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活性炭在吸附汽油类回收中的应用

编辑:红足一世手机版 日期:2018-08-06 9:03:31 人气:

活性炭在吸附汽油类回收中的应用

汽油等轻质油品挥发性强,在存储、运输及使用过程中存在着较为严重的油气蒸发损耗问题。油品储运过程中的损耗量一般为其加工量的0.1%-0.4%,既浪费了宝贵的石油资源,又降低了油品质量,逸散的油气还是形成光化学烟雾的主要成分,严重影响大气环境。

利用性能优良的吸附剂对油气进行选择性吸附,实现油品蒸气的吸附回收,是一种有效的油气回收技术,而吸附剂的选取是此项技术的关键。活性炭是一种疏水性吸附剂,具有非极性的表面结构,特别适合于从气体或液体混合物中进行油气的吸附回收。活性炭吸附油气主要为范德华力引起的非极性物理吸附过程,吸附能力与活性炭的比表面积、孔容、孔径分布等主要物理结构参数有关,碳氢分子直径与活性炭的孔径尺寸愈接近,吸附能力愈强。油气回收用活性炭一般要求中孔发达,在具有强吸附能力的同时,还要具有较高的脱附能力,此外还要具有较高的强度、耐磨性及透气性。

为防止汽油挥发而浪费燃料和污染环境,欧美国家早在20世纪70年代就制定法规,要求在汽车上安装装填活性炭的碳罐对汽油蒸气进行吸附,以防止燃油的挥发污染。碳罐的工作原理是:汽车发动机停止工作时,由化油器、汽缸等处挥发出的汽油蒸气被碳罐中的活性炭吸附,发动机工作时又可被吸入的空气脱附并一同进人汽缸燃烧,从而达到防止汽油燕发的目的。碳罐所用的活性炭是控制汽油蒸发的关键,要求其不仅吸附性能好,而且有较好的脱附性能。

由于活性炭的吸附能力和脱附能力之间没有必然联系,常用的吸附指标如碘值、亚甲基蓝值、CCl4等无法准确表征活性炭对汽油的回收能力,因此目前国际上通用的检测指标是丁烷有效吸附工作容量(BWC)。研究表明,活性炭对丁烷的吸附受活性炭比表面积和孔容,特别是中孔孔容的影响,提高活性炭的微孔比表面积和中孔孔容是改进其丁烷吸附性能的关键因素,理想的孔径范围为微孔上限和中孔下限。丁烷吸附过程具有微孔填充和毛细凝聚双重特征:在吸附前期,吸附过程是与比表面有关的微孔填充吸附,而在吸附后期是受孔容控制的毛细凝聚过程。因此,提高活性炭的中孔率是提高其解吸率的有效途径。

汽车燃油蒸发控制用活性炭的主要技术指标

强度%

堆密度(g/L)

CCL4吸附值%

亚甲基蓝值%

丁烷有效吸附工作容量(g/100ml)

>70

250~450

80~100

>240

>9

油气回收用活性炭一般采用压块破碎炭,且制备工艺不同于普通活性炭,制备前需在原料煤粉中加人适量添加剂,再经压块成型、炭化、活化制得。影响活性炭性能的主要因素为原料煤性质、添加剂和成型压力。

从20世纪60年代起,美国等工业发达国家开始将油气回收处理作为降低油品蒸发损耗的重点措施加以研究推广。我国从20世纪80年代起开始这一方面的研究开发及设备引进,并于2006年制定了国家标准,对石油和成品油储运销售业及加油站的大气污染物排放进行严格限制,北京等地也制定了地方标准对储油罐、加油站等地的油气排放进行严格控制。随着国家对环保及节能减排的逐步重视,油气回收活性炭将得到极大发展。

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