[实用新型]多功能离线热裂解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及裂解装置，更具体地说尤其是为进行烟草的燃烧和裂解研究所需使用的一种多功能离线热裂解装置。

背景技术

目前，在烟草行业中广泛使用的商品化裂解仪价格昂贵，一般与GC/MS等分析仪器直接联用，即采用在线裂解模式，虽然使用这种热裂解方法检测的灵敏度高，而且不需对裂解产物进行分析前的预处理，但是由于其微克或毫克级进样量的限制，导致了该方法的定量研究效果差。已有采用离线的裂解模式对烟草进行裂解研究，即先对裂解产物进行捕集和前处理，然后再用GC/MS等分析仪器检测，该方法有效地克服了在线裂解模式中进样量的限制。例如，彭新辉等人申请的200620050769.5中国专利，公开了一种高温干馏裂解装置，该装置采用马沸炉作为加热器，并用冷阱收集裂解产物，取样量可达克级以上，但是，该装置主要适用于惰性气氛中定温条件下的裂解，同时，由于水在低温时很容易形成冰堵塞捕集器，因此，该裂解装置只能在裂解产物中含水量很低的条件下使用，其具体应用受到很大的限制。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构简单、进样量大、重复性好、能够实现裂解条件和产物收集方式多样化的多功能离线热裂解装置，从而为烟草科技人员模拟卷烟燃烧条件，研究卷烟烟气中香味成分以及有害成分的形成机理，提供了一种好的技术手段。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型多功能离线热裂解装置的结构特点是设置带有温度控制器的管状加热器，管状加热器内的轴向具有一均匀温区段；设置三端口进样器，其中一个端口为推杆插入端，另一个端口为石英管连接端，再有一个端口是与气体混合器相连的气体引入端；气体混合器依次与气体流量计和配有减压阀的气体钢瓶相连；石英管置于管状加热器内部，其一端与进样器相连，另一端与剑桥滤片收集器相连，盛有待裂解样品的石英舟放置在石英管中；剑桥滤片收集器的气体流入端与石英管相连，剑桥滤片收集器的另一出口通过三通阀与位于下游的集气袋或溶液捕集器相连。

本实用新型多功能离线热裂解装置的结构特点也在于：

管状加热器的内径为3cm、其中心区域具有轴向长度为10cm的均匀温区段；温度控制器可设定不同的升温速率。

石英管与进样器相连接的管段设置为大径过渡段，处在管状加热器内的石英管上设置有一细管颈，石英舟处在所述细管颈的内侧。

进样器的推杆插入端和石英管连结端的内径分别为0.3cm和3cm，推杆插入端和石英管连结端中分别设置“O”形密封圈和压力传递法兰，并且，在其外周分别以螺帽通过罗纹与相应端相连接。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型气密性好、操作方便、装样量大、实验结果重现性好，可以实现在不同氮气/氧气比例的裂解气氛中、不同的驻留时间和不同的升温速率或不同温度的等温条件下，对卷烟烟丝、烟叶粉末、烟用添加剂、烟用搭口胶、卷烟纸等卷烟原、辅材料进行热裂解研究；采用剑桥滤片、集气袋或溶液捕集等多种方式对产物进行收集，既可以对焦油态裂解产物进行研究，也可以对气态裂解产物进行研究。该裂解装置为烟草科技人员模拟卷烟燃烧条件，研究卷烟烟气中香味成分以及有害成分的形成机理，从而指导卷烟的配方和设计提供了一种具有多种功能的技术手段。本实用新型也可应用于其它有机物的热裂解研究。

2、本实用新型结构简单、成本低。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图中标号：1气体钢瓶、1a氧气瓶、1b氮气瓶、2减压阀、3流量计、4气体混合器、5推杆、6进样器、7石英管、8管状加热器、9石英舟、10热电偶、11温度控制器、12剑桥滤片收集器、13三通阀、14集气袋、15溶液捕集器。

图2为本实用新型进样器结构示意图

图中标号：6a插入推杆端、6b石英管连结端、6c气体引入端、6d前端“O”形圈、6e后端“O”形圈、6f前端压力传递法兰、6g后端压力传递法兰、6h前端螺帽、6i后端螺帽。

图3为本实用新型不同管径石英管的结构示意图。

图中标号：7a过渡管、7b管颈部。

图4为外径相同、内径不同的圆柱形连结管和剑桥滤片收集器的结构示意图

图中标号：12a圆柱形连结管、12b剑桥滤片收集器的出口。

以下通过具体实施方式，结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，装置的各构成部分包括管状加热器8、带热电偶10的温度控制器11、进样器6、石英管7、石英舟9、剑桥滤片收集器12、集气袋14或溶液捕集器15。