【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附剂，具体涉及一种汽车碳罐颗粒活性炭及其制备方法和用途。
技术介绍
1、汽油车燃油在静置、运行和加油状态下，受到环境温度变化、自身产生的热量变化、燃油液面上升等因素的影响，会通过蒸发逸散到空气中。这不仅会造成燃油资源的浪费(昼间损失、热浸损失、运行损失及加油损失)，还会加重大气污染。伴随着国民汽车保有量的增长和环保意识的增强，我国对于汽车尾气的排放标准愈加严格细化。
2、汽车碳罐借助活性炭的吸脱附特性，能够有效控制燃油蒸发逸散。活性炭能够将燃油系统产生的蒸汽吸附在碳罐内，从而防止燃油系统因呼吸作用直接将燃油蒸汽排放到大气中；通过利用发动机进气歧管处的真空度，活性炭又能够将储存的燃油蒸汽解吸并导入发动机内，使其参与燃烧过程，进而降低燃油蒸汽的蒸发逸散。
3、汽车碳罐的功能要求活性炭具有优异的吸脱附性能，即较高的丁烷吸附量和较低的丁烷残留量。在汽车碳罐的不同单元，对活性炭吸脱附能力的要求也不尽相同。因此，碳罐活性炭不仅要有足够大的比表面积和孔体积，还要有合适的微介孔比例来适应碳罐不同单元的需要。另外，汽车运行过程会导致活性炭颗粒相互摩擦损耗，活性炭的机械强度也同样重要。
4、现有活性炭的生产过程中，采用常规流化床进行生产，虽然能够缩短活性炭的活化时间，但是过于追求快速活化而导致活化效果不充分，比表面积不高，孔径过于分散，从而降低活性炭的吸附容量。
5、因此，提供一种颗粒活性炭及其制备方法从而满足汽车碳罐的工作需求是目前需要解决的问题。
技术实
1、针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车碳罐颗粒活性炭及其制备方法和用途，与现有技术相比，本专利技术提供的汽车碳罐颗粒活性炭及其制备方法基于变径流化床活化工艺，能够提升活化效果，调节颗粒活性炭的孔结构，使颗粒活性炭具有优异的机械性能，从而满足汽车碳罐的工作需求。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种汽车碳罐颗粒活性炭的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)混合石油基原料和活化剂，然后依次进行研磨、变径流化床活化、洗涤和干燥，得到前驱体；
5、(2)混合步骤(1)得到的所述前驱体和粘结剂，然后依次进行成型和干燥硬化，得到汽车碳罐颗粒活性炭。
6、本专利技术提供的制备方法中，一方面采用变径流化床活化，通过设置变径筒段能够适当延长物料的停留时间，促进同一高度下物料的均匀分布，保证物料充足的活化时间，改善流态化状况下的活化效果，调整前驱体微介孔比例，有利于后续成型；另一方面，通过控制成型的工艺，使颗粒活性炭具有可调控的孔结构和优良的机械性能，可满足汽车碳罐的工作需求。
7、优选地，步骤(1)所述活化剂与石油基原料的质量比为(2-4):1，例如可以是2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1、3.2:1、3.5:1、3.8:1或4:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
8、本专利技术中，优选控制活化剂与石油基原料的质量比，能够避免活化剂用量过少，无法达到良好的造孔效果；同时避免活化剂过多导致活化效果过强，产生大量介孔结构，进而无法实现适宜的微介孔比例；同时避免降低颗粒活性炭的收率。
9、优选地，所述活化剂包括磷酸和/或氯化锌。
10、优选地，所述石油基原料包括石油焦、沥青焦或中间相碳微球中的任意一种或至少两种的组合。
11、优选地，步骤(1)所述变径流化床活化在变径流化床中进行。
12、优选地，所述变径流化床包括依次连接的进口直筒段、锥形变径筒段和出口直筒段。
13、优选地，所述进口直筒段的直径为150-180mm，例如可以是150mm、152mm、155mm、158mm、160mm、162mm、165mm、168mm、170mm、172mm、175mm、178mm或180mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
14、优选地，所述出口直筒段的直径为240-300mm，例如可以是240mm、245mm、250mm、255mm、260mm、265mm、270mm、275mm、280mm、285mm、290mm、295mm或300mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
15、优选地，所述进口直筒段的高度为180-220mm，例如可以是180mm、182mm、185mm、188mm、190mm、192mm、195mm、198mm、200mm、202mm、205mm、208mm、210mm、215mm、218mm或220mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
16、优选地，所述锥形变径筒段的高度为550-630mm，例如可以是550mm、555mm、560mm、565mm、570mm、575mm、580mm、585mm、590mm、595mm、600mm、605mm、610mm、615mm、620mm、625mm或630mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
17、优选地，所述出口直筒段的高度为720-800mm，例如可以是720mm、725mm、730mm、735mm、740mm、745mm、750mm、755mm、760mm、765mm、770mm、775mm、780mm、785mm、790mm、795mm或800mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
18、本专利技术中，所述进口直筒段、出口直筒段和锥形变径筒段的高度指的是从筒段的入口一端至出口一端的垂直距离。
19、优选地，步骤(1)所述变径流化床活化在保护气氛下进行。
20、本专利技术中，变径流化床活化后在保护性气氛下自然冷却。
21、优选地，所述保护气氛包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气或氡气中的任意一种或至少两种的组合。
22、优选地，所述保护性气氛所用气体的流速为1.6-2.2kg/h，例如可以是1.6kg/h、1.7kg/h、1.8kg/h、1.9kg/h、2kg/h、2.1kg/h或2.2kg/h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
23、优选地，所述变径流化床活化的升温速率为2-10℃/min，例如可以是2℃/min、3℃/min、4℃/min、5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min或10℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
24、优选地，所述变径流化床活化的终点温度为500-1000℃，例如可以是500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
25、优选地，所述变径流化床本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种汽车碳罐颗粒活性炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活化剂与石油基原料的质量比为(2-4):1；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述变径流化床活化在变径流化床中进行；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述变径流化床活化在保护气氛下进行；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述洗涤包括依次进行的酸洗和水洗；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠、预糊化淀粉或焦油中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述成型的方式包括挤压成型；
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥硬化的温度为100-180℃；
9.一种汽车碳罐颗粒活性炭，其特征在于，所述汽车碳罐颗粒活性炭
10.一种如权利要求9所述汽车碳罐活性炭颗粒的用途，其特征在于，所述汽车碳罐活性炭颗粒用于吸附汽油蒸汽。
...【技术特征摘要】
1.一种汽车碳罐颗粒活性炭的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活化剂与石油基原料的质量比为(2-4):1；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述变径流化床活化在变径流化床中进行；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述变径流化床活化在保护气氛下进行；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述洗涤包括依次进行的酸洗和水洗；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈运法，丁焰，崔彦斌，张昊，郑玉华，吉喆，王运静，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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