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低排放吸附剂和罐系统的制作方法

2022-11-16 18:39:48 来源:中国专利 TAG:

低排放吸附剂和罐系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年3月27日提交的标题为“low emission adsorbent and canister system”的美国临时专利申请63/001,164和2020年11月10日提交的标题为“low emission adsorbent and canister system”的美国临时专利申请63/111,768的优先权,这两个专利申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
3.1.发现领域。在各种实施方案中,本发明总体上涉及蒸发排放控制系统。


背景技术:

4.2.背景信息。汽油燃料从机动车燃料系统的蒸发是烃空气污染的主要潜在来源。这些燃料蒸汽排放在车辆行驶、加油或停车(即发动机关闭)时发生。这类排放可以通过罐系统来控制,所述罐系统使用活性炭以吸附从燃料系统排放的燃料蒸汽。在某些发动机运行模式下,通过用环境空气吹洗罐系统以使燃料蒸汽从活性炭解吸附来周期性地从活性炭去除所吸附的燃料蒸汽。接着,再生的碳准备吸附其他燃料蒸汽。
5.在所属领域中众所周知,用于此浓度摆动(concentration-swing)应用的空间效率更高的活性炭吸附剂的特征在于具有朝向高蒸汽分压急剧倾斜的吸附容量的正丁烷蒸汽吸附等温线(us 6,540,815)。以此方式,吸附剂在相对高浓度的在汽油燃料情况下存在的类型的蒸汽的情况下具有高能力,并且吸附剂有利于在暴露于低蒸汽浓度或分压时,诸如在吹洗期间释放这些所捕获的蒸汽。这些高性能活性炭具有大量的呈“小型间隙孔”形式的孔隙容积(例如,sae technical papers 902119和2001-03-0733,和burchell 1999,第252-253页),其尺寸优选是约1.8nm至约5nm,如通过氮吸附等温线的barrett、joyner和halenda(bjh)分析方法所测量(例如,us 5,204,310)。(根据iupac分类,小型间隙孔是<2nm微孔尺寸范围内的约1.8nm-2nm尺寸的孔,加2nm-50nm间隙孔尺寸范围内的约2nm-5nm尺寸的孔)。小型间隙孔足够小以捕获呈冷凝相形式的蒸汽,并且易于在暴露于低蒸汽分压时排空。因此,这些孔中的体积与可由罐体积中的吸附剂回收的蒸汽量线性相关,称为汽油工作容量(gwc),并且也与吸附剂的astm丁烷工作容量(这里为“astm bwc”)线性相关,如通过标准astm 5228方法所测量,其以引用的方式并入本文中。用于此应用的市售活性炭产品的astm bwc范围是约3至约17g/dl,其中9 g/dl bwc碳有利于针对罐系统的燃料蒸汽的工作容量,并且在针对大气孔口或通风侧面的一个或多个后续容积(即,通风侧面吸附剂容积)中使用较低的bwc碳。通常,圆柱形丸粒和其他设计成形(例如,球形颗粒)的活性炭优于不规则形状或压碎的颗粒,尤其是对于需要调节的流动限制的罐系统,诸如用于在加油期间的蒸汽捕获。丸状和设计成形的活性炭的优点包括良好的机械强度、低粉尘、低起尘率、在处理中的高所需尺寸产率(on-size yield)和窄的颗粒尺寸分布,该窄的颗粒尺寸分布在整装运输和处理之后提供在升尺寸罐填充物上的一致性。
6.尽管高度中孔的吸附剂对于工作容量是有利的,但是吸附剂的高astmbwc及其高
gwc在实践中似乎与燃料蒸汽排放控制系统即使在车辆不运行时也提供低排放的同时需要背道而驰。
7.例如,环境问题的增加继续推动对烃排放的严格法规。当车辆在日间(即,昼间升温)期间被停放在温暖环境中时,燃料箱中的温度升高,引起燃料箱中的蒸汽压升高。通常,为了防止燃料蒸汽从车辆泄漏到大气中,燃料箱通过导管连通到包含合适燃料吸附剂材料的罐中,所述燃料吸附剂材料可以暂时吸附燃料蒸汽。罐界定蒸汽或流体物料流路径,使得当车辆静止时,流体的燃料蒸汽从燃料箱通过燃料箱导管,通过一个或多个吸附剂容积,并且到达向大气开放的通风口。来自燃料箱的燃料蒸汽和空气的混合物通过罐的燃料蒸汽入口进入罐并且扩散到吸附剂体积中,其中燃料蒸汽吸附在临时存储器中且被纯化的空气通过罐的通风口释放到大气中。一旦发动机启动,环境空气通过罐的通风口被抽吸到罐系统中。吹洗空气流动通过罐内部的吸附剂容积,并且脱附吸附在吸附剂容积上的燃料蒸汽,然后通过燃料蒸汽吹洗导管进入内燃机。吹洗空气无法脱附吸附在吸附剂容积上的全部燃料蒸汽,从而导致残留的烃(“剩余物”)可能排放到大气中。
8.此外,与气相局部平衡的残余料还允许燃料蒸汽以排放物形式从燃料箱迁移通过罐系统。这类排放通常在车辆已停放并且在若干天时间段内经历昼间温度变化时发生,通常称为“昼间换气损失”(dbl)排放。加利福尼亚低排放车辆法规(california low emission vehicle regulations)要求从2003年款开始的许多车辆的罐系统的这些dbl排放低于10mg(“pzev”),并且从2004年款开始的大量车辆低于50mg,通常低于20mg(“lev-ii”)。
9.现在,加利福尼亚低排放车辆法规(“lev-iii”)和美国联邦3级法规(united states federal tier 3regulations)要求,根据渗移排放测试程序(betp),罐dbl排放不超过20mg,如2012年3月22日在用于2001年和后续型号机动车的加利福尼亚蒸发排放标准和测试程序(califomia evaporative emissions standards and test procedures for2001and subsequent model motor vehicles)中所书写。此外,关于dbl排放的法规持续对蒸发排放控制系统造成挑战,尤其当吹洗空气量较低时。举例来说,混合动力车辆的dbl排放潜力可能更严重,所述混合动力车辆包括动力系统是内燃机和电动机的车辆(“hev”),以及具有启停系统的车辆,所述启停系统自动关闭和重新启动内燃机以降低发动机空转时间量,由此减少燃料消耗和尾管排放。在这类混合动力车辆中,内燃机几乎在车辆运行期间的一半时间可以是关闭的。因为吸附剂上所吸附的燃料蒸汽仅在内燃机工作时被吹洗,因此混合动力车辆的罐中的吸附剂被新鲜空气吹洗的时间小于常规车辆的一半并且通常在55床容积(bv)至100bv范围内(基于美国epa联邦测试程序(ftp)-75驾驶循环),其中“bv”是吹洗流的总体积与罐系统中的吸附剂的体积的比。并且,混合动力车辆产生几乎与常规车辆相同的量的蒸发燃料蒸汽。混合动力车辆的较低吹洗频率和较低吹洗体积不足以清洁罐中的吸附剂的残余烃残余物,引起高dbl排放。当被工程改造以实现最佳驱动性能、燃料效率和尾管排放时,其他动力系统也面临类似的提供用于刷新罐的高吹洗量的挑战以及向发动机提供最佳空气-燃料混合物和比率的挑战。这些动力系统包括涡轮增压或涡轮辅助发动机和汽油直喷(“gdi”)发动机。
10.在全球范围内,相比之下,蒸发排放法规的要求不如美国严格,但现在的趋势是沿美国采取的路线制定更严格的法规。人们越来越认识到更严格的控制有利于更好地使用车
辆燃料和更清洁的空气,特别是在轻型车辆使用迅速增长和空气质量问题迫切需要关注的地区。举个明显的例子,中华人民共和国环境保护部(ministry of environmental protection of the people’s republic of china)在2016年颁布了包括对燃料蒸汽排放的限制的法规,以用于在2020年实行(参见“轻型车辆排放限制和测量方法(limits and measurement methods for emissions from light-duty vehicles)”,gb 18352.6-2016,也称为“国6”)。此标准指定配备有强制点火发动机的轻型车辆(包括混合动力电动车辆)的以下各项的限制和测量方法:普通和低温下的废气排放、真实行驶排放(rde)、曲轴箱排放、蒸发排放和加油排放、技术要求,以及污染控制设备的耐久性的测量方法和车载诊断系统(obd)。
11.尽管法规中提供全部车辆测试的测试方案和排放限制,但对车辆制造商在有助于总排放的组分的设计限制的分配方面存在余地(例如,蒸发排放控制罐系统、燃料箱壁、软管、管道等)。在分配中,作为符合国6法规的整车要求的设计平衡的一部分,通常在燃料系统和车辆设计过程中将蒸发排放控制罐系统的限制设定成最差日dbl排放小于100mg。
12.为了在车辆设计阶段满足蒸发燃料排放法规标准,车辆制造商通常向潜在供应商提供总体罐系统性能的目标规范,包括功能内容物、外观、物理特性和耐用性,从而为罐系统制造商实现这些目标留出适当的设计灵活性。例如,通用汽车公司针对蒸发排放控制罐系统设置了许多设计规范(参见gmw16494)。其中一个值得注意的规范是碳罐系统的总允许压降。在此实例中,用于车载加油蒸汽回收装置(orvr)的罐系统的最大流动限制“在60升/分钟(lpm)空气流量下应为0.90
±
0.225kpa......如在空气从罐箱管流至新鲜空气管时在箱管处测量的”(参见gmw-16494第3.2.1.3.2.2节)。该规范和gmw-16494中的其他规范提供了车辆制造商允许的流动限制的程度的实例。
13.由于这种规范,罐系统设计者考虑各种各样的室设计和吸附剂选项,因为除了世界各地不同的燃料排放法规之外,来自不同车辆制造商的不同车辆平台对发动机类型、发动机运行设计、空间可用性、吹洗可用性和罐系统控制策略的需求也有很大的不同。当然,对于罐系统设计及其吸附剂填充物,“一种尺寸不适用于所有”。
14.为了满足明显相反的高工作容量和低dbl排放性能的需要,已经报道了若干种方法。一种方法是显著增加吹洗气体的体积,以增强残余烃残余物从吸附剂容积的解吸附。。参见美国专利案第4,894,072号。然而,这种方法具有以下缺点:使吹洗步骤期间对发动机的燃料/空气混合物的管理复杂化且倾向于不利地影响尾管排放,并且这类高吹洗量完全不可用于某些动力系统设计。考虑到设计和安装成本,可以在蒸发排放控制系统内的某个位置使用辅助泵以补充、辅助或加强吹洗流或体积,如用于补充发动机真空和避免在仅依赖于发动机真空的情况下出现的发动机性能和尾管排放控制的一些问题的构件。
15.另一种方法是通过重新设计现有的罐尺寸或通过安装适当尺寸的补充通风侧罐腔,以设计在罐的通风侧具有相对较小的横截面积的罐。这种方法通过增加吹洗空气的强度来减少残留的烃剩余物。这种方法的一个缺点是相对较小的横截面积使罐系统具有过度的流动限制。参见美国专利案第5,957,114号。
16.另一种提高吹洗效率的方法是加热吹洗空气,或具有所吸附的燃料蒸汽的一部分吸附剂容积或其两者。然而,这种方法增加了控制系统管理的复杂性,并且带来了一些安全隐患。参见美国专利案第6,098,601号和第6,279,548号。
17.另一种方法是引导燃料蒸汽通过位于流体物料流中的燃料来源附近的燃料侧吸附剂容积,且接着在排放到大气中之前通过至少一个位于燃料侧吸附剂下游的后续(即,通风侧)吸附剂容积,其中燃料侧吸附剂容积(在本文中,初始吸附剂容积)与后续(即,通风侧)吸附剂容积相比具有较高等温线斜率,定义为递增吸附容量。参见美国专利号re38,844,所述专利申请全文以引用方式并入本文。
18.另一种尤其在可能仅可用低吹洗量时适用的方法是引导燃料蒸汽通过至少一个后续(即,通风侧)吸附剂,该后续吸附剂包含递增吸附容量(容积平均的astm bwc,一种具体的克-总bwc能力)的窗口,并且/或者促进跨越其流动路径横截面的大致均匀的空气和蒸汽流分配的基本上均匀的结构。参见美国9,732,649和美国10,960,342,所述两个专利申请全文以引用方式并入本文。
19.朝向罐系统的通风侧的具有较低递增吸附容量的后续吸附剂容积的一种有效形式是细长的圆柱形陶瓷粘合活性炭蜂窝体,诸如hca或hca-lbe(ingevity,north charleston,south carolina,usa),通常可采用29mm、35mm和41mm的直径和在50mm和200mm之间的特定长度。内部平行通道结构是具有约200单元/平方英寸(cpsi)的正方形栅格,其中单元壁的厚度为约0.3mm。这些设计部件制造成本较高,并且需要特殊的技术和设备来制造。必须小心精确控制成分特性、配方、混合、挤出、热处理和切割,以满足机械强度、吸附容量和流动限制的最终产品规格。成品吸附剂部件必须是耐用的、无缺陷的和尺寸精确的,并且其必须在车辆的实际寿命期间执行排放控制。尽管作为控制昼间换气损失排放的通风侧吸附剂容积填充物是相当有效的,但是对于一些燃料系统,这些陶瓷粘合的蜂窝体需要较大尺寸的部件和串联的多个部件以满足排放控制目标。即使在极低的吹洗水平下,蜂窝体可能仍然不能满足排放控制目标,从而导致使用非常昂贵的密封的箱燃料系统。
20.因此,迫切需要在成本、尺寸、流动限制、工作容量、昼间换气损失(dbl)性能、复杂性和放置灵活性方面平衡折衷的新吸附剂选项和方法。例如,期望具有更高性能的吸附剂蜂窝体,其可以允许用于当可以获得正常水平或低水平的吹洗两种情况时的系统设计和操作的更小和更简单的方法。


技术实现要素:

21.本发明描述了一种平行通道吸附剂容积(ppav)形式的吸附材料及其使用方法,该吸附材料被构造为当结合到车辆排放罐系统、蒸发排放控制罐系统中时提供令人惊讶且出乎意料的低dbl渗移排放性能。所述ppav有利地允许设计比当前已知或可获得的那些更简单和更紧凑的蒸发燃料排放控制系统。如本文所述,当在标准蒸汽循环方案下测试时,使用标准渗移排放测试程序例如如在用于2001年和后续型号机动车的加利福尼亚蒸发排放标准和测试程序,2012年3月22日中所书写的betp,包括如本文所述的ppav的蒸发排放控制罐系统显示了显著更低的排放。
22.因此,在一个方面,本说明书提供了一种ppav,该ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于1.25mm的平均沟道水力直径(在本文中称为“t
c,dh”)、小于1.5mm的水力直径单元间距(在本文中称为“cp
dh”)或它们的组合中的至少一者。如本文所详述的,当结合到蒸发排放系统中时,本文所述的ppav令人惊讶且出乎意料地导致减少的dbl渗移排放,同时提供较不复杂的
设计。
23.在另一方面,本说明书提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括燃料侧吸附剂容积和至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于或等于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)、小于或等于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者。在本文所述的其他方面或实施方案中,本说明书提供了一种蒸发排放控制系统,该蒸发排放控制系统包括:燃料箱,该燃料箱用于储存燃料;发动机,该发动机具有空气引入系统并适于消耗燃料;以及一个或多个罐,所述一个或多个罐包括燃料侧吸附剂容积和至少一个通风侧ppav,其中所述至少一个通风侧ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于或等于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)和小于或等于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者,并且
24.其中该罐包括将蒸发排放控制罐系统连接到燃料箱的燃料蒸汽入口导管;
25.燃料蒸汽吹洗出口导管,该燃料蒸汽吹洗出口导管将蒸发排放控制罐系统连接到发动机的空气引入系统;以及
26.通风导管,所述通风导管用于将所述蒸发排放控制罐系统通风至大气并用于允许吹洗空气进入所述蒸发排放控制罐系统,其中所述蒸发排放控制罐系统由从所述燃料蒸汽入口导管朝向所述至少一个ppav和所述通风导管至所述燃料侧吸附剂容积的燃料蒸汽流动路径、以及由从所述通风导管朝向所述燃料侧吸附剂容积和所述燃料蒸汽吹洗出口至所述至少一个ppav的空气流动路径限定。
27.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统在40g/hr丁烷加载步骤之后施加的不超过315升的吹洗或不超过150床容积(bv)下具有不超过50mg的两天昼间换气损失(dbl),如由2012年加利福尼亚渗移排放测试程序(betp)所测定的。
28.在本文所述的任何方面或实施方案中,ppav包含选自由以下项组成的组的吸附材料:活性炭、木炭、沸石、粘土、多孔聚合物、多孔氧化铝、多孔二氧化硅、分子筛、高岭土、二氧化钛、氧化铈、金属有机框架以及它们的组合。
29.在本文所述的任何方面或实施方案中,成型ppav吸附材料包含活性炭,该活性炭源自这样的材料,该材料包含选自由以下项组成的组的成员:木材、木屑、木粉、棉短绒、泥炭、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、果核、果石、坚果壳、坚果核、锯屑、棕榈、蔬菜、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维素材料以及它们的组合。在本文所述的任何方面或实施方案中,成型ppav吸附材料包含活性炭,该活性炭源于以下项中的至少一者:木材、木屑、木粉、棉短绒、泥炭、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、果核、果石、坚果壳、坚果核、锯屑、棕榈、蔬菜或者它们的组合。
30.在本文中所描述的任何实施方案中,蒸发排放控制系统可以进一步包含加热单元。
31.在另一方面中,本说明书提供用于降低蒸发排放控制系统中的燃料蒸汽排放的方法,所述方法包含使燃料蒸汽与如本文中所描述的包含如本文中所描述的ppav的蒸发排放控制系统接触。
32.前述一般实用领域仅为了举例而给出,并且不希望对本公开的范围和所附权利要求书构成限制。根据本发明的权利要求书、说明书和实例,本领域的普通技术人员将了解与本发明的组合物、方法和过程相关的附加目标和优点。例如,本发明的各个方面和实施方案可以众多组合利用,所有这些组合都由本说明书明确地加以考虑。这些附加优点目标和实施方案明确地包括在本发明的范围内。本文用于阐明本发明的背景并且在特定情况下提供关于实践的另外细节的出版物和其他材料以引用方式并入。
附图说明
33.并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的若干实施方案,并且连同本说明书一起用于解释本发明的原理。附图仅用于示出本发明的实施方案的目的,并且不应理解为对本发明的限制。根据与附图结合的下述详细描述,本发明的另外的目的、特征和优点将变得显而易见,所述附图示出了本发明的例示性实施方案,其中:
34.图1是本文所述的示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图。
35.图2是本文所述的示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图。
36.图3是如本文所述的示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图,该蒸发排放控制罐系统包括在主罐中的四个吸附剂容积(201、202、203和204),以及其中包括后续吸附剂容积(301)的辅助罐(300)。
37.图4是如本文所述的示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图,该蒸发排放控制罐系统包括在主罐中的四个吸附剂容积(201、202、203和204),以及其中包括两个后续吸附剂容积(301,302)的辅助罐(300)。
38.图5是示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图,其示出了测量对比实施例和发明实施例的dbl排放性能的系统,包括当辅助通风侧罐(300)中存在单个ppav蜂窝体(502)时在主罐中的三个吸附剂容积(501,203,204)。
39.图6是示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图,其示出了当主罐中仅存在两个吸附剂容积(501,202)并且辅助通风侧罐(300)中存在一个ppav蜂窝体(502)时测量对比实施例和发明实施例的dbl排放性能的系统。
40.图7是示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图,其示出了当主罐中仅存在两个吸附剂容积(501,202)并且串联的辅助通风侧罐(300,503)内存在两个ppav蜂窝体(502,504)时测量对比实施例和发明实施例的dbl排放性能的系统。
41.图8是示例性蒸发排放控制罐系统(100)的横截面视图,其示出了当在主罐的一部分中存在三个吸附剂容积(501,203,204),并且在罐的另一部分中存在串联的两个ppav蜂窝体(502,504)时测量对比实施例和发明实施例的dbl排放性能的系统。
42.图9是示出如本文所述的基于蜂窝体的ppav的横截面特征的图,并且示出了如本文所述的示例性蜂窝体形ppav的单元壁厚度(tw)、沟道宽度(tc)、沟道面积(ac)、沟道外周长度(pc)和表层厚度(ts)。
43.图10是示出四次旋转的图,从该四次旋转中,在卡尺测量和图像分析测量两者中测量示例性蜂窝体形ppav的外径(do)。
44.图11是示出四次旋转的图,从该四次旋转中,在图像分析测量中测量示例性蜂窝体形ppav的内径(di)。
45.图12是示出垂直和水平十字准线的图,经由示例性蜂窝体形ppav的图像分析,从该垂直和水平十字准线获得中间沟道宽度和壁厚度(t
c,m
和t
w,m
)以及基座沟道宽度和壁厚度(t
c,b
和t
w,b
)。
46.图13是示出n乘n(“nxn”)正方形单元网格的图,经由示例性蜂窝体形ppav的图像分析,从该n乘n正方形单元网格获得nxn网格沟道宽度(t
c,nxn
)和nxn壁厚度(t
c,m
和t
w,nxn
)。
47.图14是根据动态丁烷吸附容量测试在初始饱和期间对于未用过的ppav的流出物浓度响应特征的图示。效率是相对于直到饱和点(例如,95%)的累积流入物质量的吸附的累积质量分数(阴影区域)。
48.图15是根据动态丁烷吸附容量测试,在初始饱和和吹洗步骤之后的饱和步骤期间,循环ppav的流出物浓度响应特征的图示。对于通过先前吸附和吹洗循环的ppav,同样存在mtz穿透。另外,来自先前吹洗步骤的不完全吸附物去除的残留剩余物导致在mtz穿透之前流出物中吸附物的渗透。
49.图16是对于25%的0.5体积%流入物丁烷浓度的中间穿透点,根据动态丁烷吸附容量测试,在初始饱和和吹洗步骤之后的饱和步骤期间,循环ppav的流出物浓度响应特征的图示。
50.图17是作为ppav平均沟道水力直径(t
c,dh
)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
51.图18是作为ppav沟道水力直径单元间距(cp
dh
)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
52.图19是作为多个ppav沟道宽度(t
c,avg
)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
53.图20是作为基于多个沟道宽度的ppav单元间距(cp
tc,avg
;即,“多个宽度单元间距”)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
54.图21是作为ppav单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
55.图22是作为ppav单元壁厚度(t
w,avg
)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
56.图23是作为单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的大孔隙比(m/m和m/m)的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆和空心正方形)和发明实施例(实心圆和实心正方形)的测试数据。
57.图24是作为单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的大孔隙容积(pv)的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆和空心正方形)和发明实施例(实心圆和实心正方形)的测试数据。
58.图25是对于在40lpm(kpa)下作为ppav流动限制的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
59.图26是作为ppav平均沟道水力直径(t
c,dh
)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
60.图27是作为ppav单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的第2天dbl排放的
29mm直径x150mm长度的对比实施例(空心菱形)和发明实施例(实心菱形)以及具有狭缝形单元的ppav(实心矩形)的测试数据。
61.图28是作为基于水力直径的ppav单元间距(cp
dh
)的函数的第2天dbl排放的29mm直径x150mm长度的对比实施例(空心菱形)和发明实施例(实心菱形)以及具有狭缝形单元的ppav(实心矩形)的测试数据。
62.图29是作为基于多个沟道宽度的ppav单元间距(cp
tc,avg
)或者对于狭缝形单元实施例基于窄沟道宽度的单元间距的函数的第2天dbl排放的29mm直径x150mm长度的对比实施例(空心菱形)和发明实施例(实心菱形)以及具有狭缝形单元的ppav(实心矩形)的测试数据。
63.图30是作为ppav bwc(g/dl)的函数的第2天dbl排放的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
64.图31是作为ppav iac(g/l-床)的函数的第2天dbl排放的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
65.图32是作为吹洗体积(l)升数的函数的第2天dbl排放的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
66.图33是作为吹洗床容积(bv)的函数的第2天dbl排放的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
67.图34是作为吹洗体积(l)的升数的函数第2天dbl排放的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
68.图35是作为吹洗床容积(bv)的函数的第2天dbl排放的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
69.图36是作为单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的未用过的部件吸附效率(dae
v95%
)的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
70.图37是作为基于水力直径的单元间距(cp
dh
)的函数的未用过的部件吸附效率(dae
v95%
)的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
71.图38是作为单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的循环部件吸附效率(dae
c95%
)的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
72.图39是作为基于水力直径的单元间距(cp
dh
)的函数的循环部件吸附效率(dae
c95%
)的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
73.图40是作为单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的循环部件吸附效率(dae
c0.125体积%
)的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
74.图41是作为基于水力直径的单元间距(cp
dh
)的函数的循环部件吸附效率(dae
c0.125体积%
)的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
75.图42是作为在5%bt之前的ppav渗透质量(g)的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
76.图43是作为相对于95%bt之前递送的总丁烷的渗透的ppav百分比流入物的函数的第2天dbl排放的35mm直径x150mm长对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
77.图44是作为相对于95%bt之前吸附的总质量的ppav渗透的函数的第2天dbl排放
的35mm直径x150mm长对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
78.图45是作为ppav单元密度(每平方英寸的单元;cpsi)的函数的汽油工作容量(g)的35mm直径x150mm长度的对比实施例(空心圆)和发明实施例(实心圆)的测试数据。
79.图46图示应用于具有狭缝形单元的ppav部件的图像分析的x轴和y轴取向。
具体实施方式
80.现在将在下文中更全面地描述本公开,但是未示出本公开的所有实施方案。虽然已经结合示例性实施方案描述了本公开,但是本领域的技术人员将会理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以进行各种改变并且可以用等同物替换其要素。另外,在不脱离本公开的实质范围的情况下,可以进行许多修改,以使特定结构或材料适应于本公开的教导内容。
81.在提供值的范围的情况下,应当理解,该范围的上限和下限之间的每个中间值以及所述范围中的任何其他所述或中间值都包含在本发明中。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在更小范围内并且也涵盖于本发明内,从属于所述范围内的任何具体排除限值。在所述范围包括一个或两个限值的情况下,本发明中还包括排除所包括的那些限值中的任两个的范围。
82.下述术语用于描述本发明。在本文中未具体定义一个术语的情况下,那个术语是所属领域的一般技术人员在其用于描述本发明的上下文中应用那个术语时作为领域公认的含义给出。
83.如本文和所附权利要求中使用的冠词“一个”和“一种”在本文中用于指冠词的一个或多于一个(即,至少一个)语法对象,除非上下文另有明确说明。例如,“要素”意指一个要素或多于一个要素。
84.如本文在说明书和权利要求中所用,短语“和/或”应理解为意指如此结合的要素中的“任一者或两者”,即在某些情况下结合地存在且在其他情况下分离地存在的要素。用“和/或”列出的多个要素应该以相同的方式加以解释,即,如此结合的“一个或多个”要素。除了由“和/或”子句具体鉴定的要素之外,可以任选地存在其他要素,无论与具体鉴定的那些要素相关还是不相关。因此,作为非限制性实例,对“a和/或b”的引用在结合诸如“包含”等开放式语言使用时在一个实施方案中可仅指a(可任选地包括除b以外的要素);在另一个实施方案中,仅指b(任选地包括除a以外的要素);在又一实施方案中,指a和b(任选地包括其他要素);等等。
85.如本文在说明书和权利要求中使用的,“或”应该理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如,当分开列表中的项目时,“或”或“和/或”应该解释为包含性的,即包含至少一个,但也包括许多要素或要素列表的多于一个,以及任选地,另外未列出的项目。只有明确指出相反的术语,例如“仅一个”或“恰好一个”,或者,当在权利要求中使用时,“由......组成”指许多要素或要素列表的恰好一个要素。一般而言,当之前为排他性术语例如“任一”、“之一”、“仅一个”或“恰好一个”时,如本文使用的,术语“或”应该仅解释为指示排他性替代物(即“一个或另一个但不是两者”)。
86.在权利要求以及上文说明书中,所有过渡短语、例如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“组成”等等应理解为开放式的,即,意指包括但不限于。仅过
渡短语“由......组成”和“基本上由......组成”应该分别为闭合式或半闭合式过渡短语,如10美国专利局专利审查程序手册(united states patent office manual of patent examining procedures)第2111.03节中所述。
87.如本文在说明书和权利要求中使用的,提及一个或多个要素的列表,短语“至少一个”应该理解为意指选自要素列表中的任何一个或多个要素的至少一个要素,但不一定包括要素列表中具体列出的每个和每一个要素中的至少一个,并且不排除要素列表中的任何要素组合。该定义还允许除了在短语“至少一个”所指的要素列表内具体鉴定的要素之外,可以任选地存在无论与具体鉴定的那些要素相关还是不相关的要素。因此,作为非限制性实例,在一个实施方案中,“a和b中的至少一个”(或等同地,“a或b中的至少一个”,或等同地,“a和/或b中的至少一个”)可以指至少一个,任选地包括多于一个a,不存在b(和任选地包括除b以外的要素);在另一个实施方案中,指至少一个、任选地包括多于一个b,不存在a(和任选地包括除a以外的要素);在又一实施方案中,指至少一个、任选地包括多于一个a,和至少一个b、任选地包括多于一个b(和任选地包括其他要素);等等。还应该理解,除非清楚地相反指示,在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中,该方法的步骤或动作的次序不一定限于其中叙述该方法的步骤或动作的次序。
88.如本文所用,短语“小于”(例如,小于约2)或“小于或等于”(例如,小于或等于约2)后接特定数字分别是指小于所述数字的非零数字或小于或等于所述数字的非零数字。
89.如本文中所使用,术语“流体”、“气体”或“气态”以及“蒸汽”或“汽态”是以一般含义使用并且除非上下文另有指示,否则意图是可互换的。
90.本文描述了平行沟道吸附剂容积(ppav)制品(本文中称为“成形ppav”或“ppav”)和包括该平行沟道吸附剂容积制品的蒸发排放控制罐系统,由于ppav被定位成朝向系统的通风侧,该系统令人惊讶且出乎意料地显示了降低的昼间换气损失(dbl)排放。如本文所用,除非上下文另外指明,ppav是指单独的制品或部件(即,标称容积),其中ppav包括吸附材料并具有外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中平行通道或沟道如本文所述进行构造。
91.因此,在一个方面,本说明书提供了一种ppav,该ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)、小于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者。如本文所详述的,当结合到蒸发排放系统中时,本文所述的ppav令人惊讶且出乎意料地导致减少的dbl渗移排放,同时提供较不复杂的设计。
92.在本文所述的任何方面或实施方案中,如本文所述计算为4ac/pc的ppav的平均沟道水力直径(t
c,dh
)独立地选自例如小于或等于1.25mm、小于或等于1.20mm、小于或等于1.10mm、小于或等于1.0mm;或者选自约0.01mm至约1.25mm、约0.1mm至约1.25mm、约0.2mm至约1.25mm、约0.3mm至约1.25mm、约0.4mm至约1.25mm;或者选自约0.1mm至约1.20mm、约0.1mm至约1.15mm、约0.1mm至约1.10mm、约0.1mm至约1.0mm、约0.2mm至约1.20mm、约0.2mm至约1.15mm、约0.2mm至约1.1mm、约0.2mm至约1.0mm、约0.3mm至约1.25mm、约0.3mm至约1.20mm、约0.3mm至约1.15mm、约0.3mm至约1.1mm、约0.3mm至约1.0mm、约0.4mm至约1.25mm、约0.4mm至约1.20mm、约0.4mm至约1.15mm、约0.4mm至约1.1mm、约0.4mm至约1.0mm、约0.4mm至约0.95mm、约0.4mm至约0.9mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。
93.在本文所述的任何方面或实施方案中,如本文所述计算为平均沟道水力直径(t
c,dh
)加平均壁厚度(t
w,avg
)之和的ppav的水力直径单元间距(cp
dh
)独立地选自例如小于1.50mm、小于1.40mm或小于1.30mm;或者选自约0.5mm至约1.5mm、或约0.5mm至约1.4mm、或约0.5mm至约1.3mm、或约0.5mm至约1.2mm、或约0.6mm至约1.5mm、或约0.6mm至约1.4mm、或约0.6mm至约1.3mm、或约0.6mm至约1.2mm、或约0.7mm至约1.5mm、或约0.7mm至约1.4mm、或约0.7mm至约1.3mm、或约0.7mm至约1.2mm、或约0.8mm至约1.5mm、或约0.75mm至约1.4mm、或约0.75mm至约1.3mm、或约0.75mm至约1.2mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。
94.在另一方面,本说明书提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括燃料侧吸附剂容积和至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于或等于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)、小于或等于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者。
95.在某些方面,本说明书提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括具有多个室的一个或多个罐,每个室限定容积,所述多个室流体连通以允许流体或蒸汽从一个室直接流向下一个室,并且靠近燃料蒸汽入口(即,燃料口或燃料箱口)的室包括燃料侧吸附剂容积,并且靠近通风口的一个室包括通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于或等于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)、小于或等于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者。
96.在本文所述的其他方面或实施方案中,本说明书提供了一种蒸发排放控制系统,该蒸发排放控制系统包括:燃料箱,该燃料箱用于储存燃料;发动机,该发动机具有空气引入系统并适于消耗燃料;以及一个或多个罐,所述一个或多个罐包括燃料侧吸附剂容积和至少一个通风侧ppav,其中所述至少一个通风侧ppav包括外表面和平行于该外表面延伸穿过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于或等于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)和小于或等于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者,并且
97.其中该罐包括将蒸发排放控制罐系统连接到燃料箱的燃料蒸汽入口导管;
98.燃料蒸汽吹洗出口导管,该燃料蒸汽吹洗出口导管将蒸发排放控制罐系统连接到发动机的空气引入系统;以及
99.通风导管,该通风导管用于将蒸发排放控制罐系统通风至大气并用于允许吹洗空气进入蒸发排放控制罐系统,其中该蒸发排放控制罐系统由从燃料蒸汽入口导管朝向所述至少一个ppav和通风导管至燃料侧吸附剂容积的燃料蒸汽流动路径、以及由从通风导管朝向燃料侧吸附剂容积和燃料蒸汽吹洗出口至所述至少一个ppav的空气流动路径限定。
100.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的所述至少一个通风侧ppav的平均沟道水力直径(t
c,dh
)独立地选自例如小于或等于1.25mm、小于或等于1.20mm、小于或等于1.10mm、小于或等于1.0mm;或者选自约0.01mm至约1.25mm、约0.1mm至约1.25mm、约0.2mm至约1.25mm、约0.3mm至约1.25mm、约0.4mm至约1.25mm;或者选自约0.1mm至约1.20mm、约0.1mm至约1.15mm、约0.1mm至约
1.10mm、约0.1mm至约1.0mm、约0.2mm至约1.20mm、约0.2mm至约1.15mm、约0.2mm至约1.1mm、约0.2mm至约1.0mm、约0.3mm至约1.25mm、约0.3mm至约1.20mm、约0.3mm至约1.15mm、约0.3mm至约1.1mm、约0.3mm至约1.0mm、约0.4mm至约1.25mm、约0.4mm至约1.20mm、约0.4mm至约1.15mm、约0.4mm至约1.1mm、约0.4mm至约1.0mm、约0.4mm至约0.95mm、约0.4mm至约0.9mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。
101.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的所述至少一个通风侧ppav的水力直径单元间距(cp
dh
)独立地选自例如小于或等于1.50mm、小于或等于1.40mm或小于或等于1.30mm;或者选自约0.5mm至约1.5mm、或约0.5mm至约1.4mm、或约0.5mm至约1.3mm、或约0.5mm至约1.2mm、或约0.6mm至约1.5mm、或约0.6mm至约1.4mm、或约0.6mm至约1.3mm、或约0.6mm至约1.2mm、或约0.7mm至约1.5mm、或约0.7mm至约1.4mm、或约0.7mm至约1.3mm、或约0.7mm至约1.2mm、或约0.75mm至约1.5mm、或约0.75mm至约1.4mm、或约0.75mm至约1.3mm、或约0.75mm至约1.2mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。
102.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav还包括以下中的至少一者:(i)小于约1.25mm的多个沟道宽度(t
c,avg
);(ii)小于约1.5mm的多个宽度单元间距(cp
tc
);(iii)约285cpsi至约1000cpsi的单元密度;(iv)小于约0.5mm的单元壁厚度;(v)小于约10g/dl的bwc;(vi)在25℃时,在5%至50%之间的正丁烷下小于约50g/l的递增吸附容量;或者(vii)它们的组合。特征(i)-(vii)被考虑在本文所述的与上述t
c,d
h和/或cp
dh
的任何选项的所有组合中。
103.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav的所述多个沟道宽度(t
c,avg
)例如小于约1.25mm、小于约1.20mm、小于约1.15mm、小于约1.1mm、小于1.0mm;或者约0.1mm至约1.25mm、约0.1mm至约1.20mm、约0.1mm至约1.15mm、约0.1mm至约1.10mm、约0.1mm至约1.0mm;或者约0.2mm至约1.20mm、约0.2mm至约1.15mm、约0.2mm至约1.1mm、约0.2mm至约1.0mm;或者约0.3mm至约1.25mm、约0.3mm至约1.20mm、约0.3mm至约1.15mm、约0.3mm至约1.1mm、约0.3mm至约1.0mm;或者约0.4mm至约1.25mm、约0.4mm至约1.20mm、约0.4mm至约1.15mm、约0.4mm至约1.1mm、约0.4mm至约1.0mm,或者约0.4mm至约0.9mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。
104.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav的多个宽度单元间距(cp
tc
)(具有大致相同的横截面尺寸且在横截面中不包括外周沟道(即外周单元)的沟道的多个沟道宽度的平均值加上平均沟道壁厚度(排除外表层壁厚度)))例如小于1.6mm、小于1.55mm、1.5mm、小于约1.45mm、小于约1.4mrn、小于约1.35mm、小于约1.3mm、小于约1.25mm;约0.5mm至约1.5mm、或约0.5mm至约1.4mm、或约0.5mm至约1.3mm、或约0.5mm至约1.2mm、或约0.6mm至约1.5mm、或约0.6mm至约1.4mm、或约0.6mm至约1.3mm、或约0.6mm至约1.2mm、或约0.7mm至约1.5mm、或约0.7mm至约1.4mm、或约0.7mm至约1.3mm、或约0.7mm至约1.2mm、或约0.75mm至约1.5mm、或约0.75mm至约1.4mm、或约0.75mm至约1.3mm、约0.75mm至约1.25mm、或约0.75mm至约1.2mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。
105.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav的单元密度(即,如果在横截面上看每平方英寸的沟道或单元(“cpsi”))为例
如约285cpsi至约1000cpsi,约300cpsi至约1000cpsi、约325cpsi至约1000cpsi、约350cpsi至约1000cpsi、约375cpsi至约1000cpsi、约400cpsi至约1000cpsi、约425cpsi至约1000cpsi、约450cpsi至约1000cpsi、约500cpsi至约1000cpsi、约550cpsi至约1000cpsi、约600cpsi至约1000cpsi;或300cpsi至约950cpsi、300cpsi至约900cpsi、300cpsi至约850cpsi、300cpsi至约800cpsi;或约400cpsi至约900cpsi、400cpsi至约850cpsi、400cpsi至约800cpsi,并且包括所有子范围以及它们的组合。
106.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav的单元壁厚度为例如0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约0.45mm;或者约0.15mm至约0.5mm、0.15mm至约0.4mm;或者约0.2mm至约0.5mm;或者约0.2mm至约0.45mm,并且包括所有子范围以及它们的组合。如本文所述确定平均沟道壁厚度。
107.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav的bwc(g/dl)例如小于约9.5、小于约9.0、小于约8.5、小于约8.0、小于约7.5、小于约7.0、小于约6.5、小于约6.0、小于约5.5、小于约5.0、小于约4.5、小于约4.0、小于约3.5、小于约3.0、小于约2.5、小于约2.0g/dl、小于约1.5g/dl、小于约1.0g/dl或小于约0.5g/dl;或者为约0.5g/dl至约10g/dl、约0.5g/dl至约9g/dl、约0.5g/dl至约8g/dl、约0.5g/dl至约7g/dl、约0.5g/dl至约6g/dl、约0.5g/dl至约5g/dl、约0.5g/dl至约4g/dl、约0.5g/dl至约3g/dl、约0.5g/dl至约2g/dl、约0.5g/dl至约1g/dl;或者为约1g/dl至约10g/dl、约1g/dl至约9g/dl、约1g/dl至约8g/dl、约1g/dl至约7g/dl、约1g/dl至约6g/dl、约1g/dl至约5g/dl、约1g/dl至约4g/dl、约1g/dl至约3g/dl、约1g/dl至约2g/dl;或者为约2.0至约10、约2.0至约9.5、约2.0至约9.0、约2.0至约8.5、约2.0至约8.0、约2.0至约7.5、约2.0至约7.0、约2.0至约6.5、约2.0g/dl至约6.0g/dl、约2.0g/dl至约5.5g/dl、约2.0g/dl至约5.0g/dl、约2.0g/dl至约4.5g/dl;或者为约2.5至约10、约2.5至约9.5、约2.5至约9.0、约2.5至约8.5、约2.5至约8.0、约2.5至约7.5、约2.5至约7.0、约2.5至约6.5、约2.5g/dl至约6.0g/dl、约2.5g/dl至约5.5g/dl、约2.5g/dl至约5.0g/dl、约2.5g/dl至约4.5g/dl;或者为约3.0至约10、约3.0至约9.5、约3.0至约9.0、约3.0至约8.5、约3.0至约8.0、约3.0至约7.5、约3.0至约7.0、约3.0至约6.5、约3.0g/dl至约6.0g/dl、约3.0g/dl至约5.5g/dl、约3.0g/dl至约5.0g/dl、或约3.0g/dl至约4.5g/dl,包括所有子范围以及它们的组合。
108.除非另有说明,bwc是根据本文所述的方法测定的。在本文所述的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav(即每个制品或部件)的长度在约25mm和250mm之间,或在约50mm和150mm之间。
109.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,在ppav的25℃时,在5%和50%正丁烷之间的递增吸附容量(iac)例如小于约50g/l、小于约45g/l、小于约40g/l、小于约35g/l、小于约30g/l、小于约25g/l、小于约20g/l、小于约15g/l、小于约10g/l、小于约5g/l、小于约4g/l、小于约3g/l、小于约2g/l或小于约1g/l;或者为约5g/l至约50g/l、约5g/l至约45g/l、约5g/l至约40g/l、约5g/l至约35g/l、约5g/l至约30g/l、约5g/l至约25g/l、约5g/l至约20g/l、约5g/l至约15g/l、约5g/l至约10g/l;或者为约10g/l至约50g/l、约10g/l至约45g/l、约10g/l至约40g/l、约10g/l至约35g/l、约10g/l至约30g/l、约10g/l至约25g/l、约10g/l至约20g/l;或者为约15g/l至约50g/l、约15g/l至约45g/l、约15g/l至约40g/l、约15g/l至约35g/l、约15g/l至约30g/l、约15g/l至约
25g/l、或约15g/l至约20g/l,并且包括所有子范围以及它们的组合。
110.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,在40g/hr的丁烷加载步骤之后施加的不超过(即,小于或等于)350、340、330、320、315、310、300、290、280、270、260、250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110或100升吹洗或不超过(即,小于或等于)150、140,130、120、110、100、90、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35或30床容积(bv)的吹洗下具有不超过(即,小于或等于)50、49、48、47、46、45、44.、43、42、41、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15,14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1mg的两天昼间换气损失(dbl),如通过2012年加利福尼亚渗移排放测试程序(betp)所测定的。
111.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav
112.包括宽度小于1.25mm和单元间距小于1.5mm的沟道。在某些实施方案中,ppav表现出低蒸汽释放特性,如通过在25℃时在介于5体积%与50体积%之间的正丁烷蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(介于5%与50%之间的正丁烷)所衡量的。
113.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav
114.具有如本文提供的实验结果所例示的特征,包括例如基于实验结果中的数据的数值范围。
115.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav呈棱柱形式,例如圆形(即圆柱形)、正方形、矩形、三角形、五边形等,并且因此平行通道沿棱柱的长度彼此平行且平行于外表面向内延伸。
116.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav包含吸附材料,该吸附材料源于以下项中的至少一者:木材、木屑、木粉、棉短绒、泥炭、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、果核、果石、坚果壳、坚果核、锯屑、棕榈、蔬菜、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维素材料或它们的组合。在本文所述的任何方面或实施方案中,ppav包含源于木材或木屑的吸附材料。
117.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav包含吸附剂,诸如活性炭或木炭。
118.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav包含选自由以下项组成的组的吸附材料:活性炭、木炭、沸石、粘土、多孔聚合物、多孔氧化铝、多孔二氧化硅、分子筛、高岭土、二氧化钛、氧化铈、金属有机框架以及它们的组合。
119.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav包含一种或多种粘合剂,例如有机粘合剂诸如羧甲基纤维素(cmc)或无机粘合剂诸如膨润土粘土或粘合剂的组合。在本文所述的任何方面或实施方案中,ppav包含一种或多种纤维素粘合剂例如羧甲基纤维素(cmc)和一种或多种无机粘合剂例如粘土。在某些实施方案中,粘合剂包含粘土或硅酸盐材料中的至少一者。例如,在某些实施方案中,粘合剂是以下中的至少一者:沸石粘土、膨润土粘土、蒙脱石粘土、伊利石粘土、法国绿粘土、帕斯卡利特粘土、雷德蒙粘土、terramin粘土、活性粘土、漂白土粘土、ormalite粘土、维塔利
特粘土、累托石粘土、堇青石、球粘土、高岭土或它们的组合。
120.附加的潜在粘合剂包括热固性粘合剂和热熔性粘合剂。热固性粘合剂是基于热固性树脂的组合物,其在环境温度下是液态或固态并且尤其是尿素-甲醛、三聚氰胺-尿素-甲醛或酚-甲醛型,优选是三聚氰胺-尿素-甲醛型树脂以及热固性(共)聚合物于乳胶泡沫中的乳液。可将交联剂并入混合物中。作为交联剂的实例,可以提及氯化铵。热熔性粘合剂通常在环境温度下是固体并且是基于热熔型树脂。也可以使用沥青、焦油或任何其他已知的粘合剂作为粘合剂。
121.在本文所述的任何实施方案中,粘合剂可以包括水溶性粘合剂(例如,极性粘合剂),包括但不限于纤维素粘合剂和相关的酯,包括甲基和乙基纤维素及其衍生物,例如,羧甲基纤维素(cmc)、乙基纤维素、乙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素(hpc)、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、乙基羟乙基纤维素、芳族磺酸盐的结晶盐、聚糠醇、聚酯、聚环氧化物或聚氨酯聚合物等。
122.在本文所述的任何实施方案中,粘合剂可以包括非水性粘合剂,诸如粘土、酚醛树脂、木质素、木质磺酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯(pvdc)、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)等、氟聚合物(例如,聚偏二氟乙烯(pvdf)、二氯化聚偏二乙烯(pvdc)、聚酰胺(例如,nylon-6,6’或nylon-6)、高性能塑料(例如,聚苯硫醚)、聚酮、聚砜和液晶聚合物、与氟聚合物的共聚物(例如,聚(二氟化亚乙烯基))、聚四氟乙烯(ptfe)、氟化乙烯丙烯或全氟烷氧基烷烃)、与聚酰胺(例如,nylon-6,6’或nylon-6)的共聚物、与聚酰亚胺的共聚物、与高性能塑料(例如,聚苯硫醚)的共聚物或它们的组合。
123.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav是由磨碎的活性炭前体材料利用粘合剂交联而制成的,其中磨碎的活性炭材料呈粉末形式。举例来说,在某些实施方案中,如本文中所描述的成形ppav是通过获得粉末状活性炭材料并且应用u.s.6,472,343的交联粘合剂技术而制备。
124.另选地或者组合地,可以使用无机粘合剂。无机粘合剂可以是粘土或硅酸盐材料。例如,粘合剂可以是沸石粘土、膨润土粘土、蒙脱石粘土、伊利石粘土、法国绿粘土、帕斯卡利特粘土、雷德蒙粘土、terramin粘土、活性粘土、漂白土粘土、orrnalite粘土、维塔利特粘土、累托石粘土、堇青石、球粘土、高岭土或其组合中的至少一种。
125.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav形成为整体式结构,例如蜂窝体构型。在本文所述的任何方面或实施方案中,ppav整体式结构通过一种方法制备,该方法包括挤出包含吸附材料和粘合剂的共混物以形成平行通道形状。在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav(例如,ppav整体式结构)通过一种方法制备,该方法包括用包含吸附材料的涂层涂覆平行通道结构支架的沟道。在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav整体式结构通过一种方法制备,该方法包括用包含碳质材料的涂层涂覆平行通道结构支架的沟道,该碳质材料通过进一步的热处理和/或化学处理(例如,热解或化学活化)原位转化为吸附剂。
126.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav整体式结构通过一种方法制备,该方法包括通过堆叠或卷绕波纹片材形成平行通道形状。在本文描述的任何方面或实施方案中,平行通道形状由包含吸附剂的波纹片
材制成。在某些实施方案中,平行通道形状由在涂层中存在吸附剂的波纹片材制成。在本文所述的任何方面或实施方案中,本文所述的蒸发排放控制系统的ppav或至少一个通风侧ppav,整体式结构通过包括将实心吸附剂片材或层与另一片材或另一材料共轧制(co-rolling)以产生平行通道的方法制备。在本文所述的ppav、蒸发排放物控制系统或蒸发排放物控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav整体式结构通过一种方法制备,该方法包括轧制包括肋或小块的固体吸附剂片材或层以产生平行通道。在本文所述的任何方面或实施方案中,吸附材料形成为包括任何前述结构的组合的结构。
127.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个附加的通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约35克正丁烷每升的递增吸附容量。在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约30克正丁烷每升的递增吸附容量。在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约25克正丁烷每升的递增吸附容量。在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约20克正丁烷每升的递增吸附容量。
128.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约15克正丁烷每升的递增吸附容量。在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约10克正丁烷每升的递增吸附容量。
129.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约2克正丁烷每升(g/l)至约5克正丁烷每升的递增吸附容量。在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约5克正丁烷每升(g/l)至约30克正丁烷每升的递增吸附容量。
130.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约10克正丁烷每升(g/l)至约30克正丁烷每升的递增吸附容量。在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧吸附剂容积,该通风侧吸附剂容积在25℃时在介于5体积%和50体
积%之间的正丁烷的蒸汽浓度下具有约15克正丁烷每升(g/l)至约25克正丁烷每升的递增吸附容量。
131.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav具有小于20g、小于19g、小于18g、小于17g、小于16g、小于15g、小于14g、小于13g、小于12g、小于11g、小于10g、小于9g、小于8g、小于7g、小于6g、小于5g、小于4g、小于3g、小于2g或小于1g的克-总(“g-tot”)bwc。在某些实施方案中,ppav的g-tot bwc为0.1g-20g、0.1g-20g、0.1g-19.5g、0.1g-18g、0.1g-17.5g、0.1g-17g、0.1g-16.5g、0.1g-16g、或0.1g-15.5g、0.1g-15g、0.1g-14.5g、0.1g-14g、0.1g-13.5g、0.1g-13g、0.1g-12.5g、0.1g-12g、0.1g-11.5g、或0.1g-11g、0.1g-10.5g、0.1g-10g、0.1g-9.5g、0.1g-9g、0.1g-8.5g、0.1g-8g、0.1g-7.5g、0.1g-7g、或0.1g-6.5g、0.1g-6g、0.1g-5.5g、或0.1g-5g或一个或多个实例的g-tot bwc。如本文所用,“克-总bwc”是指从ppav中吹洗的丁烷的克数。
132.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav具有介于20mm和75mm之间,或介于约29mm和41mm之间的横截面水力直径。
133.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav的长度/水力直径比在约0.3和12.5之间,或者在约1.2和5.2之间。
134.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav具有约140至6450个沟道(或横截面中的单元),或约680至1365个沟道(或横截面中的单元),包括部分单元(例如,圆柱形部分的横截面周边中的单元)。对于本领域技术人员来说显而易见的是,ppav的单元代表沿着ppav的内部长度延伸的沟道的横截面视图。因此,单元的数量和密度等效于沟道的数量和密度。
135.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav的总沟道面积在约60mm2和2760mm2之间,或在约125mm2和660mm2之间。
136.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav在40lpm下的流动限制为约0.01kpa至2.7kpa或约0.03kpa至0.9kpa。
137.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文描述的罐系统具有总计在1升和5升之间的吸附剂颗粒容积。
138.在本文所述的ppav、蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,ppav包含选自由以下项组成的组的吸附材料:活性炭、木炭、沸石、粘土、多孔聚合物、多孔氧化铝、多孔二氧化硅、分子筛、高岭土、二氧化钛、氧化铈、金属有机框架以及它们的组合。
139.吸附材料可以包括以上特征中的任一个或多个,其可以根据本说明书以多种方式组合且明确地涵盖于本文中。
140.在另外的方面,本说明书提供了包括一个或多个罐的蒸发排放控制系统,所述一个或多个罐包括如本文所述的至少一个ppav。
141.图1说明蒸发排放控制罐系统100的一个示例性实施方案,该蒸发排放控制罐系统具有单一罐内的串联吸附剂容积。罐系统100包括筛网或泡沫102、分隔壁103、来自油箱的
燃料蒸汽入口104、通向大气的通风口105、通向发动机的吹洗出口106、燃料侧或初始吸附剂容积201以及通风侧或后续吸附剂容积202。筛网或泡沫102提供吸附剂容积的容纳和负载,并且用作分配器,以均匀地将蒸汽流分配到吸附体积中。含有吸附剂容积201和202的两个室由分隔壁103分开,并且通过通道107连接以用于负载筛网102下的依序蒸汽流动。因此,在该实例中,罐系统限定从燃料口104通过燃料侧吸附剂容积201、充气室空间107、通风侧吸附剂202至通风口105的蒸汽流动路径。当发动机关闭时,来自燃料箱的燃料蒸汽通过燃料蒸汽入口104进入罐系统100。燃料蒸汽扩散或流动到燃料侧或初始吸附剂容积201中,且接着进入通风侧或后续吸附剂容积202,随后通过罐系统的通风口105释放到大气中。一旦发动机启动,环境空气通过通风口105吸入罐系统100中。吹洗空气流动通过罐中的容积202,并且最终通过燃料侧或初始吸附剂容积201。在通过吹洗出口106进入内燃机之前,此吹洗流动使吸附剂容积202上所吸附的燃料蒸汽通过201解吸附。本领域技术人员将理解,图2至图8示出了另外的示例性罐系统,该罐系统限定沿着类似的燃料蒸汽/空气流动路径流体连通的吸附剂容积。
142.在本文中所描述的蒸发排放控制罐系统的任何实施方案中,罐系统可以包括超过一个通风侧或后续吸附剂容积。例如,参考图2,在充气室107上方的负载筛网102之前,燃料侧或初始吸附剂容积201可以具有附加的或多个通风侧(或后续)吸附剂容积202,如图2中所示。可以在分隔壁的另一侧上发现其他通风侧(或后续)吸附剂容积203和204。
143.此外,在其他实施方案中,罐系统可以包括多于一种类型的通风侧吸附剂容积,其可以独立地选择和/或包含于一个或多个容器中。例如,如图3中所示,含有通风侧吸附剂容积301(诸如本文所述的ppav)的辅助室300可以在空气和蒸汽流动方面与包含多个吸附剂容积的主罐101串联,通过连接管或通气管108连接以用于蒸汽流动。如图4所示,辅助室300可以包含串联的两个通风侧吸附剂容积301和302,包括例如如本文所述的至少一个ppav。吸附剂容积301和302也可以包含在串联室或辅助罐而非图4的单一室300内。
144.图5至图8示出了本发明所构思的另外的示例性罐系统。图5和图6示出了包括主罐101的系统,该主罐包括初始(燃料侧)吸附剂容积501和后续(通风侧)吸附剂容积202、203和204。该系统包括在通风侧通向补充罐300的连接管或通气管108,该补充罐包括在通风口105之前的附加通风侧吸附剂容积502,例如本文所述的ppav。图7示出了在主罐101中具有初始(燃料侧)吸附剂容积501和后续吸附剂容积202的系统,该主罐经由连接管108连接到补充罐300和503,该补充罐包括在通风口105之前的后续(通风侧)吸附剂容积502、504。在示例性实施方案中,502或504中的至少一者是本文所述的ppav。图8示出了单个罐101设计的实例,该单个罐包括初始(燃料侧)吸附剂容积501、通向后续(通风侧)吸附剂容积203和204的充气室空间107、通向通风口105之前的附加后续(通风侧)吸附剂容积502和504的第二充气室空间109。在示例性实施方案中,502或504中的至少一者是本文所述的ppav。
145.如本文所用,术语“上游”是指系统流动路径内在同一相对方向上沿着系统流动路径在系统的另一位置/容积之前或先于系统的另一位置/容积与流体(例如,燃料蒸汽)接触的位置/容积。术语“下游”是指系统流动路径内在同一相对方向上沿着流动路径在系统的上游位置/容积之后或随后与流体(例如,燃料蒸汽)流体接触的位置/容积。也就是说,当提到燃料蒸汽流动路径时,上游位置/容积被定位成相对于另一位置/容积更靠近燃料蒸汽入口。
146.术语“燃料侧吸附剂容积”用于指燃料蒸汽源附近的吸附材料的容积且因此,与必须更靠近通风口安置的后续吸附剂容积(在本文中,“通风侧吸附剂容积”)相比位于燃料蒸汽流动路径中靠前的位置。如所属领域的技术人员将理解,在吹洗循环期间,在吹洗空气流动路径中更早地接触通风侧或后续吸附剂容积。为方便起见,燃料侧吸附剂可以称为“初始吸附剂容积”,因为其相对于通风侧或后续吸附剂容积安置在燃料蒸汽流动路径的上游,但初始吸附剂容积未必是罐中的第一吸附剂容积。
147.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,罐还可包括本文所述的附加吸附剂容积,例如,室中最靠近燃料箱的至少一个吸附剂容积(即,燃料侧吸附剂容积),以及/或者室中的更靠近通向大气的出口的至少一个吸附剂容积(即,后续或通风侧吸附剂容积),包括本文所述的ppav。
148.在附加实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括具有多个室的一个或多个罐,每个室限定容积,所述多个室被连接或流体连通,从而允许流体(例如,空气、气体或燃料蒸汽)定向且顺序地从一个室流到下一个室,其中至少一个室包括本文所述的ppav。在某些实施方案中,罐系统包括至少一个附加吸附剂容积。在某些实施方案中,吸附剂容积位于单个罐内或多个罐内,所述多个罐被连接以允许由燃料蒸汽按顺序接触。
149.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本文所述的ppav被结合到2.1升测试罐中的具有本文所述尺寸的通风侧容积中,并且显示出约100mg或更少、约90mg或更少、约80mg或更少、约70mg或更少、约60mg或更少、约50mg或更少、约40mg或更少、约30mg或更少、约20mg或更少、或约10mg或更少的两天dbl渗移排放性能(第二天昼间换气损失(dbl)排放)。
150.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,显示了约10mg至约100mg、约10mg至约90mg、约10mg至约80mg、约10mg至约70mg、约10mg至约60mg、约10mg至约50mg、约10mg至约40mg、约10mg至约30mg、约10mg至约20mg、约15mg至约100mg、约15mg至约90mg、约15mg至约80mg、约15mg至约70mg、约15mg至约60mg、约15mg至约50mg、约15mg至约40mg、约15mg至约30mg、约15mg至约20mg、约20mg至约100mg、约20mg至约90mg、约20mg至约80mg、约20mg至约70mg、约20mg至约60mg、约20mg至约50mg、约20mg至约40mg、约20mg至约30mg、约30mg至约100mg、约30mg至约90mg、约30mg至约80mg、约30mg至约70mg、约30mg至约60mg、约30mg至约50mg、约30mg至约40mg、约40mg至约100mg、约40mg至约90mg、约40mg至约80mg、约40mg至约70mg、约40mg至约60mg、约40mg至约50mg、约50mg至约100mg、约50mg至约90mg、约50mg至约80mg、约50mg至约70mg、约50mg至约60mg、约60mg至约100mg、约60mg至约90mg、约60mg至约80mg、约60mg至约70mg、约70mg至约100mg、约70mg至约90mg、约70mg至约80mg、约80mg至约100mg、约80mg至约90mg、或约90mg至约100mg的两天dbl渗移排放性能,包括所有重叠、包含的值和范围。
151.在包括如本文所述的ppav的本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,在40g/hr丁烷加载步骤之后施加的不超过210升(即,100bv)或不超过315升(即,150bv)的吹洗下提供上述两天dbl渗移排放性能,如通过2012betp所测定的。
152.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案
中,蒸发排放控制罐系统包括至少一个燃料侧吸附剂容积和至少一个后续(即通风侧)吸附剂容积,其中至少一个燃料侧吸附剂容积或至少一个后续吸附剂容积中的至少一者包括本文所述的ppav。
153.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统还包括加热单元或通过电阻或热传导来增加热量的装置。
154.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统包括一个或多个通风侧吸附剂容积,所述一个或多个通风侧吸附剂容积在燃料蒸汽流动路径的末端或其附近具有基本上均匀的单元结构。
155.在某些实施方案中,至少一个或多个燃料侧或初始吸附剂容积和至少一个或多个通风侧或后续吸附剂容积是蒸汽或气体连通的并且定义穿过其的空气和蒸汽流动路径。空气和蒸汽流动路径允许或促进罐系统中的各别吸附剂容积之间的定向空气或蒸汽流动或扩散。例如,空气和蒸汽流动路径促进燃料蒸汽从至少一个或多个燃料侧或初始吸附剂容积流动或扩散到至少一个或多个通风侧或后续吸附剂容积,包括本文所述的ppav。
156.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,至少一个燃料侧或初始吸附剂容积和至少一个通风侧或后续吸附剂容积可位于单个罐、单独的罐或两者的组合内。例如,在某些实施方案中,系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括燃料侧或初始吸附剂容积和一个或多个通风侧或后续吸附剂容积,其中通风侧或后续吸附剂容积连接到燃料侧初始吸附剂容积使得其蒸汽或气体连通,从而形成蒸汽流动路径,并且允许空气和/或蒸汽穿过其流动或扩散,并且其中至少一个通风侧吸附剂容积是如本文所述的通风侧ppav。在某些方面中,罐允许吸附剂容积与空气或燃料蒸汽的依序接触。
157.在附加实施方案中,蒸发排放控制罐系统包括罐,该罐包括初始吸附剂容积和一个或多个后续吸附剂容积,所述一个或多个后续吸附剂容积连接到包括至少一个附加的后续吸附剂容积(包括本文所述的通风侧ppav)的一个或多个单独的罐,其中该后续吸附剂容积连接到初始吸附剂容积使得其蒸汽或气体连通,从而形成蒸汽流动路径,并且允许空气和/或燃料蒸汽穿过其流动或扩散。
158.在本文描述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括燃料侧或初始吸附剂容积和一个或多个通风侧ppav,所述一个或多个通风侧ppav包括外表面和平行于该外表面延伸通过其中的多个平行通道或沟道,并且其中该平行通道或沟道被构造成具有小于或等于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)、小于或等于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)或它们的组合中的至少一者,以及以下中的至少一者:(i)小于约1.25mm的多个沟道宽度(t
c,avg
);(ii)小于约1.5mm的多个沟道宽度单元间距(cp
tc,avg
);(iii)约285cpsi至约1000cpsi的单元密度;(iv)小于约0.5mm的单元壁厚度;(v)小于约10g/dl的bwc;(vi)在25℃时,在5%至50%之间的正丁烷下小于约50g/l的递增吸附容量;或(vii)它们的组合,其中燃料侧吸附剂容积和ppav蒸汽或气体连通,从而形成蒸汽流动路径,该蒸汽流动路径允许空气和/或燃料蒸汽穿过其流动或扩散。
159.在某些实施方案中,蒸发排放控制罐系统在40g/hr丁烷加载步骤之后施加的不超过315、300、290、280、270、260、250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、140、
130、120、110或100升吹洗或不超过150、140、130、120、110、100、90、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35或30床容积(bv)下具有不超过50、40、30、20或10mg的两天昼间换气损失(dbl),如通过2012年加利福尼亚渗移排放测试程序(betp)所测定的。
160.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统包括罐,该罐包括燃料侧或初始吸附剂容积以及ppav,其中ppav是整体件诸如蜂窝体,具有小于1.25mm的平均沟道水力直径和小于1.5mm的水力直径单元间距。在某些实施方案中,具有大致相同的横截面尺寸且在横截面中不包括外周沟道的所述多个沟道具有小于1.25mm的多个沟道宽度和小于1.5mm的多个宽度单元间距。
161.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,燃料侧或初始吸附剂容积是第一和/或第二吸附剂容积,因此,通风侧或后续吸附剂容积(包括本文所述的ppav)在朝向通风口的流体流动路径的下游,无论是在同一罐还是单独罐中还是在两者中。
162.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐具有多个室,每个室限定容积,所述多个室流体连通以允许流体或蒸汽从一个室直接流向下一个室,并且至少一个室包括至少一个平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一种ppav具有在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于35g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的平均沟道水力直径、以及小于1.5mm的水力直径单元间距(其为平均单元沟道水力直径加上平均单元壁厚度(排除外表层壁厚度)的总和)。
163.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括:至少一个燃料侧吸附剂容积;以及至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个ppav具有在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于35g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的平均沟道水力直径和小于1.5mm的水力直径单元间距。
164.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括:至少一个燃料侧吸附剂容积;以及至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个ppav具有在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于35g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)和小于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
)。
165.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐具有多个室,每个室限定容积,所述多个室流体连通以允许流体或蒸汽从一个室直接流向下一个室,并且至少一个室包括如本文所述的至少一个平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个ppav具有小于1.25mm的平均沟道水力直径、在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的多个沟道宽度(t
c,avg
),以及小于1.5mm的多个宽度单元间距(cp
tc,avg
)(其是具有大
致相同的横截面尺寸且在横截面中不包括外周沟道或单元的沟道的多个沟道宽度的平均值加上平均沟道壁厚度(排除外表层壁厚度))。
166.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括:至少一个燃料侧吸附剂容积;以及至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav具有在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下的小于35g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的多个沟道宽度(t
c,avg
)和小于1.5mm的多个宽度单元间距(cp
tc,avg
)。
167.在本文所述的蒸发排放控制系统或蒸发排放控制罐系统的任何方面或实施方案中,本发明提供了一种蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括:至少一个燃料侧吸附剂容积;以及至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav具有在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于25g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的多个沟道宽度(t
c,avg
)和小于1.5mm的多个宽度单元间距(cp
tc,avg
)。
168.另一方面,本发明提供了一种蒸发排放控制系统,该蒸发排放控制系统包括:燃料箱,该燃料箱用于储存燃料;发动机,其具有空气引入系统并适于消耗所述燃料;蒸发排放控制罐系统,该蒸发排放控制罐系统包括一个或多个罐,所述一个或多个罐包括多个吸附剂容积,所述多个吸附剂容积包括:至少一个燃料侧吸附剂容积;以及如本文所述的至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav具有小于1.25mm的平均沟道水力直径、在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的平均沟道水力直径(t
c,dh
)和小于1.5mm的水力直径单元间距(cp
dh
);燃料蒸汽入口导管,其将所述蒸发排放控制罐系统连接到所述燃料箱;燃料蒸汽吹洗导管,该燃料蒸汽吹洗导管将蒸发排放控制罐系统连接到发动机的空气引入系统;以及通风口,该通风口用于对蒸发排放控制罐系统通气和允许吹洗空气进入蒸发排放控制罐系统,其中该蒸发排放控制罐系统由以下部分限定:从燃料蒸汽入口导管通过多个吸附剂到通风口的燃料蒸汽流动路径,以及从通风口通过所述多个吸附剂容积和燃料蒸汽吹洗出口的空气流动路径。
169.在另一方面,本发明提供了用于减少蒸发排放控制系统中的燃料蒸汽排放的方法,该方法包括提供包括燃料侧吸附剂容积和至少一个平行通道吸附剂容积(ppav)的一个或多个罐,以及使燃料蒸汽与吸附剂容积接触,其中所述至少一个通风侧ppav具有小于1.25mm的平均沟道水力直径和小于1.5mm的水力直径单元间距,以及任选地在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(iac)。
170.在另一方面,本发明提供了用于减少蒸发排放控制系统中的燃料蒸汽排放的方法,该方法包括提供一个或多个罐,所述一个或多个罐包括多个吸附剂容积,所述多个吸附剂容积包括:至少一个燃料侧吸附剂容积;以及至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个通风侧ppav具有小于1.25mm的平均沟道水力直径、小于1.25mm的多个沟道宽度和小于1.5mm的多个宽度单元间距,以及任选地在25℃时在5体积%正丁烷和50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(iac)。
171.在本文所述的任何方面或实施方案中,所述至少一个平行通道吸附剂容积或至少
一个通风侧平行通道吸附剂容积具有以下中的至少一者:在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的平均沟道水力直径、以及小于1.5mm的水力直径单元间距或它们的组合。在本文所述的任何方面或实施方案中,所述至少一个平行通道吸附剂容积或至少一个通风侧平行通道吸附剂容积具有以下中的至少一者:在25℃时在5体积%正丁烷与50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于50g/l的增量吸附容量(iac)、小于1.25mm的多个沟道宽度和小于1.5mm的多个宽度单元间距或它们的组合。
172.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统包括至少一个燃料侧吸附剂容积、至少一个通风侧ppav和任选地至少一个附加的通风侧吸附剂容积。
173.在本文所述的任何方面或实施方案中,吸附剂容积位于单个罐内或多个罐内,所述多个罐被连接以允许由燃料蒸汽按顺序接触。
174.在本文所述的任何方面或实施方案中,所述至少一个通风侧ppav是活性炭蜂窝体。
175.在本文所述的任何方面或实施方案中,所述至少一个附加的通风侧吸附剂容积是活性炭蜂窝体。
176.在本文所述的任何方面或实施方案中,活性炭源自这样的材料,所述材料包括选自由木材、木屑、木粉、棉短绒、泥炭、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、果核、果石、坚果壳、坚果核、锯屑、棕榈、蔬菜、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维素材料以及它们的组合组成的组的成员。
177.在本文所述的任何方面或实施方案中,吸附剂的形式包括选自由粒状、丸粒、球形、蜂窝体、整料、丸状圆柱体、均匀形状的颗粒介质、非均匀形状的颗粒介质、挤出形式的结构化介质、卷绕形式的结构化介质、折叠形式的结构化介质、褶皱形式的结构化介质、波纹形式的结构化介质、浇注形式的结构化介质、粘合形式的结构化介质、非织造织物、织造织物、片材、纸、泡沫、中空圆柱体、星形、扭曲螺旋、星号、配置条带以及它们的组合组成的组的成员。
178.在本文所述的任何方面或实施方案中,罐系统还包括加热单元。
179.在本文所述的任何方面或实施方案中,蒸发排放控制罐系统包括至少一个通风侧平行通道吸附剂容积(ppav),其中所述至少一个ppav具有小于1.25mm的平均沟道水力直径和小于1.50mm的水力直径单元间距,其中所述至少一个通风侧ppav任选地具有小于约10g/dl的有效bwc、在25℃时在5体积%正丁烷和50体积%正丁烷之间的蒸汽浓度下小于约50克正丁烷/升(g/l)的有效增量吸附容量或它们的组合。
180.鉴于下面的实施方案,基于上面的描述,附加的方面和实施方案对于本领域技术人员来说将是显而易见的,这些实施方案被明确地认为是说明书的一部分,如同在此明确阐述的一样。
181.实例
182.表观密度、bwc和粉末丁烷活性的测定
183.可以使用astm d2854测定颗粒吸附剂的标称密度,诸如具有通常用于燃料系统的蒸发排放控制的尺寸和形状的颗粒状和丸状吸附剂。
184.astm d5228可用于测定包含颗粒粒状和/或丸状吸附剂的吸附剂容积的丁烷工作
容量(bwc)。丁烷保留率(单位为g/dl)计算为容积丁烷活性(即,g/cc表观密度乘以g/100g丁烷活性)与g/dl bwc之间的差异。
185.对于用于挤出的粉末状活性炭成分,可以通过所属领域的技术人员已知的视为等效于确定所述值的任何方法测量粉末丁烷活性(“pbact”),即,对于在25℃下用恒温器处理的样品,当暴露于1.00atm正丁烷分压时的烘干的粉末样品的平衡容量重量(克)。举例来说,pbact的一个合适的替代方案是基于astm 5228方法,如us 2019/0226426a1中所描述,其以引用的方式整体并入本文中。
186.astm d5228方法的修改版本可用于测定颗粒、蜂窝体、整体件和/或片材吸附剂容积的丁烷工作容量(bwc)。修改的astm d5228方法还可用于颗粒吸附剂,其中颗粒吸附剂包括填充剂、空隙、结构组分或添加剂。此外,在颗粒吸附剂不与标准方法astm d5228相容,例如,代表性吸附剂样品不可容易地放置为测试的样品管中的16.7ml的填充物的情况下,可使用astm d5228修改的方法。
187.astm d5228方法的修改版本如下。吸附剂样品(例如,ppav蜂窝体或整体件)在110
±
5c下烘干达最少三小时,并且接着置于干燥器中来冷却。记录吸附剂样品的干质量。在吸附剂样品组装到测试组件中之前,测定空测试组件(47mm内径
×
200mm长度)的质量。接着,测试组件安装到流动设备中,并且在25c和1大气压下以500ml/分钟的丁烷流率加载有正丁烷气体达最少25分钟(
±
0.2分钟)。测试组件接着从bwc测试设备移除。测试组件的质量测量和记录为最接近0.001克。该正丁烷加载步骤可重复达连续5分钟流动间隔,直到达到恒定的质量。在本文描述的实例中,加载时间和吹洗时间是基于部件体积计算的。例如,35mm直径150mm长度蜂窝体的总丁烷加载时间是87分钟至92分钟。对于其中容积可完整地移除和测试的情况,测试组件可为用于蜂窝体或整体式部件的保持器。另选地,容积可需要为罐系统的区段,或者具有适当定向至气流(否则在罐系统中遇到)的内容物的容积的适合的再配置。
188.测试组件再安装到测试设备,并且根据公式以2升/分钟的干燥空气在25c和1atm下吹洗达设定的选择吹洗时间(
±
0.2分钟):
189.吹洗时间(分钟)=(719容积(ml))/(2000(ml/min))。
190.bwc测试中的空气吹洗流的方向与罐系统中施加的吹洗流的方向相同。在吹洗步骤之后,测试组件从bwc测试设备移除。测试组件的质量测量和记录为在测试完成的15分钟内最接近0.001克。
191.吸附剂样品的丁烷工作容量(bwc)使用以下方程确定:
192.bwc(g/dl)=吹洗丁烷的量(g)/标称吸附剂容积(dl)。
193.其中吹洗的丁烷量=加载后测试组件的质量-吹洗后测试组件的质量。对于包括圆柱形ppav的实例,还使用以下计算:
[0194]-表观密度(g/ml)计算为容积(ml)/吸附剂的质量(g);
[0195]-吸附剂容积(ml)计算为πd
o,c
(mm)2l(mm)/4000;
[0196]-丁烷活性(g/100g)计算为bact(g/100g)=加载的丁烷的量(g)/(100x吸附剂的质量(g));
[0197]-丁烷吹洗率(%)=bpr(%)计算为吹洗的丁烷的量(g)/加载的丁烷的量(g)
×
100。
[0198]
根据betp测试的昼间换气损失(dbl)排放的测定
[0199]
通过包括以下的方案来测试实例中的蒸发排放控制系统。对于用a类型罐系统进行的测试,用于产生dbl排放数据的所定义的2.1l罐具有图5中所说明的类型。三个丸粒床容积501、203和204位于主罐101中,其分别含有1.40l、0.40l和0.30l丸粒。示例性ppav蜂窝体作为吸附剂容积502存在于辅助罐300中,包括用于密封的围绕圆柱体的密封件(在罐的图示中未示出)和在蜂窝体的每个端部上的非吸附性开孔泡沫的薄盘(图5中的102)。
[0200]
对于用b类型罐系统(这里用后缀“b”来标注实例)进行的测试,吸附剂床构型与a类型系统相同,除了:1)在主罐中使用不同的单一等级的碳丸粒;以及2)图4的两个吸附剂容积203和204被构造为单个0.70l容积的丸粒,如图6所示。对于标记为“12a bb”的实例,罐系统是b类型,除了如图7所示存在两个串联的辅助罐。第一辅助罐300包含ppav蜂窝体12a作为吸附剂容积502,串联的第二辅助罐503包含ppav蜂窝体12b作为吸附剂容积504,在两个ppav蜂窝体的每端具有密封件(未示出)和非吸附性开孔泡沫盘102。
[0201]
在a类型系统中,1.40lbax 1500(north charleston,south carolina,usa)作为吸附剂容积501,其位于定位于充气室107上方的负载筛网102上方约19.5cm高度处,以及位于定位于充气室107上方的负载筛网102上方约11.1cm高度处的bax 1500的0.40l吸附剂容积203,以及吸附剂容积203与204之间的位于负载筛网102上方约8.4cm高度处的bax lbe的0.3l吸附剂容积204。吸附剂容积501从分隔壁103到罐的右侧壁的平均宽度是9.0cm,并且吸附剂容积203和204从分隔壁103到其左侧壁的平均宽度是约4.5cm。吸附剂容积501、203和204具有类似深度(进入图5中的页面),即8.0cm。用通过表观密度测定的将满足各别容积目标的干基质量填充丸粒的各吸附剂床(填充质量=ad
×
容积目标)。表1描述了主罐吸附剂容积填充物的等级和特性。对于b类型罐系统,主罐中的吸附剂容积仅填充bax 1100ld,如表1所述。
[0202]
对于用c类型罐进行的测试,用于产生dbl排放数据的限定罐是图8中所示的类型。该罐系统是honda cr-v 2017年款的车辆(evap系列hhnxr01221sa/b)中使用的商用罐。c类型罐与标记为20a bc和21a bc的实例一起使用。c类型系统具有1.86lbax 1100ld(north charleston,south carolina,usa)作为吸附剂容积501,其位于定位于充气室107上方的负载筛网102上方约22.6cm高度处,以及位于定位于充气室107上方的负载筛网102上方约7.8cm高度处的bax 1100 ld的0.26l吸附剂容积203,以及吸附剂容积203与204之间的位于负载筛网102上方约7.4cm高度处的bax lbe的0.23l吸附剂容积204。吸附剂容积501是圆柱形的并且直径为11.1cm,吸附剂容积203和204也是圆柱形的并且平均直径约为6.8cm。在气隙109之后,是作为吸附剂容积502的ppav蜂窝体20a(或21a)和作为吸附剂容积504的串联的第二ppav蜂窝体20b(或21b),在两个ppav蜂窝体的每个端部处具有密封件(未示出)和非吸附性开孔泡沫盘102。
[0203]
基于主罐(例如,用于2.1l主罐的630升),使用经认证的3级燃料(8.7-9.0rvp,10体积%乙醇)和22.7lpm下的300床容积的干燥空气吹洗,通过汽油蒸汽吸附的重复循环来均一地预调节(老化)每个示例性罐系统。汽油蒸汽加载速率是40g/hr并且烃组合物是50体
积%,通过将两升汽油加热到约38℃并且用空气以200ml/min鼓泡来产生。定期用新鲜汽油自动替换两升等分的燃料,以保持大致恒定的蒸汽产生速率,直到通过fid(火焰离子化检测器)或红外线检测器检测到5000ppm与丁烷相同的穿透。在未用过的罐上使用最少25个老化循环。汽油工作容量(gwc)测量为最后2-3个循环的所加载的蒸汽加载平均重量增加和吹洗的蒸汽的损失,并且报告为以罐系统中的每升吸附剂容积计的克数。进一步进行到测量渗移排放性能,在gwc老化循环后进行单一丁烷吸附/空气吹洗步骤。在一个atm下,以50体积%浓度,以40g/小时加载丁烷达到5000ppm穿透,之后进行浸泡一小时,接着用干燥空气吹洗21分钟,其中通过选择所述时间段的适当恒定空气吹洗速率来达到总吹洗体积。接着,在约25℃下浸泡罐系统且保持孔口密封达约14-18小时(其中浸泡时间需要12-36小时)。针对图17至图22、图25至图32和图42至图44中的dbl数据,对于完全罐系统,在以上单一丁烷吸附加载后的总吹洗体积是210l,等效于例如约91bv-95bv,所述完全罐系统包括所存在的所有吸附剂容积(例如,满足所定义的罐的2.1l吸附剂容积)和置放于后续辅助罐300中的通风侧活性炭蜂窝体吸附剂502或置放于后续串联辅助罐300和503中的两个活性炭蜂窝体吸附剂502和504。在这些配置中,添加到所定义的主罐中的吸附剂丸粒容积中的容积是卡尺测量的辅助罐300内存在的活性炭蜂窝体的尺寸体积和(如果存在)卡尺测量的串联辅助罐503内的第二活性炭蜂窝体的尺寸体积。
[0204]
针对图32和图33中的dbl数据,对于包括所有存在的吸附剂容积的完整罐系统,总吹洗体积的范围为210升-310升,等效于约94bv-138bv。针对图34和图35中的dbl数据,对于包括所有存在的吸附剂容积的完整罐系统,总吹洗体积的范围为124升-210升,等效于约50bv-85bv。
[0205]
接着,通过将实例的箱孔口连接到填充有carb lev iii燃料(6.9-7.2rvp,10%乙醇)的燃料箱来产生dbl排放。将其中主罐中所存在的大部分丸粒是bax 1500级碳的罐系统实例连接到填充有6.2加仑液态燃料的20加仑箱(总体积)(13.8gal缺量)。将在主罐中具有bax 1100ld的罐系统实例连接到填充有4.0加仑液态燃料的15加仑箱(总体积)(11gal缺量)。c类型罐系统实例连接到填充有5.6加仑液体燃料的14加仑箱(额定容积)。
[0206]
在连接之前,被填充的燃料箱在18.3℃下稳定18-20小时,同时进行通风(其中在通风时的浸泡时间需要12-36小时)。接着,根据carb的两天温度概况进行箱和罐系统的温度循环,每天经11小时从18.3℃到40.6℃,接着经13小时降回18.3℃。在加热阶段期间,在第6小时和第12小时从实例通风口将排放样品收集到kynar袋中(以允许箱中的燃料达到峰值温度)。kynar袋基于压力以氮填充至已知总容积,并且接着抽出到fid中来确定烃浓度。用约5000ppm浓度的精确已知的丁烷标准校准fid。排放(如丁烷)的质量从kynar袋容积、排放浓度并且假定理想气体来计算。每天添加6小时和12小时下的排放的质量。根据carb的方案,将具有最高总排放的一天报告为“2天排放”。在所有情况下,除了实施例24,最高排放是在第2天。对于实施例24,第1天排放为278mg,而第2天排放为178mg。此程序通常描述于r.s.williams和c.r.clontz的标题为“罐渗移排放的影响和控制(impact and control of canister bleed emissions)”的sae技术论文2001-01-0733和carb的lev iii betp程序(用于2001年和后续型号机动车的加利福尼亚蒸发排放标准和测试程序,2012年3月22日中的章节d.12)中。
[0207]
表1.示例性蒸发排放控制罐系统。
[0208][0209][0210]1图6和图7中的1.40l容积501中的丸粒类型。
[0211]2图6和图7中的单个0.70l容积202中的丸粒类型。
[0212]3图7中的室300 503中的实施例12a bb
[0213]4图qx4中作为ppav 502 504的实施例20a bc和21a bc
[0214]5图8中的1.86l容积501中的丸粒类型
[0215]6图8中0.26l容积203中的丸粒类型
[0216]7图8中0.23l容积204中的丸粒类型
[0217]8在表12中,吹洗lev ii系统实施例1和4的效果,这些是仅在210l下测试的丸粒特性
[0218]9在表12中,吹洗lev ii系统实施例1和4的效果,这些是在256l和310l下测试的丸粒特性
[0219]
流动限制的测定
[0220]
对于蜂窝体ppav整体件,使用通常用于罐系统测试的ppav保持器(例如,图3至图5中所示的保持器300)在10slpm-100slpm范围内以10slpm的增量测量流动限制(kpa)。在相同流量下对空保持器的压降施加流动限制校正。采用二次方程将流动限制数据拟合为流量的函数。在此将数据报告为在40slpm和在等效于46cm/s表观速度的流量下计算的流动限制,通过考虑用卡尺通过测量直径测量的整体件横截面积。对于在通风侧包括主罐和包含ppav整体件的辅助罐的罐系统,在图3至图5中在发动机吹洗口106关闭的情况下在从燃料箱口104到通风口105的加压负载流下测量流动限制(“系统负载dp”),并且在燃料箱口104关闭的情况下在从通风口105到发动机口106的加压吹洗流下测量流动限制(系统吹洗dp)。采用二次方程将流动限制数据拟合为流量的函数,并且此处在计算的40slpm下报告系统负载dp和吹洗dp。
[0221]
动态丁烷吸附容量的测量
[0222]
将ppav蜂窝体整体式部件样品置于以垂直方向定向的圆柱形样品保持器内,并且根据加载-吹洗-再加载方案(参见us 2020/0018265a1,其通过引用整体并入本文)在25℃的室中测试动态吸附容量(dac)。
[0223]
在dac测试中,首先称量样品及其保持器,然后在25℃、134ml/min(9.5g/小时丁烷流量)的1∶1正丁烷∶n2测试气体流量(50体积%正丁烷)下进行加载,直至饱和。流动方向是从样品保持器的顶部向下到底部。通过emerson x-stream ir光谱仪监测来自样品保持器的流出物流的气体组合物。在饱和步骤之后,样品及其保持器被重新称重,然后在与饱和相同的流动方向上以100ml/min用n2短暂吹洗10分钟。在短暂吹洗之后,将样品及其保持器重新称重,然后在与相对于样品的初始饱和流动方向相反的方向上用10l/min的n2流脱附吸附15分钟(即,10l/min的吹洗气体流是向下的,但是样品翻转180
°
)。在随后的步骤中,在用于机械调节的最后的标准5分钟暂停之后,将气体组合物切换为n2中的0.5体积%丁烷的混合物,流量为134ml/min(0.1g/小时的丁烷流量),并且该加载步骤也作为向下流动进行,流动方向与相对于样品的初始饱和相同(即0.5体积%丁烷流向下,但是样品再次翻转180
°
至其初始取向)。使用上述ir光谱仪记录流出物流中吸附物的穿透曲线。
[0224]
dac测试中ppav部件的关键测量响应是随着样品在吸附剂容积的长度上经历渐进饱和的流出物浓度,包括称为渗透的吸附物排放的任何背景渗漏,和称为传质区(mtz)的穿过容积的吸附物浓度梯度的波前的穿透。因此,这种吸附过程具有三个时期:1)当全部或几乎全部的入口吸附物被吸附剂床除去时,流出物中吸附物浓度相对稳定为零或低的初始渗透时间段,2)当mtz穿透时,流出物流中吸附物浓度的加速上升然后减速上升的时间段,以及3)mtz穿透之后,当吸附剂床在其长度上达到与流入物流条件的热和浓度平衡时,吸附物床的最终完全平衡饱和的时间段。如本领域所典型的,mtz波前由在流出物中检测到的流入物吸附物浓度的5%的点和在流出物中检测到的流入物吸附物浓度的95%的点来量化。高效吸附床具有尖锐的mtz,使得在饱和之前在流出物中存在最小的吸附物质量,即,与在mtz浓度穿透(“bt”)的给定点在流出物中的损失相比,利用更大百分比的吸附剂床潜在吸附剂容量。在mtz穿透之前,如果吸附剂床具有来自先前与吸附物接触的吸附物的残留剩余物,诸如来自连续的吸附和吹洗步骤,则可能有大量的渗透,从而允许流入吸附物无阻碍地流动通过该床。
[0225]
对于未用过的ppav部件(即,在t=0时间不含吸附物),流出物曲线通常具有图14
的外观。流出物曲线的关键点出现在流出物中的5%流入物吸附物浓度超过初始渗透浓度的时间t
v5%
,和当流出物吸附物浓度达到初始渗透浓度和流入物吸附物浓度之间的差值的95%时的时间t
v95%
,“超过初始渗透的95%bt的时间”。(对于未用过的吸附剂床,渗透大约为零,因此t
v5%
基本上是在流出物中测量的流入物的5%的时间,并且t
v95%
是在流出物中存在的流入物浓度的95%的时间)。在t
v5%
,根据吸附物流随着时间的流入速率和流出速率的质量平衡,床吸附的累积质量是m
ads,v5%
(图14中阴影区域的一部分,在t=0和t
vs%
之间),流出物中吸附物的累积质量是m
efl,v5%
。对于该初始时间段的吸附效率dae
v5%
是直到该时间时吸附的量m
ads,v5%
与在该时间段内递送至吸附剂床的吸附物的总流入物质量的比率(例如,m
ads,v5%
与m
efl,v5%
m
ads,v5%
的比率)。到时间t
v95%
,随着大部分mtz进入床流出物,由床吸附的累积质量为m
ads,v95%
(图14中的整个阴影区域)。在mtz穿透的该时间段期间,流出物中的吸附物的质量可以分成两个贡献:1)基于t=0时的初始渗透浓度,归因于连续渗透的流出物质量m
efl,vb5-95%
(对于未用过的吸附剂床,约等于零),以及2)剩余的流出物质量m
efl,vm5-95%
,其包括归因于在5%至95%穿透之间通过mtz的质量。从t=0到t
v95%
的时间段的流出物的总质量为m
efl,v95%
,其等于m
efl,v5%
m
efl,vb5-95%
m
efl,vm5-95%
的总和。从t=0到t
v95%
的时间段的吸附效率dae
v95%
是直到该时间的累积吸附量m
ads,v95%
与在该时间期间递送到吸附剂床的吸附物的总流入物质量m
del,v95%
的比率(例如,dae
v95%
是m
ads,v95%
与rn
del,v95%
的比率,等于m
ads,v95
%与m
ads,v95%
m
efl,v95%
的比率)。
[0226]
对于在动态吸附测试中已经经历吸附和吹洗的先前步骤的ppav部件,流出物浓度响应类似于图15,并且如应用于未用过的ppav部件的类似的质量平衡可以应用于循环的ppav部件,并且可以类似地得到动态吸附效率。在t
c5%
,根据吸附物流随着时间的流入速率和流出速率的质量平衡,床吸附的累积质量是m
ads,c5%
(图15中阴影区域的一部分,在t=0和t
c5%
之间),流出物中吸附物的累积质量是m
efl,c5%
。对于该初始时间段的吸附效率dae
c5%
是直到该时间时吸附的量m
ads,c5%
与在该时间段内递送至吸附剂床的吸附物的总流入物质量的比率(例如,m
ads,c5%
与m
efl,c5%
m
ads,c5%
的比率)。到时间t
c95%
,随着大部分mtz进入床流出物,由床吸附的累积质量为m
ads,c95%
(图15中的整个阴影区域)。在mtz穿透的该时间段期间,流出物中的吸附物的质量可以分成两个贡献:1)基于t=0时的初始渗透浓度,归因于连续渗透的流出物质量m
efl,cb5-95%
(这对于循环吸附剂床来说是显著可测量的),以及2)剩余的流出物质量m
efl,cm5-95%
,其包括归因于在5%至95%穿透之间通过mtz的质量,如由初始渗透作为穿透浓度基线所定义的。从t=0到t
c95%
的时间段的流出物的总质量为m
efl,c95%
,其等于m
efl,c5%
m
efl,cb5-95%
m
efl,cm5-95%
的总和。从t=0到t
c95%
的时间段的吸附效率dae
c95%
是直到该时间的累积吸附量m
ads,c95%
与在该时间期间递送到吸附剂床的吸附物的总流入物质量m
del,c95%
的比率(例如,dae
c95%
是m
ads,cg5%
与m
del,c95%
的比率,等于m
ads,c95%
与m
ads,c95%
m
efl,c95%
的比率)。考虑到循环ppav部件的显著可测浓度,渗透可在实施例之间以绝对质量值(m
efl,c5%
)进行比较,并且作为其对吸附无效性的贡献的量度,以相对于递送的总丁烷的质量值(m
del,c95%
)和相对于吸附的总质量(m
ads,c95%
)进行比较。
[0227]
除了对循环ppav在5%和95%穿透时的流出物数据进行分析以获得渗透和效率之外,还在25%的流入物0.5体积%丁烷(即流出物中0.125体积%丁烷)的中间穿透点进行流出物数据分析(参见us 2020/0018265a1)。图16说明了由流出物中0.125体积%吸附物的中间穿透得到的流出物质量值。
[0228]
孔容积和表面积的测定
[0229]
尺寸<1.8nm至100nm的孔的容积(pv)是通过氮气吸附方法iso 15901-2:2006使用micromeritics asap 2420(norcross,ga)得到的氛吸附孔隙度测量的。氮气吸附测试的样品制备程序是在250℃下脱气至少两小时,通常在分离样品的情况下达到稳定的<2μmhg真空。尺寸<1.8nm至100nm的孔的孔容积的测定来自0.1g样本的77k等温线的脱附分支。通过kelvin和halsey方程分析氮吸附等温线数据,以根据barrett、joyner和halenda(“bjh”)模型确定具有圆柱孔的孔尺寸的孔容积的分布。非理想因子是0.0000620。密度转换因子为0.0015468。热蒸腾硬球直径为分子横截面积为0.162nm2。用于计算的与孔径相关的冷凝层厚度为0.4977[ln(d)]2-0.6981ln(d) 2.5074。等温线的目标相对压力如下:0.04、0.05、0.085、0.125、0.15、0.18、0.2、0.355、0.5、0.63、0.77、0.9、0.95、0.995、0.95、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25、0.2、0.15、0.12、0.1、0.07、0.05、0.03、0.01。记录的实际点分别在5mmhg或5%的绝对或相对压力容差内,以较严格者为准。平衡期间连续压力读数之间的时间为10秒。孔容积根据定义的孔范围报告,例如,在尺寸上<1.8nm的孔容积为pv
<1.8nm

[0230]
增量吸附容量的测定
[0231]
微粒方法。如所属领域中已知,可以通过多种手段等效地测量吸附容量,包括容积分析、重量分析和动态(流动)方法。
[0232]“微粒方法”是基于当暴露于吸附物气相压力变化时,具有已知容积和温度的含有吸附剂样品的系统的气相质量平衡的容积分析方法。例如在本文中,使用微粒模型asap 2020a扩增单元(micromeritics instrument corporation,norcross,ga usa)。通过此方法,作为初始状态,在具有已知温度、压力和容积的一个容器中含有吸附物气体,并且在具有已知容积和温度以及已知的不同压力的含有第二吸附剂的容器中含有吸附物气体。接着,通过打开连接阀使两个容器流体接触。在平衡到最终状态(即,足以使吸附剂样品达到热平衡和平衡吸附物吸收的时间,如由稳定的连接的系统压力证明)之后,初始与最终状态之间的气相吸附物的质量平衡差异是由吸附剂样品吸附的吸附物的质量变化。应注意,在本文中所报告的所有实例中,吸附物是正丁烷。
[0233]
用于测定iac的第一步骤是样品制备。将代表性吸附剂样品在110c下烘干超过3小时。当表观密度值测定等同地包括在其质量分子中的惰性粘合剂、填充剂和结构组分的质量时,吸附剂样品应包括代表性量的任何惰性粘合剂、填充剂和存在于吸附剂组分的标称容积中的结构组分。相反地,当表观密度值等同地排除其分子中的惰性粘合剂、填充剂和结构组分的质量时,吸附剂样品将排除这些惰性粘合剂、填充剂和结构组分。通用构想在于准确地限定容积内的基于容积的丁烷的吸附特性。
[0234]
将具有橡胶塞的石英样品管称重且记录重量(wo)。将约0.1g吸附剂样品加载到配衡的样品管中并且更换橡胶塞。去除橡胶塞并且将加载的样品管置放在脱气孔下,其中温度以10℃/min的速率逐渐上升到250℃。将样品在250℃下脱气约2小时。将样品冷却且用氮气回填试管。更换橡胶塞且将脱气的试管称重(w)。干燥样品重量计算为w-wo。程序的第二步骤是样品分析。将水浴设定成25
±
0.1℃。将仪器样品压力抽成真空,达到小于10μmhg(通常小于1μmhg)。去除仪器栓塞和样品橡胶塞,并且将脱气的试管置放于样品分析孔口中。开
始测试。仪器收集以下绝对压力(mmhg)附近的平衡丁烷等温线数据点:10、20、30、40、45、150、300、350、400、450、600、800、600、500、450、400、350、300、150、50、45、40、35、30、25。由来源于10、20、30和40mmhg等温线数据点的拟合的幂律回归(吸附质量=压力b)来计算本文中所报告的在1atm(3.8mmhg)下的0.5体积%的质量吸附等温线数据点。
[0235]
iac被定义为25℃时5%至50%正丁烷之间的增量吸附容量。一大气压下的5体积%正丁烷浓度(容积)由38mmhg的样品管内的平衡压力提供。通过380mmhg的样品管内部的平衡压力提供在一个大气压下的50体积%正丁烷浓度。因为可能不易于实现在精确的38mmhg和380mmhg下的平衡,使用在目标38和380mmhg压力附近收集的数据点由图来内插在5体积%正丁烷浓度和50体积%正丁烷浓度下的以吸附剂样品质量计的所吸附的正丁烷质量。在本文中所提供的实例中,这通常在等温线的解吸附分支上使用约300与约450mmhg之间的压力和约30与45mmhg之间的压力的线性回归来进行。使用正丁烷的理想气体定律和吸附剂表观密度,接着可将iac计算为在50体积%正丁烷下的容量(g/g)减去在5体积%正丁烷下的容量乘以表观密度(g/l)。
[0236]
mcbain方法是一种重量分析方法。将吸附剂样品在110c下烘干超过3小时。在加载到样品盘上之前连接到样品管内部的弹簧。接着,将样品管安装到如所描述的设备中。当表观密度值测定等同地包括在其质量分子中的惰性粘合剂、填充剂和结构组分的质量时,吸附剂样品应包括代表性量的任何惰性粘合剂、填充剂和存在于吸附剂组分的容积中的结构组分。相反地,当表观密度值等同地排除其分子中的惰性粘合剂、填充剂和结构组分的质量时,吸附剂样品将排除这些惰性粘合剂、填充剂和结构组分。通用构想在于准确地限定容积内的基于容积的丁烷的吸附特性。
[0237]
向样品管施加小于1托的真空,并且在105c下加热吸附剂样品。1小时。接着,使用高差计,通过弹簧的伸展量测定吸附剂样品的质量。随后,将样品管浸没于25c下的温控水浴中。将空气泵送出样品管直到样品管内部的压力是10-4
托。将正丁烷引入样品管直到在所选择的压力下达到平衡。对在约38托下获取和在约380托下获取的四个所选择的平衡压力的各两个资料集进行测试。正丁烷的浓度是基于样品管内的平衡压力。在所选择的平衡压力下的各测试之后,使用高差计基于弹簧的伸展量来测量吸附剂样品的质量。吸附剂样品的增加的质量是由吸附剂样品吸附的正丁烷的量。在不同正丁烷平衡压力下测定各测试的每单位吸附剂样品质量(克)吸附的正丁烷的质量(克),并且以正丁烷的浓度(%容积)的函数形式标绘于图中。一大气压下的5体积%正丁烷浓度(容积)由38托的样品管内的平衡压力提供。一大气压下的50体积%正丁烷浓度由380托的样品管内的平衡压力提供。因为可能不易于实现在精确的38托和380托下的平衡,使用在目标38和380托压力附近收集的数据点由图来内插在5体积%正丁烷浓度和50体积%正丁烷浓度下的以吸附剂样品质量计的所吸附的正丁烷质量。接着,如本文中所描述计算iac。
[0238]
有效体积特性的测定
[0239]
以上方法适用于定义吸附剂的标称bwc、丁烷活性、iac和密度特性。相比之下,吸附剂的有效容积考虑夹在沿着蒸汽流动路径的吸附剂的标称容积之间的不具有吸附剂的气隙、空隙和其他容积。举例来说,这些不具有吸附剂的容积包括(但不限于)图4中的吸附剂容积301与302之间的容积、图4中的吸附剂容积204与301之间的容积(其包括孔口108和罐101与300之间的连接导管),和图4中的吸附剂容积202与203之间的容积(其包括充气室
容积107)。因此,吸附剂的有效体积特性是指吸附剂容积的容积平均特性,其考虑沿着蒸汽流动路径的吸附剂的标称容积之间的不具有吸附剂的气隙、空隙和其他容积。
[0240]
既定蒸汽流动路径长度的有效容积(v
eff
)是沿着所述蒸汽路径长度存在的吸附剂的标称容积(v
nom,i
)与沿着所述蒸汽流动路径的不含吸附剂的容积(v
gap,j
)的总和。
[0241]veff
=∑v
nom,i
∑v
gap,j
[0242]
有效容积的体积吸附特性(b
eff
),诸如递增吸附容量(g/l)、表观密度(g/ml)和bwc(g/dl)是被视为有效容积的一部分的单独标称容积的各特性的总和(b
nom,i
)乘以各个标称容积(v
nom,i
),接着除以总有效容积(v
eff
):
[0243]beff
=∑(b
nom,i
x v
nom,i
)/v
eff
.
[0244]
因此,术语“有效递增吸附容量”是各标称递增吸附容量的总和乘以各个标称容积,且接着除以总有效容积。
[0245]
术语“有效丁烷工作容量(bwc)”是各bwc值的总和乘以各个标称容积,且接着除以总有效容积。
[0246]
术语“有效表观密度”是各表观密度的总和乘以各个标称容积,且接着除以总有效容积。
[0247]
术语“有效容积的克-总bwc”是有效容积内的标称容积的克-总bwc值(克)的总和。
[0248]
在任何方面或实施方案中,本说明书在蒸发排放控制罐系统中提供了一种如本文所述的ppav,该ppav具有有效bwc(例如,小于约10g/dl或如本文针对bwc所述的值的有效bwc)、有效iac(例如,小于约50g/l或如本文针对iac所述的值的有效iac)、有效表观密度、有效容积的克-总bwc或它们组合。
[0249]
蜂窝体尺寸和单元结构的测定
[0250]
图9是蜂窝体横截面600的理想化一般示意图,目的是显示关键的结构特征部,包括外边缘或外表面601、平行沟道(或横截面中的单元)602、单元壁603和外围边缘壁或“表层”604。沟道具有宽度tc、横截面积ac和周长pc。单元的壁厚为tw,并且表层的厚度为ts。
[0251]
为了确定横截面的尺寸,用金刚石锯片将示例性蜂窝体部件切割成1mm厚的切片。然后将切片放在一张白色打印纸上,用直尺作为刻度基准,并被定位成与相机取景器内的水平轴线和垂直轴线水平,单元的正方形栅格处于图9所示的旋转取向。将纸张和样品切片放置在5000k颜色校正的灯箱上,其中dslr相机(cannon eos rebel t3)安装在上方用于拍照。相机位于灯箱上方约7.5英寸处,并且配有50mm固定透镜(1∶1.8)和13mm延伸透镜管。在切片背光的情况下,使用另选的相机位置拍摄横截面切片的多张照片,以获得清晰的图像。通过在国立卫生研究院和光学和计算仪器实验室开发的公共领域的基于java的图像处理自由软件程序imagej分析图像。校准数字图像中的像素,并且在图像表面上画出的线提供直径、宽度和厚度的各种量度。通过“分析颗粒”命令分析沟道面积。通常,在来自与测试dbl排放的部分同一制备批次的1至5个样品部分的切片上测量图像分析,其中这些尺寸分析值的平均值报告于表2至图6中。
[0252]
图10和图11示出了用于测量蜂窝体600的外径do和内径di的四个0
°
、45
°
、90
°
和135
°
旋转取向。用于计算部件容积v然后由部件容积得到克-总bwc的外径通过卡尺在测试dbl排放的相同实施例部件上测量(d
o,卡尺
)。表2至表6提供了四个旋转测量结果的平均值d
o,卡尺
。还通过卡尺测量部件长度l。
[0253]
对于具有高长径比的狭缝形单元的实施方案,ppav部件的特征在于根据其部件宽和窄沟道宽度的取向分别测量沟道宽度和壁厚度。x轴指的是针对宽的宽度方向进行的测量,如在图12中对于十字准线分析的线901和903以及在图13中对于nxn分析的线911和911的方向上取向为宽的沟道宽度(还参见图46),其中所有沟道在该同一水平方向上延长。y轴指的是针对窄的宽度方向进行的测量,如在图12中对于十字准线分析的线902和904以及在图13中对于nxn群组(crop)分析的线912和914的方向上取向为窄沟道高度。
[0254]
表2至表6中的内径和外径t
s,d
的表层厚度是图像分析外径do和内径di之间的差值,两个直径都是四个旋转测量结果的平均值,即d
o,0
°
、d
o,45
°
、d
o,90
°
、d
o,135
°
的平均值,以及d
i,0
°
、d
i,45
°
、d
i,90
°
、d
i,135
°
的平均值。
[0255]
使用图像分析,使用“分析颗粒”命令获得总沟道横截面积(ac)和周长(pc)。平均沟道水力直径(t
c,dh
)计算为4ac/pc。
[0256]
图12和图13示出了通过图像分析用于测量单元壁厚度的两种构造,然后由该单元壁厚度计算平均壁厚度t
w,avg
,然后还应用于平均单元间距计算。在用于测量壁厚度的一种构造中(图12),绘制大约穿过切片横截面中心的四条十字准线,两条穿过单元的中部(线901和902),并且两条朝向单元的基部(线903和904),所有四条线的端部仅延伸通过外围单元的内壁。中间单元壁厚度t
w,m
和基部单元壁厚度t
w,b
被确定为中间单元线901和902以及基部单元线903和904分别横穿的壁厚度的平均值。对于图12中的说明性实例,线901至904中的每条线都横穿七个沟道和八个单元壁。在用于测量壁厚度的第二种构造中(图13),从横截面的面选择正方形的“nxn”单元群组,其中该群组不包括任何外围单元(即,位于外表层的单元)。穿过群组的外围单元的中间绘制四条中间单元线,如图13中的线910至913所示,所有四条线的末端仅延伸穿过外围单元的拐角沟道。nxn群组的壁厚度t
w,nxn
是线910至913横穿通过的所有壁的厚度的平均值。对于图13中的说明性实例,线910至913中的每条线都横穿五个沟道和四个单元壁。对于经受图像分析的给定横截面切片,表2至表6中的平均壁厚度t
w,avg
计算为t
w,m
,t
w,b
和t
w,nxn
的平均值。
[0257]
沟道宽度t
c,avg
由蜂窝体横截面中的多个沟道获得,所述多个沟道具有大致相同的横截面尺寸,不包括在周边的部单元。沟道宽度t
c,avg
被计算为沟道宽度t
c,m
、t
c,b
和t
c,nxn
的平均值,其来源于图12和图13所示的中间和基部单元和nxn群组图像分析方法。例如,沟道宽度t
c,m
是图12中的中间单元线901和902横穿的单元的平均沟道宽度。沟道宽度t
c,b
是图12中的基部单元线903和904横穿的单元的平均沟道宽度。沟道宽度t
c,nxn
是使用颗粒分析通过识别群组区域中产生每个单元的面积(空隙面积)的全部单元来确定的。计算平均单元面积并使用面积的平方根(即t
c,nxn
=(a
c,average
)^1/2)确定沟道宽度。
[0258]
单元间距cp
dh
的一个值是从包括所有单元的整个蜂窝体横截面积的平均沟道水力直径计算的:t
c,dh
加上t
w,avg
之和。第二单元间距cp
tc
基于具有大致相同横截面尺寸的多个沟道的沟道宽度,所述多个沟道不包括周边的部分单元。多个沟道的单元间距cp
tc
是t
c,avg
加上t
w,avg
之和。
[0259]
对于蜂窝体ppav实例,外表面与实心容积sv的比率的值计算为总沟道壁表面积(总沟道周长x卡尺长度)加上两个面处的实心壁面积除以通过图像分析测定的空隙分数ε校正的卡尺测定容积的比率,或[(∑pc)l επd
o,c2
/4]/[(1-ε)v]。
[0260]
示例性实施方案
[0261]
参考附表和附图,平行通道吸附剂容积(ppav)的实例是用陶瓷粘合剂系统和活性炭粉末制备的活性炭蜂窝体,类似于u.s.5,914,294(通过引用整体并入本文)中概述的成分类型和过程步骤,即共混球粘土、助熔剂、有机挤出助剂、活性炭、煅烧高岭土,之后进行挤出、干燥和高温煅烧。对比实施例1和12a是可商购获得的hca蜂窝体部件。对比实施例12b是可商购获得的hca-lbe蜂窝体部件(north charleston,south carolina,usa)。实施例2至9是用rgc-pc酸活化木基碳粉(north charleston,south carolina,usa)制成的,并且具有以下特性:平均颗粒尺寸为21.4微米,d
10%
为3.8微米,d
50%
为15.5微米,d
90%
为34.1微米,粉末丁烷活性(pbact)为44.8g/100g,pv<
1.8nm
纳米为0.185cc/g,pv
1.8-5nm
为0.678cc/g,并且pv
5-50nm
为0.285cc/g,以及bet面积为1607m2/g。实施例10和11是用sabre热活化椰子基碳粉(carbon resources,oceanside,california,usa)制成的并且具有以下特性:平均颗粒尺寸为18.0微米,d
10%
为3.6微米,d
50%
为16.3微米,d
90%
为39.4微米,粉末丁烷活性(pbact)为29.4g/100g,pv
<1.8nm
为0.470cc/g,pv
1.8-5nm
为0.114cc/g,以及pv
5-50nm
为0.025cc/g,以及bet面积为1226m2/g。
[0262]
在制备示例性ppav蜂窝体时,沟道宽度、壁厚度和单元间距通过加工到挤出模具中的槽和销的尺寸和间距而变化(例如,参见u.s.6,080,348,其全部内容通过引用整体并入本文)。大多数实施例是用形成具有正方形横截面形状的沟道的模具挤出的,两个显著的对比实施例具有矩形或“狭缝”横截面形状的沟道。调整共混成分的比例,尤其是活性炭的比例,使得根据由模具选择导致的成品部件中不同的空隙分数,在本发明和对比实施例的成品ppav蜂窝体中可以获得相似范围的bwc和iac。在一些情况下,添加附加的玻璃微球粉末成分作为稀释剂,用于进一步调节体积吸附容量。
[0263]
表2提供了在4.1g/dl-4.7g/dl的bwc范围和17g/l-20g/l的iac范围内,以直径约35mm和长度约150mm的活性炭蜂窝体形式的示例性平行通道吸附剂容积的对比实施例和发明实施例的结构性能。该表提供了实施例的吸附特性数据,以及当这些实施例被配置为a类型蒸发排放控制系统的通风侧上的吸附剂容积时,最差一天(第2天)的昼间换气损失排放性能。这些示例性ppav蜂窝体是圆柱形的,具有测量直径等于其水力直径(等于面积/周长)的圆形外横截面,但是实施方案包括横截面尺寸由水力直径表征的替代外横截面形状的ppav蜂窝体。
[0264]
表2.图像分析、bwc、dbl(35x150mm;4.1-4.7bwc)。
[0265][0266][0267]
表3.图像分析、bwc、dbl-高dp实施例。
[0268][0269][0270]
表4.图像分析、bwc、dbl,包括狭缝形单元实施例。
[0271][0272]
表5.附加实施例的图像分析。
[0273]
[0274][0275]
表6.图像分析、bwc、dbl-ppav串联实施例。
[0276]
[0277][0278]
从表2至表6的数据中可以看出,与使用对比实施例相比,本发明的蒸发排放控制系统在通风侧容积中使用平行通道吸附剂的发明实施例已经显著降低了dbl排放。如上文和表1所述,在a类型罐系统中的通风侧辅助罐300中测试表2中的实施例,其形式为直径约35mm、长度约150mm的活性炭ppav蜂窝体。图17显示了具有1.25mm或更大的平均沟道水力直径的对比实施例蜂窝体,其具有大于39mg的第2天dbl排放(打开符号,

),并且看起来在1.8mm和1.25mm水力直径之间趋平。相反,具有0.4mm-0.9mm沟道水力直径的较窄沟道的发明实施例具有显著较低的排放,低于30mg第2天排放(闭合符号,
·
)。图18示出了发明实施例的较低排放与基于水力直径的0.8mm-1.2mm的较低单元间距相关,特别是与对比实施例的1.6mm-2.2mm的单元间距相比,在对比实施例中,高排放似乎已作为间距的函数趋平。
[0279]
同样,如图19所示,发明实施例的较低排放也与它们的大约0.4mm-0.9mm的多个沟道宽度相关联,这些沟道宽度比宽度大于1.3mm的对比实施例的沟道宽度小得多,并且基于多个沟道宽度的它们的单元间距在0.9mm-1.2mm下也更小,相比之下,对于其中较高排放似乎已经作为间距的函数而趋平的对比实施例,它们的单元间距约1.6mm-2mm(图20)。显示该效果的替代方式是根据单元密度,其中对于对比实施例,排放似乎在约125cpsi和240cpsi之间平稳,但对于发明实施例的较高单元密度,排放显著较低(图21)。
[0280]
令人惊讶的是,如图22所示,使用发明实施例相对于对比实施例对罐系统排放的益处不是壁厚度较薄的结果。例如,尽管在单元壁厚度上有超过两倍的差异,对比实施例1和17具有相同的46mg-47mg的排放。同样,尽管落入相同的0.27mm-0.42mm的壁厚度范围内,对比实施例1和16具有比发明实施例2、4和7显著更高的排放。
[0281]
应该强调的是,发明实施例的dbl排放与大孔隙分布和大孔隙容积特性没有趋势或相关性。参考表7至图11,分别根据us 9,322,368和us 9,174,195确定大孔隙分布值m/m和m/m,上述专利申请的全部内容通过引用并入本文。’368专利和’195专利教导了当在
30%-70%m/m和65%-150%m/m的范围内时,排放控制性能是最佳的。例如,如图23所示,表7至表11中对比和本发明部分的ppav部件两者的变化的值在相同的范围内,因此,不是发明实施例的区别性能的因素,类似于成分、bwc、外部尺寸和iac的相似性。事实上,对于两个示例性组,m/m和m/m值经常在教导的最佳范围以外。就基于单元壁容积的孔容积而言(对于可能由挤出配方差异导致的颗粒密度差异进行归一化),图24示出了对比实施例和发明实施例组之间对于小尺寸(0.05μm-1μm)和大尺寸(1μm-100μm)两者的大孔隙容积没有差异。约20%的壁容积(0.2cc/cc壁)是小尺寸的大孔隙,并且小于5%的壁容积(<0.05cc/cc壁)是大尺寸的大孔隙。(需注意,实施例7是具有高容积的大孔隙,特别是较小尺寸的大孔隙的异常情况,这是由于在其制备中使用的成分配方用于将其体积吸附特性调节到与表7中的其他实施例分组相当的范围内)。
[0282]
表7.dp,iac,pv(35x150mm;4.1-4.7bwc).
[0283][0284][0285]
表8.dp,iac,pv-高dp实施例。
[0286]
实施例13141819对比(c)/发明(i)cccc卡尺长度(mm);l151.0152.0150.2150.2
卡尺直径(mm);d
o,c
35.035.434.734.7平均壁厚度(mm);t
w,avg
0.9660.9110.3090.309平均沟道水力直径(mm);4∑ac/∑pc0.6700.7251.2831.283水力直径单元间距(mm);cp
dh
1.6361.6371.5921.592多个宽度单元间距(mm);cp
tc
=t
c,avg
t
w,avg
1.6391.6401.6351.635单元密度(cpsi);nc/(πdo 2/4)228235239239dp仅在40lpm,kpa0.5630.5990.4210.406dp在46cm/s,kpa0.5410.5560.2870.287iac,g/l12.420.417.117.15%丁烷容量(g/g);m5%0.0210.0410.0670.06750%丁烷容量(g/g);m50%0.0370.0720.1080.108比率m0.5%/m50%0.3030.3080.3480.348比率m5%/m50%0.5740.5740.6200.620颗粒密度<100μm,cc/g0.8970.8051.0081.008bet面积,m2/g138326412412pv
<1.8nm
,cc/g0.0130.0390.0540.054pv
1.8-5nm
,cc/g0.0640.1410.1540.154pv
5-50nm
,cc/g0.0370.0780.1180.118pv
<0.1μm
,cc/g0.1170.2620.3350.335pv
0.1-100μm
,cc/g0.3560.3900.2260.226pv
0.05-1mm
,cc/g0.3760.4100.2210.221pv
1-100mm
,cc/g0.0260.0200.0310.031pv
0.05-0.5μm
,cc/g0.2600.2450.2170.217pv
0.05-100μm
,cc/g0.4020.4310.2520.252pv
0.05-1μm
/pv
0.05-100μm
,%93.5%95.3%87.6%87.6%pv
0.05-0.5μm
/pv
0.05-100μm


m/m

64.6%56.8%86.3%86.3%pv
0.1-100μm
/pv
<0.1μm


m/m

304%149%67.5%67.5%pv
0.05-1μm
,cc/cc-壁0.4190.5100.2190.219pv
1-100μm
,cc/cc-壁0.0290.0250.0310.031
[0287]
表9.dp,iac,pv,包括狭缝形单元实施例。
[0288]
[0289][0290]
表10.dp,iac,pv-另选bwc,碳和尺寸实施例。
[0291]
[0292][0293]
表11.dp,iac,pv-ppav串联实施例。
[0294][0295][0296]
在由发明实施例寻求较低排放的原因时,考虑了辅助罐中ppav部件的流动限制效果,并且发现该流动限制效果仅部分地解释了全部改进。在一组实验中,通过将孔板放置在实施例1的ppav部件“之前”(图5中的位置“b”)作为对比实施例18,或者通过将孔板放置在
实施例1的ppav部件“之后”(图5中的位置“a”)作为对比实施例19,增加了实施例1的流动限制。实施例18和19以与表7中实施例1相同的方式进行测试,并且测量dbl排放。如图25所示,与无孔板的实施例1相比,实施例18和19中存在的孔板具有增加的流动限制的一些益处,但是具有与实施例1等同的尺寸和吸附特性的高单元密度、低单元间距的发明实施例2至实施例4和实施例7始终表现出较低的排放,这意味着它们的益处超过了可归因于流动限制效果的任何小的益处。在流动限制效果的另一个实验中,制备具有与实施例1相似的1.6mm单元间距尺寸的ppav(实施例14),但是通过使用替代的挤出模具和配方的修改,具有更小的平行通道沟道和更厚的单元壁,使得净体积吸附特性与实施例1和表2的其他实施例大致相同。厚壁挤出的结果是在对比实施例的1.6mm单元间距下具有高流动限制,但是具有发明实施例尺寸的沟道宽度的实施例。如图25所示,厚单元壁实施例14的渗移排放遵循实施例18和19的稍微较低排放的趋势,从而允许较低排放归因于其较高的流动限制性能(并且值得注意的是,尽管单元壁厚度几乎大四倍,实施例14的排放也比实施例1低)。另外,尽管实施例14的沟道宽度较窄,但其渗移排放不具有与类似沟道宽度但具有低间距的发明实施例一样低的排放,这加强了发明实施例的低单元间距和高单元密度对排放性能的特殊重要性(参见图26)。
[0297]
附加的测试揭示了沟道的低间距和小水力直径对于仅部分多个低单元间距和仅部分多个窄沟道宽度的ppav部件的低排放的意想不到的重要性,该窄沟道宽度由高纵横比形状的沟道(例如,狭缝形沟道)提供。使用特殊模具分别制备具有4∶1和3∶1比例的狭缝形沟道(长边长度是短边长度的四倍或三倍的矩形成形单元)的实施例24和25,其中短沟道边约为1mm长(参见表4和表9)。这些狭缝形沟道部件是29mm直径x150mm长度的整体件形式,其中bwc为约4.3g/dl。(需注意:用于确定水力直径单元间距的壁厚度值是x和y壁厚度的平均值)。虽然166cpsi-179cpsi的总单元密度和基于水力直径的单元间距和沟道宽度特性与其他对比实施例类似,但是垂直于短方向的单元间距(1.2mm-1.5mm)比对比实施例短得多。具有234cpsi和441cpsi单元密度的正方形沟道的类似尺寸和bwc部件(分别为实施例22和23)也在罐系统中制备和测试(图27)。罐系统数据显示与正方形沟道实施例22和23两者相比,狭缝形沟道实施例24和25具有出乎意料的高排放,其中狭缝形实施例24和25的排放趋势遵循它们基于平均宽度的单元间距或水力直径单元间距特性,而不是它们窄的沟道特性(参见图28和图29)。
[0298]
对于具有常规1.6mm单元间距的实施例,与具有较低单元间距但具有以其他方式等同的外部尺寸和吸附特性(bwc,iac)的实施例相比,在相同a类型的罐系统中,存在通过在宽范围的吸附特性上的低间距实施例而具有较低排放的一致趋势。图30和图31分别示出了在较宽范围的bwc和iac内的较低排放。在这两个图中,1.6mm单元处的对比实施例数据点在较低单元间距处具有以其他方式等同的实施例,包括以下(表2和表3的实施例)。对比实施例8和发明实施例9被制备成具有约42mm直径和142mm长度的类似的尺寸,约0.3mm的类似的单元壁厚度,约3g/dl的类似的bwc,以及约10g/l的类似的iac;然而,由于较低的单元间距(与约1.6mm-1.7mm相比,基于多个沟道宽度或平均沟道水力直径为约1mm)和较小的沟道开口(与约1.3mm-1.4mm相比,基于多个沟道宽度或平均沟道水力直径为约0.7mm),作为在a类型罐中的辅助罐中的吸附剂容积填充物的实施例9具有8mg dbl第2天排放,与用实施例8作为辅助罐吸附剂容积填充物的约29mg的排放相比其排放低73%。对比实施例10和发明实
施例11用高度微孔的椰子基碳粉代替中孔木基碳粉制备,所得ppav蜂窝体具有约35mm直径和150mm长度的类似尺寸,约3g/dl的类似bwc和约10g/l的类似iac;然而,由于较低的间距(与约1.6mm-1.7mm相比,对于多个沟道宽度或平均沟道水力直径为约0.9mm)和较小的沟道间距(与约1.3mm-1.4mm相比,基于多个沟道宽度或平均沟道水力直径约0.6mm),作为在a类型罐系统中的辅助罐中的吸附剂容积填充物的实施例11具有约17mg dbl第2天排放,与用实施例10作为辅助罐吸附剂容积填充物产生的约34mg的排放相比约为其一半。对比实施例1和6相对于发明实施例2至5和实施例7具有35mmx150mm的长度,具有4.2g/dl-5.9g/dl的bwc和17g/l-26g/l的iac(表2和表3),并且具有与上述实施例8至11类似的单元间距、沟道宽度和排放比较和对比。
[0299]
在实施例中利用较小单元间距和较小沟道宽度的实施方案。出乎意料的是,本文所述的ppav表现出更大的罐简单性、更低的流动限制和更低的dbl排放。例如,对比实施例12a和12b作为可商购获得的ppav蜂窝体hca和hca-lbe部件获得,hca和hca-lbe部件具有约29mm的直径和100mm的长度,具有常规的1.6mm-1.7mm的单元间距和1.2mm-1.3mm的沟道宽度,并且在b类型罐系统(实施例12a bb)中作为串联对组合测试,以获得《20mg的dbl第2天排放(12.4mg)。罐系统以这种方式在一些车辆平台中配置为具有多个串联的ppav蜂窝体,以满足排放要求,其中一个部件具有约4g/dl-4.5g/dl的bwc,并且并联有具有小于3g/dl的bwc的另一个部件,位于最接近系统通风口的位置,这在先进的发动机技术(例如,混合动力车辆、gdi发动机、启动/停止和涡轮辅助发动机)仅提供少量吹洗时尤其需要。通过比较,在b类型罐系统的辅助罐中,具有比实施例12a或12b小得多的约1mm的间距和小于0.7mm的更小沟道宽度和水力直径的单个ppav蜂窝体的发明实施例9b具有9mg的排放,其比成对的常规ppav蜂窝体实施例12a bb低24%。明显地,虽然实施例9b和12a bb两者的dbl第2天排放均<20mg,实施例9b使得罐系统b具有相当低的排放,其中在适当位置具有单个ppav蜂窝体以增加设计的简单性,并且另外在40slpm(1.18kpa)具有比实施例12a bb小25%的系统负载流动限制并且在40slpm(1.90kpa)具有比实施例12a bb小22%的系统吹洗流动限制,从而允许影响流动限制的罐系统设计选择(例如,筛网、过滤器、阀、导管等)具有更大的灵活性。
[0300]
还在用宽范围的吹洗体积挑战的罐系统中测试实施方案,证明了当减少吹洗量时来自低单元间距和低沟道宽度的优于对比实施例的一致益处。图32和图33示出了当作为ppav部件置于2.1l lev ii a类型罐系统中并在210l-310l和94bv-138bv的范围内测试时,发明实施例4相对于对比实施例1的一致较低的第2天dbl排放(也参见表12)。
[0301]
表12.吹洗效果-lev ii系统。
[0302][0303][0304]
关于吹洗体积对dbl排放性能的影响的另一组实验用具有如图8中所示配置为c类
型罐系统的吸附剂容积的商业lev iii罐系统进行,其中在通风侧存在串联的两个ppav蜂窝体部件(包含对比实施例21a和21b的容积502和504)。在这些测试中,罐系统按原样(as-received)测试,然后用与两个原始原样部件中的每一者具有相同外部尺寸和吸附特性(bwc和iac)的发明实施例ppav蜂窝体(实施例20a和20b)交换的容积502和504重新测试。如图34、图35和表13所示,对于这种罐系统结果非常显著。例如,在186-211l和71-81bv的较高吹洗水平下,在原样对比实施例排放之间只有很小的差异,其中发明实施例20a bc的几mg较低排放是对比实施例21a bc结果的44%-47%。然而,在较低的吹洗下,差异逐渐变大,低至52bv吹洗下的比较结果的19%,其中发明实施例20a bc的排放为约18mg,对比实施例21a bc的排放为97mg。这种低水平的排放是重要的,因为对于罐系统来说lev iii的betp排放目标是《20mg,并且现有技术已经注意到,当只有少于50bv-80bv的吹洗,特别是接近<50bv的吹洗可用时,满足lev iii蒸发排放目标是极其困难的(参见us 2011/0168025 a1、us 9,657,691、jsae 20077051/sae 2007-01-1929和tank tech 2015,trends for fuel subsystems(part 1),“low bleed solutions meeting lev iii/tier 3evaporative emission standards”,上述文献通过引用方式整体并入本文)。在极低吹洗的情况下,常识是有必要采取更极端的方法来满足排放,包括给罐系统增加加热或热交换器功能,或者甚至采用密封的燃料箱系统来防止昼间损失。然而,从这些测试数据中明显看出,使用如本文所述的具有低单元间距和小沟道宽度的ppav吸附剂容积令人惊讶且出乎意料地可以满足低排放目标,而不需要加热器或密封箱。
[0305]
表13.吹洗效果-lev iii系统-cr-v。
[0306][0307]
虽然本领域教导了ppav整体件的较高的单元密度(每单位横截面积的较高数量的单元,或较低的单元间距的距离)将导致尖锐的传质区(mtz)并且导致在动态流动吸附下更有效地饱和吸附剂容积,但是当应用公开的测量传质区的方法时,对于未用过的部件的饱和或吸附-吹洗预处理方案后的部件的饱和,观察到对于测试的单元密度或单元间距任何这种mtz或效率优势都令人惊讶地缺乏。令人惊讶的是,观察到单元密度和单元间距的所述范围对发明实施例的dbl排放提供了益处,包括对于在本文所述的本发明范围之外和之内的单元密度或单元间距测试的ppav,缺乏任何这种mtz或效率效应。
[0308]
如rezaei和webley(2009)对于用未用过的整体式部件的二氧化碳吸附所示,预期的效果是吸附物的穿透曲线的对称枢转尖锐化,具有增加的单元密度,在饱和之前在流出物流中具有较少的吸附物质量。然而,对于正丁烷吸附,单元密度效应似乎在大约200cpsi处消失。valdes-solis等人(2004年)在比较200cpsi和400cpsi的单元密度时,对于相同的150mm总长的截面整体件,显示了5%-95%穿透曲线的相似宽度。在未用过的状态下,对比
实施例1和对比实施例15至17以及发明实施例2至4和发明实施例7的动态吸附试验显示,当单元密度从30cpsi增加时,mtz穿透变尖,基于水力直径的单元间距约为4mm(实施例15),然而,mtz的尖锐化随着单元密度的增加和单元间距的减小而逐渐减小。来自该比较的这些实施例的显著方面是这些实施例具有大约相同的外部尺寸、bwc和碳成分特性,并且仅区别于单元结构,即沟道尺寸和间距。对于实施例15,达到95%饱和度(dae
v95%
)的动态吸附效率为约50%,然后通过约200cpsi的单元密度(图36)和约2mm的单元间距(图37)达到约60%-70%的效率平台。因此,发明实施例的罐系统排放性能的实施例的任何益处不能从未用过的部件的动态吸附mtz和效率行为预测(参见表14至17)。
[0309]
表14.动态吸附测试-35x150 4.1-4,7bwc。
[0310]
[0311][0312]
表15.动态吸附测试-高dp实施例。
[0313]
[0314][0315]
表16.动态吸附测试-替代bwc、碳和尺寸。
[0316]
[0317][0318]
旨在用于循环应用(诸如蒸发排放控制)的ppav整体件的可能更相关的性能预测器可以是在ppav整体件已经循环通过吸附和吹洗预处理之后的动态吸附mtz特性,如us 2020/0018265教导的。在将该测试应用于具有大约相同外部尺寸、bwc和碳成分特性的实施例1至4、7和15至17时,随着单元密度从其最低值增加(例如,单元间距从其最高值减小),存在穿透mtz收敛。例如,存在最低单元密度ppav(实施例15)的显著早期穿透和早期饱和,这归因于吹洗预处理由于其宽沟道宽度而缺乏再生其碳的有效性,并且给出仅约45%的低循环动态吸附效率至95%饱和(dae
c 95%
)。随着实施例中单元密度和单元间距增加,dae
c95%
通过约200cpsi的单元密度和约2mm的单元间距增加至约55%-65%的平台(分别参见图38和图39),而发明实施例没有区别的动态吸附效率行为。考虑到us 2020/0018265中描述的25%饱和度(对于0.5体积%流入物为0.125体积%正丁烷流出物)的缩写度量时,根据单元密度(图40)和单元间距(图41),同样在动态吸附dae
c25%sat
中存在平台,并且同样通过发明
实施例没有区别的动态吸附效率行为。作为对系统容量影响的测量,包含对比实施例或发明实施例的罐系统在gwc方面没有显示出差异,其吸附循环终点由从通风侧ppav容积发出的累积穿透质量触发(参见图45)。因此,在实践中,在罐系统内,ppav部件的高单元密度、低单元间距对系统的通风侧的影响仅限于ppav部件安装在其上的系统的排放性能,而对该系统的工作容量没有任何显著的益处或损害,这与独立的ppav部件缺乏不同的动态吸附性能一致。
[0319]
表17.动态吸附测试,包括狭缝形单元。
[0320]
[0321][0322]
另选地,循环ppav的渗透排放分量(m
efl,c5%
)可被认为是包含ppav部件的罐系统在betp测试期间遇到的昼间换气损失排放的潜在预测器。然而,这种相关性并不明显。例如,在比较对比实施例1和对比实施例15至17与发明实施例2至4和发明实施例7时,当考虑为质量(图42)、95%mtz穿透前总流入物的百分比(图43)或95%mtz穿透前加载的总质量的百分比(图44)时,发明实施例和对比实施例之间对于5%穿透m
efl,c5%
前的渗透质量没有明显的差异。因此,ppav部件作为罐系统内吸附剂容积组分的性能不能从用于动态吸附的可用测试方法预测(参见表14至17)。事实上,在特殊的对比测试中,施加在通风侧ppav上的蒸汽挑战是在betp测试的换气损失步骤中测量的,对于ppav部件的单元密度增加且单元间距减小的系统,对包含ppav的辅助罐的挑战实际上增加了。在使用a类型罐系统的这些测试中,刚好在betp方案的dbl部分之前移除ppav部件(图5中移除辅助罐300),并且测量dbl排放。如
表18所示,在betp方案的dbl部分的第2天期间(在对每个实施例进行的重复实验中,但是betp方案的dbl排放步骤在移除辅助罐300的情况下进行)由主罐施加的蒸汽负载令人惊讶地随着ppav部件的单元密度而近似线性地增加,该ppav部件在之前的准备步骤期间已经安装在辅助罐内,这意味着尽管存在附加的蒸汽负载挑战,具有发明实施例的系统提供了具有低排放性能的系统。
[0323]
表18.移除ppav的实施例。
[0324][0325]
虽然不受理论的束缚,但似乎一个中心因素是ppav整体件沟道内的体相质量传递,其中窄沟道尺寸是有利的,如高单元密度所提供的。然而,窄的沟道宽度似乎不足以实现低排放效果(参见实施例14、24和25)。第二个因素似乎另外是足够的总开口面积,如也由高单元密度提供的,使得在循环过程中的某个点处通过ppav部件的气体流的速度不过大,并且使得存在足够的驻留时间(参见具有相对窄的沟道宽度的实施例14,但是也具有来自常规单元密度和间距的不足的开口面积)。尽管如此,从发明实施例中清楚的是,以下实施方案教导了一种用于利用蒸发排放罐系统获得出乎意料的低渗移排放的方法,即使当吹洗量非常小时。此外,对罐系统的dbl排放的令人惊讶的影响不能通过单独的ppav部件的性能和动态性能的现有测试来预测。
[0326]
本技术中通篇引用的所有参考文献、专利、待决专利申请和已公布专利的内容以引用方式明确并入本文。
[0327]
所属领域的技术人员仅使用常规实验就认识到或能够确定本文所述的特定实施方案的许多等效物。此类等效物旨在被所附权利要求书涵盖。应当理解,本文所述的详细实例和实施方案仅为了举例说明目的而给出,且决不视为对本发明的限制。根据其的各种修改或变化将被所属领域的技术人员考虑到,并且包含在本技术的实质和范围内且被视为在所附权利要求书的范围内。例如,可以改变成分的相对数量以优化所期望的效应,可以添加其他成分,且/或可以用类似成分取代一种或多种所述成分。与本发明的系统、方法和工艺相关的其他有利特点和功能从所附权利要求书将显而易见。此外,所属领域的技术人员仅使用常规实验就认识到或能够确定本文所述的本发明的特定实施方案的许多等效物。此类等效物旨在被所附权利要求书涵盖。
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