[实用新型]一种烟草贫氧燃烧HCN释放量的测量装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种烟草贫氧燃烧HCN释放量的测量装置。

背景技术：

卷烟烟气中HCN主要由卷烟燃烧时烟草中的蛋白质和氨基酸，特别甘氨酸、脯氨酸及氨基二羧酸的燃烧或者裂解形成。卷烟燃烧涉及烟草、氧气浓度和温度的剧烈变化，因此研究燃烧条件对烟草HCN释放特性的影响对于选择适当的手段降低卷烟烟气中HCN含量至关重要。现阶段，大量实验和数值模拟结果已经证实，卷烟燃烧环境处于贫氧富氢的阴燃状态，而且卷烟阴燃时的加热速率在5-20℃/s，而卷烟抽吸过程中的加热速率则最高可达500℃/s，平均加热速率也有30℃/s。所以研究烟草燃烧HCN释放特性的关键在于通过调节燃烧要素使烟草燃烧处于高速加热的贫氧状态。

当前，这方面的研究装置主要包括热失重仪以及管式炉等，但都存在明显的缺点。热重分析仪仅能对毫克级样品HCN释放量进行定性分析和半定量分析，实验过程也主要反映烟草的热解行为，与实际燃烧有较大差异，而且热重分析装置无法实现对样品的快速加热（普通加热炉最大加热速率仅为3℃/s），导致样品升温速率与卷烟阴燃和吸燃加热环境相差甚远。而管式炉虽然可以实现样品的快速加热，但实验时无法使烟草燃烧热解处于稳态，即氧气、样品以及温度三者处于相对恒定状态，从而难以准确测定HCN释放量。

ISO19700标准提出了等值比（）的概念，核心是控制燃料的产生速率（v_燃料）与空气的供给速率（v_燃料)的比值，如下式所示，

其中，指燃料中的各元素充分燃烧时空气的供应量。当时，表示材料处于贫氧下的稳态燃烧。因此，通过控制等值比以及温度就能模拟卷烟贫氧燃烧环境。同时，标准ISO19700中提出的稳态燃烧管式炉可实现对宏量烟草的快速加热，该升温速率也接近卷烟阴燃和吸燃时的加热环境。

综上可见，基于可控等值比法的稳态燃烧管式炉可准确模拟卷烟燃吸时的燃烧环境，对特定燃烧环境下产生的HCN进行采集并加以定量分析汇总，便可以对烟草在模拟卷烟燃烧环境下的HCN释放量进行准确测量。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种烟草贫氧燃烧HCN释放量的测量装置，该装置可以使烟草燃烧处于稳定的贫氧状态，并可以对HCN的释放量进行分析测量。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种烟草贫氧燃烧HCN释放量的测量装置，其包括：

稳态燃烧装置、燃烧产物转换装置、二氧化碳分析装置以及稳态燃烧产物捕集装置；

所述稳态燃烧装置包括环形加热炉及环形加热炉控制器，石英管设于所述环形加热炉内的一端为加热端，另一端为非加热端，在所述非加热端设有密封件，石英舟设于所述石英管内并由外部的步进电机推动能够在石英管内匀速移动，在所述密封件上设有两个通孔用于供气管路通路和步进电机传动通路，所述供气管路与外部供气装置连通；

所述燃烧产物转换装置为三通阀，其分别与稳态燃烧装置的环形加热炉的出气端、所述二氧化碳分析装置、所述稳态燃烧产物捕集装置相连，用于燃烧产物的流向转换；

所述二氧化碳分析装置包括与所述三通阀连通的燃烧产物稀释箱、与所述燃烧产物稀释箱连通的非散射红外仪、与所述非散射红外仪连通的真空泵，所述燃烧产物稀释箱上连通有第二供气管路；

所述稳态燃烧产物捕集分析装置包括与所述三通阀通过气管路连通的气相捕集装置，并在所述气管道中设有粒相捕集装置。

所述环形加热炉的加热温度区间在室温至1200℃。

所述粒相捕集装置为剑桥滤片，所述气相捕集装置为捕集阱。

所述燃烧产物稀释箱上设有泄压阀。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本发明解决了现有的分析手段无法准确模拟卷烟贫氧燃烧环境的问题，通过控制等值比以及温度可有效模拟卷烟燃烧的贫氧环境，并且可通过对特定贫氧燃烧环境下的生成的HCN进行收集分析汇总，准确建立烟草燃烧HCN释放量与燃烧条件之间的关系，这对于卷烟配方设计、卷烟烟气危害性评价等具有显著的指导意义。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。