典型生物質提取二氧化硅的反應控制機理及其實驗研究.pdf

1、我國生物質資源儲量豐富、分布廣泛。但是，大部分生物質或常年堆積，占用大量良田，或就地焚燒，浪費嚴重且造成環(huán)境污染。本文對典型生物質提取二氧化硅的反應控制機理及其實驗進行了研究，主要研究內容包括：生物質提取二氧化硅的可行性與經(jīng)濟性研究、獲取含高活性二氧化硅生物質灰的生物質燃燒前處理（干燥）及其顆粒燃燒反應控制研究、生物質作為電廠燃料燃燒后得到的活性灰制取水合二氧化硅的工藝參數(shù)影響及活性灰中二氧化硅提取的動力學特性研究。
　　本文主要

2、工作包括以下幾個方面：
　　利用改進的Harrion方法，將四種生物質（稻殼、玉米秸稈、稻秸和豆秸）完全氧化。采用傅里葉光譜分析、掃描電鏡和透射電鏡等方法分析四種生物質中所含硅的形態(tài)、結構以及含量等參數(shù)，得出結論：稻殼、稻秸、玉米秸稈都可以作為提取二氧化硅的原材料，而豆秸內的二氧化硅含量較少，可以忽略不計；其中稻殼是四種生物質中提取二氧化硅（用來制取水合二氧化硅）最經(jīng)濟的原材料。
　　對適于利用其灰提取二氧化硅的生物質（以稻

3、殼為例）進行干燥實驗，研究干燥特征；從干燥過程中濕分擴散的角度對傳質規(guī)律進行分析，建立干燥動力學模型，利用擴散方程根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求出有效濕分擴散系數(shù)等參數(shù)，得到相應的動力學模型。生物質根據(jù)干燥特征及動力學特性干燥后，將生物質的燃燒分為三個主要階段：預熱（初始預熱階段和熱解前預熱階段）、熱解、炭轉化，建立生物質顆粒燃燒反應控制模型并進行數(shù)值分析。控制燃燒反應條件，利用模型預測得到稻殼燃燒轉化時間與二氧化硅提取效率的關系曲線，與實驗得到的稻殼

4、燃燒轉化時間與二氧化硅提取效率的關系曲線比較，驗證模型的有效性。
　　以生物質電廠活性灰（含有活性二氧化硅的生物質灰）為原料，采用堿煮沉淀法制取水合二氧化硅。分析提取二氧化硅過程中的各種影響因素，得出制取水合二氧化硅的優(yōu)化方案。檢測該方案得到的產(chǎn)品性能，結果顯示產(chǎn)品性能優(yōu)于國家標準HG/T3061(2009)。采用二階速率法，對不同的因素在二氧化硅提取過程中提取作用的顯著性及提取動力學特性進行了研究。
　　對生物質前處理（干