大同煤制備車用汽油吸附活性炭的研究.pdf

1、汽油是一種揮發(fā)性強(qiáng)的輕質(zhì)油品，在運輸、使用過程中易蒸發(fā)污染大氣。目前，國內(nèi)外對汽油蒸發(fā)排放的控制主要采用以活性炭為吸附劑的炭罐，用來吸附引擎停止工作時未燃盡而逸出的汽油蒸氣，引擎再次起動時通過空氣吹掃將活性炭中吸附的汽油解吸出來，一同進(jìn)入氣缸燃燒。我國已經(jīng)是世界第一大汽車生產(chǎn)國和消費國，每年需要大量的特種活性炭制造炭罐，所以研究高效汽油蒸氣吸附的活性炭具有重要意義。
　　本文通過對原料配比、炭化溫度、炭化升溫速率、活化溫度、燒失率

2、等工藝參數(shù)的研究，以強(qiáng)度和丁烷工作容量為指標(biāo)，確定了最佳制備工藝條件，并研究了活性炭的丁烷吸附性能與孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系，確定了適合正丁烷吸附的最佳孔徑范圍。此外，本文還研究了碘值、亞甲基藍(lán)值、焦糖脫色率與丁烷吸附性能的關(guān)系。最后，通過對活性炭吸附正丁烷進(jìn)行動力學(xué)分析，確定出合適的動力學(xué)方程，為活性炭在汽油吸附領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的理論指導(dǎo)。
　　實驗條件下，最佳參數(shù)及工藝條件為：煤種配比（大同：山東）為9:1，炭化溫度為650℃，炭化升

3、溫速率為12℃/min，活化溫度為960℃，燒失率為85％。在此條件下制得強(qiáng)度為92.0%，表觀密度為0.296，丁烷工作容量為11.70g/100mL，比表面積1494m2/g，總孔容1.11cm3/g的活性炭。
　　燒失率對活性炭的強(qiáng)度和丁烷吸附性能有顯著影響，燒失率越高，活性炭的強(qiáng)度越低，但丁烷吸附性能越好。控制燒失率在80%-85%之間有助于在保證活性炭強(qiáng)度的同時提高丁烷吸附性能。較高的炭化溫度得到的炭化料活化后孔隙較發(fā)達(dá)

4、，有利于活性炭的丁烷吸附性能的提高。較慢的炭化升溫速率會減少生成膠質(zhì)體的數(shù)量，活性炭的孔隙較發(fā)達(dá)，丁烷的吸附性能較好，但是煤粉顆粒無法充分黏結(jié)，從而強(qiáng)度較低?；罨瘻囟葘钚蕴啃阅苡绊懖淮?，較高的活化溫度能縮短生產(chǎn)周期。
　　對活性炭丁烷吸附性能和孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)果表明，總孔容和平均孔徑的增大有利于丁烷工作容量的提高?？讖椒秶?.42-4.82nm之間的孔容有利于活性炭丁烷工作容量的提高，而0.79-1.10nm之間的孔容

5、會導(dǎo)致活性炭丁烷持附性的增大。
　　對活性炭常規(guī)指標(biāo)和丁烷吸附性能指標(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)活性炭的丁烷吸附性能與焦糖脫色率和亞甲基藍(lán)值的線性關(guān)系較好，與碘值沒有線性關(guān)系。并且，焦糖脫色率在60%以上，亞甲基藍(lán)值在320mg/g以上的活性炭的丁烷工作容量較高，高于10g/100mL。
　　對活性炭進(jìn)行丁烷吸附動力學(xué)試驗，結(jié)果表明：溫度主要影響丁烷飽和吸附量，溫度越低，飽和吸附量越高；丁烷氣體的流量主要影響達(dá)到吸附平衡所需的時間，丁烷氣