- This topic is empty.
-
Posts
-
Pilot Test Design
● Project Title:
Pilot Study on Low-Temperature Carbonization of Rice Husk in Ceramic Spherical Composites
1. Objective
To evaluate whether rice husk mixed with ceramic clay and diatomite can be thermally converted into biochar inside spherical composite forms when heated at low temperatures (200–300°C) without complete combustion.
The test also aims to examine:
-
Structural stability of the spheres
-
Carbon retention
-
Porosity and absorbency
-
Potential agricultural or aquaculture applications
2. Test Overview
Item Description Location Existing brick or ceramic factory or test kiln facility Test Sample Spherical composites made from rice husk, clay, and diatomite Process Air-dried and then heated at 200–300°C for various durations Heating Equipment Electric kiln or convection oven Evaluation Carbonization level, structural strength, porosity, thermal stability
3. Material Composition (Example)
Material Ratio (%) Rice Husk (raw, unpyrolyzed) 40% Ceramic Clay 30% Diatomite 20% Natural Binder (starch or compost-water mix) 10% Formed into spherical shapes with diameters between 3–5 cm.
4. Heating Conditions
Group Temperature Duration Purpose A 200°C 2 hrs Observe initial carbonization behavior B 250°C 3 hrs Evaluate partial carbonization and strength C 300°C 4 hrs Examine biochar quality and internal structure D (Control) 500°C 1 hr Reference for high-temperature biochar production
5. Analysis Items and Methods
Parameter Method Carbonization Assessment Visual inspection, SEM cross-section imaging Fixed Carbon Content Thermogravimetric Analysis (TGA) Porosity Measurement Mercury Intrusion Porosimetry or BET analysis Compressive Strength Mechanical compression tester Water Absorption Moisture absorption tests Odor and Emissions Visual/gas sensor monitoring during heating Biological Safety pH analysis and VOC checks
6. Expected Outcomes
-
Rice husk inside the spheres will carbonize (biochar) rather than combust if oxygen is limited.
-
Structural integrity will be sufficient for agricultural soil improvement or aquaculture substrate.
-
Ceramic/brick kilns can be utilized for low-temperature production with minimal modification.
-
Validated process may lead to upscaled pilot production in rural regions.
Thiết kế thử nghiệm thực tế
● Tên dự án:
Nghiên cứu thí điểm về quá trình carbon hóa ở nhiệt độ thấp của trấu trong hỗn hợp cầu gốm
1. Mục tiêu
Đánh giá khả năng chuyển hóa trấu chưa carbon hóa thành biochar khi được trộn với đất sét gốm và đất tảo (diatomite), sau đó sấy và gia nhiệt ở nhiệt độ thấp (200–300°C) mà không bị cháy hoàn toàn.
Đồng thời, kiểm tra:
-
Độ bền cơ học của viên cầu
-
Mức độ giữ lại carbon
-
Độ xốp và khả năng hút nước
-
Khả năng ứng dụng trong nông nghiệp hoặc nuôi trồng thủy sản
2. Tổng quan thử nghiệm
Hạng mục Nội dung Địa điểm Nhà máy gạch/ngói hoặc xưởng gốm hiện có, hoặc lò thử nghiệm Mẫu thử Viên cầu làm từ hỗn hợp trấu, đất sét và diatomite Quy trình Sấy khô và gia nhiệt trong khoảng 200–300°C với thời gian khác nhau Thiết bị gia nhiệt Lò điện hoặc lò đối lưu nhiệt Nội dung đánh giá Mức độ carbon hóa, độ bền, cấu trúc xốp, khả năng chịu nhiệt
3. Thành phần và tỷ lệ pha trộn (ví dụ)
Nguyên liệu Tỷ lệ (%) Trấu (chưa carbon hóa) 40% Đất sét gốm 30% Đất tảo (diatomite) 20% Chất kết dính tự nhiên (tinh bột hoặc hỗn hợp nước-phân hữu cơ) 10% Tạo hình dạng cầu, đường kính khoảng 3–5 cm.
4. Điều kiện gia nhiệt
Nhóm Nhiệt độ Thời gian Mục đích A 200°C 2 giờ Quan sát quá trình carbon hóa ban đầu B 250°C 3 giờ Đánh giá carbon hóa một phần và độ bền C 300°C 4 giờ Phân tích chất lượng biochar và cấu trúc vi mô D (Đối chứng) 500°C 1 giờ So sánh với biochar sản xuất ở nhiệt độ cao
5. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp
Thông số Phương pháp Mức độ carbon hóa Quan sát, chụp cắt lớp SEM Hàm lượng carbon cố định Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) Độ xốp Phương pháp xâm nhập thủy ngân hoặc phân tích BET Độ bền cơ học Thử nghiệm nén Khả năng hút nước So sánh độ ẩm trước/sau Mùi và khí phát thải Giám sát cảm biến khí trong quá trình nung An toàn sinh học Kiểm tra pH và khí VOC
6. Kết quả kỳ vọng
-
Trấu bên trong viên cầu sẽ carbon hóa thành biochar thay vì bị cháy nếu hạn chế được oxy.
-
Viên cầu đạt độ bền và độ xốp phù hợp để dùng làm chất cải tạo đất hoặc vật liệu nền cho vi tảo trong mô hình blue carbon.
-
Có thể tận dụng lò nung hiện có của các nhà máy gạch/ngói hoặc xưởng gốm mà không cần đầu tư lớn.
-
Cung cấp nền tảng kỹ thuật cho sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ tại các vùng nông thôn.
실증 테스트 설계서
● 과제명:
왕겨-점토-규조토 혼합 구형체의 저온 탄화 실증 시험
1. 시험 목적
-
왕겨, 도자기 점토, 규조토 혼합체를 저온(200–300°C)에서 가열하였을 때,
-
구형 내부 왕겨가 연소되지 않고 바이오차로 전환되는지 여부 평가
-
구형체의 기계적 안정성, 기공 구조, 흡수력, 탄소 보존율 등 기능성 분석
-
2. 시험 개요
항목 내용 시험 장소 기존 벽돌/도자기 제조 공장 (또는 실험용 소형 가마) 시험 대상 왕겨-점토-규조토 혼합 성형체 (구형) 시험 방식 건조 후, 200–300°C에서 1–4시간 가열 가열 장비 전기식 저온 가마 또는 컨벡션 오븐 측정 항목 중량 변화, 탄소 함량, 기공률, 강도, 표면/단면 관찰 등
3. 재료 구성 및 배합비 (예시)
재료 비율 (%) 왕겨 (생물성 원료) 40% 점토 (도자기용) 30% 규조토 (다공성 보조제) 20% 천연 바인더 (전분 또는 소량 물+퇴비) 10% ※ 구형 성형 후 지름 약 3~5cm로 제작
4. 가열 조건
그룹 가열 온도 가열 시간 목적 A 200°C 2시간 탄화 반응 개시 여부 확인 B 250°C 3시간 탄화 및 기계적 안정성 비교 C 300°C 4시간 탄화 수준, 미세구조 확인 D 대조군 (500°C) 1시간 고온 탄화 기준 비교
5. 분석 항목 및 방법
항목 분석 방법 연소/탄화 여부 육안 관찰 및 SEM 분석 (단면 관찰) 고정탄소 함량 TGA (열중량분석기) 기공률 수은 침투법 또는 BET 분석 기계적 강도 압축 시험기 수분 흡수율 함수율 측정 후 비교 냄새 및 가스 발생 가열 중 배출 가스 관찰 생물학적 안전성 pH 및 유해 가스 여부 확인
6. 기대 결과
-
왕겨가 고온에서 연소되지 않고, 점토 및 규조토 혼합으로 밀폐되어 부분 탄화(biochar화) 되어 있음이 확인될 것
-
구형체의 내구성과 기공 구조가 토양 개량제 및 블루카본 응용에 적합한지 판단 가능
-
벽돌 공장 또는 도자기 공장의 기존 건조 및 저온 가마 활용 가능성 확인
-
- You must be logged in to reply to this topic.