中新網北京1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，中國危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。首創(chuàng)實現(xiàn)因此，技術如何安全、工業(yè)高效消除硫化氫并變廢為寶，應用長期以來在學術界、一箭雙雕產業(yè)界和全社會廣受關注。硫化

　　“一箭雙雕”

　　中國科學院大連化學物理研究所(大連化物所)1月6日在北京宣布，氫何該所李燦院士團隊歷經20多年持續(xù)攻關，變廢在國際上首創(chuàng)研發(fā)的為寶“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”，已成功從實驗室走進工廠，建成國際首套10萬方/年離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺中試示范裝置，在煤化工領域開展工業(yè)化應用示范。

1月6日，北京，李燦院士介紹團隊在國際上首創(chuàng)研發(fā)的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”。中新網記者 孫自法 攝

　　該技術的應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，有效保護生態(tài)環(huán)境，又實現(xiàn)“制氫+硫磺”的雙重資源化收益，拓寬工業(yè)領域清潔低碳氫的生產路徑。

　　與此同時，“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”兼具環(huán)境與經濟效益，對中國氫能產業(yè)及低碳能源體系建設具有積極推動作用。

　　完全轉化

　　基于“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”的工業(yè)示范項目，由研發(fā)團隊聯(lián)合山東三維化學集團股份有限公司、榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院、灝鳴能源科技(大連)有限公司共同實施，以河南能源集團新鄉(xiāng)中新化工20萬噸/年甲醇裝置中副產的硫化氫為原料，采用撬裝模塊設計，由硫化氫氧化生產硫磺、質子還原產氫和電化學池三個主體單元構成。

　　其運行數據顯示，示范裝置連續(xù)運行超過1000小時，實現(xiàn)硫化氫的完全轉化(尾氣中硫化氫小于百萬分之一)，產品硫磺純度大于99.95%、氫氣純度大于99.999%，既消除了硫化氫的污染，又實現(xiàn)了污染物的資源化利用，社會經濟效益顯著。

　　研發(fā)團隊認為，工業(yè)示范項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)提供關鍵綠色轉型方案，也為高含硫化氫資源開發(fā)與工業(yè)綠色低碳發(fā)展提供了堅實支撐。

　　變廢為寶

　　當天，“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”在北京通過中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價，評價委員會專家認為，離場電催化分解硫化氫可在溫和、安全的條件下運行，在煤化工、石油化工、油氣開采等行業(yè)具有很好的應用前景。該成果達到國際領先水平，建議擴大裝置規(guī)模，加快推廣應用。

1月6日，北京，“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”通過科技成果評價，評價委員會專家代表等合影。中新網記者 孫自法 攝

　　研發(fā)團隊指出，根據科技查新報告和中外現(xiàn)行工業(yè)情況，“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”屬中國具有自主知識產權的原創(chuàng)性技術。其在消除污染物的同時，實現(xiàn)硫化氫資源完全變廢為寶，可靈活適應于煤化工、石油化工、天然氣開采等不同應用場景和不同規(guī)模，經濟效益顯著。目前，該項技術已申請26項專利，其中12項已獲授權，并形成完整的專利包。

　　李燦院士表示，與現(xiàn)行技術工藝相比較，離場電催化分解硫化氫在溫和、安全的條件下進行，實現(xiàn)環(huán)保治理和資源化完全利用的技術進步，主要有四方面技術創(chuàng)新：一是離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術；二是高效率、高穩(wěn)定性的電化學池及系統(tǒng)；三是高轉化率、高效分離的硫化氫氧化熔融一體反應系統(tǒng)；四是高品質硫磺和高純氫氣回收技術。

　　助力綠氫

　　中國科學大連化物所介紹說，硫化氫主要伴生或副產于天然氣開采、煉油化工行業(yè)和煤化工過程。據不完全統(tǒng)計，中國每年處理的硫化氫量約80億立方米，全球范圍內年處理量超過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)過程中長期面臨的難題。

　　為解決上述難題，李燦院士團隊自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。經過10余年實驗室研發(fā)，團隊成功解決規(guī)模化分解硫化氫工程放大問題，研發(fā)出“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”。

離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺工業(yè)示范裝置。中國科學院大連化物所 供圖

　　該技術在反應空間上解耦化學反應和電荷傳輸，利用氧化/還原電對將生產目標產品的化學反應移離電極，在電解槽外的反應器中分別完成硫化氫氧化制硫磺和質子還原產氫反應。這一設計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放氫反應的影響，發(fā)明了電催化制化學品的新反應模式。

　　據國際氫能協(xié)會預測，到2030年，中國綠氫規(guī)劃產能約180萬噸。研發(fā)團隊稱，若采用風光電驅動“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”，處理中國每年約80億立方米的硫化氫，可在消除污染的同時回收約73萬噸清潔低碳氫，相當于綠氫規(guī)劃產能的40%，對推動相關行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”(碳達峰、碳中和)目標具有重要意義。(完)