燃煤型密集烤房污染物排放及脱硫除尘研究

  目的  为解决燃煤型密集烤房烘烤过程中SO₂、烟尘排放不达标等问题。  方法  在福建、贵州、云南、河南以及湖北五个省设置试验点开展了燃煤密集烤房主要污染物减排技术研究。  结果  普通燃煤密集烤房加煤类型及方式对污染物排放影响较大,SO₂、烟尘、CO平均排放浓度分别为658.96 mg/m3、65.52 mg/m3、3243.12 mg/m3;烤房烟囱安装湿法脱硫设备SO₂排放降低72%~92%,烟尘排放降低75%~92%;安装加煤机自动进煤污染物排放降低40%以上,热效率提高24.91%,煤耗降低16.75%,烘烤成本降低28.85%;湿法脱硫设备及自动加煤机联合使用脱硫效率稳定在85%左右,除尘效率稳定在95%左右。  结论  燃煤密集烤房安装湿法脱硫设备及自动加煤机可实现高效脱硫除尘,SO₂排放浓度低于30 mg/m3,烟尘排放浓度低于15 mg/m3。      

卷烟烟气小动物口鼻暴露方法的建立及评价

  背景和目的  国际经济合作与发展组织（OECD）测试导则（TG）对化学物质暴露环境参数和浓度稳定性有明确要求,本文的目的是建立符合其要求的卷烟烟气小动物口鼻暴露方法。  方法  在小动物口鼻暴露系统中测定4种卷烟烟气在不同稀释倍数下颗粒物数量浓度和挥发性有机物浓度,以确定符合OECD要求的卷烟烟气稀释倍数等参数。在该参数条件下,对40小鼠口鼻暴露连续2周,用酶联免疫吸附方法（ELISA）检测小鼠肺灌洗液白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平变化,以进一步评估方法的稳定性。  结果  （1）4种卷烟主流烟气颗粒物浓度和总挥发性有机物（TVOC）在大于100倍稀释时,时间和空间变异系数均小于10%,符合OECD的要求,低于100倍则变异较大。（2）IL-10变异系数在6.9%~8.6%之间,TNF-α变异系数在13.4%~17.6%;IL-6变异系数在16.8%~23.2%之间。  结论  所建立的卷烟烟气口鼻暴露方法符合OECD导则要求,生物学效应指标检测结果可靠稳定。      

不同烟丝含水率卷烟主流烟气气溶胶的粒径分布特征

  目的  烟丝含水率对烟气颗粒的影响。  方法  采用DMS500快速粒径谱仪和电子低压撞击器(ELPI), 在ISO抽吸模式下, 考察不同烟丝含水率卷烟烟气气溶胶的粒数粒径分布和质量粒径分布特征。  结果  ① 不同含水率(8.1%、12.6%和17.6%)卷烟烟气气溶胶的粒数粒径均在40~400 nm呈近似对数正态分布。随着含水率增加, 全部抽吸口数的烟气粒子平均数浓度无显著变化、体积浓度明显降低、粒数中值直径(CMD)和粒子体积中值直径(VMD)呈降低趋势。②3种含水率卷烟的烟气气溶胶质量主要集中在100~1000 nm, 随着含水率增加, 质量粒径分布向小粒径位移, 抽吸口数相同条件下捕集的气溶胶颗粒总质量降低。  结论  上述规律可为卷烟加工工艺参数的优化和卷烟产品开发提供参考。      

PEG/SiC对PLA材料改性研究及其在加热卷烟中的应用

  目的  加热卷烟烟支结构较短,入口烟气温度相对传统卷烟较高,需添加降温材料以降低烟气温度。通过对聚乳酸（PLA）材料进行改性处理,以开发出适用于加热卷烟用的降温材料。  方法  采用熔融挤出方法制备聚乙二醇（PEG）/碳化硅（SiC）改性PLA复合材料,利用拉伸机、热重（TG）、差示扫描量热仪（DSC）与加热卷烟吸烟机考察复合材料力学性能、热特性以及对烟气降温效果、关键成分释放的影响。  结果  （1）较纯相PLA而言,添加PEG后复合材料拉伸强度、冲击强度明显下降,熔融指数与断裂延伸率增大,韧性增强;进一步添加SiC后,复合材料断裂延伸率与熔融指数减小。（2）添加PEG后,复合材料起始热分解温度降低,20%添加量下DSC曲线在53.32℃处出现主吸热峰,热焓变化值为48.63 J/g;加入SiC后,该峰热焓变化值减小,主吸热峰转至PLA熔融吸热峰处。（3）逐口烟气温度随PEG含量增加呈明显降低趋势,加入SiC后,复合材料导热系数增大,对烟气降温效果进一步提高;添加改性复合材料后,主流烟气中总粒相物、烟碱、水分、甘油含量降低,CO释放量变化不明显,不同改性样品间各成分释放差异较小。  结论  利用PEG、SiC对PLA进行改性处理,可有效提升对烟气的降温效果。      

烟叶真空回潮的建模与控制

  背景和目的  稳定的真空回潮出口水分是卷烟质量的关键,然而由于回潮机内烟包水分和温度不可测,出口水分随来料、蒸汽和环境变化而改变。因此本文构建了烟叶真空回潮的建模与控制系统,以期稳定出口烟叶水分。  方法  研制了真空回潮实验机,首先,增加测点、获得输入输出数据,专利技术处理采样数据和稳态数据,构建出真空回潮的稳态模型和动态模型,观测到机内压力、温度、烟包水分和温度等状态量,试验表明观测误差可接受;其次,针对时变、非线性、大时延、多入多出的受控对象,按人工智能算法由数字仿真训练回潮时间约束条件下水分最大化的参考模型,由全状态反馈的积分控制,让被控对象按参考模型工作。  结果  试验数据表明:1）该系统能够提高回潮能力,在包心不超过70℃的条件下增加水分由2%提高到6%;2）该系统可以稳定出口水分,不受蒸汽、喷水、烟包和环境剧烈变化的影响,并且,回潮水分可预先设定。  结论  本文建立的烟叶真空回潮的建模与控制系统可以实现真空回潮的可观、可控且指标精准。      

甘油碱法脱除烟梗中的木质素

  目的  应用甘油碱法工艺对烟梗进行处理,制备低木质素烟梗薄片。  方法  以木质素脱除率和浆得率为衡量指标,对甘油碱法制浆工艺条件进行了优化,并比较了不同预处理工艺对再造烟叶烟气评吸质量的影响。  结果  （1）甘油碱法制浆最佳工艺条件为,氢氧化钾用量45%、蒸煮温度为200℃、蒸煮液固比为11∶1、蒸煮时间为0.5h,此时烟梗中的木质素含量为5.06%,木质素脱除率为43.01%,浆得率为37.12%。（2）甘油碱法的木质素脱除率和木质气降低效果虽然稍逊色于氧碱法,但其对烟气质量提升的综合效果明显优于氧碱法和乙酸法。（3）采用甘油碱法再造烟叶制备的项目卷烟,其感官质量优于常规卷烟。  结论  采用甘油碱法工艺制备的烟草薄片,木质素含量低,应用于卷烟中可提升烟气品质。      

发酵条件对雪茄芯叶TSNAs及其前体物含量变化的影响

  目的   探究发酵条件对雪茄芯叶TSNAs及其前体物含量变化的影响。  方法   以茄芯原料什烟1号为材料,设置不同温度（temperature, T）与相对湿度（relative humidity, RH）互作试验,测定发酵前后烟叶样品中的TSNAs及其前体物含量的变化。  结果   1）不同发酵条件下烟叶TSNAs含量存在极显著差异,发酵后烟叶TSNAs含量可从1326.77 ng/g增至1511.60~5240.24 ng/g,增幅13.78% ~ 294.96%。2）发酵湿度对烟叶TSNAs含量的影响最大,贡献率达57.01%,随发酵湿度从70%增加至90%,烟叶TSNAs含量显著下降。3）温度对TSNAs的贡献率为28.33%,随发酵温度的增加,烟叶的TSNAs含量逐渐上升,尤其是超过42℃后,TSNAs含量显著增加。4）温度与湿度的交互作用对TSNAs含量影响较小,贡献率为14.66%。5）前体物生物碱与硝酸盐含量均随湿度的增加而增加,随温度增加,生物碱总量先降低后升高,硝酸盐含量则持续升高。  结论   生产中建议在45℃-RH 80%条件下发酵以抑制发酵过程中TSNAs的形成与积累。      

基于纸滑托盘的卷烟成品高架库出入库系统改造

  目的  解决传统卷烟工商整托盘联运过程中装载效率低、托盘标准不统一、回收成本高等问题。  方法  将纸滑托盘放置在木质或塑料托盘上形成带纸托盘,作为成品件烟出入高架库的托盘容器,同时通过新建的扫码组垛子系统以及对工业企业卷烟销售出厂扫码系统改造,构建一套新的基于纸滑托盘的卷烟成品高架库出入库系统。  结果  以龙岩烟草工业有限责任公司成品高架库为对象进行测试,结果表明与传统整托盘联运方式相比,采用纸滑托盘出入库系统的装卸人数、装卸时间分别降低60%和25%,装载率和单托盘条码上报时间分别提高40%和90%,托盘回收成本降低77%以上,件烟损坏率下降96%,单箱运输费用下降37%,托盘存储占用面积下降99%,出入库能力为120托盘/h,能够满足生产和发货需求。  结论  基于纸滑托盘的卷烟成品高架库出入库系统可有效提高工商联运效率。      

TG-FTIR联用研究HnB烟草基质在400℃以下的热解特性和气相产物

  目的  明确加热不燃烧（HnB）烟草基质热解特性和气相产物释放情况。  方法  采用热重-红外联用分析仪（TGFTIR）,在100 mL/min的空气流量和20℃/min的升温速率条件下,测试了甘油含量0~30%的烟草基质的热失重、气态产物组成随温度（30℃~400℃）的变化规律。  结果  ① 烟草基质主要的失重阶段处于130℃~360℃之间,该温度区间的失重速率极大值点有2个,1个处于200℃~235℃之间,另1个处于297℃~310℃之间。②烟草基质甘油含量在20%~30%时,150℃即释放出易挥发小分子,如:烟碱、碳水化合物、酚类和有机酸类、烷烃和烯烃类化合物等;甘油含量在0~10%时,200℃以上这些物质才会出现。③在4个失重阶段的失重速率极大值点附近温度下（100℃、200℃、300℃和400℃）,甘油含量对受热释放物中各类成分的比例产生了影响。  结论  上述规律可以为加热不燃烧卷烟的温度设计和烟草基质的甘油含量选择提供参考。      

关于解决文丘里管结垢故障的设想

在国内小型碱回收系统中，为了利用燃烧炉出来的25O～35O℃烟气（有余热锅炉）或600～700℃（无余热锅炉）高温烟气的热量和洗涤烟气中带走的碱尘，以及吸收具有恶臭气味的硫化物气体等，在燃烧炉与烟囱之间，设置了文丘里系统（见图1）。从燃烧炉出来的烟气。经过文丘里系统处理后，烟气温度可降低到100℃左右，除尘效率可达85％～90％，入炉前的黑液浓度也获得一定提高。可以说，文丘里系统是一种降温和除尘效率较高的设备，它具有结构简单、操作方便、投资少、维修费用低、占地面积小等优点。但是不少厂在使用过程中，往往由于喉管结垢…     

密集烤房内置式生物质供热炉体的设计与试验

  目的  为有效解决生物质成型颗粒燃料烤烟供热设备存在的热效率不高、粉尘堵塞散热管道和控温精度较差等问题。  方法  采用动态量化的热量输出、吹风降温的机械传动和先阻后集的除尘等方式,设计了一种生物质燃料内置式烤烟供热炉体设备,配套开发出烤烟控制程序并开展试验测试。  结果  该设备在烟叶烘烤过程中采用5个具有连续变速的机械档位量化燃料供给,控温精度达到±0.5℃以内;生物质燃烧后产生的降尘颗粒经粉尘挡板过滤后大部分落入沉降箱内,粉尘主要粒径集中在89~420 μm范围内;通风室内温度保持在44.5℃~50.5℃之间,可避免高温对各类功能性部件的损坏;安装该设备后密集烤房的系统热效率达到64.26%~65.42%。  结论  该炉体能够满足密集烤房箱式和挂竿装载烟叶的烘烤供热需求,研究结果为生物质颗粒燃料烤烟供热设备的设计和应用提供参考。      

高效助燃除硫剂在密集烤房中的应用研究

为改善煤炭燃烧性能,降低烟叶烘烤过程中煤炭燃烧产生的有害气体排放量,进行了高效助燃除硫剂的开发与应用研究。结果表明,燃煤中添加3%的高效助燃除硫剂能改善燃煤的燃烧性能,显著提升炉膛内温度。其中,中部叶每千克干烟平均煤耗降低0.13 kg,烘烤成本降低10.71%,上部叶每千克干烟平均煤耗降低0.06 kg,烘烤成本降低4.39%。燃烧时产生的碳氧化物、氮化物及硫化物排放量有不同程度的降低,其中除SO₂效果达77%以上,且烟气排放量少,节能减排效果好。同时,对烟叶外观、感官质量、等级结构、化学成分等均无不良影响。     

聚乳酸膜材料在加热卷烟中的应用研究

  目的  研究聚乳酸（PLA）膜材料和聚乳酸膜纸复合材料在加热卷烟中的应用特性。  方法  利用自制温度数据采集系统、扫描电镜(SEM)、静态顶空-气相色谱质谱仪(SHS-GC/MS)和热重分析仪(TGA)对加热卷烟中2种PLA膜材料和1种PLA膜纸复合材料的物理性状、挥发性成分进行对比分析,研究这几种降温材料的降温效果及对加热卷烟烟雾量的影响。  结果  ① 当热重温度从50℃升到110℃,膜纸复合材料的失重率高于膜材料的失重率;②随着顶空处理温度的升高,PLA膜材料和PLA膜纸复合材料的释放物种类和释放量均显著增加;③对比110℃时每克材料中释放物的峰面积,PLA膜纸复合材料中的丙二醇和三醋酸甘油酯的释放量均高于PLA膜材料,L-丙交酯释放量仅为PLA膜材料的1/10;④降温材料类型及成棒工艺对烟支烟雾量有较大影响;⑤在高温烟气作用下,PLA膜材料发生了大面积的熔融粘连,孔道大量消失;PLA膜纸复合材料只是局部发生了熔融粘连,并且由于纸的骨架支撑作用保留了大量的孔道,有利于烟气流动。  结论  PLA膜材料和PLA膜纸复合材料的物理形态、成棒工艺对加热卷烟有显著影响。      

不同施肥措施对烟株生长发育及土壤盐分的影响

  目的  为研究不同施肥措施对烟株生长发育及土壤盐分的影响。  方法  以中烟100为供试品种,采用盆栽试验,设置6种施肥处理:不施肥、单施氮肥、氮磷钾肥配施、氮磷钾肥分别增施腐熟秸秆、芝麻饼肥和生物炭,研究不同施肥措施对烟株生长发育和土壤盐分的影响。  结果  （1）与氮磷钾肥配施相比,在移栽后90 d,增施腐熟秸秆处理烟株株高、最大叶面积分别显著增加13%和34%,增施有机物料在增加烤烟产量、产值的同时,还提高了烟叶总糖和还原糖含量,增加烟碱含量,提升两糖比。增施生物炭显著提高烟叶含钾量。（2）各处理土壤可溶性盐组成均以SO₄2-、HCO₃-、Na+和Ca2+为主,水溶性总盐、Cl-和Ca2+在移栽后45~60 d达到最大值。（3）施肥整体增加了总盐含量,氮磷钾肥配施主要增加了土壤含量。（4）增施有机物料降低了总盐含量增和Ca2+含量,对Na+含量的影响随时间而异,增施腐熟秸秆处理增加了Cl-含量,增施生物炭处理增加了K+含量。  结论  施肥措施会促进烟株生长发育,增加土壤总盐含量,氮磷钾肥配施腐熟秸秆或芝麻饼肥有利于脱盐。      

烟草颗粒热解与释烟特性影响因素研究

[目的]为探索加热状态下烟草颗粒热解和烟气释放规律.[方法]采用导热系数测试仪、热分析仪(TGA)和锥形量热仪(CONE)表征分析了甘油添加量、水分含量以及粒径对烟草颗粒导热特性、热解过程和烟气释放特性的影响.[结果](1)样品导热系数随水分和甘油含量的增加以及粒径减小整体上呈现不同程度的上升趋势,不同水分与甘油含量样...     

石墨消解-电感耦合等离子体质谱法测定烟用香精中的重金属

[目的]优化和建立石墨消解-电感耦合等离子体质谱联用的方法测定烟用香精中的重金属.[方法]选择自主设计的新型消解罐,研究不同消化温度、不同消解液用量对样品消化的影响,将优化结果与微波消解-电感耦合等离子体质谱联用法对比检出限、定量限、加标回收率、RSD.并依据GB/T 27417—2017《合格评定化学分析方法确认和验...     

外源添加肉桂醛提高烟草幼苗抵御盐胁迫机理的研究

  目的  为了探究添加肉桂醛对Na₂SO₄胁迫下烟草幼苗生长的影响机制。  方法  以烤烟K326为材料,在烟草幼苗期用不同浓度的Na₂SO₄和肉桂醛进行处理,结合烟草幼苗根系发育状况、活性氧含量、抗氧化酶活性及相关基因表达量等指标进行分析。  结果  Na₂SO₄浓度越高,对烟草生长的抑制作用越明显,烟苗根系发育越缓慢,H₂O₂积累越多;75 mmol/L Na₂SO₄胁迫下,0~25 μmol/L肉桂醛可以促进烟草幼苗根系生长,降低H₂O₂和MDA含量,诱导降低SOD和POD的酶活,提高CAT酶活,从而提高幼苗的抗氧化能力,增强烟苗的抗盐能力。  结论  在烟草幼苗阶段,20 μmol/L的肉桂醛可以有效提高烟草幼苗对75 mmol/L Na₂SO₄的抵抗能力,主要通过促进根系发育,调节活性氧含量,诱导抗氧化物质活性变化,缓解盐胁迫的抑制作用。