一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法，装置包括依次设置的清洗机构、化学脱硫机构、电化学脱硫机构及收集机构，方法步骤：煤基燃料送入清洗机构；经破碎单元得到粒度为40～80目的煤颗粒；经筛选单元选出粒度为0.3以下的煤颗粒，并送入烘干单元，其余的部分进入煤泥水处理单元；经烘干的煤颗粒进入盛装有硫酸铁溶液的反应器中进行化学脱硫，形成碳燃料颗粒；前序的碳燃料颗粒进入电解槽，并在阳极室进行电化学氧化反应；前序的碳燃料颗粒进入收集机构，得到碳燃料。利用该装置和方法得到满足直接碳燃料电池所需的碳燃料，工艺简单，设备及原料成本低，产品碳纯度高，适于在直接碳燃料电池领域推广应用。

Carbon fuel battery coal based fuel combined treatment device and processing method thereof

The invention discloses a carbon fuel cell combined with coal based fuel processing device and processing method thereof. The device comprises a cleaning mechanism, followed by the establishment of chemical desulfurization mechanism, electrochemical desulfurization mechanism and a collecting mechanism, methods and steps: coal based fuel into the cleaning mechanism; crushing unit size is 40 ~ 80 to the screening unit of coal particles; select the size of coal particles below 0.3, and sent to the rest of the drying unit, into the unit coal slurry treatment; after drying coal particles into the desulfurization reactor containing a chemical solution of ferrous sulfate in the form of carbon fuel particles; carbon fuel particles into the pre order electrolytic cell, and electrochemical oxidation reaction anode chamber; carbon fuel particles into the pre order collecting mechanism, carbon fuel. The carbon fuel required by the direct carbon fuel cell can be obtained by using the device and the method, the process is simple, the equipment and the raw material cost are low, and the product carbon purity is high, and the utility model is suitable for being popularized and applied in the direct carbon fuel cell field.

【技术实现步骤摘要】
一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法
本专利技术涉及直接碳燃料电池，特别是涉及一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法。
技术介绍
直接碳燃料电池(DCFC)勿需碳和氧气气化、重整，而直接通过电化学反应产生电能，效率可达80％，燃料的理论利用率可达100％，是一种高效、清洁的燃料电池。直接碳燃料电池是将碳的化学能通过碳的电化学氧化过程直接转换为电能的装置，无需气化过程。其是解决能源危机和化石类燃料环境污染最有效的技术之一。公开号为CN105186019B的中国专利公开了一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法，其中在化学脱硫的工艺中采用冰醋酸和过氧化氢混合物作为氧化剂，由于冰醋酸水溶液蚀性强，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用，故会对工作环境造成一定程度的影响。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法，其以煤为主要原料，获得满足直接碳燃料电池所需的碳燃料，适于推广应用。一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置，包括依次设置的清洗机构、化学脱硫机构、电化学脱硫机构及收集机构，煤基燃料经所述的清洗机构、所述的化学脱硫机构、所述的电化学脱硫机构及所述的收集机构形成联合处理路径，所述的清洗机构包括破碎单元、筛选单元和烘干单元；所述的化学脱硫机构包括盛装有硫酸铁溶液的反应器及加热单元；所述的电化学脱硫机构包括电解槽；所述的收集机构包括用于收集处理后的燃料的收集容器。优选地，所述的清洗机构还包括煤泥水处理单元。优选地，所述的化学脱硫机构还包括供氧单元。一种碳燃料电池煤基燃料联合处理方法，包括如下步骤：①、煤基燃料送入清洗机构；②、经破碎单元得到粒度为40～80目的煤颗粒；③、经筛选单元选出粒度为0.3以下的煤颗粒，并送入烘干单元，其余的部分进入煤泥水处理单元；④、经烘干的煤颗粒进入盛装有硫酸铁溶液的反应器中进行化学脱硫，形成碳燃料颗粒；⑤、步骤④中形成的碳燃料颗粒进入电解槽，并在阳极室进行电化学氧化反应；⑥、步骤⑤得到的碳燃料颗粒进入收集机构，得到碳燃料。优选地，步骤④在100～130℃的温度下进行。优选地，步骤④中产生硫酸亚铁，在步骤④进行的同时，向反应器中通入氧气，使硫酸亚铁再生为硫酸铁。本专利技术的碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法，依次采用物理清洗、化学脱硫和电化学脱硫的工艺，得到满足直接碳燃料电池所需的碳燃料，工艺简单，设备及原料成本低，产品碳纯度高，适于在直接碳燃料电池领域推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的碳燃料电池煤基燃料联合处理装置的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的碳燃料电池煤基燃料联合处理方法的流程图。附图标记说明：1-清洗机构，2-化学脱硫机构，3-电化学脱硫机构，4-收集机构，5-煤泥水处理单元，6-供氧单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置，包括依次通过管道串接的清洗机构1、化学脱硫机构2、电化学脱硫机构3及收集机构4，煤基燃料经所述的清洗机构1、所述的化学脱硫机构2、所述的电化学脱硫机构3及所述的收集机构4形成联合处理路径，所述的清洗机构1包括破碎单元、筛选单元和烘干单元；所述的化学脱硫机构2包括盛装有硫酸铁溶液的反应器及加热单元；所述的电化学脱硫机构3包括电解槽；所述的收集机构4包括用于收集处理后的燃料的收集容器，所述的清洗机构1还包括煤泥水处理单元5，所述的化学脱硫机构2还包括供氧单元6。如图2所示，一种碳燃料电池煤基燃料联合处理方法，包括如下步骤：①、煤基燃料送入清洗机构1；②、经破碎单元得到粒度为40～80目的煤颗粒；③、经筛选单元选出粒度为0.3以下的煤颗粒，并送入烘干单元，其余的部分进入煤泥水处理单元5进行回收；④、经烘干的煤颗粒进入盛装有硫酸铁溶液的反应器中进行化学脱硫2，形成碳燃料颗粒，该步骤的反应温度要求为100～130℃，该反应过程产生硫酸亚铁，因此，在反应的同时，向反应器中通入氧气(即供氧单元6)，使硫酸亚铁再生为硫酸铁，在该工艺中循环利用，节约原料；⑤、步骤④中形成的碳燃料颗粒进入电解槽，并在阳极室进行电化学氧化反应，其中的有机硫转变成可溶性硫化物，并对硫化物进行处理后回收，即电化学脱硫3工艺；⑥、步骤⑤得到的碳燃料颗粒进入收集机构4，得到碳燃料。综上，该碳燃料电池煤基燃料联合处理装置及其处理方法，依次采用物理清洗、化学脱硫和电化学脱硫的工艺，得到满足直接碳燃料电池所需的碳燃料，工艺简单，设备及原料成本低，产品碳纯度高，适于在直接碳燃料电池领域推广应用。显然，本领域的技术人员可以对本专利技术进行各种改动和变型而不脱离本专利技术的精神和范围。这样，倘若本专利技术的这些修改和变型属于本专利技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本专利技术也意图包含这些改动和变型在内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置，其特征在于，包括依次设置的清洗机构、化学脱硫机构、电化学脱硫机构及收集机构，煤基燃料经所述的清洗机构、所述的化学脱硫机构、所述的电化学脱硫机构及所述的收集机构形成联合处理路径，所述的清洗机构包括破碎单元、筛选单元和烘干单元；所述的化学脱硫机构包括盛装有硫酸铁溶液的反应器及加热单元；所述的电化学脱硫机构包括电解槽；所述的收集机构包括用于收集处理后的燃料的收集容器。

【技术特征摘要】
1.一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置，其特征在于，包括依次设置的清洗机构、化学脱硫机构、电化学脱硫机构及收集机构，煤基燃料经所述的清洗机构、所述的化学脱硫机构、所述的电化学脱硫机构及所述的收集机构形成联合处理路径，所述的清洗机构包括破碎单元、筛选单元和烘干单元；所述的化学脱硫机构包括盛装有硫酸铁溶液的反应器及加热单元；所述的电化学脱硫机构包括电解槽；所述的收集机构包括用于收集处理后的燃料的收集容器。2.如权利要求1所述的一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置，其特征在于，所述的清洗机构还包括煤泥水处理单元。3.如权利要求1所述的一种碳燃料电池煤基燃料联合处理装置，其特征在于，所述的化学脱硫机构还包括供氧单元。4.一种碳燃料电池煤基燃料联合处理方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐喜民，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15