我国生物质资源储量丰富、分布广泛。但是,大部分生物质或常年堆积,占用大量良田,或就地焚烧,浪费严重且造成环境污染。本文对典型生物质提取二氧化硅的反应控制机理及其实验进行了研究,主要研究内容包括:生物质提取二氧化硅的可行性与经济性研究、获取含高活性二氧化硅生物质灰的生物质燃烧前处理(干燥)及其颗粒燃烧反应控制研究、生物质作为电厂燃料燃烧后得到的活性灰制取水合二氧化硅的工艺参数影响及活性灰中二氧化硅提取的动力学特性研究。本文主要工作包括以下几个方面:利用改进的Harrion方法,将四种生物质(稻壳、玉米秸秆、稻秸和豆秸)完全氧化。采用傅里叶光谱分析、扫描电镜和透射电镜等方法分析四种生物质中所含硅的形态、结构以及含量等参数,得出结论:稻壳、稻秸、玉米秸秆都可以作为提取二氧化硅的原材料,而豆秸内的二氧化硅含量较少,可以忽略不计;其中稻壳是四种生物质中提取二氧化硅(用来制取水合二氧化硅)最经济的原材料。对适于利用其灰提取二氧化硅的生物质(以稻壳为例)进行干燥实验,研究干燥特征;从干燥过程中湿分扩散的角度对传质规律进行分析,建立干燥动力学模型,利用扩散方程根据实验数据求出有效湿分扩散系数等参数,得到相应的动力学模型。生物质根据干燥特征及动力学特性干燥后,将生物质的燃烧分为三个主要阶段:预热(初始预热阶段和热解前预热阶段)、热解、炭转化,建立生物质颗粒燃烧反应控制模型并进行数值分析。控制燃烧反应条件,利用模型预测得到稻壳燃烧转化时间与二氧化硅提取效率的关系曲线,与实验得到的稻壳燃烧转化时间与二氧化硅提取效率的关系曲线比较,验证模型的有效性。以生物质电厂活性灰(含有活性二氧化硅的生物质灰)为原料,采用碱煮沉淀法制取水合二氧化硅。分析提取二氧化硅过程中的各种影响因素,得出制取水合二氧化硅的优化方案。检测该方案得到的产品性能,结果显示产品性能优于国家标准HG/T3061(2009)。采用二阶速率法,对不同的因素在二氧化硅提取过程中提取作用的显著性及提取动力学特性进行了研究。对生物质前处理(干燥)的研究以及建立保证二氧化硅高活性的生物质燃烧反应控制模型,可以指导有利于生物质中二氧化硅提取的燃烧设备设计、制造及运行。而碱煮沉淀法制取水合二氧化硅以及对生物质活性灰中二氧化硅提取反应动力学的研究,指导了鹤岗万源生物质电厂稻壳灰制取水合二氧化硅的工业化生产,年处理稻壳灰1.2万吨,年产5000吨优质水合二氧化硅。