卷烟烟气及其形成

  卷烟烟气形成的物化特性和机理与卷烟的若干性质过滤历程、抽吸方式、烟气量变化和烟气组成)有关。(包括下面关于烟气特征及形成的简要概述是此文在后面进行卷烟设计的基础。烟气形成是一个复杂而值得研究的问题。烟气形成的详细说明可以从已出版的有关文献中找到(5,8,9,13,68,70,89].烟气是一种气溶胶,即是说,烟气是冷凝粒相物悬浮在气体中形成的两相体系。其气相部分含有上百种化学成分,包括N2.CO2.CO和低分子量挥发性气体。粒相部分更为复杂,含有上千种挥发与非挥发性化合物。
  
  图2分类显示了主流烟气中大部分气相和粒相组分(51).在此例中,保留所有气体组分时,粒相物约占整个气溶胶的4.5%,主要气相组分是氮气和氧气,但约23%的气体是在烟丝燃烧过程中产生的。
  
  因为烟气微粒属亚微米级微粒,因而烟气被认为是粒数浓度约为4-5%的浓缩型气溶胶,所以烟气是高微粒浓度的气溶胶。表2列举了几种卷烟类型的主、侧流烟气的特性165]。因为其粒子浓度很高,烟气微粒随着冷却而迅速凝结,平均粒径也增加。在研究主流烟气形成时,这些动态变化极为重要。
  
  抽吸时,空气进入燃烧端(即盘纸与燃烧锥间的燃烧线的前面部分)。在空气进入附近,其周围和燃烧锥的温度可超过900C。随着空气进入烟支,烟丝燃烧并进行热裂解反应,在此过程中氧化与热解同时发生。燃烧锥及其后的区域内明显缺氧而富含氢气,这表明热解产物在燃烧锥及其紧邻的区域内通过化学还原形成。通过热解反应,在燃烧锥后形成了一种浓缩烟气。此烟气中也含有因烟草组织结构受损而产生的非挥发性有机化合物和无机化合物。随着烟气流经烟条,其将快速冷却,挥发性物质将凝结在未燃烧的烟丝上形成气溶胶微粒。随着烟气流经烟条,由于过滤作用,气溶胶微粒将沉积至某一程度。而通过过滤和冷凝作用未能去除的那部分气溶胶将随主流烟气一并从烟支唇端流出。
  
  


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