[實用新型]一種煙草熱解燃燒反應器及分析系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420573102.8
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN204177782U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉東;謝衛(wèi);李巧靈;黃朝章;許寒春;張建平;蘇明亮;鄧其馨;吳清輝;李軍;廖振鍇
• 申請（專利權(quán)）人: 福建中煙工業(yè)有限責任公司;廈門大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉海羅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于煙草工業(yè)領(lǐng)域，涉及一種煙草熱解燃燒反應器及分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)

系統(tǒng)而深入地研究煙草熱解燃燒過程中主要煙氣成分(水分、焦油、煙堿和香味成分)以及有害成分(CO、NH₃、HCN、苯酚、巴豆醛、稠環(huán)芳烴和苯并芘等)的生成機理，對于煙草行業(yè)減害降焦和增香保潤技術(shù)的發(fā)展具有重要的指導意義，例如有利于研制低焦、低害的煙草制品，和/或改善煙草制品的香氣。

目前，煙草行業(yè)主要是在直線型吸煙機或者轉(zhuǎn)盤型吸煙機上進行煙草燃燒中水分、焦油、尼古丁、香味成分以及7種有害成分的測試工作，從而能夠檢測到不同等級煙草(不同產(chǎn)地、不同部位、不同類型)燃燒后的煙氣成分和有害成分的生成量。但是，眾所周知，煙草燃燒的機理研究不僅取決于煙草種類，還與氣氛和燃燒溫度有關(guān)，而直線型吸煙機或轉(zhuǎn)盤型吸煙機僅僅關(guān)注于煙草等級這一變量因素，無法對燃燒溫度和氣氛進行控制，不利于機理研究的進行。

此外，在直線型和轉(zhuǎn)盤型吸煙機上可測定生成情況的只有CO，然而對于深入理解煙草的燃燒過程，僅知道CO的生成情況顯然是不夠的。測定與CO同時生成的CO₂含量，O₂的消耗量，以及標志性熱解產(chǎn)物H₂的生成量，同樣十分重要。

在進行煙草主要煙氣成分以及有害成分生成機理研究中，還有利用熱分析儀或者熱裂解儀聯(lián)用氣質(zhì)聯(lián)用儀的方法。這種方法把研究重點放在了煙草燃燒的過程中，可以控制反應氣氛、反應溫度和停留時間等條件，但是這些熱分析儀或者熱裂解儀所能裝填的煙絲量極低，一般在5－20mg的范圍內(nèi)，這樣低的煙絲使用量，必將導致實驗數(shù)據(jù)的重復性差，并且此方法對于生成的眾多煙氣成分只是在氣質(zhì)聯(lián)用儀上進行分析檢測，這與實際煙草行業(yè)內(nèi)不同煙氣成分、有害成分有不同的測試方法并不一致。

尚需要開發(fā)新的研究煙草熱解燃燒過程主要煙氣成分以及有害成分的分析裝置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的發(fā)明人經(jīng)過深入的研究和創(chuàng)造性的勞動，得到了一種煙草熱解燃燒反應器和分析系統(tǒng)。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)大量煙絲在不同氣氛，不同溫度條件下發(fā)生快速熱解燃燒反應，并可以檢測煙氣中的氣相成分CO、CO₂、O₂和H₂的生成情況，同時用劍橋濾片對粒相成分進行收集，可得到煙氣中水分、焦油、煙堿、香味成分和其他有害成分(NH₃、HCN、苯酚、巴豆醛、稠環(huán)芳烴和苯并芘等)的生成情況。由此提供了下述技術(shù)方案：

本實用新型的一個方面涉及一種煙草熱解燃燒反應器，其包括：

石英玻璃管12、加熱源、熱電偶9和溫控系統(tǒng)4，

其中，

所述石英玻璃管12兩端開口，其用于盛放煙草樣品8，

所述加熱源能夠?qū)κ⒉ＡЧ?2內(nèi)的煙草樣品8進行加熱，

所述熱電偶9與石英玻璃管12相接觸，并與溫控系統(tǒng)4相連，

所述溫控系統(tǒng)4能夠控制石英玻璃管12內(nèi)煙草樣品8的溫度和溫度的保持時間。具體地，溫控系統(tǒng)4與計算機3相連。

根據(jù)本實用新型任一項所述的煙草熱解燃燒反應器，其中，所述石英玻璃管12為直管；和/或所述煙草樣品8為煙絲。

石英玻璃管12可盛裝大量煙草樣品8，通過熱電偶9、加熱源和溫控系統(tǒng)4之間的配合能夠控制煙草樣品8的燃燒溫度和溫度的持續(xù)時間，從而能夠研究燃燒溫度和燃燒時間對煙草燃燒產(chǎn)生的煙氣成分和有害成分釋放量的影響。

在本實用新型的一個實施方案中，所述石英玻璃管12能夠裝填0.1－10g煙絲。

根據(jù)本實用新型任一項所述的煙草熱解燃燒反應器，其中，所述加熱源為紅外燈管7；具體地，所述紅外燈管7能夠使煙草樣品8以5－50℃/s的速率升溫。

在本實用新型的一個實施方案中，所述加熱源的外側(cè)設(shè)置有保溫層10，用于減少熱量的散失。

根據(jù)本實用新型任一項所述的煙草熱解燃燒反應器，其還包括一個腔體11，所述石英玻璃管12位于腔體11內(nèi)，石英玻璃管12的兩端開口分別由腔體11的進口和出口延伸至外部，所述加熱源位于所述腔體11內(nèi)。

不拘于理論的限制，腔體11可為石英玻璃管12提供保護。

在本實用新型的一個實施方案中，所述石英玻璃管12兩端是水平的。