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压力延迟渗透（Pressure retarded osmosis,PRO）技术是一种新型膜分离技术,主要应用于海洋盐差能发电过程,该过程仍存在功率密度低和能量利用效率低等瓶颈问题。PRO过程的功率密度不仅受溶液体系的影响,还与过程操作条件密切相关。为了实现PRO过程功率密度最大化,本文构建了包含FO膜浓差极化,反向盐通量和膜组件内驱动液侧压力损失等影响因素的水通量和功率密度模型。模型选取海水-河水和RO卤水-河水两种体系,分别研究操作压力（△P）、原料液与驱动液流量比（VF/VD）和驱动液流量与膜面积比（VD/Sm）等操作条件对其PRO过程功率密度的影响规律。并采用商业化的正渗透膜,在膜的最大耐压范围内分别对两体系PRO过程的水通量和功率密度理模型结果进行了实验验证。结果表明:对海水-河水体系而言,当操作条件ΔP为17bar,VF/VD为0.8,VD/Sm为47Lm-2min-1时,功率密度达到5.13Wm-2,高于经济值5.00Wm-2。对RO卤水-河水体系最优操作条件ΔP为29bar,VF/VD为1.0,VD/Sm为47Lm-2min-1,此条件下功率密度可达13.61Wm-2,远高于海水-河水体系的功率密度。实验结果与模型结果间的误差小于5%,证明了模型的可靠性,为实际PRO过程操作条件选择提供参考依据。考虑到溶液体系是PRO过程能量利用效率的重要影响因素之一,本文构建了沿驱动液流动方向单位膜长度上的水通量和吉布斯自由能利用效率两种模型,重点研究了海水-河水,RO卤水-河水,死海-废水和死海-海水四种不同的溶液体系对水通量和吉布斯自由能利用效率的影响规律。结果表明,当PRO过程膜的工作长度为1米时,以上四种体系单位膜长度的水通量沿驱动液流动方向均逐渐降低,水通量总降幅分别为2.12%,12.01%,20.07%和48.24%。以上四种体系的吉布斯自由能总利用效率沿驱动液流动方向逐渐增加,其分别为10%,15%,32%和42%,但受水通量沿驱动液流动方向逐渐降低的影响,单位膜长度的吉布斯自由能利用效率逐渐降低。通过理论模型探究不同溶液体系的吉布斯自由能利用效率,为实际PRO过程能量利用效率提供参考依据。