烟粉和烟丝的热解燃烧特性及反应动力学分析
2019-07-13郭高飞刘朝贤欧明毅娄元菲陈良元朱文魁
烟草科技 2019年6期
关键词:分析
郭高飞,刘朝贤,李 斌,张 柯,王 菁,欧明毅,娄元菲,陈良元,朱文魁*
1.中国烟草总公司郑州烟草研究院,郑州高新技术产业开发区枫杨街2号 450001
2.贵州中烟工业有限责任公司技术中心,贵阳市经济技术开发区开发大道96号 550009
卷烟在抽吸过程中会发生一系列复杂的化学反应,包括富氧区的烟丝燃烧反应和贫氧区的烟丝热解反应,在此过程中其内部温度从室温快速升至950℃左右[1-2]。烟丝的热解和燃烧是一种典型的气固反应,主要受到传热、传质以及化学反应的影响。热重分析法是目前普遍采用的烟草热转化动力学分析手段,由它得到的TG和DTG曲线可以揭示烟草在不同热转化条件及不同助剂等因素作用下的热转化规律,如李巧灵等[3]和周顺等[4]分别基于热重分析法调查了不同烟草的热解差异度和钾盐在烟草热解燃烧中的作用机制,廖津津等[5]和秦国鑫等[6]利用热重联用技术分别研究了升温速率对烟草热解和燃烧行为的影响,王昭等[7]利用分布活化能模型对烟草的燃烧动力学参数进行了计算。
目前烟草热转化研究中所使用的商用热重分析仪均为微量型热重分析仪,其分析对象多为细小的固体颗粒物且样品处理量也普遍较低(一般低于30 mg)。此外,分析过程中常通入较大流量的吹扫气,气相产物可及时随吹扫气快速离开反应区,因此在微量型热重分析仪中传热传质作用对反应的影响往往可以被忽略[8-11]。卷烟中的烟丝具有较大的尺寸和复杂的填充状态,其在热解或燃烧过程中伴随发生诸多传热传质现象,这些现象对热转化机制的影响作用不能被简单地忽略。……
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