]26—第三管路；27—第四管路；28—陽極室。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，包括臥式管式爐1、石英管3、氫氣儲(chǔ)罐17、干燥器6、直接碳燃料電池、氬氣儲(chǔ)罐20、帶塞子的濃硫酸儲(chǔ)瓶7和帶塞子的純凈水儲(chǔ)瓶8，所述石英管3設(shè)置于臥式管式爐I內(nèi)且石英管3的兩端均位于臥式管式爐I外，所述石英管3內(nèi)設(shè)置有用于盛裝基底的瓷舟2，所述石英管3的一端設(shè)置有進(jìn)氣塞4，石英管3的另一端設(shè)置有排氣塞21，所述排氣塞21上安裝有石英管排氣管22，所述石英管3與干燥器6通過穿過進(jìn)氣塞4的第一管路4-1相連通，石英管3與氫氣儲(chǔ)罐17通過穿過進(jìn)氣塞4的第二管路4-2相連通，所述干燥器6與濃硫酸儲(chǔ)瓶7通過第三管路26相連通，所述第三管路26伸入濃硫酸儲(chǔ)瓶7的一端位于濃硫酸液面上方，所述濃硫酸儲(chǔ)瓶7與純凈水儲(chǔ)瓶8通過第四管路27相連通，所述第四管路27位于濃硫酸儲(chǔ)瓶7內(nèi)的一端伸入濃硫酸液面以下，第四管路27伸入純凈水儲(chǔ)瓶8的一端位于純凈水液面上方;所述直接碳燃料電池與氬氣儲(chǔ)罐20之間設(shè)置有燃料電池進(jìn)氣管5，直接碳燃料電池與純凈水儲(chǔ)瓶8之間設(shè)置有燃料電池排氣管10，燃料電池排氣管10位于純凈水儲(chǔ)瓶8內(nèi)的一端伸入純凈水液面以下。
[0038]本實(shí)施例中，所述直接碳燃料電池包括剛玉管12和電解質(zhì)片16，所述剛玉管12的上端設(shè)置有密封塞9，所述電解質(zhì)片16通過密封膠13粘接于剛玉管12的下端，電解質(zhì)片16的上表面和下表面均設(shè)置有銀膏涂層，所述剛玉管12的側(cè)面焊接有與電解質(zhì)片16的上表面相接的正極銀線11和與電解質(zhì)片16的下表面相接的負(fù)極銀線19。
[0039]本實(shí)施例中，所述密封塞9、剛玉管12和電解質(zhì)片16之間形成陽極室28。
[0040]本實(shí)施例中，所述燃料電池進(jìn)氣管5的一端穿過密封塞9設(shè)置于剛玉管12內(nèi)，燃料電池進(jìn)氣管5的另一端與氬氣儲(chǔ)罐20的出氣口相連接，所述燃料電池排氣管10的一端穿過密封塞9設(shè)置于剛玉管12內(nèi)。
[0041]本實(shí)施例中，所述臥式管式爐I下方設(shè)置有用于支撐臥式管式爐I的底座24。
[0042I本實(shí)施例中，所述第二管路4-2上設(shè)置有閥門14。
[0043]本實(shí)施例中，所述第二管路4-2上設(shè)置有氫氣流量計(jì)18。
[0044]本實(shí)施例中，所述第三管路26上設(shè)置有氣體流量計(jì)23。
[0045]本實(shí)施例中，所述燃料電池進(jìn)氣管5上設(shè)置有氬氣流量計(jì)25。
[0046]本實(shí)施例中，所述基底為銅箔或鎳箔。
[0047]本實(shí)用新型的粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置的工作過程為:打開密封塞9，將粉煤15加入剛玉管12內(nèi)部，使其均勻的分散在剛玉管12底部的電解質(zhì)片16上，蓋上密封塞9，將直接碳燃料電池與外部用電設(shè)備(如電化學(xué)測(cè)試儀)相接;打開進(jìn)氣塞4，將盛裝有基底(銅箔或鎳箔)的瓷舟2放入石英管3內(nèi)并使瓷舟2位于石英管3的中部位置，裝好進(jìn)氣塞4，并將石英管排氣管22的出氣端置于水中進(jìn)行液封;打開氬氣儲(chǔ)罐20置換直接碳燃料電池和石英管3內(nèi)的氣體并持續(xù)通入氬氣，氬氣通入30min后打開氫氣儲(chǔ)罐17，開啟臥式管式爐I加熱至化學(xué)氣相沉積溫度(9000C?1000 °C )，對(duì)瓷舟2內(nèi)的基底(銅箔或鎳箔)進(jìn)行Ih?2h的還原處理，待還原處理結(jié)束后將純凈水儲(chǔ)瓶8置于冰水浴中，將直接碳燃料電池下部置于高溫電阻爐中并使粉煤15位于高溫電阻爐內(nèi)，開啟高溫電阻爐加熱至直接碳燃料電池的工作溫度(750°C?850°C)，利用直接碳燃料電池中的粉煤15熱解產(chǎn)生的氣體對(duì)瓷舟2內(nèi)的銅箔進(jìn)行化學(xué)氣相沉積處理;待化學(xué)氣相沉積處理結(jié)束后關(guān)閉高溫電阻爐和臥式管式爐I，并關(guān)閉氫氣儲(chǔ)罐17，繼續(xù)通入氬氣進(jìn)行冷卻，待臥式管式爐I溫度降至室溫后，關(guān)閉氬氣儲(chǔ)罐20，取出瓷舟2，在瓷舟2內(nèi)的基底(銅箔或鎳箔)表面得到石墨烯。
[0048]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，包括臥式管式爐(I)、石英管(3)、氫氣儲(chǔ)罐(17)、干燥器(6)、直接碳燃料電池、氬氣儲(chǔ)罐(20)、帶塞子的濃硫酸儲(chǔ)瓶(7)和帶塞子的純凈水儲(chǔ)瓶(8)，所述石英管(3)設(shè)置于臥式管式爐(I)內(nèi)且石英管(3)的兩端均位于臥式管式爐(I)外，所述石英管(3)內(nèi)設(shè)置有用于盛裝基底的瓷舟(2)，所述石英管(3)的一端設(shè)置有進(jìn)氣塞(4)，石英管(3)的另一端設(shè)置有排氣塞(21)，所述排氣塞(21)上安裝有石英管排氣管(22)，所述石英管(3)與干燥器(6)通過穿過進(jìn)氣塞(4)的第一管路(4-1)相連通，石英管(3)與氫氣儲(chǔ)罐(17)通過穿過進(jìn)氣塞(4)的第二管路(4-2)相連通，所述干燥器(6)與濃硫酸儲(chǔ)瓶(7)通過第三管路(26)相連通，所述第三管路(26)伸入濃硫酸儲(chǔ)瓶(7)的一端位于濃硫酸液面上方，所述濃硫酸儲(chǔ)瓶(7)與純凈水儲(chǔ)瓶(8)通過第四管路(27)相連通，所述第四管路(27)位于濃硫酸儲(chǔ)瓶(7)內(nèi)的一端伸入濃硫酸液面以下，第四管路(27)伸入純凈水儲(chǔ)瓶(8)的一端位于純凈水液面上方;所述直接碳燃料電池與氬氣儲(chǔ)罐(20)之間設(shè)置有燃料電池進(jìn)氣管(5)，直接碳燃料電池與純凈水儲(chǔ)瓶(8)之間設(shè)置有燃料電池排氣管(10)，燃料電池排氣管(10)位于純凈水儲(chǔ)瓶(8)內(nèi)的一端伸入純凈水液面以下。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述直接碳燃料電池包括剛玉管(12)和電解質(zhì)片(16)，所述剛玉管(12)的上端設(shè)置有密封塞(9)，所述電解質(zhì)片(16)通過密封膠(13)粘接于剛玉管(12)的下端，電解質(zhì)片(16)的上表面和下表面均設(shè)置有銀膏涂層，所述剛玉管(12)的側(cè)面焊接有與電解質(zhì)片(16)的上表面相接的正極銀線(11)和與電解質(zhì)片(16)的下表面相接的負(fù)極銀線(19)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述密封塞(9)、剛玉管(12)和電解質(zhì)片(16)之間形成陽極室(28)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述燃料電池進(jìn)氣管(5)的一端穿過密封塞(9)設(shè)置于剛玉管(12)內(nèi)，燃料電池進(jìn)氣管(5)的另一端與氬氣儲(chǔ)罐(20)的出氣口相連接，所述燃料電池排氣管(10)的一端穿過密封塞(9)設(shè)置于剛玉管(12)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述臥式管式爐(I)下方設(shè)置有用于支撐臥式管式爐(I)的底座(24)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述第二管路(4-2)上設(shè)置有閥門(14)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述第二管路(4-2)上設(shè)置有氫氣流量計(jì)(18)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述第三管路(26)上設(shè)置有氣體流量計(jì)(23)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述燃料電池進(jìn)氣管(5)上設(shè)置有氬氣流量計(jì)(25)。10.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述基底為銅箔或鎳箔。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化裝置，包括臥式管式爐、石英管、氫氣儲(chǔ)罐、干燥器、直接碳燃料電池、氬氣儲(chǔ)罐、帶塞子的濃硫酸儲(chǔ)瓶和帶塞子的純凈水儲(chǔ)瓶，所述石英管設(shè)置于臥式管式爐內(nèi)且石英管的兩端均位于臥式管式爐外，所述石英管內(nèi)設(shè)置有用于盛裝基底的瓷舟，所述石英管的一端設(shè)置有進(jìn)氣塞，石英管的另一端設(shè)置有排氣塞，所述排氣塞上安裝有石英管排氣管，所述石英管與干燥器通過穿過進(jìn)氣塞的第一管路相連通。本實(shí)用新型通過設(shè)置臥式管式爐和直接碳燃料電池，可充分利用直接碳燃料電池中粉煤熱解產(chǎn)生的固體、液體和氣體，大大的提高了煤炭資源的利用效率，有效的減輕了煤的粗放利用對(duì)環(huán)境造成的污染，符合我國(guó)低碳能源發(fā)展思想。
【IPC分類】H01M8/04, C01B31/04
【公開號(hào)】CN205319238
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521132730
【發(fā)明人】劉國(guó)陽, 張亞婷, 謝之達(dá), 周安寧, 蔡江濤, 黨永強(qiáng), 邱介山
【申請(qǐng)人】西安科技大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月30日