磁流體發電

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

　　磁流體發電是一種新型的高效發電方式，其定義為當帶有磁流體的等離子體橫切穿過磁場時，按電磁感應定律，由磁力線切割產生電；在磁流體流經的通道上安裝電極和外部負荷連接時，則可發電^[1]。

　　磁流體發電是一種高效、低污染的發電技術,相對於其他發電方式,磁流體發電具有輸出功率大、結構緊湊的優點,在短時、高功率電源領域運用有著不可替代的性能優勢^[2]。

　　磁流體發電的基本原理是根據法拉第電磁感應定律,讓具有一定電導率的高溫等離子氣體,以一定的速度通過與它相互垂直的磁場,切割磁力線而產生感應電動勢,從而產生電能。

　　(1)環保。磁流體發電雖然也使用煤炭、石油等燃料，但由於它使用的是細煤粉，而且高溫氣體還摻雜著少量的鉀、鈉和銫的化合物等，容易和硫發生化學反應．生成硫化物．在發電後回收這些金屬的同時也將硫回收了。所以這是一種低污染的煤氣發電技術。

　　(2)發電效率。磁流體發電的最大好處是可以大大提高發電效率。普通的火力發電．燃燒燃料釋放的能量中．只有20％變成了電能。而且，人們從理論上推算出．火力發電的效率提高到40％就已達到了極限。而用磁流體發電．可以將從磁流體發電管道里噴出來的廢氣，驅動另一臺汽輪發電機．形成組合發電裝置．這種組合發電的效率可以達到50％。如果解決好一些技術上的問題．發電效率還有望進一步提高到60％以上。

　　(3)直流系統。磁流體發電產生的是直流電。送電容量和穩定性是擴大交流系統的巨大障礙 直流系統可以穩定地輸送大功率的電力。而且．隨著半導體技術的發展．高電壓大電流的晶闡管也能製造出來。所以高電壓直流輸電可以很容易地實現

　　為了使磁流體具有足夠的電導率，需在高溫和高速下，加上鉀、銫等鹼金屬和加入微量鹼金屬的惰性氣體作為工質，以利用非平衡電離原理來提高電離度．前者直接利用燃燒氣體穿過磁場的方式為開環磁流體發電；後者通過換熱器將工質加熱後再穿過磁場為閉環磁流體發電．磁流體發電按工質的迴圈方式分為開式迴圈系統、閉式迴圈系統和液態金屬迴圈系統．

　　最簡單的開式磁流發電機由燃燒室、發電通道和磁體組成．工作過程是：在燃料燃燒後產生的高溫燃氣中，加入易電離的鉀鹽或鈉鹽，使其部分電離，經噴管加速，產生溫度達3000℃，速度達1000m／s的高溫高速導電氣體，導電氣體穿越置於強磁場中的發電通道，做切割磁力線的運動，感生出電流．

　　磁流體發電技術的改進及應用的技術特點是：設計合適的磁場通道，把電解質溶液經泵的加壓後，使其高速通過磁場通道，溶液中的正負離子相互分離，並可產生無離子的水．此技術適用於海水淡化及綜合利用、燒鹼生產和造紙廠污水處理，將污水中酸、鹼、可溶性鹽類物質與水進行分離，同時為處理的污水中提供離子態的氧，加速污水的凈化過程、淡水養殖業產生富氧水流、氫氣和氧氣製備、重金屬冶煉，利用重金屬鹽的水溶性和重金屬不易與水發生反應的特性，對重金屬鹽溶液進行處理，使重金屬原子沉集到磁場通道的一定區域併進行收集，達到冶煉的目的等方面．此技術與現有的蒸餾法、電滲析法、膜滲透法等海水淡化工藝相比，具有設備結構簡單、節省能源、效率高、綜合利用性強等優點．在水資源日益短缺的今天，此技術的運用有著極廣的發展前景和巨大的經濟效益．與燃煤磁流體發電技術相比，此技術有著本質的不同，運用領域廣，無污染。

　　燃煤磁流體發電技術也稱為等離子體發電，它是磁流體發電的一種典型應用．燃燒煤而得到的高溫等離子氣體以高速流過強磁場時，氣體巾的電子受磁力作用，沿著與磁力線垂直的方向流向電極，發出直流電，經直流逆變為交流送入交流電網．

　　磁流體發電本身的效率僅2O%左右，但由於其排煙溫度很高，從磁流體排出的氣體可送往一般鍋爐繼續燃燒成蒸汽，驅動汽輪機發電，組成高效的聯合迴圈發電，總的熱效率可達5O%～ 6O%，它是目前正在開發中的高效發電技術中最高的．同樣，它可有效地脫硫，有效地控制NO₂的產生，也是一種低污染的煤氣化聯合迴圈發電技術。

　　在磁流體發電技術中，高溫陶瓷不僅關係到在2000～3000K磁流體溫度下能否正常工作，而且涉及通道的壽命，也是燃煤磁流體發電系統能否正常工作的關鍵，目前高溫陶瓷的耐受溫度最高已可達到3090K。