卷烟烟气的基本形成.pptx

第十章卷烟烟气的形成及其理化性质第一节 烟支的燃烧第二节 标准吸烟条件和烟气的收集第三节 烟气气溶胶的物理特性第四节 卷烟烟气的主要化学成分第五节 烟气化学成分与烟叶化学成分的关系第一节 烟支的燃烧一、主流烟气和侧流烟气二、烟支燃烧时的温度分布三、烟支燃烧特性四、主要化学反响五、烟气气溶胶的形成一、主流烟气和侧流烟气1 主流烟气MS：吸燃时产生的烟气，进入口腔，产生生理强度。评吸卷烟时，主要是评吸MS,来判断卷烟的香味，杂气，刺激性，余味等的优劣。2 侧流烟气SS：阴燃时产生的烟气，不进入口腔3 吸燃：动态抽吸　供氧不充分，发生不完全燃烧，所以产物复杂，不仅仅是二氧化碳和水。因为吸燃时形成的碳化层阻止了空气的进入。4 阴燃：静态抽吸　供氧较充分，是在富氧条件下燃烧，氧化反响是主要的。 空气主要从碳线附近的旁通区进入，燃烧也主要发生在旁通区，所以燃烧较完全 5 旁通区：燃烧锥底部周围的高温燃烧区，该区燃烧温度最高，燃烧所需的空气大局部从这个地方通过，所以叫旁通区。6 堵塞效应〔du se〕：燃烧锥的中间局部，形成了一个致密不透气的碳化体，气流不易从这里通过，所以成为堵塞效应。是相对于旁通区而言的 二、烟支燃烧时的温度分布温度和氧气是我们抽烟时不可缺少的条件，温度和氧气在很大程度上决定着烟气的化学组成。吸烟时的最高温度是900℃，烟支被点燃的温度是600 ℃ ，卷烟中的挥发性物质开始挥发进入烟气的温度是300 ℃ 。进入口腔的烟气的温度仅30-50 ℃ 。烟支燃烧时的温度分布1烟支燃烧时的温度分布2烟支燃烧时O2，CO ，CO2 浓度变化烟支燃烧时O2，CO ，CO2 浓度变化烟支燃烧时的空气供给情况：１阴燃比吸燃供氧充足。２吸燃时氧气主要是从碳线周围的旁通区进入，燃烧锥中心局部因为碳化，形成一个相对缺氧的区域 三、烟支燃烧特性依据烟支燃烧时的温度分布和不同温度区内所发生的化学反响，一般把一支燃烧着的烟分为3个主要的反响区 ： 高温区，热解蒸馏区和低温区温度（℃）主要化学反应类型 产物 高温区 900-600氧化放热 气相物：CO CO2 CH4 H2O2自由基，少量有机物热解蒸馏区 600-100贫氧条件下的吸热反应、热解、聚合、缩合 气、液、固三相并存的气溶胶：许多复杂的烟气成分都在这里生成：焦油、烟碱 低温区 低于100粒相物和可凝聚蒸汽的冷凝和过滤 四、主要化学反响1水分：烟支燃吸过程中，100℃时，自由水挥发出来，进入烟气；150℃时吸附水释放出来，进入烟气。2含杂原子的有机物　分子中碳和杂原子〔O S N〕等形成的键比C－C和C－H键弱，高温时先断裂，因此含氧化合物先在裂解时释放出来，如CO2 CO H2O，其次是H2S和NH33 芳香族化合物　　 芳环热稳定性较高，在热解区，侧链和官能团比较不温度先从苯环上断裂下来，进一步分解成气体或挥发产物，冷凝后液化；芳核彼此缩合或聚合形成稠环化合物。4自由基反响　　 在烟支抽吸过程中存在自由基反响 五、烟气气溶胶的形成〔一〕气溶胶形成过程 烟气气溶胶是一个十分复杂的三相体系，有固、液、气三相构成，每一相都是混合物，也就是说，气相是由多种气体构成的，固相和液相也分别是由多种气体构成的混合物。其中，气相是分散介质，粒相和固相是分散质，所以称之为烟气气溶胶。〔二〕气溶胶形成机制1主流烟气气溶胶形成机制：１〕冷凝作用２〕晶核作用 3〕聚合作用１〕冷凝作用：发生在烟丝上的冷凝作用。主流烟气进入低温冷凝区后，被稀释空气冷却，或者被较冷的烟丝冷却，烟气中沸点高，挥发性低的物质在烟丝上冷却，从气态转化为液态形成气溶胶的微粒２〕晶核作用：发生在固体颗粒上的冷凝作用叫晶核作用。高温燃烧过程会使一些物质以固体颗粒的形式直接进入烟气气流中，这些固体颗粒就形成了烟气的冷凝核心〔又叫晶核〕。3〕聚合作用：在高温条件下，假设干个小分子物质之间相互聚合形成更大分子量的大分子物质的反响。未饱和有机物和苯环较易发生聚合作用。2 侧流烟气气溶胶的形成机制 ： 侧流烟气微粒来源于热解蒸馏区中形成的浓聚蒸汽，这种蒸汽通过局部蚀解的卷烟纸向烟支外扩散；蒸汽一旦离开燃烧锥便受到骤然降温和稀释作用，从而冷凝为侧流烟气中气溶胶微粒。〔三〕气溶胶的组成卷烟烟气气溶胶包括气相和粒相两局部，其中，粒相又包括固体颗粒和液态颗粒。　粒相局部：又叫总凝聚物〔TPM〕，包括水分， 烟碱和焦油。　焦油DAR〔干焦油DRY DAR〕：TPM－水分－烟碱　湿焦油〔WPM〕 或粗焦油〔CPM〕：TPM－烟碱气相局部：包括来自空气的一些气体；直接由烟叶中挥发进入烟气的物质；烟叶燃烧后产生的气态分子；水蒸汽。 第二节 标准吸烟条件和烟气的收集一 标准吸烟条件二 主流烟气的收集三 侧流烟气的收集一 标准吸烟条件〔一〕对吸烟机的要求〔二〕大气环境要求〔一