一种管式直接碳燃料电池多联产的装置及方法与流程

1.本发明属于煤炭清洁转化技术领域，具体涉及一种管式直接碳燃料电池多联产的装置及方法。


背景技术：

2.随着社会与经济的发展，能源与环境成为人类必须面临的两大课题，特别是在我国经济进入“新常态”的发展阶段后，能源消费、能源强度和碳排放等方面将面临新的挑战和要求，主要表现在能源结构的转型、能源效率的提升以及能源消费结构低碳化、清洁化等。从现阶段的能源结构来看，决定了我国长期以来以煤炭消费为主的能源结构和高碳特征的经济形势，也由此带来能源与环境两方面的压力。煤炭作为我国一次能源供给的主要来源，长期以来占一次能源消费总量的50％以上，并且在未来相当长的时期内，仍将在能源结构中占主导地位。然而，现阶段煤炭主要是通过直接燃烧进行能量转化，由于受卡诺循环限制使得其能量转化效率较低，而且直接燃烧过程产生大量的co2、no
x
、硫化物及粉尘等温室气体和有害物质，给环境带来巨大压力。特别是“2030年碳达峰、2060年碳中和”的目标对促进煤炭利用技术革命提出挑战。因此，寻求更加清洁、高效的煤炭转化方式成为能源转化领域和煤炭利用行业的热点研究问题。
3.针对我国能源技术现状，国家积极推进能源技术革命创新行动，并瞄准绿色低碳能源发展方向，提出在传统化石能源利用方面需要进一步发挥煤炭气化、液化、热解等煤炭深加工技术的产业化优势，积极推进低阶煤分级分质利用的工业示范，加强煤炭热解、半焦利用的技术创新，研究开发煤化工和燃料电池等相关技术的耦合集成，有效实现能量梯级利用和物质循环利用。
4.从洁净煤技术研究领域出发，煤炭分质转化是实现多联产和能量梯级利用的有效途径，其以煤炭中低温热解为核心，实现产物的气、液、固分离，再进一步对各产物进行高效转化利用。然而，半焦的利用目前仍然以传统消费方式为主，一方面利用效率较低，另一方面其利用市场有限。因此，以低阶煤热解为核心的分质转化技术依然面临半焦产品的清洁、高效利用难题。
5.作为洁净煤技术的重要发展领域之一的燃料电池技术，因环境友好、能量转化效率高为我们破解能源和环境问题提供了解决思路。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置，由于不受卡诺循环限制，所以其能量转化效率高，而且其环境污染小，被认为是最具潜力的发电技术。在燃料电池的燃料中，碳元素因具有高的能量存载密度和丰富的储量，被认为是具有良好发展前景的电池燃料，实现富碳燃料如煤炭、生物质、固体废弃物等的化学能清洁、高效地转换为电能能有效地缓解能源危机和环境污染问题，因此直接碳燃料电池(direct carbon fuel call，dcfc)的研究逐渐受到关注。
6.结合煤炭分质转化技术和直接碳燃料电池技术的特点，开发煤燃料dcfc、半焦燃料dcfc以及煤热解与半焦dcfc转化集成技术对实现煤炭清洁、高效转化，拓展半焦利用市场，进一步延伸煤化工产业链，实现煤化工与燃料电池技术耦合具有重要意义。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种管式直接碳燃料电池多联产的装置。该装置中将管式直接碳燃料电池设置为从外向内依次包覆的阴极层、电解质层和阳极层组成的空心结构，使得空气中的氧气在阴极层侧转化为氧负离子并输到阳极层侧与碳质燃料及co反应生成co2，产物co2再与碳质燃料表面反应生成co，从而使得管式直接碳燃料电池持续工作将碳质燃料转化为电能，同时得到富co气体以及多孔炭材料，实现了多联产转化。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，包括电加热炉和穿设在电加热炉中、且两端伸出电加热炉的刚玉管，所述刚玉管的中部开设有用于容置管式直接碳燃料电池的槽口，并将刚玉管分为前半部分和后半部分，且管式直接碳燃料电池的两端分别与刚玉管的前半部分的出口及后半部分的入口连接，所述管式直接碳燃料电池为从外向内依次包覆的阴极层、电解质层和阳极层组成的空心结构，所述空心结构用于装填碳质燃料，所述阴极层和阳极层的表面刷涂银浆作为电流收集器，且阴极层和阳极层通过焊接在电流收集器上的一对银丝导线与电化学工作站连接，所述管式直接碳燃料电池的两端均采用泡沫镍堵塞，所述刚玉管的前半部分的入口处安装有带孔的密封胶塞并与供气系统连接，所述刚玉管的后半部分的管体中设置有细刚玉管，且细刚玉管的入口与管式直接碳燃料电池的端部连接，细刚玉管的出口与连接器连接，所述连接器通过出气管道与尾气收集瓶连接。
9.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述电加热炉为卧式管式炉，且电加热炉上设置有控温器。
10.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述槽口与空气连通。
11.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述阴极层为镧锶钴铁氧化物lscf，电解质层为钇稳定氧化锆ysz，阳极层为ni和钇稳定氧化锆ysz的多孔复合物。
12.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述进气管与供气系统之间设置有进气阀门，所述供气系统包括通过供气管道并联的n2储罐、co2储罐和h2储罐，且连接n2储罐、co2储罐和h2储罐的供气管道上均分别设置有控制阀门和流量计。
13.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述刚玉管的前半部分的出口与管式直接碳燃料电池的端部的连接处、细刚玉管的入口与管式直接碳燃料电池的端部的连接处均采用高温陶瓷胶密封。
14.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述连接器中装填有石英棉。
15.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述出气管道的支路上连接有气相色谱系统，且支路上设置有出气阀门。
16.另外，本发明还公开了一种利用上述的装置对碳质燃料进行多联产的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
17.步骤一、采用银浆分别刷涂管式直接碳燃料电池的阴极层和阳极层的表面作为电流收集器，并将一对银丝导线焊接在电流收集器上，然后将碳质燃料的粉末装入管式直接
碳燃料电池的空心结构中，并采用泡沫镍进行两端封堵；
18.步骤二、将步骤一中两端封堵后的管式直接碳燃料电池的焊接端与刚玉管的前半部分的出口连接并密封，未焊接端与细刚玉管连接并密封，并保证管式直接碳燃料电池与刚玉管的前半部分、细刚玉管的中心线在同一水平线上，然后将焊接的一对银丝导线固定在刚玉管的前半部分的外壁上，并引出到电加热炉的外部并与电化学工作站连接；
19.步骤三、调节刚玉管的位置以保证管式直接碳燃料电池处于电加热炉的恒温区并固定，然后利用供气系统n2储罐中的n2进行连接气密性检测，再通入h2升温加热使得管式直接碳燃料电池持续工作，碳质燃料发生反应进行多联产转化，同时采用电化学工作站对多联产转化过程中管式直接碳燃料电池的进行性能检测，并观察电池的开路电压，当步骤三中电池的开路电压恒压后，采用电化学工作站对管式直接碳燃料电池进行线性扫描分析、交流阻抗分析和恒电流放电测试，并采用气相色谱系统分析碳质燃料多联产转化产生的尾气组成变化。
20.本发明与现有技术相比具有以下优点：
21.1、本发明的装置中将管式直接碳燃料电池设置为从外向内依次包覆的阴极层、电解质层和阳极层组成的空心结构，使得空气中的氧气在阴极层侧转化为氧负离子，并通过电解质层输到阳极层侧，与装填在空心结构中的碳质燃料及co发生电化学氧化反应生成co2，再与碳质燃料表面反应生成co，循环使得管式直接碳燃料电池持续工作，从而将碳质燃料转化为电能，同时得到富co气体以及多孔炭材料，实现了多联产转化。
22.2、本发明的装置中采用电化学工作站对多联产转化过程中管式直接碳燃料电池转化的电能消纳，同时进行性能检测，以获得多联产转化过程的工艺参数并反馈调节，有利于优化多联产工艺。
23.3、本发明的装置中设置细刚玉管与管式直接碳燃料电池的端部连接，使得管式直接碳燃料电池的端部可作为自由伸缩端在细刚玉管中进行一定程度的伸缩，防止管式直接碳燃料电池在受热升温过程中因热胀冷缩发生断裂，保证了多联产过程的顺利进行。
24.4、本发明对碳质燃料进行多联产转化，在实现转化的同时对管式直接碳燃料电池的性能进行检测获得转化工艺参数，并且通过气相色谱系统在线对排出的尾气组成分析，从而实现对多联产转化过程的反馈调节，工艺简单，容易控制。
25.下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
26.图1为本发明管式直接碳燃料电池多联产的装置的结构示意图。
27.图2a为本发明管式直接碳燃料电池多联产的装置中管式直接碳燃料电池的结构示意图。
28.图2b为图2a的左视图。
29.图3为本发明管式直接碳燃料电池多联产的装置中管式直接碳燃料电池的扫描电镜图。
30.图4为本发明实施例2的管式直接碳燃料电池在750℃、800℃、850℃时的电流-电压曲线图。
31.图5为本发明实施例2的管式直接碳燃料电池在850℃下放电电流为4a时的性能曲
线图。
32.图6为本发明实施例2的管式直接碳燃料电池中半焦燃料和残碳的等温吸附曲线图。
33.图7为本发明实施例3的管式直接碳燃料电池在750℃、800℃、850℃时的电流-电压曲线图。
34.图8为本发明实施例3的管式直接碳燃料电池在850℃下放电电流为3a时的性能曲线图。
35.图9为本发明实施例3的管式直接碳燃料电池中半焦燃料和残碳的等温吸附曲线图。
36.附图标记说明:
37.1—n2储罐；
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2—co2储罐；
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3—h2储罐；
38.4—进气阀门；
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5—银丝导线；
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6—电化学工作站；
39.7—电加热炉；
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8—控温器；
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9—石英棉；
40.10—连接器；
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11—细刚玉管；
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12—管式直接碳燃料电池；
41.12-1—阴极层；
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12-2—电解质层；
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12-3—阳极层；
42.13—高温陶瓷胶；
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14—刚玉管；
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15—密封胶塞；
43.16—出气阀门；
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17—气相色谱系统；
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18—尾气收集瓶。
具体实施方式
44.本实施例管式直接碳燃料电池多联产的装置通过实施例1进行详细描述。
45.实施例1
46.如图1和图2a～图2b所示，本实施例管式直接碳燃料电池多联产的装置包括电加热炉7和穿设在电加热炉7中、且两端伸出电加热炉7的刚玉管14，所述刚玉管14的中部开设有用于容置管式直接碳燃料电池12的槽口，并将刚玉管14分为前半部分和后半部分，且管式直接碳燃料电池12的两端分别与刚玉管14的前半部分的出口及后半部分的入口连接，所述管式直接碳燃料电池12为从外向内依次包覆的阴极层12-1、电解质层12-2和阳极层12-3组成的空心结构，所述空心结构用于装填碳质燃料，所述阴极层12-1和阳极层12-3的表面刷涂银浆作为电流收集器，且阴极层12-1和阳极层12-3通过焊接在电流收集器上的一对银丝导线5与电化学工作站6连接，所述管式直接碳燃料电池12的两端均采用泡沫镍堵塞，所述刚玉管14的前半部分的入口处安装有带孔的密封胶塞15并与供气系统连接，所述刚玉管14的后半部分的管体中设置有细刚玉管11，且细刚玉管11的入口与管式直接碳燃料电池12的端部连接，细刚玉管11的出口与连接器10连接，所述连接器10通过出气管道与尾气收集瓶18连接。
47.本实施例的装置中将刚玉管14穿设在电加热炉7中，并将管式直接碳燃料电池12设置在刚玉管14中部开设的槽口中，通过电加热炉7的加热作用使得管式直接碳燃料电池12中装填的碳质燃料受热并进行化学反应，碳质燃料受热氧化生成co2，co2进一步与碳质燃料反应生成co；本实施例的装置中将管式直接碳燃料电池12设置为从外向内依次包覆的阴极层12-1、电解质层12-2和阳极层12-3组成的空心结构，且空心结构用于装填碳质燃料，阴极层12-1和阳极层12-3的表面刷涂银浆作为电流收集器，且阴极层12-1和阳极层12-3通过
焊接在电流收集器上的一对银丝导线5与电化学工作站6连接，在管式直接碳燃料电池12工作过程中，空气中的氧气在管式直接碳燃料电池12外层的阴极层12-1侧发生电化学反应转变为氧负离子(o2 4e-→
2o
2-)，氧负离子通过电解质层12-2传输到阳极层12-3侧，而装填在空心结构中的碳质燃料与其生成的co与传输过来的氧负离子发生电化学氧化反应生成co2(c 2o
2-→
co2 4e-、co o
2-→
co2 2e-)，co2进一步扩散至碳质燃料表面反应生成co(c co2→
2co)，如此循环，使得管式直接碳燃料电池12持续发生电化学反应进行工作；整个过程中生成的电子经电流收集器收集后通过外电路银丝导线5进行传输，并经电化学工作站6对外释放电能，同时管式直接碳燃料电池12的阳极产生富co的混合尾气排出后进入尾气收集瓶18进行收集，而经化学反应和电化学反应后的碳质燃料的残碳形成了多孔炭材料，实现了碳质燃料的多联产转化，最终，本发明的装置将碳质燃料转化为电能并通过电化学工作站6消纳，同时得到富co气体以及多孔炭材料。另外，管式直接碳燃料电池12的工作过程中，通过电化学工作站6对多联产转化过程中管式直接碳燃料电池12进行性能检测，以获得多联产转化过程的工艺参数并反馈调节，有利于优化多联产工艺。
48.本实施例将管式直接碳燃料电池12的两端均采用泡沫镍堵塞，以保证管式直接碳燃料电池12的内部形成相对固定独立的空间，有利于管式直接碳燃料电池12在电化学反应的顺利进行，且保证了供气系统提供的气体的顺利通入以及管式直接碳燃料电池12中生成的富co气体的排出。
49.本实施例的装置中设置刚玉管14的前半部分的入口处安装有带孔的密封胶塞15并与供气系统连接，以通过供气系统经刚玉管14中为管式直接碳燃料电池12中的碳质燃料反应提供气体；同时，在刚玉管14的后半部分的管体中设置细刚玉管11，且细刚玉管11的入口与管式直接碳燃料电池12的端部连接，通过设置细刚玉管11与管式直接碳燃料电池12的端部连接，使得管式直接碳燃料电池12的端部可作为自由伸缩端在细刚玉管11中进行一定程度的伸缩，防止管式直接碳燃料电池12在受热升温过程中因热胀冷缩发生断裂，避免了管式直接碳燃料电池12在升温和降温过程中的热应力破坏；本实施例的装置中将细刚玉管11的出口与连接器10连接，连接器10通过出气管道与尾气收集瓶18连接，使得管式直接碳燃料电池12产生的富co的混合尾气排出后经细刚玉管11进入尾气收集瓶18进行收集。
50.同时，本实施例的装置将管式直接碳燃料电池12设置为从外向内依次包覆的阴极层12-1、电解质层12-2和阳极层12-3组成的空心结构，该空心结构的设计一方面方便了将阴极层12-1和阳极层12-3进行分隔密封，另一方面用于装填碳质燃料，并提供了更大的阳极反应场所，有利于管式直接碳燃料电池12工作的顺利进行。
51.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述电加热炉7为卧式管式炉，且电加热炉7上设置有控温器8。本实施例通过设置控温器8用于对电加热炉7中的温度进行控制，提高了温度控制精度，从而控制多联产转化过程，并便于进行管式直接碳燃料电池12的性能检测。
52.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述槽口与空气连通。通过该设置保证了管式直接碳燃料电池12的外层阴极层12-1处于空气中，进一步保证了阴极层12-1侧电化学反应的进行。
53.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述阴极层12-1为镧锶钴铁氧化物lscf，电解质层12-2为钇稳定氧化锆ysz，阳极层12-3为ni和钇稳定氧化锆
ysz的多孔复合物。本实施例阴极层12-1镧锶钴铁氧化物lscf主要用于将氧气转化为氧负离子；电解质层12-2钇稳定氧化锆ysz，用于连接阴极和阳极，并传输氧负离子；阳极层12-3中的ni为阳极电子转移通道，ysz为氧负离子的传递通道，其多孔复合物的结构易于实现物质的传输。
54.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述进气管15与供气系统之间设置有进气阀门4，所述供气系统包括通过供气管道并联的n2储罐1、co2储罐2和h2储罐3，且连接n2储罐1、co2储罐2和h2储罐3的供气管道上均分别设置有控制阀门和流量计。本实施例通过设置进气阀门4，以对气体的通入进行控制调节，同时采用供气管道并联的方式设置n2储罐、co2储罐和h2储罐，且在连接n2储罐1、co2储罐2和h2储罐3的供气管道上均分别设置有控制阀门和流量计，从而分别对各储罐中的气体的通入及通入量进行控制，互不影响干扰；其中，供气系统中的n2储罐1提供n2用于阳极层载气，h2储罐3提供h2用于阳极层中的还原反应，co2储罐2提供co2用于调节碳质燃料的气化反应，尤其针对活性较低的半焦燃料，通过co2强化半焦燃料发生气化反应产生co，从而改善电池的输出性能，增大半焦燃料的孔隙结构，提高转化速率。
55.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述刚玉管14的前半部分的出口与管式直接碳燃料电池12的端部的连接处、细刚玉管11的入口与管式直接碳燃料电池12的端部的连接处均采用高温陶瓷胶13密封。本实施例通过在管式直接碳燃料电池12的两个端部的连接处均采用高温陶瓷胶进行密封，有效隔绝了空气，保证了管式直接碳燃料电池12中的阳极与空气的分割，并有效固定了管式直接碳燃料电池12，提高了管式直接碳燃料电池12的装配稳定性。
56.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述连接器10中装填有石英棉。本实施例通过在连接器10中装填石英棉，对管式直接碳燃料电池12中排出的富co气体进行过滤，避免携带碳粉颗粒进入管道以及气相色谱系统17中，对后续收集和检测工作造成不良影响。另外，所述连接器10中装填的石英棉还可替换为陶瓷纤维棉。
57.上述的一种管式直接碳燃料电池多联产的装置，其特征在于，所述出气管道的支路上连接有气相色谱系统17，且支路上设置有出气阀门16。本实施例通过在出气管道的支路上连接气相色谱系统17，以对通过出气管道排出的尾气组成进行分析，以获得多联产转化的数据，便于对多联产转化过程进行反馈调节，在支路上设置有出气阀门16以便于及时切换以通入尾气。
58.图3为本发明管式直接碳燃料电池多联产的装置中管式直接碳燃料电池的扫描电镜图，从图3可以看出，该管式直接碳燃料电池具有从外向内依次包覆的阴极层、电解质层和阳极层组成的空心结构，其中，阳极层为多孔结构，厚度约为620μm，电解质层为密实结构，厚度约为20μm，阴极层为多孔结构，厚度约为60μm。
59.本实施例利用装置对碳质燃料进行多联产的方法通过实施例2和实施例3进行详细描述。
60.实施例2
61.本实施例包括以下步骤：
62.步骤一、采用银浆分别刷涂管式直接碳燃料电池12的阴极层12-1和阳极层12-3表面作为电流收集器，并将一对银丝导线5焊接在电流收集器上，然后将碳质燃料的粉末装入
管式直接碳燃料电池12的空心结构中，并采用泡沫镍进行两端封堵；所述管式直接碳燃料电池12为从外向内依次包覆的阴极层12-1即阴极、电解质层12-2和阳极层12-3即阳极组成的空心结构，所述阴极层12-1为镧锶钴铁氧化物lscf，解质层12-2为钇稳定氧化锆ysz，阳极层12-3为ni和钇稳定氧化锆ysz的多孔复合物，且管式直接碳燃料电池12的外径为6.00mm，内径为4.6mm，阳极层12-3的厚度620μm，电解质层12-2的厚度20μm，阴极层12-1的厚度为60μm；所述半焦燃料为天汇利半焦；
63.步骤二、将步骤一中两端封堵后的管式直接碳燃料电池12的焊接端与刚玉管14的前半部分的出口连接并密封，未焊接端与细刚玉管连接并密封，并保证管式直接碳燃料电池12与刚玉管14的前半部分、细刚玉管的中心线在同一水平线上，然后将焊接的一对银丝导线5固定在刚玉管14的前半部分的外壁上，并引出到电加热炉7的外部并与电化学工作站6连接；
64.步骤三、调节刚玉管14的位置以保证管式直接碳燃料电池12处于电加热炉7的恒温区并固定，然后利用供气系统n2储罐中的n2进行连接气密性检测，再通入h2升温加热使得管式直接碳燃料电池12持续工作，半焦燃料发生反应进行多联产转化，同时采用电化学工作站6对多联产转化过程中管式直接碳燃料电池12的进行性能检测，并观察电池的开路电压；
65.所述升温加热及性能检测的过程为：通入流量为10ml/min的h2作为还原性气体，以1℃/min的速率从30℃升温至90℃并恒温60min，然后以1℃/min的速率升温至150℃并恒温60min，再以2℃/min的速率升温至750℃，将h2切换为流量10ml/min的n2，稳定30min后进行电池性能检测；继续以2℃/min的速率升温至800℃，稳定30min后进行电池性能检测；继续以2℃/min的速率升温至850℃，稳定30min后进行电池性能检测，结果如图4所示，当步骤三中电池的开路电压恒压后，采用电化学工作站6对管式直接碳燃料电池12进行4a恒电流放电测试，随后停止放电测试，电池在10ml/min的n2气流下自然冷却至室温，结果如图5所示，并采用气相色谱系统17分析半焦燃料多联产转化产生的尾气组成变化。
66.待本实施例的多联产转化结束后，收集管式直接碳燃料电池12中的残碳并测试其孔隙结构，结果如图6所示。
67.图4为本实施例的管式直接碳燃料电池在750℃、800℃、850℃时的电流-电压曲线图，从图4可看出，该管式直接碳燃料电池在750℃、800℃、850℃时对应的峰值功率密度为1.29w、1.88w和2.88w，电池的峰值功率密度越大，说明本实施例管式直接碳燃料电池多联产的装置对半焦燃料的反应活性较高，且管式直接碳燃料电池的输出性能较好。
68.图5为本实施例的管式直接碳燃料电池在850℃下放电电流为4a时的性能曲线图，从图5可看出，经过40分钟的放电后，该管式直接碳燃料电池的电压由初始0.625v下降到0.490v。
69.图6为本实施例的管式直接碳燃料电池中半焦燃料和残碳的等温吸附曲线图，从图6可看出，经多联产转化后，比表面积8.38m2/g的半焦燃料转化为比表面积445.98m2/g的残碳，说明半焦燃料经多联产转化后形成多孔炭材料。
70.本实施例中当采用的碳质燃料替换为活性较低的半焦燃料时，在步骤二的多联产转化过程中通过开启co2储罐2向管式直接碳燃料电池中输入co2，与半焦燃料发生气化反应产生co，以改善电池的输出性能。
71.实施例3
72.本实施例与实施例2的不同之处在于：采用的碳质燃料为神木天元半焦。
73.图7为本实施例的管式直接碳燃料电池在750℃、800℃、850℃时的电流-电压曲线图，从图7可看出，该管式直接碳燃料电池在750℃、800℃、850℃时对应的峰值功率密度为1.07w、1.51w和1.99w，说明本实施例管式直接碳燃料电池多联产的装置对半焦燃料的反应活性较高，且管式直接碳燃料电池的输出性能较好。
74.图8为本实施例的管式直接碳燃料电池在850℃下放电电流为3a时的性能曲线图，从图8可看出，经过40分钟的放电后，该管式直接碳燃料电池的电压由初始0.568v下降到0.519v。
75.图9为本实施例的管式直接碳燃料电池中半焦燃料和残碳的等温吸附曲线图，从图9可看出，经多联产转化后，比表面积19.76m2/g的半焦燃料转化为比表面积426.12m2/g的残碳，说明半焦燃料经多联产转化后形成多孔碳材料。
76.本发明实施例2和实施例3中半焦燃料多联产转化产生的尾气组成的分析结果如表1所示。
77.表1
[0078][0079]
从表1可知，实施例2的半焦燃料多联产转化产生的尾气中co的体积浓度为87.80％，co2的体积浓度为7.08％，实施例3的半焦燃料多联产转化产生的尾气中co的体积浓度为86.40％，co2的体积浓度为7.44％，即尾气中co的浓度均较高，说明了本发明的多联产转化工艺将半焦燃料转化生成了富co气体。
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以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。