理论教育 卷烟纸定量对烟气有害成分的影响分析

卷烟纸定量对烟气有害成分的影响分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着卷烟纸定量的增加,燃吸过程中燃烧锥最高温度呈减小趋势。卷烟纸定量对焦油、 H及7种成分释放量的影响研究表明,卷烟纸定量对苯酚和CO的释放量有显著的影响,对苯并 [a] 芘释放量有一定的影响,与焦油及危害性指数影响较小,见图3-13和表3-4。

卷烟纸定量对烟气有害成分的影响分析

卷烟纸通过调节纤维素原料和碳酸钙的用量来改变定量,卷烟燃烧过程中碳酸钙、纤维素原料受热分解,影响烟气释放量。随着卷烟纸定量增加,纤维素含量和单位面积内的助剂含量也相应增加,卷烟静燃速率提高,抽吸口数降低,CO释放量呈上升趋势,焦油量和危害性指数呈下降趋势。

一、卷烟纸定量对卷烟静燃速率的影响

随着卷烟纸定量增加,纸张单位面积内的纤维含量和助剂含量也相应增加,有利于促进燃烧,烟支的静燃速率加快,如图3-10所示。

图3-10 卷烟纸定量对卷烟静燃速率的影响

二、卷烟纸定量对卷烟燃吸温度分布特征的影响

1. 定量对卷烟燃吸最高温度的影响

卷烟纸定量变化时,卷烟燃吸过程中最高温度的变化规律如图3-11所示。随着卷烟纸定量的增加,燃吸过程中燃烧锥最高温度呈减小趋势。这是因为随着卷烟纸定量的增加,助燃剂绝对量随之有一定程度的增加。卷烟纸定量在29~41g/m2范围内,其中助燃剂的绝对含量在0.73~1.01g/cm2范围内变化,燃烧锥最高温度从778℃ 降至766℃。

图3-11 卷烟纸定量对燃烧锥最高温度的影响

当通过改变卷烟纸定量改变助燃剂绝对含量时,燃烧锥最高温度随助燃剂绝对含量的增加略有降低,变化不显著。

2. 定量对卷烟燃烧锥体积的影响

在卷烟燃吸过程(抽吸前4s至抽吸结束后4s)中,随着卷烟纸定量的增加,卷烟燃烧锥体积(高于200℃)在各时刻点(静燃、抽吸及阴燃)呈增加趋势;同时,燃烧锥的体积在抽吸结束时刻达到最大值,在最大值处可以维持2s左右,如图3-12所示。

图3-12 卷烟纸定量对燃烧锥体积的影响

3. 定量对卷烟燃烧温度分布特征的影响

卷烟纸定量对静燃(抽吸前)温度体积分布与分布特征参数的影响,见表3-2。

表3-2 卷烟纸定量对静燃(抽吸前)温度分布特征的影响

续表

在29~35g/m2范围内,随着卷烟纸定量的增加,表征温度体积分布分散程度的分布系数 N值呈上升趋势,卷烟纸定量继续增加,N值降低。

卷烟纸定量对卷烟抽吸2s时温度分布特征的影响,见表3-3。

表3-3 卷烟纸定量对抽吸2s时温度分布与分布特征的影响

卷烟抽吸2s内,温度分布的变化最为剧烈,仅在高温区域(>600℃)呈一定的规律性,随着卷烟纸定量增加,该区间的体积呈比较明显的增加,但特征温度TS在定量为41g/m2处略有降低;分布系数N没有明显规律。(www.daowen.com)

三、卷烟纸定量对烟气有害成分的影响

随着卷烟纸定量增加,纸张单位面积内的纤维素含量和助燃含量也相应增加,烟支的燃烧速率加快,使得卷烟抽吸口数下降,导致总粒相物和焦油释放量降低。但纸定量增加后,外部的O2不易立即进入到烟支内部,导致烟支内部的燃烧不够充分,产生CO;阴燃时燃烧产生的大量热量也不能及时扩散到烟支外部,使生成的CO2在高温缺氧的情况下发生吸热反应,生成了新的CO,并在下一口抽吸时进入主流烟气中,造成CO释放量增加。

卷烟纸定量对焦油、 H及7种成分释放量的影响研究表明,卷烟纸定量对苯酚和CO的释放量有显著的影响,对苯并 [a] 芘释放量有一定的影响,与焦油及危害性指数影响较小,见图3-13和表3-4。

图3-13

图3-13 卷烟纸定量对焦油、 H及7种成分释放量的影响

表3-4 卷烟纸定量与焦油、 H及7种成分释放量的线性回归方程参数

苯酚释放量与卷烟纸定量具有显著负相关性,随着卷烟纸定量的增加,苯酚释放量呈降低趋势。

CO释放量与卷烟纸定量具有一定正相关性,随着卷烟纸定量的增加,CO释放量呈增大趋势。

苯并 [a] 芘释放量与卷烟纸定量具有一定负相关性,随着卷烟纸定量的增加,苯并 [a] 芘释放量呈降低趋势。

卷烟纸定量与焦油、危害性指数、NH3、HCN、NNK、巴豆醛没有明显相关性,影响较小。

四、卷烟纸定量对卷烟感官质量和包灰特征的影响

1. 卷烟纸定量对卷烟感官质量影响

随着卷烟纸定量的提高,纤维素原料用量相对较多,在卷烟燃烧过程中受热分解,感官质量整体呈下降趋势。卷烟纸定量由28g/m2增加至30g/m2时,香气质、透发性变差;当卷烟纸定量增加至32g/m2时,香气质、香气量、杂气、透发性、柔和性、圆润度、口腔刺激、口腔残留、生津感、喉部刺激、鼻腔刺激等多项指标的得分均有所下降,具体见图3-14。

图3-14 卷烟纸定量对卷烟感官质量的影响

2. 卷烟纸定量对卷烟包灰性能影响

随着卷烟纸定量的增加,卷烟挺度增加,对烟灰包裹力强,卷烟燃烧后的外翻灰片较少。定量越大的卷烟纸其卷烟包灰效果越好、灰色越白。

随着定量的提高,卷烟纸的包灰形态表现不同(图3-15)。定量小的卷烟纸,包灰整体裂口较多,且多为小裂口;定量达到35g/m2以上时,烟支包灰整体比较平整,裂口较少但裂口多为大的裂口,包灰有略微外胀趋势。

图3-15 不同定量卷烟纸的包灰形态

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