盐度差能资料.doc

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气压力
的原理研究出来的：使水蒸发并在盐水中冷凝，利用蒸气气流使涡轮机转动。这种过程
会使涡轮机的工作状态类似于开式海洋热能转换电站。这种方法所需要的机械装置的成
本也与开式海洋热能转换电站几乎相等。但是，这种方法在战略上不可取，因为它消耗
淡水，而海洋热能转换电站却生产淡水。盐差能的研究结果表明，其他形式的海洋能比
盐差能更值得研究开发。
据估计世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。我国的盐差能估计为1
．1X108kW，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(35‰。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电。
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、蒸汽气压式和机械—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。目前提出的渗透压式盐差能转换方法主要有水压塔渗压系统和强力渗压系统两种。
    我国海域辽阔，海岸线漫长，人海的江河众多，人海的径流量巨大，在沿岸各江河人海口附近蕴藏着丰富的盐差能资源。据统计我国沿岸全部江河多年平均人海径流量约为1.7×1012～1.8×1012m3，各主要江河的年入海径流量约为1.5×1012一1.6×1012 m3，据计算，我国沿岸盐差能资源蕴藏量为3.9×1015kJ，理论功率约为1.25×108kW。
    我国盐差能资源有以下特点。
    ①地理分布不均。长江口及其以南的大江河口沿岸的资源量占全国总量的92.5％，理论功率为0.86×108kW。
    ②沿海大城市附近资源最富集，特别是上海和广州附近的资源量分别占全国资源量的59.2％和20％。
③资源量具有明显的季节性变化和年际变化。一般汛期4～5个月的资源量占全年的60％以上，长江占70％以上，珠江占75％以上。

科学家经过周密的计算后发现在１７℃时，如果有１摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去，就会释放出５５００焦的能量来，科学家由此设想：只要有大量浓度不同的溶液可供混合，就将会释放出巨大的能量来。经过进一步计算还发现，如果利用海洋盐分的浓度差来发电，它的能量可排在海洋波浪发电能量之后，比海洋中的潮汐和海流的能量都要大。
编辑本段作用
　　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、蒸汽压式和机械一化学式等，其中渗透压式方案最受重视。将一层半渗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。
编辑本段利用设想
　　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气压力的原理研究出来的：使水蒸发并在盐水中冷凝，利用蒸气气流使涡轮机转动。这种过程会使涡轮机的工作状态类似于开式海洋热能转换电站。这种方法所需要的机械装置的成本也与开式海洋热能转换电站几乎相等。但是，这种方法在战略上不可取，因为它消耗淡水，而海洋热能转换电站却生产淡水。盐差能的研究结果表明，其他形式的海洋能比盐差能更值得研究开发。
　　据估计世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。我国的盐差能估计为1．1X108kW，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。