СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ ПАРОВ БЕНЗИНА В ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЕ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1994 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к охране окружающей среды от выбросов паров бензина и может быть использовано в автомобильных рекуператорах бензина, работающих в режиме сорбция-десорбция.

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.

Недостатком прототипа является невысокая адсорбционная способность по парам топливного бензина вследствие нерациональной пористой структуры полимерного адсорбента.

Целью изобретения является увеличение степени извлечения бензина за счет повышения эффективной адсорбционной способности адсорбента по парам бензина.

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.

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.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

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.

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.

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.

Способ осуществляется следующим образом.

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.

Циклы адсорбция - десорбция повторяются каждый раз при остановке и запуске двигателя автомобиля.

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.

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.

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.

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.

Величина эффективности адсорбционной способности составила 110 мг/см³.

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.

В таблице представлены примеры 4-13, аналогичные примеру 1 по влиянию параметров пористой структуры активного угля на эффективную адсорбционную способность по парам бензина.

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.

Рекуперацию паров бензина в топливной системе автомобиля осуществляют пропусканием паров бензина из топливной системы автомобиля через слой активного угля, имеющего объем микропор с размером 1,2 - 3,2 нм 0,12 - 0,60 см³/г и удельную поверхность мезопор 110 - 500 м²/г и их десорбцию воздухом. 1 табл.

СПОСОБ РЕКУПЕРАЦИИ ПАРОВ БЕНЗИНА В ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЕ АВТОМОБИЛЯ, включающий пропускание паров бензина из топливной системы автомобиля через слой адсорбента и их десорбцию воздухом, отличающийся тем, что 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.