把火山当锅炉

2012-09-22 09:54忆江南
聪明泉·少儿版 2012年5期
关键词:蒸气热水温泉

忆江南

火山所蕴藏的最大财富,是热。

每年我们为了取暖、发电、开动机器和火车、轮船,烧掉了大批燃料。如果我们能把火山的热利用起来,这将节省许多宝贵的木材、石油、煤炭;而把木材、石油、煤炭用到化学工业等方面去,就可以供给我们穿的和用的。

这完全是可能的。

不过热不能像电一样用一根线引来。怎样利用那深藏在地下的热呢?

让水来起电线的作用吧。

地下有许多水,这些水受到岩浆的影响变热了。把热水汲取来利用,不就是利用了火山的热了吗?其实,许多地方的地下热水,根本还用不着人工汲取,它们从地壳的缝隙中自动涌出(这就是温泉),有时还喷蒸气。

冰岛,顾名思义,是个寒冷的国家,又缺乏煤炭,幸而火山多温泉也多,她的首都雷克雅未克成了世界上最早全部暖气化的城市,这些暖气设备全靠温泉来维持。在这个靠近北极圈的地方,长出了西红柿、黄瓜、香蕉,它们是在温室中生长的,天然的热水提供了大量廉价的热能。

还有许多国家,也都早已利用温泉来取暖,建造温室了。

直接利用天然热水,需要修建很长的管道,用起来不很方便,而且沿途还要散失一些热量,如果能把温泉的热变成电那就好了。

在普通的火电站里,人们用煤将水在锅炉里烧沸了,再将蒸气引去推动发电机。地下涌出的天然蒸气,当然也可以起这种作用,但是如果温泉没有热到沸腾的程度,该怎么办呢?

在高山上煮水,温度不到100℃,水就沸腾了,这是因为那里气压低。如果我们把相当热的水引到气压很低的密闭容器里,水也可以不到100℃就化为汽。这不是解决了吗。

我們还可以将热水管子,通过某些沸点很低的液体,如氯乙烷中,使它变成气体,引去发动机器。

这样说来,不少的温泉都可以用来发电了。

不过有个问题还值得注意,这就是温泉中常含有许多酸和盐类物质,能够腐蚀机器。像新西兰有个温泉,水中硫和硫酸的浓度达到10%,放一小块锌进去,很快就会溶解,因此需要将它们清除。但这些东西其实也很有价值,其中有的还是极为珍贵和稀有的元素,不应该抛弃,可以利用起来。在意大利,每年在利用地下热水热汽发电的时候,同时又得到了上万吨各种盐类物质。

意大利是世界上最早利用地下热水、热汽发电的国家,1904年就开始了这种尝试,在托斯卡纳地区的拉德瑞罗,多年有温度高的水蒸汽从地下喷出,它们喷到地面时仍保持为气体状态,不含液态的水。这种来自地下的“干蒸气”,可以直接用来推动发电机,意大利人用它作发电的试验,首先获得成功,虽然这个装置的发电能力只有1瓦,但为人类开拓了一种新的能源。1913年一座发电能力为250千瓦的地热电站在意大利建成。1926年,用含有液态水的“湿蒸气”发电试验成功,那些温度较低的地下热汽乃至热水,也都有了用来发电的可能。

1958年,新西兰建成了世界上第二座地热电站,在以后的二三十年间,美国、日本、墨西哥等三十多个国家,也相继建成或开始建设地热电站。1978年1月,我国西藏羊八井地热电站1000千瓦发电机组开始运行;1979年1月,我国台湾省也建成了一座400千瓦的试验性电站,随后又在宜兰县建设1500千瓦的地热电站。此后,我国利用地下热水、热汽的规模继续扩大,应用的方面也愈来愈广。

地下蕴藏的热是非常丰富的,不少书中说,相当地球上所有煤炭资源的17000倍,但这个数字是经不起推敲的,不仅因为地球上究竟有多少煤炭资源还不能认为已经完全清楚,而且因为煤炭烧掉了就没有了,地下热能则还能从地球内部不断产生。

不过地下的热虽多,能被我们利用起来的,还限于那种热量集中并埋藏较浅的地区。火山好像地下热库的天窗,这里地下的热汽、热水的温度都比较高,也较易得到。意大利科学家认为,仅地球上火山地区蕴藏的天然蒸汽拥有的能量,就比地球上所有煤炭、石油、天然气等化石燃料拥有的能量大2000倍!

利用地下热汽发电,不用烧锅炉,既节省燃料,还不污染大气,都认为是一种理想的新能源,但实际利用时问题也不少。因为在这种来自地下的热水、热汽中,常含有较多的二氧化硫、硫化氢,甚至还有硫酸以及其他多种矿物质,有的还含有氟酸。它们具有腐蚀性,像硫酸、氟酸的腐蚀性还很强,因此引进、容纳它们的装备易受破坏;矿物质沉淀出来还会堵塞管道;而从地下取出热水、热汽过多,还能引起地面沉降。要达到广泛、大规模的利用地热发电,还有许多技术问题待解决,所以地热发出的电,在全世界的能源消耗总量中,仍是微不足道的。但宝库的大门已经打开。

地下的热水、热汽,也并非用于发电才有价值,取暖、沐浴等许多需要热水、热汽的场合也都可以用;而温度不算高的地下热水,在许多没有火山的地区也有,可以更广泛地使用。

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