一种利用盐差能反电渗析的发电装置制造方法及图纸

一种利用盐差能反电渗析的发电装置，包括设置的多个独立盐水腔室和淡水腔室以及阳电极室和阴电极室，所述盐水腔室和淡水腔室交替设置，所述发电装置的两端分别设置有阳电极室和阴电极室，所述盐水腔室和淡水腔室之间通过交换膜隔离开来，所述盐水腔室底部设置有经过滤器过滤的海水入口，所述淡水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的淡水入口，所述阳电极室和阴电极室的侧面中下部连通有电极水入口，所述电池的阴阳极再通过导线连接上蓄电装置，所述腔室上还设置有电极水回收装置和气体回收装置，加入了淡海水过滤装置、气体回收装置及电极水回收装置，延长了膜的寿命，减少对环境的污染和加大排气排水的再利用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电领域，具体涉及一种利用盐差能反电渗析的发电装置。
技术介绍
盐差，也称浓差。盐差能就是指咸水与淡水之间或者不同盐浓度的水之间的化学差异能——化学电位差能。它以化学能的形式存在，是一种能量密度很大的可再生蓝色海洋能源。全球各大河流的入海口亦即咸淡水交汇处都有丰富的盐差能，另外，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以产生盐差能。通常盐度为3. 5%的海水与河水之间约有相当于240m水头差的能量密度。专家估计，世界各河流区域可供开发利用的盐度差能量可达2. 6TW，我国可供利用的有0. 1TW。据统计，我国沿海江河每年的入海径流量约为1.7X1012 1.8X1012m3， 其中主要江河的年入海径流量约为I. 5X IO12 I. 6X1012m3，沿海盐差能资源蕴藏量约为3. 9X IO18J,理论功率约为1.25X10nW。其中长江口及以南的大江河口沿海的资源量占全国总量的92. 5%，理论功率估计为0. 86X 10nKW。特别是长江入海口的流量2. 2X104m3/s,可以发电5.2X1(TW。另外，我国青海省等地也有不少内陆盐湖可以利用。利用盐差能进行发电，是将咸淡水交汇水域所拥有的巨大的盐度差能利用起来转换为有效电能，既不会破坏环境和海洋生态系统，也不用筑坝或在河床安置涡轮机，更不会妨碍船舶的正常运营管理。如果这一技术得以实现并广泛应用，将对全球的能源政策产生巨大的影响。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种利用盐差能反电渗析的发电装置，对环境零排放、零污染，蕴藏范围广(河流入海口)，能量密度大，工作时间长。为达到上述目的，本技术的技术方案如下一种利用盐差能反电渗析的发电装置，包括设置的多个独立盐水腔室和淡水腔室以及阳电极室和阴电极室，所述盐水腔室和淡水腔室交替设置，所述发电装置的两端分别设置有阳电极室和阴电极室。所述盐水腔室和淡水腔室之间通过交换膜(下文详细介绍了交换膜的类型一所述交换膜包括阳离子交换膜和阴离子交换膜。这属于专利撰写的一种策略)隔离开来。所述盐水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的海水入口，所述淡水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的淡水入口，所述阳电极室和阴电极室的侧面中下部连通有电极水入口。所述交换膜包括阳离子交换膜和阴离子交换膜。所述发电装置通过导线将阳离子交换膜与阳离子交换膜相连，阴离子交换膜与阴离子交换膜相连，电池的阴阳极再通过导线连接上蓄电装置。所述腔室上还设置有电极水回收装置和气体回收装置。所述阳极采用二氧化锰纳米棒。通过上述技术方案，本技术的有益效果是由于本专利中加入了淡海水过滤装置、气体回收装置及电极水回收装置，延长了膜的寿命，减少对环境的污染和加大排气排水的再利用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本技术的结构原理图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。一种利用盐差能反电渗析的发电装置，包括设置的多个独立盐水腔室和淡水腔室以及阳电极室和阴电极室，所述盐水腔室和淡水腔室交替设置，所述发电装置的两端分别设置有阳电极室和阴电极室。所述盐水腔室和淡水腔室之间通过交换膜隔离开来。所述盐水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的海水入口，所述淡水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的淡水入口，所述阳电极室和阴电极室的侧面中下部连通有电极水入口。所述交换膜包括阳离子交换膜和阴离子交换膜。所述发电装置通过导线将阳离子交换膜与阳离子交换膜相连，阴离子交换膜与阴离子交换膜相连，电池的阴阳极再通过导线连接上蓄电装置。所述腔室上还设置有电极水回收装置和气体回收装置。所述阳极采用二氧化锰纳米棒。本专利利用的是由带电交换膜所分隔的海水与淡水之间的电位差。其中阳离子交换膜C只允许阳离子(主要是Na+)通过，阴离子交换膜A只允许阴离子(主要是CD通过。这两种交换膜交替排列，交换膜与交换膜之间分别充以海水和淡水；水中的阳离子透过交换膜流向阴极，阴离子透过交换膜流向阳极。阳极电极室中的中性电极水通过阳极表面的氧化反应维持，阴极电极室中的中性电极水通过阴极表面的还原反应维持。为了滤掉水中的生物淤塞和泥沙等，设置了过滤器对淡水、海水进行预处理，从而延长交换膜的工作寿命，提高交换膜的工作效率。膜技术是本专利的核心所在。阴阳离子交换膜材料要求对相应的离子有高选择透过性和高导电率。不过这种离子交换膜的使用寿命长(大约10年)，而且即使膜稍有破裂也不会给整个电池带来严重影响，例如300个腔室组成的系统中有一个膜损坏，输出电压仅减少0. 3%。淡水和海水进入交换膜腔室后，Na+通过阳离子交换膜，CF通过阴离子交换膜，使得交换膜腔室中海水的盐浓度减小，而淡水的盐浓度增大，海水、淡水变成一定盐浓度的微咸水，微咸水经管路排出。同时淡水、海水以一定的速度保持不间断地排进膜腔室，保证交换膜的工作效率达到最优。装置的两端是电极室，阳极电极室中发生氧化反应以维持电极水的中性，阴极电极室中发生还原反应以维持电极水的中性。电极水经过氧化反应、还原反应后分别在阳极电极室中产生Cl2 (丨)、H2(丨)，这两种气体通过回收装置予以回收利用。电极水长久使用后可以经排出管路排至电极水回收装置中并进行相关处理，同时新的电极水也可通过排进管路注入电极 室。有研究专家认为，为使装置产生最多的电流，在海水和淡水腔室设计时，交换膜腔室的长度和面积需要同时满足以下关系Ic = Kc^-(1) A = I-+(2) iPAE.v + Pcem c其中1。、Id别为海水、淡水膜腔室的长度I^kd分别为海水、淡水的电导率A为海水淡水膜腔室的使用面积、阴阳离子交换膜的使用面积PAEM、P-分别为阴、阳离子交换膜的面电阻由于Na+、Cl—的运动，阳极电极板上聚集了大量含负电离子，阴极电极板上聚集了大量含正电离子，用外导线将两个电极板连接起来，两个电极板间存在很大的电动势，导线中将形成电流。在导线上连接一个蓄电装置，可以将产生的电能储存起来，或直接将此电能应用于外部负载，如电灯、灯塔或船舶用电负载。本装置的电动势大小决定于所选用的阴阳离子交换膜的选择透过率、膜电位、试验中溶液的温度及稀浓溶液的活度，而溶液的活度只取决于溶液的浓度、温度以及溶液中溶剂的价态。因此确定了离子交换膜的型号、稀浓溶液的浓度和温度，就可以确定反电渗析电池装置的电动势。所以，本装置产生的电动势与溶液腔室的大小无关，只与离子交换膜的型号、溶液浓度和温度有关。由于电极对本装置的效率影响甚大，为提高效率，我们可以选择二氧化锰纳米棒作为电池的正电极材料，因为与其他材料相比，这种材料与钠离子作用的表面积会更大，而纳米棒则使得钠离子进出电极更为方便。另外，还可增加更多的阴阳离子交换膜，并将阳离子交换膜与阳离子交换膜连接起来，阴离子交换膜与阴离子交换膜连接起来，从而可串联多个电池，这样不但可以使装置产生更高的电压，还可以减少电极的腐蚀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用盐差能反电渗析的发电装置，其特征在于，包括设置的多个独立盐水腔室和淡水腔室以及阳电极室和阴电极室，所述盐水腔室和淡水腔室交替设置，所述发电装置的两端分别设置有阳电极室和阴电极室。

【技术特征摘要】
1.一种利用盐差能反电渗析的发电装置，其特征在于，包括设置的多个独立盐水腔室和淡水腔室以及阳电极室和阴电极室，所述盐水腔室和淡水腔室交替设置，所述发电装置的两端分别设置有阳电极室和阴电极室。2.根据权利要求I所述的一种利用盐差能反电渗析的发电装置，其特征在于，所述盐水腔室和淡水腔室之间通过交换膜隔离开来。3.根据权利要求I所述的一种利用盐差能反电渗析的发电装置，其特征在于，所述盐水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的海水入口，所述淡水腔室侧面中下部设置有经过滤器过滤的淡水入口，所述阳电极室和阴电极室的侧面中下部连通有电极水入口。4.根据权利要求I所述的一种利用盐差能反电渗析的发电装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨捷，沈福龙，刘海峰，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：实用新型
国别省市：