反電滲析法海洋鹽差能發(fā)電過程研究.pdf

1、世界人口的不斷增長導(dǎo)致人類對能源的需求量也在不斷的增加，迫使我們開發(fā)和利用環(huán)境友好和可再生的新能源。鹽差能是存在于海水和淡水之間或者兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)位差能，是以化學(xué)能形態(tài)存在的海洋能。反電滲析法是一種利用鹽差能發(fā)電的方法，相比于其他方法，具有更高的能量密度。本文研究了反電滲析海洋鹽差能發(fā)電過程，建立了該過程的數(shù)學(xué)模型，并考察了不同的操作參數(shù)例如流速、進(jìn)料濃度和隔板厚度對其發(fā)電性能的影響。
　　利用建立的反電滲析器模

2、型，模擬了海水和河水進(jìn)料的反電滲析（reverse electrodialysis，RED）過程中進(jìn)料流速、隔板厚度、最優(yōu)長度等設(shè)計(jì)參數(shù)對反電滲析器的功率密度和能量效率的影響。結(jié)果表明，進(jìn)料流速的變化會影響膜兩側(cè)的離子的傳質(zhì)過程，會對濃室和淡室中的溶液濃度分布產(chǎn)生影響，較大流速使得膜和溶液交界處的離子濃度保持基本不變，流速升高，RED系統(tǒng)輸出的功率密度升高，而泵的動力消耗也在升高，當(dāng)流速在100 mm/s時(shí)RED的凈輸出功率有最大值，減

3、小隔板厚度可以很大程度地提高反電滲析過程的功率密度和能量效率，增加RED裝置的長度會獲得的較高的能量效率，但是平均功率密度有所降低。
　　研究了反滲透海水淡化副產(chǎn)的濃海水和海水一起用于反電滲析發(fā)電過程，研究了淡水回收率、分級操作、離子交換膜的選用對反電滲析器發(fā)電性能的影響。結(jié)果表明，選用高濃度的海水進(jìn)料可以提高反電滲析器的輸出功率，分級進(jìn)料可以將RED的能量效率由25.83％提高到53.57%，低電阻和高選擇透過性的離子交換膜有利