[实用新型]一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置

说明书

本实用新型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‑矿化转化反应室；还包括嵌入第一陶瓷板上的双功能陶瓷膜。本实用新型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，使煤燃料电池发电时产生的二氧化碳气体渗透过双功能陶瓷膜进行原位转化，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，具有施工搭建的可行性，且结构紧凑，避免了CO₂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。

技术领域

本实用新型涉及电化学技术领域，尤其涉及一种近零碳排放直接煤燃料电池堆发电装置。

背景技术

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。

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。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型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。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型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。

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。

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。

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。

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。

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。