導(dǎo)讀

1月6日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“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(guò)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)專家意見(jiàn)

該成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。一致同意通過(guò)評(píng)價(jià)。建議擴(kuò)大裝置規(guī)模，加快推廣應(yīng)用。

基于該技術(shù)，李燦團(tuán)隊(duì)還聯(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) 有限公司共同完成了“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺工業(yè)示范項(xiàng)目”。

該項(xiàng)目一定程度上解決了環(huán)境污染問(wèn)題，為天然氣、石化、煤化工等行業(yè)提供了關(guān)鍵綠色轉(zhuǎn)型方案，也為高含硫化氫資源開(kāi)發(fā)與工業(yè)綠色低碳發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)支撐。

硫化氫消除之困

硫化氫，常伴生或副產(chǎn)于天然氣、煉油、煤化工過(guò)程，不僅劇毒，也易被氧化為二氧化硫并形成酸雨，嚴(yán)重危害環(huán)境與健康。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(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(guò)700億立方米，潛在待處理量超過(guò)4萬(wàn)億立方米（數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)、華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院）。

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(kāi)采、煉油化工行業(yè)、煤化工等工業(yè)過(guò)程中長(zhǎng)期面臨的難題。

從實(shí)驗(yàn)室到工廠的“跨越”

歷經(jīng)十余年實(shí)驗(yàn)室研發(fā)

“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”

該技術(shù)在反應(yīng)空間上解耦化學(xué)反應(yīng)和電荷傳輸，利用電子介導(dǎo)將電極表面反應(yīng)移離電極，在電極外的反應(yīng)器中分別完成硫化氫氧化制硫磺和質(zhì)子還原產(chǎn)氫。

目前該項(xiàng)技術(shù)已獲授權(quán)專利12項(xiàng)，申請(qǐng)共計(jì)26項(xiàng)，形成完整專利包。

與企業(yè)合作開(kāi)展

硫化氫消除與資源化利用的工業(yè)示范項(xiàng)目

四個(gè)方面的技術(shù)創(chuàng)新:

• 離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)

• 高效率、高穩(wěn)定性的電化學(xué)池及系統(tǒng)

• 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)

• 高品質(zhì)硫磺和高純氫氣回收技術(shù)

該工業(yè)示范項(xiàng)目以河南能源集團(tuán)新鄉(xiāng)中新化工20萬(wàn)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。

運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示：

• 連續(xù)運(yùn)行超過(guò)1000小時(shí)

• 實(shí)現(xiàn)了硫化氫的完全轉(zhuǎn)化（尾氣中硫化氫<1 ppm）

• 產(chǎn)品硫磺純度>99.95%

• 氫氣純度>99.999%

原創(chuàng)技術(shù)助力“雙碳”目標(biāo)

根據(jù)科技查新報(bào)告和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行工業(yè)情況，此前未見(jiàn)同類技術(shù)報(bào)道，“離場(chǎng)電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”屬該領(lǐng)域具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)。

該技術(shù)為硫化氫的完全消除與資源化利用提供了全新路徑，最大程度處理硫化氫等污染排放物，有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“制氫+硫磺”的雙重資源化收益，拓寬了工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)涞纳a(chǎn)路徑。

與此同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)也對(duì)我國(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，兼具環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。

據(jù)國(guó)際氫能協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)綠氫規(guī)劃產(chǎn)能約180萬(wàn)噸。若采用風(fēng)光電驅(qū)動(dòng)該技術(shù)，處理我國(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(wàn)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”目標(biāo)具有重要意義。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院大連化物所