卷烟调香专题二.ppt

专题二 卷烟烟气的形成及其理化性质 　　　卷烟烟支主要由烟草、添加剂、卷烟纸和滤嘴等构成的，其中最重要的是烟草。 　　　烟草作为一种天然材料，在燃烧过程中由于温度和氧气供应量的不同，其燃烧机制不同，产生的烟气化学成分也不同。 　　　烟气中有数千种化合物，大约仅有１／３的化合物直接来自烟草，其余则是燃烧过程中产生的化合物，许多成分含量极微。  　二.烟支燃烧的温度分布 　 1.温度分布 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 固相温度:抽吸时靠近碳线前面的燃烧锥底部周围固相最高温度可达900度以上，据推测，进入卷烟的气流速度在此处达到最大。 燃烧锥中心的固相温度约为825度，碳线附近温度为600度。碳线后部2mm处，温度为400度左右。 　2、O2、CO、CO2浓度变化 　　在整个吸烟周期内，燃烧锥内部实际上是无氧区。烟草燃烧速度只受氧能达到的烟草表面的速度控制，而氧的消耗实际上在整个燃烧区都是很快的。在抽吸期间，燃烧锥内二氧化碳的浓度在降低，而一氧化碳的浓度在升高，这反映了氧气明显缺少。在抽吸之后，由于抽吸中断，燃烧气体浓度得到短暂的补充，再经过10-15秒之后，重新建立起阴燃期间的稳定状态。 三、 烟支燃烧特性 根据卷烟抽吸时的温度分布及不同温度区域发生的反应，一般把一支烟燃烧着的卷烟分为三个主要反应区： 高温燃烧区：其温度 为900-600度有机物质的 燃烧形成缺氧气流，它是 一氧化碳、二氧化碳、氢 和挥发性碳氢化合物的主 要形成区; 四 、 主要化学反应 　　 卷烟燃吸时，当烟丝受热达100℃左右(在蒸馏区)时，就有吸附气体(如N2 、 CO、CH4)等放出，自由水也挥发成气体放出，吸附水在150℃时放出。 当温度达到200℃ 时，一些有机物质热分解生成CO、CO２、H２0和CH4等。 温度再高，有机物质分解加剧，生成焦油和其他复杂物质。温度更高、达600℃时，主要生成气态物质(CO、C02、CH4、NH3、N２、H２等)。 　　 燃烧区：温度最高，约在850 ℃以上，主要发生氧化反应，如： 　　　　C6H1206+602　　　6C02+6H20 　又发生还原反应，如： 　　　　C2H12O6+2O2 　　6C0+2H2+4H20 热解区：当温度在400—600℃范围内，氧气供应不足时，发生裂解反应，产生许多复杂物质。碳氢化合物趋向于形成烯烃、芳烃、稠环芳烃。 　五 烟气气溶胶的形成 　1 气溶胶的形成过程 　　在800-900的温度下，一些物质以固体颗粒进入烟气流，热气流在高温区流速快，滞留时间短，迅速在其百分之一秒的时间内进入温度较低的热解蒸馏区，之后进入冷凝区，气流温度迅速的下降到100度以下。 温度的急剧下降，使烟气中的一些物质冷凝，由气体变为液体、固体微粒。除遇到烟丝和卷烟纸而凝聚于其上外，在抽吸气流的作用下，悬浮于气流之中，或者附着于碳粒之上，于是就形成了气、液、固三相共存体系。由于该体系的介质是气体，所以称为烟气气溶胶。 　　2 .气溶胶的形成机制 　　(1)主流烟气形成机制 冷凝作用：当形成的烟气物质在抽吸过程中 流经热解蒸馏区之后，由于稀释空气的冷却 或与较冷的烟丝表面接触而迅速冷却，使得 那些挥发性较低的蒸气组分很快达到饱和点 而冷凝形成气溶胶微粒． 晶核作用：冷凝作用不仅发生在较冷的烟丝表 面,而且由于从燃烧区产生大量的冷凝核 心，所以冷凝也在气流运动中发生．这种冷 凝核心的形成（也称晶核过程）是烟气气溶 胶形成的另一种机制． 3 .气溶胶的组成 卷烟烟气气溶胶由气相和粒相两部分组成。 4 .气溶胶的物理特性 粒子大小（平均0.2-0.6微米） 粒数浓度（1.33*1010个/cm3） 粒子电荷（总体电中性） 第二节????? 卷烟烟气的主要化学成分 　　粒相物质包括非挥发性和半挥发性物质，一般统称为总粒相物（TPM）。因为其中含有水分，也称为湿焦油或者粗焦油(WPM 或CPM)。 　 总粒相物减去水分，称为干粒相物(DPM)，再减去其中的烟碱，称为焦油或者干焦油(TAR或 DRY