RU2022626C1

RU2022626C1 - Method for gasoline vapors recovery in motor vehicle fuel system

Info

Publication number: RU2022626C1
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Смирнов; Н.П. Васильев; В.П. Голубев; О.Л. Крайнова; В.М. Мухин
Original assignee: Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика"
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: automobile construction. SUBSTANCE: gasoline vapors are passed through activated charcoal with 0,12 - 0,60 cm³/g microporosity volume, 1.2 - 3.2 nm porosity size, and 110 - 500 m²/g mesopores specific surface with followed desorption by air. EFFECT: gasoline vapors recovery. 1 tbl

Description

Изобретение относится к охране окружающей среды от выбросов паров бензина и может быть использовано в автомобильных рекуператорах бензина, работающих в режиме сорбция-десорбция. The invention relates to the protection of the environment from emissions of gasoline vapors and can be used in automobile gas recuperators operating in the sorption-desorption mode.

Известен способ рекуперации паров бензина с использованием адсорбентов, получаемых на основе этилированных ненасыщенных мономеров, путем пропускания паров бензина через слой адсорбента с последующей десорбцией окружающим воздухом, причем адсорбент содержит поры с диаметром 2,0-2000 нм и общей поверхностью 10-1000 м²/г.A known method of recovering gasoline vapors using adsorbents obtained on the basis of leaded unsaturated monomers by passing gasoline vapors through an adsorbent bed followed by desorption with ambient air, the adsorbent containing pores with a diameter of 2.0-2000 nm and a total surface of 10-1000 m ² / g.

Недостатком прототипа является невысокая адсорбционная способность по парам топливного бензина вследствие нерациональной пористой структуры полимерного адсорбента. The disadvantage of the prototype is the low adsorption capacity for fuel gas vapors due to the irrational porous structure of the polymer adsorbent.

Целью изобретения является увеличение степени извлечения бензина за счет повышения эффективной адсорбционной способности адсорбента по парам бензина. The aim of the invention is to increase the degree of extraction of gasoline by increasing the effective adsorption capacity of the adsorbent for gasoline vapors.

Цель достигается предложенным способом, включающим пропускание паров бензина из топливной системы автомобиля через слой адсорбента и их десорбцию воздухом, причем в качестве адсорбента используют активный уголь, имеющий объем микропор с размером 1,2-3,2 нм 0,12-0,60 см³/г, и удельную поверхность мезопор 110-500 м²/г.The goal is achieved by the proposed method, including passing gasoline vapors from the vehicle’s fuel system through an adsorbent layer and desorbing them with air, and activated carbon having a micropore volume of 1.2-3.2 nm 0.12-0.60 cm is used as an adsorbent ³ / g, and the specific surface area of the mesopores is 110-500 m ² / g.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что используют активный уголь, имеющий объем микропор с размером 1,2-3,2 нм 0,12-0,60 см³/г и удельную поверхность мезопор 110-500 м²/г.The difference of the proposed method from the known one is that activated carbon is used having a micropore volume of 1.2-3.2 nm 0.12-0.60 cm ³ / g and a specific mesopore surface of 110-500 m ² / g.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.

Применение адсорбента для рекуперации паров бензина в топливной системе характеризуется многоцикловой работой, причем установление стационарного режима имеет место после 5-6 циклов адсорбции-десорбции. В стационарном режиме эффективная адсорбционная способность представляет собой разность количества поглощенного бензина на стадии адсорбции и количества бензина, удерживаемого сорбентом на стадии десорбции. The use of an adsorbent for the recovery of gasoline vapors in the fuel system is characterized by multi-cycle operation, and the establishment of a stationary mode takes place after 5-6 adsorption-desorption cycles. In stationary mode, the effective adsorption capacity is the difference between the amount of gasoline absorbed at the adsorption stage and the amount of gasoline held by the sorbent at the desorption stage.

Для достижения высокой величины эффективной адсорбционной способности в активном угле необходимо иметь развитый объем крупных микропор, обеспечивающих высокую адсорбцию основных компонентов бензина (углеводородов С₆-С₁₀). К крупным относятся микропоры, имеющие размер 1,2-3,2 нм.To achieve a high value of effective adsorption capacity in activated carbon, it is necessary to have a developed volume of large micropores, providing high adsorption of the main components of gasoline (C ₆ -C ₁₀ hydrocarbons). Large ones include micropores having a size of 1.2-3.2 nm.

С другой стороны, поскольку процесс осуществляется в динамических условиях небольшим слоем сорбирующего материала, необходимо иметь мезопоры с определенной удельной поверхностью для обеспечения эффективной кинетики поглощения и десорбции. On the other hand, since the process is carried out under dynamic conditions with a small layer of sorbent material, it is necessary to have mesopores with a specific specific surface to ensure effective kinetics of absorption and desorption.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

При неработающем двигателе автомобиля пары бензина из топливной системы поступают в слой адсорбента и адсорбируются на активном угле, имеющем объем микропор с размером 1,2-3,2 нм 0,12-0,60 см³/г и удельную поверхность мезопор 110-500 м²/г. Процесс насыщения длится до запуска двигателя, с момента которого начинается десорбция паров бензина окружающим воздухом, подающимся по специальному патрубку в слой угля.When the car engine is not running, gasoline vapors from the fuel system enter the adsorbent layer and are adsorbed on active carbon having a micropore volume of 1.2-3.2 nm 0.12-0.60 cm ³ / g and a specific surface area of mesopores 110-500 m ² / g. The saturation process lasts until the engine starts, from the moment of which the desorption of gasoline vapors by the surrounding air, which flows through a special pipe into the coal layer, begins.

Циклы адсорбция - десорбция повторяются каждый раз при остановке и запуске двигателя автомобиля. Adsorption - desorption cycles are repeated every time the car engine is stopped and started.

Для оценки адсорбента по адсорбции и десорбции паров бензина был разработан метод испытания, который позволяет моделировать условия рекуперации паров бензина в топливной системе автомобиля и характеризовать эффективную адсорбционную способность активного угля. To evaluate the adsorbent by adsorption and desorption of gasoline vapors, a test method was developed that allows you to simulate the conditions for the recovery of gasoline vapors in the fuel system of a car and characterize the effective adsorption capacity of activated carbon.

Условия испытания:
1. Процесс адсорбции
Концентрация паров бензина - 110 мг/л
Температура - 20^оС
Скорость паровоздушного
потока 200 см/мин
2. Процесс десорбции
Скорость воздушного по-
тока 1330 см/мин
Относительная влажность воздуха 75%
Температура 20^оС.Test conditions:
1. The adsorption process
The concentration of gasoline vapor - 110 mg / l
Temperature - 20 ^о С
Steam Air Speed
flow 200 cm / min
2. The desorption process
Air speed
current 1330 cm / min
Relative humidity 75%
Temperature 20 ^o C.

П р и м е р 1. Берут активный уголь, имеющий объем микропор с размером 1,2-3,2 нм 0,12 см³/г и удельную поверхность мезопор 110 м²/г, и насыщают его парами бензина до равновесия. Затем проводят десорбцию окружающим воздухом. Определяют величину эффективной адсорбционной способности после 6 циклов, которая составила 85 мг/см³.Example 1. Take activated carbon having a micropore volume of 1.2-3.2 nm 0.12 cm ³ / g and a specific mesopore surface of 110 m ² / g, and saturate it with gasoline vapor to equilibrium. Then carry out the desorption of ambient air. The value of effective adsorption capacity after 6 cycles, which amounted to 85 mg / cm ^{3, is} determined.

П р и м е р 2. Берут активный уголь, имеющий объем микропор с размером 1,2-3,2 нм 0,60 см³/г и удельную поверхность мезопор 500 м²/г. Дальнейшее проведенное процесса как в примере 1.PRI me R 2. Take activated carbon having a micropore volume with a size of 1.2-3.2 nm 0.60 cm ³ / g and a specific surface area of mesopores of 500 m ² / g Further process carried out as in example 1.

Величина эффективности адсорбционной способности составила 110 мг/см³.The value of the efficiency of adsorption capacity was 110 mg / cm ³ .

П р и м е р 3. Берут активный уголь, имеющий объем микропор с размером 1,2-3,2 нм 0,25 см³/г и удельную поверхность 250 м²/г. Дальнейшее проведение процесса как в примере 1. Величина эффективной адсорбционной способности составила 120 мг/см³.PRI me R 3. Take activated carbon having a micropore volume with a size of 1.2-3.2 nm 0.25 cm ³ / g and a specific surface area of 250 m ² / g Further process as in example 1. The value of the effective adsorption capacity was 120 mg / cm ³ .

В таблице представлены примеры 4-13, аналогичные примеру 1 по влиянию параметров пористой структуры активного угля на эффективную адсорбционную способность по парам бензина. The table presents examples 4-13, similar to example 1 on the influence of the parameters of the porous structure of activated carbon on the effective adsorption capacity for gasoline vapors.

Как следует из данных таблицы, наибольшая эффективная адсорбционная способность по парам бензина наблюдается при использовании активного угля с объемом микропор 0,12-0,60 см³/г, имеющих размеры 1,2-3,2 нм, и с удельной поверхностью мезопор 110-500 м²/г. При уменьшении объема микропор ниже 0,12 см³/г и удельной поверхности мезопор ниже 110 м²/г уменьшается эффективная адсорбционная способность вследствие ухудшения поглощения паров бензина на стадии адсорбции, а при увеличении объема микропор выше 0,60 см³/г и поверхности выше 500 м²/г она уменьшается вследствие малой насыпной плотности сорбента.As follows from the table, the greatest effective adsorption capacity for gasoline vapors is observed when using activated carbon with a micropore volume of 0.12-0.60 cm ³ / g, measuring 1.2-3.2 nm, and with a specific surface area of mesopores 110 -500 m ² / g. With a decrease in micropore volume below 0.12 cm ³ / g and a specific surface area of mesopores below 110 m ² / g, the effective adsorption capacity decreases due to deterioration of gasoline vapor absorption at the adsorption stage, and with an increase in micropore volume above 0.60 cm ³ / g and surface above 500 m ² / g it decreases due to the low bulk density of the sorbent.

Claims

METHOD FOR RECOVERING GASOLINE VAPORS IN THE FUEL SYSTEM OF A CAR, including passing gasoline vapors from the fuel system of an automobile through an adsorbent layer and desorbing them with air, characterized in that activated carbon having a micropore volume of 1.2 - 3.2 nm 0 is used as an adsorbent , 12 - 0.60 cm ³ / g and the specific surface area of the mesopores 110 - 500 m ² / g.