中國科學(xué)家研發(fā)“變廢為寶”新技術(shù) 硫化氫高效分解制氫和硫磺。1月6日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦院士團隊研發(fā)的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”在北京通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果評價。專家一致認(rèn)為該成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并建議擴大裝置規(guī)模，加快推廣應(yīng)用。

當(dāng)前，天然氣、石油、煤炭是全球能源體系的主體。這些主流能源在開采過程中會排放出硫化氫，給環(huán)境帶來挑戰(zhàn)。硫化氫是一種劇毒化合物，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。李燦表示，硫化氫中的硫和氫都是重要的資源。目前的技術(shù)可以回收硫磺，但氫通常被燃燒成水，造成浪費。傳統(tǒng)技術(shù)處理硫化氫時也可能存在處理不當(dāng)?shù)膯栴}，導(dǎo)致環(huán)境污染。

據(jù)統(tǒng)計，我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。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)過程中的難題。

為解決這一問題，李燦院士團隊自2003年起致力于探索利用光、電等非常規(guī)手段分解硫化氫。經(jīng)過十余年實驗室研發(fā)，團隊成功解決了規(guī)模化分解硫化氫工程放大問題，研發(fā)出具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)”。

李燦解釋說，該技術(shù)的關(guān)鍵在于利用電催化的反應(yīng)。硫化氫首先溶解到溶液中，形成離子，然后分別進(jìn)行產(chǎn)硫磺和產(chǎn)氫的反應(yīng)。這樣不僅可以避免氣體泄露，還能有效分離硫磺和氫氣。這項技術(shù)的研發(fā)經(jīng)歷了20多年，起初的研究方向是水分解制氫，但在研究過程中發(fā)現(xiàn)硫化氫可以完全分解，從而找到了新的突破口。

在工程化試驗中，團隊遇到了硫磺附著在催化劑表面的問題。最終，他們發(fā)展了離場技術(shù)，將生成硫磺的反應(yīng)轉(zhuǎn)移到另一個場景，巧妙地解決了這一矛盾。目前，該項技術(shù)已申請26項專利，其中12項已獲授權(quán)，并形成了完整的專利包。

李燦團隊與企業(yè)合作，在煤化工領(lǐng)域開展了硫化氫消除與資源化利用的工業(yè)示范項目。依托該技術(shù)建成國內(nèi)外首套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。運行數(shù)據(jù)顯示，裝置連續(xù)運行超過1000小時，實現(xiàn)了硫化氫的完全轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品硫磺純度>99.95%，氫氣純度>99.999%。單次硫化氫進(jìn)入后，尾氣中的硫污染物檢測不到，硫磺品相好，氫氣純度高，可以直接用于燃料電池等高純用氫行業(yè)。

評價委員會專家認(rèn)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(yīng)用前景。這項技術(shù)對我國氫能產(chǎn)業(yè)及低碳能源體系建設(shè)具有積極推動作用，兼具環(huán)境與經(jīng)濟效益。據(jù)國際氫能協(xié)會預(yù)測，到2030年，我國綠氫規(guī)劃產(chǎn)能約180萬噸。若采用風(fēng)光電驅(qū)動該技術(shù)，處理我國每年約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?xì)?，相?dāng)于綠氫規(guī)劃產(chǎn)能的40%，對推動相關(guān)行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。中國科學(xué)家研發(fā)“變廢為寶”新技術(shù) 硫化氫高效分解制氫和硫磺！