盐度差能资料.docVIP

盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。主要存在于河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。通常，海水（3.5%盐度）和河水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度，这种位差可以利用半渗透膜（水能通过，盐不能通过）在盐水和淡水交接处实现。利用这一水位差就可以直接由水轮发电机发山 全世界海洋盐差能的理论估算值为10kW量级，我国的盐差能估计为1.1×I08kW，主要集中在各大江河的出海处。同时，我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。 盐差能的利用主要是发电。其基本方式是将不同盐浓度的海水之间的化学电位差能转换成水的势能，再 利用水轮机发电，具体主要有渗透压式、蒸汽压式和机协化学式等，其中渗透压式方案最受重视： 将一层半透膜放在不同盐度的两种海水之间，通过这个膜会产生一个压力梯度，迫使水从盐度低的一侧 通过膜向盐度高的一侧渗透，从而稀释高盐度的水，直到膜两侧水的盐度相等为止。此压力称为渗透压，它与 海水的盐浓度及温度有关。下面介绍两种渗透压式盐差能转换方法。 2．5．1水压塔渗透压系统 水压塔渗透压系统主要由水压塔、半透膜、海水泵、水轮机一发电机组等组成。其中水压塔与淡水问由半 透膜隔开，而塔与海水之间通过水泵连通）系统的工作过程如下：先由海水泵向水压塔内充入海水。伺时，由 于渗透压的作用，淡水从半透膜向水压垮内渗透，使水压塔内水位上升。当塔内水位上升到一定高度后，便从 塔顶的水槽溢出，冲击水轮机旋转，带动发电机发电。为了使水压塔内的海水保持一定的盐度、必须用海水泵 不断向塔内打入海水，以实现系统连续工作，扣除海水泵等的动力消耗，系统的总效率约为20％左右。 2．5．2强力渗压系统 强力系统的能量转换方法是在河水与海水之间建两座水坝分别称为前坝和后坝，并在两水坝之间挖一 低于海平面约200m的水库。前坝内安装水轮发电机组，使河水与低水库相连，而后坝底部则安装半透膜渗 流器，使低水库与海水相通。系统的工作过程为：当河水通过水轮机流入低水库时，冲击水轮机旋转并带动发 电机发电。同时，低水库的水通过半透膜流入海中，以保持低水库与河水之间的水位差。理论上这一水位差 可以达到240m。但实际上要在比此压差小很多时，才能使淡水顺利通过透水而不透盐的半透膜直接排人海 中。此外，薄膜必须用大量海水不断地冲洗才能将渗透过薄膜的淡水带走，以保持膜在海水侧的水的盐度，使 发电过程可以连续。 渗透压式盐差能发电系统的关键技术是膜技术和膜与海水介面间的流体交换技术。 4．盐差能盐差能是以化学能形态出现的海洋能。地球上的水分为两大类：淡水和咸水。全世界水的总储量为1.4X109km3，其中97.2％为分布在大洋和浅海中的咸水。在陆地水中，2.15％为位于两极的冰盖和高山的冰川中的储水，余下的0.65％才是可供人类直接利用的淡水。海洋的咸水中含有各种矿物和大量的食盐，1km3的海水里即含有3600万t食盐。在淡水与海水之间有着很大的渗透压力差（相当于240m的水头）。从理论上讲，如果这个压力差能利用起来，从河流流入海中的每立方英尺的淡水可发0.65kw·h的电。一条流量为1m3／s的河流的发电输出功率可达2340kw。从原理上来说，可通过让淡水流经一个半渗透膜后再进入一 个盐水水池的方法来开发这种理论上的水头。如果在这一过程中盐度不降低的话，产生的渗透压力足可以将水池水面提高240m，然后再把水池水泄放，让它流经水轮机，从而提取能量。从理论上来说，如果用很有效的装置来提取世界上所有河流的这种能量，那么可以获得约2.6TW的电力。更引人注目的是盐矿藏的潜力。在死海，淡水与咸水间的渗透压力相当于5000m的水头，而大洋海水只有240m的水头。盐穹中的大量干盐拥有更密集的能量。利用大海与陆地河口交界水域的盐度差所潜藏的巨大能量一直是科学家的理想。在本世纪70年代，各国开展了许多调查研究，以寻求提取盐差能的方法。实际上开发利用盐度差能资源的难度很大，上面引用的简单例子中的淡水是会冲淡盐水的，因此，为了保持盐度梯度，还需要不断地向水池中加入盐水。如果这个过程连续不断地进行，水池的水面会高出海平面240m。对于这样的水头，就需要很大的功率来泵取咸海水。目前已研究出来的最好的盐差能实用开发系统非常昂贵。这种系统利用反电解工艺（事实上是盐电池）来从咸水中提取能量。根据1978年的一篇报告测算，投资成本约为50000美元／kw。也可利用反渗透方法使水位升高，然后让水流经涡轮机，这种方法的发电成本可高达10～14美元／kw·h。 还有一种技术可行的方法是根据淡水和咸水具有不同蒸