中新網(wǎng)北京1月6日電 (記者 孫自法)以天然氣、石油、煤炭等一次能源為主體的全球能源體系的發(fā)展，當前正面臨著硫化氫排放所帶來的環(huán)境挑戰(zhàn)，而硫化氫作為一種劇毒化合物，容易被氧化為二氧化硫并形成酸雨，危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。因此，如何安全、高效消除硫化氫并變廢為寶，長期以來在學術界、產(chǎn)業(yè)界和全社會廣受關注。

　　“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，該所李燦院士團隊歷經(jīng)20多年持續(xù)攻關，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”，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(wǎng)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(chǎn)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(jīng)濟效益，對中國氫能產(chǎn)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(chǎn)的硫化氫為原料，采用撬裝模塊設計，由硫化氫氧化生產(chǎn)硫磺、質子還原產(chǎn)氫和電化學池三個主體單元構成。

　　其運行數(shù)據(jù)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(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，又實現(xiàn)了污染物的資源化利用，社會經(jīng)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(wǎng)記者 孫自法 攝

　　研發(fā)團隊指出，根據(jù)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(chǎn)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(jīng)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(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，中國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(jīng)過10余年實驗室研發(fā)，團隊成功解決規(guī)?；纸饬蚧瘹涔こ谭糯髥栴}，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(chǎn)目標產(chǎn)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(chǎn)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(jù)國際氫能協(xié)會預測，到2030年，中國綠氫規(guī)劃產(chǎn)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(chǎn)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)