一种气体分段捕集装置及用途的制作方法

1.本发明涉及烟草技术领域，特别涉及一种主流烟气的分段捕集装置及用于主流烟气吸收的用途。


背景技术：

2.烟草主要是靠消费者吸食燃烧后的烟气以满足需要的特殊产品，其烟气是体现卷烟质量水平和风格特征的最主要因素。卷烟在抽吸时产生的主流烟气是一种气、液、固共存的高浓度气溶胶体系，分为气相和粒相两个部分。对于烟气化学成分分析，首要解决的就是在尽可能简单的条件下充分捕集烟气中各组分。目前，主流烟气的捕集主要是通过剑桥滤片收集粒相物、溶剂吸收气相物来分开进行的。利用剑桥滤片对烟气中粒相物进行吸收，其后续还需进行溶剂萃取等繁杂的处理，极易造成烟气中的粒相物的损耗；而烟气中气相物的捕集主要利用溶剂吸收完成，主要是将玻璃管直接插入到溶剂瓶中的吸收剂中进行一过性的吸收，即烟气仅一次经过吸收剂被吸收，不再第二次经过吸收剂；因此烟气中的气相物捕集并不充分。除此之外，主流烟气的捕集方法还有利用静电沉积气体捕集器、喷射撞击气体捕集器或冷阱等进行捕集；但利用静电沉积气体捕集器进行捕集，其在捕集过程中易形成人为产物；利用喷射撞击气体捕集器进行捕集，在操作时则易堵塞，对流量和压力要求较高；利用冷阱进行捕集，则需要维持冷阱温度在-80℃以下，捕集的温度条件要求较高。
3.因此，针对主流烟气的充分捕集，本发明希望能提供一种捕集条件易于实现，操作简便，且能实现主流烟气中的气相物和粒相物同时被吸收的一个整体的分段捕集装置。


技术实现要素：

4.本发明提供一种主流烟气的分段捕集装置，该装置能实现烟气气相物和粒相物的同时溶剂吸收，并且可根据需要增减捕集装置段数，利用不同溶剂实现对主流烟气的充分吸收，以提高后续烟气分析处理的精度。
5.本发明的技术方案如下：
6.本发明第一方面公开了一种气体分段捕集装置，其包括气体捕集器1、进气管8和出气管9；
7.所述气体捕集器1包括多个竖直排列的密闭独立的捕集段，相邻两个捕集段由回型管道13连通连接；所述回型管道13的下端口连通连接到下捕集段的顶端侧壁上，所述回型管道13上端管道从上捕集段的顶端侧壁深入到上捕集段的腔体内、然后向下弯折使得所述回型管道13的上端口靠近上捕集段的内底壁；
8.所述进气管8从气体捕集器1的顶壁向下深入到所述气体捕集器1的底部、使得所述进气管8的出口靠近所述气体捕集器1的底壁；
9.所述出气管9连通连接所述气体捕集器1的顶端壁，所述出气管9的出口连接抽气装置12。
10.优选地，所述气体捕集器1由三个捕集段组成，从上向下分别为第一捕集段2、第二
捕集段3和第三捕集段4；每个捕集段都在其顶部侧壁设有带阀门的进液口6、底部侧壁设置带阀门的出液口7。
11.优选地，多个捕集段固定在一起；气体捕集器1可以为捕集瓶内设置多个实心隔板5分隔而成。
12.本发明第二方面公开了所述的气体分段捕集装置用于主流烟气的分段捕集的用途。
13.优选地，所述气体分段捕集装置还包括烟草制品夹持器10，所述烟草制品夹持器10布置在进气管8的进气口。
14.优选地，使用气体分段捕集装置捕集主流烟气的方法包括如下步骤：
15.(a)将三个捕集段的出液口7的阀门关闭，分别打开各进液口6阀门，在三个捕集段分别装入吸收溶剂后关闭各进液口6阀门；各捕集段吸收溶剂的加入量为吸收溶剂的液面低于所述回型管道13的顶部；
16.(b)将所述烟草制品夹持器10连接上烟草制品11；
17.(c)点燃烟草制品11；
18.(d)开启抽气装置12，分段捕集装置捕集主流烟气；根据需求完成一定数量的主流烟气捕集后，关闭抽抽气装置12，取下烟草制品夹持器10；
19.(e)使用与第三捕集段4相同的吸收溶剂，将进气管8进行冲洗，将凝结于进气管8内壁上的烟气的粒相物进行洗脱回收；
20.(f)打开各出液口7阀门，分别取出三个捕集段的吸收溶剂；即完成一次主流烟气的分段捕集。
21.优选地，三个捕集段中的吸收溶剂相同或不相同。
22.相对于现有技术，本发明的有益效果是：
23.1、相较传统串联模式的溶剂捕集瓶，本发明提供的一种整体的主流烟气分段捕集装置连通管路更短，占用空间更小，使用更方便，能更好地减少烟气在管道中的损耗。
24.2、相较于使用静电沉积气体捕集器、喷射撞击气体捕集器或冷阱等主流烟气的捕集方式，本发明的捕集条件易于实现，操作简便，只需向各捕集段填装入吸收溶剂，连接并点燃烟支，打开抽气装置，就可实现主流烟气在本发明的气体捕集器内分段式捕集；得到的分段式烟气组分更便于不同需求的分析处理。
25.3、本发明的分段捕集装置可实现主流烟气中的气相物和粒相物的同时吸收捕集，避免了剑桥滤片用于烟气粒相物捕集后需要再进行的繁琐萃取过程，也避免了处理过程中的烟气成分损耗，可实现主流烟气的充分吸收。
附图说明
26.图1为本发明的气体分段捕集装置的结构示意图。
27.图2为使用本发明的气体分段捕集装置的烟气流动示意图；箭头方法为烟气流动方向。
28.图中：1、气体捕集器，2、第一捕集段，3、第二捕集段，4、第三捕集段，5、实心隔板，6、带阀门的进液口，7、带阀门的出液口，8、进气管，9、出气管，10、烟草制品夹持器，11、烟草制品，12、抽气装置，13、回型管道，a、吸收溶剂的液面。
具体实施方式
29.以下通过实施例和附图来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
30.如图1所示，本发明的一种气体分段捕集装置，包括气体捕集器1、进气管8和出气管9；气体捕集器1包括三个竖直排列的密闭独立的捕集段，从上向下分别为第一捕集段2、第二捕集段3和第三捕集段4；气体捕集器1可以为捕集瓶内设置两个实心隔板5分隔而成；每个捕集段都在其顶部侧壁设有带阀门的进液口6、底部侧壁设置带阀门的出液口7。相邻两个捕集段由回型管道13连通连接；所述回型管道13的下端口连通连接到下捕集段的顶端侧壁上，所述回型管道13上端管道从上捕集段的顶端侧壁深入到上捕集段的腔体内、然后向下弯折使得所述回型管道13的上端口靠近上捕集段的内底壁；进气管8从气体捕集器1的顶壁向下深入到所述气体捕集器1的底部、使得所述进气管8的出口靠近所述气体捕集器1的底壁；在进气管8的进气口布置有烟草制品夹持器10。出气管9连通连接所述气体捕集器1的顶端壁，所述出气管9的出口连接抽气装置12。
31.使用本发明的气体分段捕集装置工作过程如下：
32.关闭气体捕集器1各捕集段的出液口7阀门，打开各捕集段进液口6阀门，通过进液口6向各多捕集段填装吸收溶剂后关闭进液口6阀门；将草制品夹持器10上放置上烟草制品11，点燃烟支11，或打开烟支11抽吸开关，并打开与出气管9相连的抽气装置12，气体捕集器1即开始进行工作。工作中的气体捕集器1内烟气方向流动情况参阅图2，主流烟气延进气管8流动至第三捕集段4的吸收溶剂中，其中主流烟气内粒相物被第三捕集段4吸收溶剂溶解吸收，主流烟气的气相物则继续上升，延第三捕集段4与第二捕集段3之间的回型管道13进口端流至出口端，并进入第二捕集段3的吸收溶剂内被吸收捕集，以此类推，主流烟气内剩余气相物再次进入第一捕集段2被吸收捕集，从而完成一次主流烟气在气体分段捕集装置中的吸收捕集过程。
33.实施例1
34.如图1所示，本实施例的所述气体捕集器1由三个捕集段组成，从上向下分别为第一捕集段2、第二捕集段3和第三捕集段4；本发明气体捕集器1为捕集瓶内设置两个实心隔板5分隔而成。使用本实施例的所述气体捕集器1对烟气粒相物和气相物同时吸收捕集方法，步骤如下：
35.s1：将三个捕集段的出液口7阀门关闭，通过进液口6分别向该第三捕集段4中填装入用于溶解烟气粒相物的甲醇-二氯甲烷(v:v＝1:1)混合溶剂，向第二捕集段3填装入95％乙醇溶剂，向第一捕集段2填装入乙酸乙酯溶剂，各捕集段吸收溶剂的加入量为吸收溶剂的液面低于所述回型管道13的顶部；关闭各层进液口6阀门；
36.s2：将进气管8另一端通过烟草制品夹持器10连接上烟草制品11；
37.s3:将出气管9与抽气装置12本实施例为吸烟机相连，并确保出气管9与气体捕集器1相连的一端高于第一捕集段2内吸收溶剂的液面；
38.s4：点燃烟支11，打开抽气装置12，根据需求完成二十支卷烟主流烟气捕集后，关闭吸烟机，取下烟草制品夹持器10上烟草制品11；
39.s5:将进气管8上的烟草制品夹持器10取下，利用甲醇-二氯甲烷(v:v＝1:1)混合溶剂将进气管8管道进行冲洗，将凝结于进气管8管壁上的烟气粒相物进行洗脱，洗脱剂顺
管道流入第三捕集段4内，确保烟气粒相物最大程度吸收；
40.s6：打开气体捕集器1的三个捕集段的各出液口7阀门，分别取出三个捕集段内吸收溶剂；即一次完成了卷烟主流烟气粒相物和气相物的多层分段捕集。
41.通过以上方法得到的第三捕集段4内吸收溶剂可直接用于烟气粒相物分析处理，第一捕集段2和第二捕集段3中的吸收溶剂则可根据需要进行合并或分别进行烟气气相物分析处理。
42.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。