CN101810165A - 一种无烟蚊香白坯及其制备方法 - Google Patents

一种无烟蚊香白坯及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无烟蚊香白坯及其制备方法。本发明无烟蚊香白坯含有如下组分：污泥碳粉、木碳粉、KNO3、淀粉或羧甲基纤维素钠、艾叶粉。本发明无烟蚊香白坯的制备方法包括如下步骤：(1)将热解所得的污泥碳碳磨碎过筛得到碳粉；(2)将助燃剂和粘合剂溶解于水，搅拌混匀；(3)将碳粉与步骤(2)所得的助燃剂-粘合剂混合，搅拌成糊状；(4)将糊状物置于模型中，压实、脱模、干燥，得到无烟蚊香白坯。本发明无烟蚊香白坯利用污泥碳和其中的无机物作为燃烧剂和阻燃剂，不仅为污泥碳的资源化利用提供了一条新的途径，也减少了蚊香工业大量砍伐森林，对环境保护具有重要意义。

Description

一种无烟蚊香白坯及其制备方法
技术领域
本发明涉及蚊香的制备领域，具体涉及一种无烟蚊香白坯及其制备方法。
背景技术
市政污泥是生活污水的处理过程中分离出的固体物质。这些固体物质可能是污水中早已在的，如各种自然沉淀池中截留的悬浮物质；也可能污水处理过程中转化形成的，如生物处理和化学处理过程中，由原来的溶解性物质和胶体物质转化而来的生物絮体和悬浮物质。但一般来说，城市污水处理厂的污泥属于有机污泥，其特点是有机物含量高(60~80％)，颗粒细(0.02~0.2mm)，密度小(1.002~1.006g/cm3)，成胶体结构，约占总处理水量的0.3~0.5％。污泥含水率和有机物含量高，容易腐烂发臭，可能形成严重的二次污染，
最近几年我国政府已加大了污水处理的投资力度，在污水治理方面有了长足的发展，研究出了许多污水处理新工艺、新技术，并建成了很多污水处理厂，提高了我国污水处理的总体水平，城市污水的处理量逐年增加，作为城市污水处理的副产物——城市污泥，年产量也急剧增加，如何妥善处置污水厂污泥，并将其作为一种新的资源加以有效利用，已成为环保界深为关注的重大课题。
目前污泥资源化利用的途径之一是将污泥制备成活性碳，但由于污泥炭化产物中无机物较多，有时占到50％以上，吸附容量小，商业价值不大。因此，如何对污泥碳化产物进行深度资源化利用是一个有趣和富有挑战性的问题。
蚊香，自1880年发明至今已有100多年了，一直是家庭驱灭蚊虫的必备用品，它是将杀虫有效成份混合在木粉等可燃性材料中，然后让它在一定的时间里缓慢燃烧，将杀虫的有效成份挥散出来，当某空间里这样的有效成份达到一定浓度后，就能对蚊虫产生刺激、驱赶、麻痹、击倒及致死的作用。
现用蚊香是螺旋状，故称之为盘式蚊香，全长130厘米，一般可点燃7~8小时，在它后面6~8毫米处的温度在170℃左右，正好是蚊香中杀虫和香精有效成份所需的挥发温度。蚊香的基本制作工艺是把燃烧剂、粘合剂、阻燃剂和染料等混合物加水搅拌均匀再经捏合、挤坯、冲模、烘干制成蚊香坯(即白坯)，然后在白坯表面喷上杀虫剂就制成了蚊香。蚊香白坯的燃烧剂主要是炭粉、阻燃剂为粘土等，主要用于控制燃烧速度。
目前世界上，特别是在亚洲、非洲、拉美，超过世界人口2/3以上的人使用蚊香，我国更是世界上生产、使用、出口蚊香的大国，年产量超过100亿盘。以单盘蚊香15g，蚊香中含碳率70％来计算，则每年需要消耗超过1.05×105吨炭粉，从而就要砍伐大量的数目和竹子来满足要求。
发明内容
本发明的目的在于根据现有蚊香的成分及制备过程中存在的大量砍伐森林的缺陷，提供一种环保的无烟蚊香白坯。
本发明另一目的在于提供上述无烟蚊香白坯的制备方法。
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种无烟蚊香白坯，包括如下按重量百分数计的组分：污泥碳粉60~80％、木碳粉0~7％、KNO310~16.3％、淀粉10~20％或羧甲基纤维素2.3~3.7％、艾叶粉0~5.7％。
本发明无烟蚊香白坯是利用污泥碳和污泥无机物作为蚊香的两种主要成分：燃烧剂、阻燃剂和粘结剂。污泥炭化产物污泥碳主要由单质碳和无机物组成。由于一般污泥碳中的碳和无机物(主要为Fe、Al、Ca、Mg、K、Na的氧化物和硅酸盐)与市售的炭粉和典型的阻燃剂(粘土、硅藻土等)的组成有一定的差别，因此，本发明根据碳化产物的特性，调整了其他成分和添加剂，研制出不同品质的无烟环保蚊香。
本发明无烟蚊香白坯的制备方法包括如下步骤：(1)将热解所得的污泥碳磨碎过筛得到碳粉；(2)将KNO3、淀粉或羧甲基纤维素、艾叶粉与水混合，搅拌混匀；(3)将碳粉与步骤(2)所得的混合物混合，搅拌成糊状；(4)将糊状物置于模型中，压实、脱模、干燥，得到无烟蚊香白坯。
其中，所述污泥碳的制备方法包括如下步骤：将含水78wt％的市政污泥在105℃的烘箱中干燥24h后，置于可编程管式电阻炉中，在氮气的保护下，以30℃/min的升温速率升温至600℃，碳化30min，经自然冷却得到污泥碳。该污泥碳的干基燃烧份为53.2％，干基灰份为46.8％。
作为一种优选方案，本发明蚊香的制备方法中，步骤(1)中所述过筛是过100目筛。
作为一种优选方案，本发明蚊香的制备方法中，步骤(3)中所述干燥的温度为105℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明利用污泥碳作为燃烧剂，利用污泥碳中的无机物作为阻燃剂，配以其他组分制备蚊香白坯，不仅为污泥碳的资源化利用提供了一条新的途径，提高了污水处理的效率，降低了污水处理的难度；也避免蚊香工业大量砍伐森林，有利于环境保护。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
加入适量的水入6.0克淀粉和2.0克KNO3硝酸钾的混合物中，然后充分搅拌均匀。将12.0克100目以下的污泥碳加入上述混合物，然后搅拌成糊状。将糊状物置于模型中，压实，脱模，置于烘箱中于105℃下干燥成无烟蚊香白坯。该蚊香白坯硬度较大，不易捏碎，燃烧过程无烟。
实施例2
加入适量的水入2.0克淀粉和2.0克KNO3硝酸钾的混合物中，然后充分搅拌均匀。将16.0克100目以下的污泥碳加入上述混合物，然后搅拌成糊状。将糊状物置于模型中，压实，脱模，置于烘箱中于105℃下干燥成无烟蚊香白坯。该蚊香白坯易碎，燃烧过程无烟。
实施例3
加入适量的水入0.74克羧甲基纤维素和3.26克KNO3硝酸钾的混合物中，然后充分搅拌均匀。将16.0克100目以下的污泥碳加入上述混合物，然后搅拌成糊状。将糊状物置于模型中，压实，脱模，置于烘箱中于105℃下干燥成无烟蚊香白坯。该蚊香白坯产品较密实，不易碎，燃烧过程无烟。
实施例4
加入适量的水入0.5克羧甲基纤维素和3克KNO3硝酸钾的混合物中，然后充分搅拌均匀。将15.4克100目以下的污泥碳和1.1克艾叶粉加入上述混合物，然后搅拌成糊状。将糊状物置于模型中，压实，脱模，置于烘箱中于105℃下干燥成无烟蚊香白坯。该蚊香白坯产品较密实，不易碎，燃烧过程无烟并散发出艾草的香味。
实施例5
加入适量的水入0.6克羧甲基纤维素和3.0克KNO3硝酸钾的混合物中，然后充分搅拌均匀。将15.0克100目以下的污泥碳和1.4克木炭粉加入上述混合物，然后搅拌成糊状。将糊状物置于模型中，压实，脱模，置于烘箱中于105℃下干燥成无烟蚊香白坯。该蚊香白坯产品较密实，不易碎，燃烧过程无烟。
实施例6
加入适量的水入0.46克羧甲基纤维素和2.8克KNO3硝酸钾的混合物中，然后充分搅拌均匀。将14.2克100目以下的污泥碳、1.4克木炭粉和1.14克艾叶粉加入上述混合物，然后搅拌成糊状。将糊状物置于模型中，压实，脱模，置于烘箱中于105℃下干燥成无烟蚊香白坯。该蚊香白坯产品较密实，不易碎，燃烧过程无烟并散发出艾草的香味。

Claims (6)

1.一种无烟蚊香白坯，包括如下按重量百分数计的组分：污泥碳粉60~80％、木碳粉0~7％、KNO310~16.3％、淀粉10~20％或羧甲基纤维素2.3~3.7％、艾叶粉0~5.7％。
2.权利要求1所述无烟蚊香白坯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将热解所得的污泥碳磨碎过筛得到碳粉；(2)将KNO3、淀粉或羧甲基纤维素、艾叶粉与水混合，搅拌混匀；(3)将碳粉与步骤(2)所得的混合物混合，搅拌成糊状；(4)将糊状物置于模型中，压实、脱模、干燥，得到无烟蚊香白坯。
3.根据权利要求2所述无烟蚊香白坯的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述污泥碳的制备方法包括如下步骤：将含水78wt％的市政污泥在105℃的烘箱中干燥24h后，置于可编程管式电阻炉中，在氮气的保护下，以30℃/min的升温速率升温至600℃，碳化30min，经自然冷却得到污泥碳。
4.根据权利要求3所述无烟蚊香白坯的制备方法，其特征在于所述污泥碳的干基燃烧份为53.2％，干基灰份为46.8％。
5.根据权利要求2所述无烟蚊香白坯的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述过筛是过100目筛。
6.根据权利要求2所述无烟蚊香白坯的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述干燥的温度为105℃。
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