da concentração de n-butano (em % em volume). Uma concentração de n-butano de 5% em volume (em volume) em uma atmosfera é provida pela pressão de equilíbrio dentro do tubo de amostras de 38 torr. Uma concentração de n-butano de 50% em volume a uma atmosfera é provida pela pressão de equilíbrio dentro do tubo de amostras de 380 torr. Devido ao fato que o equilíbrio precisamente a 38 torr e a 380 torr não pode ser obtido de imediato, a massa de n-butano adsorvido por massa da amostra de adsorvente à concentração de n-butano de 5% em volume e à concentração de n-butano de 50% em volume foi interpolada do gráfico ao usar os pontos de dados coletados em torno das pressões alvo de 38 e 380 torr.

[0091] Alternativamente, Micromeritics (tal como Micromeritics ASAP 2020) pode ser usado para determinar a capacidade de adsorção incremental do butano em vez do método de McBain. Determinação de emissões de perda de respiração diurna (DBL)

[0092] Os sistemas de controle de emissão evaporativa dos EXEMPLOS 1 a 13 (identificados abaixo) foram montados com as quantidades e os tipos selecionados de adsorventes tal como mostrado nas TABELAS 1 a 3.

[0093] Cada exemplo foi previamente condicionado (envelhecido) uniformemente pelos ciclos repetitivos de adsorção de vapor de gasolina ao usar o combustível TF-1 (9 RVP, 10% em volume de etanol) certificado e 300 volumes nominais do leito da purga de ar seco a 22,7 M com base na vasilha hermética principal (por exemplo, 630 litros para um vasilha hermética principal de 2,1 l e 450 litros para uma vasilha hermética principal de 1,5 l). A taxa da carga de vapor de gasolina era 40 g/h e a composição do hidrocarboneto era 50% em volume, gerado pelo aquecimento de dois litros de gasolina a cerca de 36°C e formação de borbulhas de ar através em 200 mL/min. A alíquota de dois litros de combustível foi substituída automaticamente por gasolina fresca a cada duas horas até que a obtenção de 5.000 ppm foi detectada por um FID (detector de ionização de chama). Um mínimo de 25 ciclos de envelhecimento foi usado em uma vasilha hermética virgem. Os ciclos de envelhecimento foram seguidos por uma única etapa de adsorção de butano/purga de ar. Esta etapa consistiu em carregar o butano a 40 g/h a uma concentração de 50% em volume no ar a 1 atm até serem obtidas 5.000 ppm, embeber o mesmo por uma hora, e a seguir a sua remoção com ar seco por 21 minutos com um volume de purga total alcançado ao selecionar a taxa de purga de ar constante apropriada para esse período. A vasilha hermética foi embebida então com as portas lacradas por 24 horas a 20°C.

[0094] As emissões de DBL foram geradas subsequentemente ao unir a porta do tanque do exemplo a um tanque de combustível cheio com 40% em volume (baseado em seu volume nominal com o combustível CARB Phase II (7 RVP, 0% de etanol). Antes da união, o tanque de combustível cheio tinha sido estabilizado a 18,3°C por 24 horas enquanto era esgotado. O tanque e o exemplo foram então submetidos a ciclos de temperatura por perfil de temperatura de dois dias de CARB, cada dia de 18,3°C a 40,6°C por 11 horas, e então de volta para baixo até 18,3°C por 13 horas. As amostras da emissão foram coletadas da exaustão do exemplo em 5,5 horas e em 11 horas durante o estágio de aquecimento em sacos Kynar. Os sacos Kynar foram preenchidos com nitrogênio até um volume total conhecido com base na pressão e evacuados então em um FID para determinar a concentração de hidrocarboneto. O FID foi calibrado com um padrão de butano de 5.000 ppm. Do volume do saco Kynar, a concentração das emissões, e supondo um gás ideal, a massa das emissões (como butano) foi calculada. Para cada dia, a massa das emissões em 5,5 horas e 11 horas foi adicionada. Seguindo o protocolo CARB, o dia com as emissões totais mais elevadas foi relatado como "emissões de 2 dias". Em todos os casos, as emissões mais elevadas foram obtidas no dia 2. Este procedimento é descrito de modo geral no Documento Técnico SAE 2001-01-0733, intitulado "Impacto e Controle de Emissões de Sangria de Vasilha Hermética", da autoria de R. S. Williams e C. R. Clontz, e no procedimento LEV III BETP de CARB (seção D.12 em Padrões de Emissões Evaporativas e Procedimentos de Teste da Califórnia Para 2001 e Veículos Motorizados de Modelos Subsequentes, 22 de março de 2012).

[0095] Para os EXEMPLOS 1 a 4, 13 e os EXEMPLOS 7 e 8, um tanque de combustível de 68 l e uma vasilha hermética principal de 2,1 litros (TABELA 1, Vasilha Hermética Principal do Tipo #1) foi usada como uma vasilha hermética principal que tem volumes do lado da fonte de combustível (isto é, um volume de adsorvente inicial) preenchida com 1,8 litro de adsorvente de carbono ativado NUCHAR® BAX 1500 e um volume do lado da exaustão preenchido com 0,3 litro de adsorvente de carbono ativado NUCHAR® BAX LBE. Os volumes foram configurados de maneira tal que havia uma câmara do lado da fonte de combustível de 1500 mL e uma câmara do lado da exaustão de 600 mL, onde a câmara da fonte de combustível tinha uma área em seção transversal (CSA) que era 2,5 vezes a CSA do lado da exaustão. O carbono ativado BAX 1500 preencheu a câmara da fonte de combustível (similar aos volumes 201 mais 202 nas FIGURAS 2 a 7) e 300 mL do volume a jusante imediato na câmara do lado da exaustão (similar ao volume 203 nas FIGURAS 2 a 7). Os 300 mL de carbono ativado BAX LBE preencheram o volume restante da câmara do lado da exaustão (similar ao volume 204 na FIG. 7). O carbono ativado NUCHAR® BAX 1500 e o carbono ativado NUCHAR® BAX LBE são produtos de carbono ativado à base de madeira, comercialmente disponíveis junto à MeadWestvaco Corporation, com uma capacidade de adsorção incremental a 25°C de 80 gramas de n-butano/L e de 24 gramas de n-butano/L, respectivamente, entre uma concentração de vapor de 5% em volume de n-butano e 50% em volume ("Capacidade Incremental Nominal" na TABELA 1). Para a etapa da purga de ar após o carregamento de butano, cada sistema da vasilha hermética nos EXEMPLOS 1 a 4, 13 e nos EXEMPLOS 7 e 8 foi purgado com 157,5 litros de ar de purga a uma taxa da purga de 7,5 lpm. Em termos das razões de volume do leito do volume de purga dividido pelo volume nominal total dos sistemas de vasilha hermética, a purga aplicada ficou entre 66,0 e 75,0 volumes de leito (BV).

[0096] Para os EXEMPLOS 5 e 6 e 9 a 12, um tanque de com bustível de 45 l e uma vasilha hermética principal de 1,5 litro (TABELA 1, vasilha hermética principal do tipo #2) foi usada como uma vasilha hermética principal que tem volumes do lados da fonte de combustível (isto é, um volume de adsorvente inicial) preenchida com 1,2 litro de adsorvente de carbono ativado NUCHAR® BAX 1100 e um volume do lado da exaustão preenchido com 0,3 litro de adsorvente de carbono ativado NUCHAR® BAX LBE. Os volumes foram configurados de maneira tal que havia uma câmara do lado da fonte de combustível de 1.000 mL e uma câmara do lado da exaustão de 500 mL, onde a câmara da fonte de combustível tinha uma área em seção transversal (CSA) que era 2,0 vezes a CSA do lado da exaustão. O carbono ativado BAX 1100 preencheu a câmara da fonte de combustível (similar aos volumes 201 mais 202 nas FIGURAS 2 a 7) e 200 mL do volume a jusante imediato na câmara do lado da exaustão (similar ao volume 203 nas FIGURAS 2 a 7). Os 300 mL de carbono ativado BAX LBE preencheram o volume restante da câmara do lado da exaustão (similar ao volume 204 na FIG. 7). NUCHAR® BAX 1100 ativado é um produto de carbono ativado à base de madeira, comercialmente disponível junto à MeadWestvaco Corporation, com uma capacidade de adsorção incremental a 25°C de 52 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano. Durante a etapa de purga de ar após o carregamento de butano, cada exemplo do sistema de vasilha hermética foi purgado com 100 ou então 150 litros de ar de purga a uma taxa de purga de 4,76 ou 7,14 lpm, respectivamente. Em termos das razões de volume do leito do volume de purga dividido pelo volume nominal total dos sistemas de vasilha hermética, a purga aplicada ficou entre 55,9 e 91,2 BV.

[0097] Cada um dos EXEMPLOS 1 a 13 incluiu nenhum, um ou dois volumes de adsorvente do lado da exaustão adicionais em série. A primeira vasilha hermética suplementar a jusante ao longo da passagem do fluxo de vapor da vasilha hermética principal (se estivesse presente) foi anotada como "Adsorvente 1" e uma segunda vasilha hermética suplementar a jusante em série (se estivesse presente) ao longo da passagem do fluxo de vapor do Adsorvente 1 foi anotada como "Adsorvente 2". Um tipo de adsorvente do lado da exaustão adicional (similar à vasilha hermética suplementar 300 na FIG. 4) foi descrito como "35x150", que tinha 200 células por colmeia de carbono cilíndrica por polegada quadrada (cpsi) com um diâmetro de 35 mm x 150 mm de comprimento. A contabilidade do volume eficaz para o adsorvente "35x150" tinha os mesmos limites que aqueles mostrados na FIG. 9, isto é, o volume eficaz foi limitado pelas faces de entrada e saída de vapor da colmeia, e igual ao seu volume nominal. O segundo tipo de adsorvente do lado da exaustão adicional (similar à vasilha hermética suplementar 300 na FIG. 7) foi descrito como "3-35x50," que tinha três colmeias de carbono cilíndricas de 200 cpsi com diâmetro de 35 mm x 50 mm de comprimento, incluindo espaçadores de espuma de 35 mm de diâmetro x 7 mm de espessura. Cada espaçador da espuma criou uma abertura de vacuidade de 7 mL entre cada comprimento de colmeia sequencial de 50 mm de comprimento, similar às aberturas 304 e 305 na FIG. 7. A contabilidade do volume eficaz era os mesmos limites que foram mostrados na FIG. 17, isto é, o volume eficaz foi limitado pela face de entrada de vapor da primeira das três colmeias e faces de saída da terceira das três colmeias, e igual aos volumes nominais das três colmeias mais os volumes dos espaçadores de 7 mm de espessura. A capacidade de adsorção incremental nominal a 25°C de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano foi mostrada como a "capacidade incremental nominal". Quando baseada no volume eficaz, a capacidade de adsorção incremental a 25°C de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano foi mostrada como a "capacidade incremental eficaz". As emissões de DBL de dois dias foram relatadas como as "emissões de DBL de dois dias" em unidades de mg. Os resultados relatados eram frequentemente a média de várias replicatas de BETP a fim de verificar as descobertas.

[0098] O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de cada um dos EXEMPLOS 1 a 4, 13 e dos EXEMPLOS 7 e 8 incluiu um volume de adsorvente inicial do adsorvente de carbono ativado BAX 1500 que tem uma capacidade de adsorção incremental nominal a 25°C de 80 g de n-butano/L (isto é, mais de 35 g/L) entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n- butano, e um volume de adsorvente subsequente de adsorvente de carbono ativado BAX LBE que tem uma capacidade de adsorção incremental nominal a 25°C de 24 g/L (menos de 35 g/L) entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano (menos de 35 g/L). Esta é a vasilha hermética principal do tipo #1 na TABELA 1.

[0099] O EXEMPLO 1 era o sistema de vasilha hermética de contro le de emissão evaporativa descrito na Patente U.S. no. RE38.844. Tal como mostrado na TABELA 2, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa do EXEMPLO 1 propiciou emissões de DBL de dois dias de 215 mg sob uma condição de baixa purga de 75 volumes de leito (BV) do ar de purga após o carregamento do butano (isto é, 157,5 litros). Essas emissões de DBL de dois dias eram maiores do que uma ordem de magnitude acima do limite de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP). Desse modo, os limites de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP) não puderam ser atingidos pelo sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa descrito na Patente U.S. no. RE38.844.

[00100] Para o EXEMPLO 2, um volume de adsorvente do lado da exaustão adicional (Adsorvente 1) foi adicionado ao EXEMPLO 1 na forma de uma colmeia de carbono ativado ("35x150") que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de 16 g/L (menos de 35 g/L) entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano (menos de 35 g/L), uma BWC eficaz de 4,2 (g/dL) e uma BWC em gramas total de 6,1 g. Tal como mostrado na TABELA 2, as emissões de DBL de dois dias para o EXEMPLO 2 com um nível baixo de purga de 157,5 litros (aplicada depois do carregamento do butano) eram de 74 mg, que ainda estava acima do limite de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP). Desse modo, ao nível de purga de 157,5 litros aplicada após o carregamento do butano, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa da Patente U.S. no. RE38.844 ainda não podia satisfazer o limite de regulação de 20 mg sob o BETP mesmo quando foi usado em combinação com o volume de adsorvente do lado da exaustão adicional (Adsorvente 1).

[00101] Para o EXEMPLO 3, um segundo volume de adsorvente do lado da exaustão adicional na forma de um colmeia de carbono ativado (Adsorvente 2) do mesmo tipo e propriedades que o Adsorvente 1 ("35x150") foi adicionado ao sistema de vasilha hermética do EXEMPLO 2. Surpreendentemente, tal como mostrado na TABELA 2, houve somente uma redução marginal nas emissões de DBL de dois dias do volume de adsorvente do lado da exaustão adicional no EXEMPLO 3, para 70 mg e ainda acima do limite de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP).

[00102] O EXEMPLO 4 era uma variação do EXEMPLO 3, uma vez que cada uma das colmeias de carbono ativado foi dividida em três seções de 50 mm de comprimento com espaçadores estreitos entre as mesmas. Para o EXEMPLO 4, os espaçadores reduziram as capacidades incrementais eficazes dos Adsorventes 1 e 2 para 14,6 g/L e reduziram a BWC eficaz para 3,9 (g/dL), mas, por definição, mantiveram a mesma BWC em gramas total, a 6,1 g. Tal como mostrado na TABELA 2, as emissões de DBL de dois dias do EXEMPLO 4 permaneceram elevadas a 52 mg e ainda estavam acima dos limites de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP).

[00103] No EXEMPLO 13, o adsorvente 2 consistia em colmeias divididas em duas seções de 50 mm de comprimento com um espaçador estreito entre as mesmas. A capacidade incremental eficaz era de 6,1 g/L e a BWC eficaz era de 1,6 (g/dL). Por definição, a BWC em gramas total era de 1,6 g. Tal como mostrado na TABELA 2, as emissões de DBL de dois dias do EXEMPLO 13 permaneceram elevadas a 35 mg e ainda estavam acima dos limites de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP).

[00104] Para o EXEMPLO 7, o Adsorvente 2 tinha uma capacidade incremental eficaz de 9,8 g/L, uma BWC eficaz de 2,6 (g/dL) e uma BWC em gramas total de 4,0 g. Para o EXEMPLO 8, o Adsorvente 2 tinha uma capacidade incremental eficaz de 10,7 g/L, uma BWC eficaz de 2,8 (g/dL) e uma BWC em gramas total de 4,4 g. Tal como mostrado na TABELA 2, com 157,5 litros de purga, os sistemas de vasilha hermética dos EXEMPLOS 7 e 8 propiciaram emissões de DBL de dois dias de 10,3 (g/dL) e 13 (g/dL), respectivamente. Desse modo, os sistemas de vasilha hermética dos EXEMPLOS 7 e 8 tiveram emissões de DBL de dois dias bem abaixo do requisito de BETP de menos de 20 mg para condições de baixa purga de 157,5 litros (66,0 BV).

[00105] O sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa de 12 dos EXEMPLOS 5, 6 e 9 foi baseado na vasilha hermética principal do tipo #2 na TABELA 1.

[00106] O EXEMPLO 12 era um sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa similar àqueles descritos na Patente U. S. no. RE38.844. Tal como mostrado na TABELA 3, o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa do EXEMPLO 12 não incluiu nenhum volume de adsorvente no lado da exaustão adicional. O EXEMPLO 12 propiciou emissões de DBL de dois dias de 175 mg sob uma condição de baixa purga de 100 volumes do leito (BV) do ar de purga após o carregamento de butano (isto é, 150 litros), que era cerca de nove vezes maior do que o limite de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP). Isto confirmou que o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa similar àqueles descritos na Patente U.S. no. RE38.844 não podia preencher os requisitos das emissões de DBL de dois dias sob o BETP (isto é, menos de 20 mg) quando a purga baixa foi usada.

[00107] No EXEMPLO 5, um pequeno volume de purga após o carregamento de 150 litros de butano foi aplicado, ou 91,2 BV para o volume nominal de 1,5 l do sistema de vasilha hermética que incluiu um volume de adsorvente do lado da exaustão adicional de uma colmeia de carbono ativado "35x150" como Adsorvente 1. Tal como mostrado na TABELA 3, as emissões de DBL de dois dias eram elevadas a 57 mg e acima do limite de regulação de 20 mg sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP).

[00108] Para o EXEMPLO 6, a purga aplicada foi reduzida para 100 litros, ou 55,9 BV para a vasilha hermética principal do tipo #2 que incluiu os mesmos volumes de adsorvente do lado da exaustão adicionais que o EXEMPLO 4. Tal como mostrado na TABELA 3, as emissões de DBL de dois dias eram elevadas a 80 mg e acima dos limites de regulação de 20 mg sob Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP).

[00109] Cada um dos sistemas de vasilha hermética dos EXEMPLOS 9, 10 e 11 incluiu um volume inicial de adsorvente do adsorvente de carbono ativado NUCHAR® BAX 1100 que tem uma capacidade de adsorção incremental a 25°C de 52 g de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano (isto é, mais de 35 g/L) como parte da vasilha hermética principal do tipo #2, e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ("Adsorvente 2" na TABELA 3) que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a uma capacidade de adsorção de butano a 25°C de menos de 35 g/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano e uma BWC em gramas total entre 2 e 6 g.

[00110] O Adsorvente 2 no EXEMPLO 9 tinha uma capacidade incremental eficaz de 11,7 g/L, uma BWC eficaz de 3,1 (g/dL) (mais de 3 (g/dL)) e uma BWC em gramas total de 4,8 g. Tal como mostrado na TABELA 3, as emissões de DBL de dois dias para o EXEMPLO 9 sob uma baixa purga de 100 litros (isto é, 55,9 BV) eram de 51 mg e bem acima do requisito de menos de 20 mg do BETP.

[00111] Por outro lado, o Adsorvente 2 no EXEMPLO 10 tinha uma capacidade incremental eficaz de 9,8 g/L, uma BWC eficaz de 2,6 (g/dL) (menos de 3 (g/dL)) e uma BWC em gramas total de 4,0 g. Tal como mostrado na TABELA 3, as emissões de DBL de dois dias sob uma baixa purga de 100 litros, igual a 55,9 BV, eram de 13,0 mg e dentro do requisito de menos de 20 mg do BETP.

[00112] Do mesmo modo, o adsorvente 2 no EXEMPLO 11 tinha uma capacidade incremental eficaz de 5,9 g/L, uma BWC eficaz de 1,6 (g/dL) (menos de 3 (g/dL)) e uma BWC em gramas total de 2,4 g. Tal como mostrado na TABELA 3, as emissões de DBL de dois dias sob uma baixa purga de 150 litros, igual a 83,9 BV, eram de 7,3 mg e dentro do requisito de menos de 20 mg do BETP0.

[00113] A TABELA 4 e a TABELA 5 resumiram as condições dos sistemas de vasilha hermética dos EXEMPLOS 1 a 13, e as suas emissões de DBL de dois dias medidas. Os sistemas de vasilha hermética dos EXEMPLOS 7, 8, 10 e 11 propiciaram emissões de DBL de dois dias de menos de 20 mg, tal como necessário sob o Procedimento de Teste de Sangria de Emissões da Califórnia (BETP). O requisito para não exceder 20 mg para o BETP sob uma purga baixa foi preenchido ao satisfazer uma janela de propriedades de adsorção por um volume do lado da exaustão, onde a janela era uma BWC eficaz de menos de 3 (g/dL) e uma BWC em gramas total entre 2 g e 6 g. Desse modo, o meio para preencher o requisito das emissões de BETP sob condições de baixa purga era mais do que somente uma redução na capacidade de operação ou na capacidade incremental através da passagem do fluxo de vapor do sistema de vasilha hermética e especificamente do volume de adsorvente do lado da exaustão até um nível prescrito, mas também para ter a capacidade de operação em gramas suficiente nesse volume do lado da exaustão para conter as emissões.

[00114] Embora a presente invenção seja suscetível a várias modificações e formas alternativas, as modalidades específicas foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e aqui descritas em detalhes. No entanto, a presente invenção não deve ser limitada às formas particulares divulgadas. Ao invés disso, a presente invenção deve cobrir todas as modificações, equivalentes, e alternativas que se enquadram dentro do âmbito da presente invenção tal como definido pelas seguintes reivindicações anexas e por seus equivalentes legais. TABELA 1

Claims

1. Sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa (100), caracterizado pelo fato de que inclui uma ou mais vasilhas herméticas (101, 300) e compreende: um volume de adsorvente inicial (201) que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de mais de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano; e pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303) que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de menos de 35 gramas de n- butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano, uma capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC) de menos de 3 (g/dL), e uma BWC em gramas total entre 2 gramas e 6 gramas, em que o volume de adsorvente inicial e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ficam localizados dentro de uma única vasilha hermética, ou o volume de adsorvente inicial e pelo menos um volume de adsorvente subsequente ficam localizados em vasilhas herméticas separadas que são conectadas para permitir o contato sequencial pelo vapor de combustível, e em que o sistema de vasilha hermética tem emissões de perda de respiração diurna (DBL) de dois dias de não mais do que 20 mg em não mais do que cerca de 210 litros de purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

2. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende múltiplos volumes de adsorvente subsequente (202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303).

3. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume de adsorvente inicial (201), o pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303), ou ambos, incluem um adsorvente selecionado do grupo que consiste em carbono ativado, carvão vegetal de carbono, zeólitos, argilas, polímeros porosos, alumina porosa, sílica porosa, crivos moleculares, caulim, titânia, céria, e as combinações dos mesmos.

4. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o carbono ativado é derivado de um material que inclui um membro selecionado do grupo que consiste em madeira, madeira em pó, farinha de madeira, linters de algodão, turfa, carvão, coco, lignita, carboidratos, piche de petróleo, coque de petróleo, piche de alcatrão de carvão, sementes de frutas, caroços de frutas, cascas de castanhas, caroços de castanhas, pó de serra, palma, vegetais, polímero sintético, polímero natural, material lignocelulósico, e as combinações dos mesmos.

5. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma forma de adsorvente no volume de adsorvente inicial, o pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303), ou ambos, incluem um membro selecionado do grupo que consiste em meios particulados granulares, em pelotas, esféricos, em colmeia, monólito, cilíndricos peletizados, meios particulados de formato uniforme, meios particulados de formato não uniforme, meios estruturados de forma extrudada, meios estruturados de forma enrolada, meios estruturados de forma dobrada, meios estruturados de forma plissada, meios estruturados de forma corrugada, meios estruturados de forma despejada, meios estruturados de forma ligada, não tecidos, tecidos, folha, papel, espuma, cilindro oco, estrela, espiral torcida, asterisco, fitas configurados, e as combinações dos mesmos.

6. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303) inclui um diluente volumétrico.

7. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o diluente volumétrico inclui um membro selecionado do grupo que consiste em partículas inertes de espaçadores, espaços de ar aprisionados, espumas, fibras, telas, e as combinações dos mesmos.

8. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o diluente volumétrico inclui um material adsorvente formado em um formato de elevada vacuidade selecionado do grupo que consiste em estrelas, tubos ocos, asteriscos, espirais, cilindros, fitas configuradas, colmeias, monólitos, e as combinações dos mesmos.

9. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um volume de adsorvente subsequente tem uma capacidade de trabalho de butano de volume total de mais de 2 gramas.

10. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de vasilha hermética tem emissões de perda de respiração diurna (DBL) de dois dias de não mais do que 20 mg a não mais do que 157,5 litros de purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

11. Sistema de vasilha hermética (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de vasilha hermética tem emissões de perda de respiração diurna (DBL) de dois dias de não mais do que 20 mg a não mais do que cerca de 75 volumes do leito da purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

12. Sistema de controle de emissão evaporativa caracterizado pelo fato de que compreende: um tanque de combustível para armazenar combustível; um motor que tem um sistema de indução de ar e adaptado para consumir o combustível; um sistema de vasilha hermética (100) de controle de emissão evaporativa como definido na reivindicação 1; um conduto de entrada de vapor de combustível (104) que conecta o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa ao tanque de combustível; um conduto de purga do vapor de combustível (106) que conecta o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa ao sistema da indução de ar do motor; e um conduto de exaustão (105) para esgotar o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa e para a admissão do ar de purga ao sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa, em que o sistema de vasilha hermética de controle de emissão evaporativa tem uma passagem de fluxo do vapor de combustível do conduto de entrada do vapor de combustível (104) ao volume de adsorvente inicial (201) para o pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303) e o conduto de exaustão (105), e tem uma passagem do fluxo de ar do conduto de exaustão (105) a pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303) para o volume de adsorvente inicial (201) e a saída de purga do vapor de combustível.

13. Método para reduzir emissões do vapor de combustível em um sistema de controle de emissão evaporativa, caracterizado pelo fato de que compreende a colocação do vapor de combustível em contato com: um volume de adsorvente inicial (201) que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de mais de 35 gramas de n-butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano, e pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303) que tem uma capacidade de adsorção incremental eficaz a 25°C de menos de 35 gramas de n- butano/L entre uma concentração de vapor de 5% em volume e 50% em volume de n-butano, uma capacidade de trabalho de butano eficaz (BWC) de menos de 3 (g/dL), e uma BWC em gramas total entre 2 gramas e 6 gramas, em que o método tem emissões de perda de respiração diurna (DBL) de não mais de 20 mg a não mais de cerca de 210 litros da purga aplicados após a etapa de carregamento de 40 g/h de butano.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o volume de adsorvente inicial (201) e o pelo menos um volume de adsorvente subsequente (202; 202. 203, 204; 301; 301, 302; 301, 302, 303) ficam localizados dentro de vasilhas herméticas separadas (101, 300) que são conectadas para permitir o contato sequencial pelo vapor de combustível