[實用新型]一種煙草貧氧燃燒HCN釋放量的測量裝置

有效

• 申請號: 201420182917.3
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN203758976U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 周順;王孝峰;何慶;張亞平;徐迎波
• 申請（專利權）人: 安徽中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生;胡東升

技術領域：

本實用新型涉及一種煙草貧氧燃燒HCN釋放量的測量裝置。

背景技術：

卷煙煙氣中HCN主要由卷煙燃燒時煙草中的蛋白質和氨基酸，特別甘氨酸、脯氨酸及氨基二羧酸的燃燒或者裂解形成。卷煙燃燒涉及煙草、氧氣濃度和溫度的劇烈變化，因此研究燃燒條件對煙草HCN釋放特性的影響對于選擇適當的手段降低卷煙煙氣中HCN含量至關重要。現階段，大量實驗和數值模擬結果已經證實，卷煙燃燒環境處于貧氧富氫的陰燃狀態，而且卷煙陰燃時的加熱速率在5-20℃/s，而卷煙抽吸過程中的加熱速率則最高可達500℃/s，平均加熱速率也有30℃/s。所以研究煙草燃燒HCN釋放特性的關鍵在于通過調節燃燒要素使煙草燃燒處于高速加熱的貧氧狀態。

當前，這方面的研究裝置主要包括熱失重儀以及管式爐等，但都存在明顯的缺點。熱重分析儀僅能對毫克級樣品HCN釋放量進行定性分析和半定量分析，實驗過程也主要反映煙草的熱解行為，與實際燃燒有較大差異，而且熱重分析裝置無法實現對樣品的快速加熱（普通加熱爐最大加熱速率僅為3℃/s），導致樣品升溫速率與卷煙陰燃和吸燃加熱環境相差甚遠。而管式爐雖然可以實現樣品的快速加熱，但實驗時無法使煙草燃燒熱解處于穩態，即氧氣、樣品以及溫度三者處于相對恒定狀態，從而難以準確測定HCN釋放量。

ISO19700標準提出了等值比（）的概念，核心是控制燃料的產生速率（v_燃料）與空氣的供給速率（v_燃料)的比值，如下式所示，

其中，指燃料中的各元素充分燃燒時空氣的供應量。當時，表示材料處于貧氧下的穩態燃燒。因此，通過控制等值比以及溫度就能模擬卷煙貧氧燃燒環境。同時，標準ISO19700中提出的穩態燃燒管式爐可實現對宏量煙草的快速加熱，該升溫速率也接近卷煙陰燃和吸燃時的加熱環境。

綜上可見，基于可控等值比法的穩態燃燒管式爐可準確模擬卷煙燃吸時的燃燒環境，對特定燃燒環境下產生的HCN進行采集并加以定量分析匯總，便可以對煙草在模擬卷煙燃燒環境下的HCN釋放量進行準確測量。

發明內容：

為克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種煙草貧氧燃燒HCN釋放量的測量裝置，該裝置可以使煙草燃燒處于穩定的貧氧狀態，并可以對HCN的釋放量進行分析測量。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：

一種煙草貧氧燃燒HCN釋放量的測量裝置，其包括：

穩態燃燒裝置、燃燒產物轉換裝置、二氧化碳分析裝置以及穩態燃燒產物捕集裝置；

所述穩態燃燒裝置包括環形加熱爐及環形加熱爐控制器，石英管設于所述環形加熱爐內的一端為加熱端，另一端為非加熱端，在所述非加熱端設有密封件，石英舟設于所述石英管內并由外部的步進電機推動能夠在石英管內勻速移動，在所述密封件上設有兩個通孔用于供氣管路通路和步進電機傳動通路，所述供氣管路與外部供氣裝置連通；

所述燃燒產物轉換裝置為三通閥，其分別與穩態燃燒裝置的環形加熱爐的出氣端、所述二氧化碳分析裝置、所述穩態燃燒產物捕集裝置相連，用于燃燒產物的流向轉換；

所述二氧化碳分析裝置包括與所述三通閥連通的燃燒產物稀釋箱、與所述燃燒產物稀釋箱連通的非散射紅外儀、與所述非散射紅外儀連通的真空泵，所述燃燒產物稀釋箱上連通有第二供氣管路；

所述穩態燃燒產物捕集分析裝置包括與所述三通閥通過氣管路連通的氣相捕集裝置，并在所述氣管道中設有粒相捕集裝置。

所述環形加熱爐的加熱溫度區間在室溫至1200℃。

所述粒相捕集裝置為劍橋濾片，所述氣相捕集裝置為捕集阱。

所述燃燒產物稀釋箱上設有泄壓閥。

與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：

本發明解決了現有的分析手段無法準確模擬卷煙貧氧燃燒環境的問題，通過控制等值比以及溫度可有效模擬卷煙燃燒的貧氧環境，并且可通過對特定貧氧燃燒環境下的生成的HCN進行收集分析匯總，準確建立煙草燃燒HCN釋放量與燃燒條件之間的關系，這對于卷煙配方設計、卷煙煙氣危害性評價等具有顯著的指導意義。

附圖說明：

圖1為本發明的結構示意圖。