一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，所述装置包括陶瓷壳体、第一陶瓷板、第二陶瓷板，以及由陶瓷壳体、第一陶瓷板和第二陶瓷板分隔而成的直接煤燃料电池堆反应室以及二氧化碳催化

【技术实现步骤摘要】
一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置


[0001]本技术涉及电化学
，尤其涉及一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置。

技术介绍

[0002]化石燃料燃烧带来的大量CO2的排放，改变了全球的环境与气候，带来了严重的生态危机，是全球关注的重点问题，因而开发清洁煤炭发电技术显得尤为重要。目前已有多种清洁煤炭发电技术推向商业化，但仍不可避免的存在着能量效率低、建造成本高、CO2大量排放等问题。
[0003]直接煤燃料电池是一种非常具有前景的技术工艺，能够将煤炭中蕴含的化学能直接转换成电能而不经过燃烧。尽管该技术具有比其他燃煤系统更高的效率，但在其利用煤炭电化学氧化发电的过程中仍会释放大量的 CO2。故而，如何有效利用煤炭的电化学氧化发电所产生的CO2，实现CO2原位转化，形成近零碳排放的煤炭发电、高附加值化工产品联产的变革性技术成为一个亟需解决的环境问题。
[0004]因此，现有技术还有待改进。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，旨在解决现有技术中，直接煤燃料电池堆在利用煤炭的电化学氧化放电的过程中，所释放大量的CO2得不到有效处理的问题。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]本技术提供一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其中，包括：内部中空的陶瓷壳体；设置在所述陶瓷壳体内的第一陶瓷板和第二陶瓷板；贯穿所述第一陶瓷板和所述第二陶瓷板的管式燃料电池组、煤燃料进料管以及煤燃料排废管；贯穿所述第二陶瓷板的催化
‑
矿化转化反应物进料管以及化工产物收集管；嵌入所述第一陶瓷板上的双功能陶瓷膜。
[0008]所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其中，还包括设置在所述管式燃料电池组顶部的空气入口管以及空气出口管。
[0009]所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其中，所述第一陶瓷板和第二陶瓷板将所述陶瓷壳体分隔开，形成直接煤燃料电池堆反应室以及二氧化碳催化
‑
矿化转化反应室。
[0010]所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其中，所述直接煤燃料电池堆反应室设置有煤燃料。
[0011]所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其中，所述管式燃料电池组包括至少一个管式燃料电池，所述管式燃料电池由管内的阳极层和管外的阴极层，以及设置在所述阳极层和阴极层之间的电解质组成。
[0012]所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其中，所述第一陶瓷板和所述第二陶瓷板平行设置，所述第一陶瓷板上包括至少四个第一孔洞，所述第二陶瓷板上包括至少五个第二孔洞。
[0013]有益效果：本技术提供了一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，所述装置包括：内部中空的陶瓷壳体；在陶瓷壳体内依次设置的第一陶瓷板和第二陶瓷板；由陶瓷壳体、第一陶瓷板和第二陶瓷板分隔而成的直接煤燃料电池堆反应室以及二氧化碳催化
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矿化转化反应室；贯穿第一陶瓷板和第二陶瓷板的管式燃料电池组、煤燃料进料管以及煤燃料排废管；嵌入第一陶瓷板上的双功能陶瓷膜；贯穿第二陶瓷板的催化
‑
矿化转化反应物进料管以及化工产物收集管；设置在管式燃料电池组顶部的空气入口管以及出口管；以及设置在直接煤燃料电池堆反应室的煤燃料。所述设备工作时，直接煤燃料电池堆反应室中的煤燃料与通入的空气发生电化学反应进行发电，并产生二氧化碳气体；之后，产生的二氧化碳气体渗透过双功能陶瓷膜，到达二氧化碳催化
‑
矿化转化反应室，并与催化
‑
矿化转化反应物进料管通入的反应物发生化学反应，生成高附加值产品。本技术通过将直接煤燃料电池堆反应室以及二氧化碳催化
‑
矿化转化反应室分开设置，并通过双功能陶瓷膜相耦合，做到了二氧化碳的原位转化，很好的解决了直接煤燃料电池电堆发电所产生的二氧化碳气体得不到有效处理的问题，可以实现煤炭发电的近零碳排放；采用双功能陶瓷膜嵌入板中心，管式燃料电池分布四周的方式，具有装置施工搭建的可行性，且结构紧凑，避免了CO2的管道输运所带来的气体压力流损与降温所带来的热力学损失。
附图说明
[0014]图1为本技术实施例中一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置的示意图。
[0015]图2为本技术实施例中一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置的第一陶瓷板示意图。
[0016]图3为本技术实施例中一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置的第二陶瓷板示意图。
[0017]其中：1
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陶瓷壳体；2
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第一陶瓷板；3
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第二陶瓷板；4
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直接煤燃料电池堆反应室；5
‑
二氧化碳催化
‑
矿化转化反应室；6
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管式燃料电池；7
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煤燃料进料管；8
‑
煤燃料排废管；9
‑
催化
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矿化转化反应物进料管；10
‑
化工产物收集管；11
‑
双功能陶瓷膜；12
‑
空气入口管；13
‑
空气出口管；14
‑
高温密封胶。孔洞2
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1、2
‑
2、2
‑
3、2
‑
4位于第一陶瓷板2上；孔洞3
‑
1、3
‑
2、3
‑
3、3
‑
4、 3
‑
5位于第二陶瓷板3上。
具体实施方式
[0018]本技术提供一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0019]本技术实施例公开一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，如图1
‑
3所示，包括：内部中空的陶瓷壳体1；依次设置在所述陶瓷壳体1 内的第一陶瓷板2和第二陶瓷板3；所述第一陶瓷板2和第二陶瓷板3将所述陶瓷壳体1的内部分隔为直接煤燃料电池堆反
应室4，以及二氧化碳催化
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矿化转化反应室5。所述直接煤燃料电池堆反应室4内设置有至少一个管式燃料电池6，一个煤燃料进料管7，一个煤燃料排废管8；所述二氧化碳催化
‑
矿化转化反应室5内设置有至少一个催化
‑
矿化转化反应物进料管 9，以及化工产物收集管10。所述第一陶瓷板2上至少设置有一个双功能陶瓷膜11。所述第一陶瓷板2上还设置有至少四个孔洞2
‑
1、2
‑
2、2
‑
3、2
‑
4；所述第二陶瓷板3上设置有至少五个孔洞3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其特征在于，包括：内部中空的陶瓷壳体；设置在所述陶瓷壳体内的第一陶瓷板和第二陶瓷板；贯穿所述第一陶瓷板和所述第二陶瓷板的管式燃料电池组、煤燃料进料管以及煤燃料排废管；贯穿所述第二陶瓷板的催化
‑
矿化转化反应物进料管以及化工产物收集管；嵌入所述第一陶瓷板上的双功能陶瓷膜。2.根据权利要求1所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其特征在于，还包括设置在所述管式燃料电池组顶部的空气入口管以及空气出口管。3.根据权利要求1所述的近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置，其特征在于，所述第一陶瓷板和第二陶瓷板将所述陶瓷壳体分隔开，形成直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，翟朔，陈彬，刘涛，吴一凡，廖海龙，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：