硫化氫如何變廢為寶？中國(guó)首創(chuàng)技術(shù)“一箭雙雕”實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用
作者:知識(shí) 來源:百科 瀏覽: 【大 中 小】 發(fā)布時(shí)間:2026-01-08 11:51:51 評(píng)論數(shù):
中新網(wǎng)北京1月6日電 (記者 孫自法)以天然氣、一箭雙雕石油、硫化煤炭等一次能源為主體的氫何全球能源體系的發(fā)展，當(dāng)前正面臨著硫化氫排放所帶來的變廢環(huán)境挑戰(zhàn)，而硫化氫作為一種劇毒化合物，為寶容易被氧化為二氧化硫并形成酸雨，中國(guó)危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。首創(chuàng)實(shí)現(xiàn)因此，技術(shù)如何安全、工業(yè)高效消除硫化氫并變廢為寶，應(yīng)用長(zhǎng)期以來在學(xué)術(shù)界、一箭雙雕產(chǎn)業(yè)界和全社會(huì)廣受關(guān)注。硫化
“一箭雙雕”
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(大連化物所)1月6日在北京宣布，氫何該所李燦院士團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)20多年持續(xù)攻關(guān)，變廢在國(guó)際上首創(chuàng)研發(fā)的為寶“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”，已成功從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)工廠，建成國(guó)際首套10萬方/年離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺中試示范裝置，在煤化工領(lǐng)域開展工業(yè)化應(yīng)用示范。
1月6日，北京，李燦院士介紹團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首創(chuàng)研發(fā)的“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝該技術(shù)的應(yīng)用效果也被形象稱為“一箭雙雕”——為硫化氫的完全消除與資源化利用提供了全新路徑，既最大程度處理硫化氫等污染排放物，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)“制氫+硫磺”的雙重資源化收益，拓寬工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)涞纳a(chǎn)路徑。
與此同時(shí)，“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”兼具環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)及低碳能源體系建設(shè)具有積極推動(dòng)作用。
完全轉(zhuǎn)化
基于“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”的工業(yè)示范項(xiàng)目，由研發(fā)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合山東三維化學(xué)集團(tuán)股份有限公司、榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院、灝鳴能源科技(大連)有限公司共同實(shí)施，以河南能源集團(tuán)新鄉(xiāng)中新化工20萬噸/年甲醇裝置中副產(chǎn)的硫化氫為原料，采用撬裝模塊設(shè)計(jì)，由硫化氫氧化生產(chǎn)硫磺、質(zhì)子還原產(chǎn)氫和電化學(xué)池三個(gè)主體單元構(gòu)成。
其運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，示范裝置連續(xù)運(yùn)行超過1000小時(shí)，實(shí)現(xiàn)硫化氫的完全轉(zhuǎn)化(尾氣中硫化氫小于百萬分之一)，產(chǎn)品硫磺純度大于99.95%、氫氣純度大于99.999%，既消除了硫化氫的污染，又實(shí)現(xiàn)了污染物的資源化利用，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，工業(yè)示范項(xiàng)目一定程度上解決了環(huán)境污染問題，既為天然氣、石化、煤化工等行業(yè)提供關(guān)鍵綠色轉(zhuǎn)型方案，也為高含硫化氫資源開發(fā)與工業(yè)綠色低碳發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)支撐。
變廢為寶
當(dāng)天，“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”在北京通過中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)委員會(huì)專家認(rèn)為，離場(chǎng)電催化分解硫化氫可在溫和、安全的條件下運(yùn)行，在煤化工、石油化工、油氣開采等行業(yè)具有很好的應(yīng)用前景。該成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，建議擴(kuò)大裝置規(guī)模，加快推廣應(yīng)用。
1月6日，北京，“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”通過科技成果評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)委員會(huì)專家代表等合影。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝研發(fā)團(tuán)隊(duì)指出，根據(jù)科技查新報(bào)告和中外現(xiàn)行工業(yè)情況，“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”屬中國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)。其在消除污染物的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)硫化氫資源完全變廢為寶，可靈活適應(yīng)于煤化工、石油化工、天然氣開采等不同應(yīng)用場(chǎng)景和不同規(guī)模，經(jīng)濟(jì)效益顯著。目前，該項(xiàng)技術(shù)已申請(qǐng)26項(xiàng)專利，其中12項(xiàng)已獲授權(quán)，并形成完整的專利包。
李燦院士表示，與現(xiàn)行技術(shù)工藝相比較，離場(chǎng)電催化分解硫化氫在溫和、安全的條件下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)環(huán)保治理和資源化完全利用的技術(shù)進(jìn)步，主要有四方面技術(shù)創(chuàng)新：一是離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)；二是高效率、高穩(wěn)定性的電化學(xué)池及系統(tǒng)；三是高轉(zhuǎn)化率、高效分離的硫化氫氧化熔融一體反應(yīng)系統(tǒng)；四是高品質(zhì)硫磺和高純氫氣回收技術(shù)。
助力綠氫
中國(guó)科學(xué)大連化物所介紹說，硫化氫主要伴生或副產(chǎn)于天然氣開采、煉油化工行業(yè)和煤化工過程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年處理的硫化氫量約80億立方米，全球范圍內(nèi)年處理量超過700億立方米，潛在待處理量超過4萬億立方米。因此，實(shí)現(xiàn)硫化氫的完全消除與資源化利用，一直是天然氣開采、煉油化工行業(yè)、煤化工等工業(yè)過程中長(zhǎng)期面臨的難題。
為解決上述難題，李燦院士團(tuán)隊(duì)自2003年起便致力于探索利用光、電等非常規(guī)手段分解硫化氫。經(jīng)過10余年實(shí)驗(yàn)室研發(fā)，團(tuán)隊(duì)成功解決規(guī)模化分解硫化氫工程放大問題，研發(fā)出“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”。
離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺工業(yè)示范裝置。中國(guó)科學(xué)院大連化物所 供圖該技術(shù)在反應(yīng)空間上解耦化學(xué)反應(yīng)和電荷傳輸，利用氧化/還原電對(duì)將生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)移離電極，在電解槽外的反應(yīng)器中分別完成硫化氫氧化制硫磺和質(zhì)子還原產(chǎn)氫反應(yīng)。這一設(shè)計(jì)避免了硫磺在電極表面沉積及污染電池隔膜的難題，排除了催化劑表面氣泡粘附對(duì)放氫反應(yīng)的影響，發(fā)明了電催化制化學(xué)品的新反應(yīng)模式。
據(jù)國(guó)際氫能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2030年，中國(guó)綠氫規(guī)劃產(chǎn)能約180萬噸。研發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，若采用風(fēng)光電驅(qū)動(dòng)“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”，處理中國(guó)每年約80億立方米的硫化氫，可在消除污染的同時(shí)回收約73萬噸清潔低碳?xì)?，相?dāng)于綠氫規(guī)劃產(chǎn)能的40%，對(duì)推動(dòng)相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”(碳達(dá)峰、碳中和)目標(biāo)具有重要意義。(完)