[实用新型]一种烟草热解燃烧反应器及分析系统

说明书

技术领域

本实用新型属于烟草工业领域，涉及一种烟草热解燃烧反应器及分析系统。

背景技术

系统而深入地研究烟草热解燃烧过程中主要烟气成分(水分、焦油、烟碱和香味成分)以及有害成分(CO、NH₃、HCN、苯酚、巴豆醛、稠环芳烃和苯并芘等)的生成机理，对于烟草行业减害降焦和增香保润技术的发展具有重要的指导意义，例如有利于研制低焦、低害的烟草制品，和/或改善烟草制品的香气。

目前，烟草行业主要是在直线型吸烟机或者转盘型吸烟机上进行烟草燃烧中水分、焦油、尼古丁、香味成分以及7种有害成分的测试工作，从而能够检测到不同等级烟草(不同产地、不同部位、不同类型)燃烧后的烟气成分和有害成分的生成量。但是，众所周知，烟草燃烧的机理研究不仅取决于烟草种类，还与气氛和燃烧温度有关，而直线型吸烟机或转盘型吸烟机仅仅关注于烟草等级这一变量因素，无法对燃烧温度和气氛进行控制，不利于机理研究的进行。

此外，在直线型和转盘型吸烟机上可测定生成情况的只有CO，然而对于深入理解烟草的燃烧过程，仅知道CO的生成情况显然是不够的。测定与CO同时生成的CO₂含量，O₂的消耗量，以及标志性热解产物H₂的生成量，同样十分重要。

在进行烟草主要烟气成分以及有害成分生成机理研究中，还有利用热分析仪或者热裂解仪联用气质联用仪的方法。这种方法把研究重点放在了烟草燃烧的过程中，可以控制反应气氛、反应温度和停留时间等条件，但是这些热分析仪或者热裂解仪所能装填的烟丝量极低，一般在5－20mg的范围内，这样低的烟丝使用量，必将导致实验数据的重复性差，并且此方法对于生成的众多烟气成分只是在气质联用仪上进行分析检测，这与实际烟草行业内不同烟气成分、有害成分有不同的测试方法并不一致。

尚需要开发新的研究烟草热解燃烧过程主要烟气成分以及有害成分的分析装置。

实用新型内容

本实用新型的发明人经过深入的研究和创造性的劳动，得到了一种烟草热解燃烧反应器和分析系统。本实用新型能够实现大量烟丝在不同气氛，不同温度条件下发生快速热解燃烧反应，并可以检测烟气中的气相成分CO、CO₂、O₂和H₂的生成情况，同时用剑桥滤片对粒相成分进行收集，可得到烟气中水分、焦油、烟碱、香味成分和其他有害成分(NH₃、HCN、苯酚、巴豆醛、稠环芳烃和苯并芘等)的生成情况。由此提供了下述技术方案：

本实用新型的一个方面涉及一种烟草热解燃烧反应器，其包括：

石英玻璃管12、加热源、热电偶9和温控系统4，

其中，

所述石英玻璃管12两端开口，其用于盛放烟草样品8，

所述加热源能够对石英玻璃管12内的烟草样品8进行加热，

所述热电偶9与石英玻璃管12相接触，并与温控系统4相连，

所述温控系统4能够控制石英玻璃管12内烟草样品8的温度和温度的保持时间。具体地，温控系统4与计算机3相连。

根据本实用新型任一项所述的烟草热解燃烧反应器，其中，所述石英玻璃管12为直管；和/或所述烟草样品8为烟丝。

石英玻璃管12可盛装大量烟草样品8，通过热电偶9、加热源和温控系统4之间的配合能够控制烟草样品8的燃烧温度和温度的持续时间，从而能够研究燃烧温度和燃烧时间对烟草燃烧产生的烟气成分和有害成分释放量的影响。

在本实用新型的一个实施方案中，所述石英玻璃管12能够装填0.1－10g烟丝。

根据本实用新型任一项所述的烟草热解燃烧反应器，其中，所述加热源为红外灯管7；具体地，所述红外灯管7能够使烟草样品8以5－50℃/s的速率升温。

在本实用新型的一个实施方案中，所述加热源的外侧设置有保温层10，用于减少热量的散失。

根据本实用新型任一项所述的烟草热解燃烧反应器，其还包括一个腔体11，所述石英玻璃管12位于腔体11内，石英玻璃管12的两端开口分别由腔体11的进口和出口延伸至外部，所述加热源位于所述腔体11内。

不拘于理论的限制，腔体11可为石英玻璃管12提供保护。

在本实用新型的一个实施方案中，所述石英玻璃管12两端是水平的。