壓力延滯滲透技術(shù)在產(chǎn)能過(guò)程中的影響因素研究.pdf

1、當(dāng)前世界能源結(jié)構(gòu)中化石燃料約占80％的比重，是極為重要的能源物質(zhì)。但化石燃料的儲(chǔ)量有限且不可再生，據(jù)美國(guó)地質(zhì)局估計(jì)，全世界石油還能還能維持約200年，而天然氣則可能在80年內(nèi)枯竭。此外，化石燃料的過(guò)度使用會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞，溫室效應(yīng)、酸雨和霧霾等環(huán)境問(wèn)題都與之相關(guān)。為了應(yīng)對(duì)上述情況，必須研究并開(kāi)發(fā)出可替代化石燃料的新型可再生綠色能源。鹽差能是不同濃度的溶液混合時(shí)產(chǎn)生的能量，與太陽(yáng)能和風(fēng)能相比，受氣象條件和地理?xiàng)l件影響小，能夠持續(xù)發(fā)電

2、，并且在海洋中儲(chǔ)量巨大，近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。
　　壓力延滯滲透（Pressure retarded osmosis, PRO）是一種利用鹽差能進(jìn)行產(chǎn)能的新型膜工藝，選擇透過(guò)性膜是其核心部件。在本文研究的第一部分，首先利用多種技術(shù)對(duì) PRO中采用的三醋酸纖維素?zé)o紡布膜（CTA-NW膜）進(jìn)行了一系列表征，得到其表面形貌、截面形貌、化學(xué)基團(tuán)、親水性和孔徑等信息，論證其能應(yīng)用于壓力延滯滲透過(guò)程的可能性；之后再通過(guò)反滲透（RO）試驗(yàn)對(duì)CT

3、A-NW膜的鹽水分離性能和承壓性能進(jìn)行測(cè)試，得到其水的透過(guò)系數(shù)和鹽的透過(guò)系數(shù)，以及膜性能在不同壓力條件下的變化規(guī)律，為之后的理論研究和實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定提供條件；最后，根據(jù)PRO與正滲透（FO）的相關(guān)性，由FO水通量模型得到PRO的水通量模型，從理論上分析濃差極化現(xiàn)象對(duì)壓力延滯滲透性能的影響。
　　在本文研究?jī)?nèi)容的第二部分，以不同濃度的氯化鈉溶液為原料液和汲取液，發(fā)現(xiàn)膜活性層朝向原料液（AL-DS）、增加汲取液濃度、降低原料液濃度、提

4、高流速和溫度等都有利于PRO過(guò)程中水通量和能量密度的提高。由于不同條件對(duì)PRO效果的影響實(shí)質(zhì)是對(duì)滲透過(guò)程中內(nèi)部濃差極化（ICP）強(qiáng)度的影響，而濃差極化的強(qiáng)度可以由膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)（S）體現(xiàn)，所以可以通過(guò)對(duì)S值的計(jì)算，直觀看到各影響因素對(duì)濃差極化的影響程度：S值越大則濃差極化現(xiàn)象越嚴(yán)重，膜對(duì)水的傳質(zhì)阻力越大，水通量越小，產(chǎn)能密度越小。通過(guò)理論公式計(jì)算膜在不同條件下的擴(kuò)散系數(shù)（D），再進(jìn)一步推算出膜結(jié)構(gòu)參數(shù) S，以 S值對(duì)實(shí)驗(yàn)中膜對(duì)水的傳質(zhì)阻力