大连化物所李灿院士团队研发的“离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术”通过科技成果评价

导读

1月6日，中国科学院大连化学物理研究所李灿院士团队研发的“离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术”在北京通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。

评价委员会专家意见

该成果达到国际领先水平。一致同意通过评价。建议扩大装置规模，加快推广应用。

基于该技术，李灿团队还联合山东三维化学集团股份有限公司、榆林中科洁净能源创新研究院、灏鸣能源科技 (大连) 有限公司共同完成了“离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺工业示范项目”。

该项目一定程度上解决了环境污染问题，为天然气、石化、煤化工等行业提供了关键绿色转型方案，也为高含硫化氢资源开发与工业绿色低碳发展提供了坚实支撑。

硫化氢消除之困

硫化氢，常伴生或副产于天然气、炼油、煤化工过程，不仅剧毒，也易被氧化为二氧化硫并形成酸雨，严重危害环境与健康。

据不完全统计，我国每年处理的硫化氢量约80亿立方米，全球范围内年处理量超过700亿立方米，潜在待处理量超过4万亿立方米（数据来源：中国硫酸工业协会、华经产业研究院）。

因此，实现硫化氢的完全消除与资源化利用，一直是天然气开采、炼油化工行业、煤化工等工业过程中长期面临的难题。

从实验室到工厂的“跨越”

历经十余年实验室研发

“离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术”

该技术在反应空间上解耦化学反应和电荷传输，利用电子介导将电极表面反应移离电极，在电极外的反应器中分别完成硫化氢氧化制硫磺和质子还原产氢。

目前该项技术已获授权专利12项，申请共计26项，形成完整专利包。

与企业合作开展

硫化氢消除与资源化利用的工业示范项目

四个方面的技术创新:

• 离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术

• 高效率、高稳定性的电化学池及系统

• 高转化率、高效分离的硫化氢氧化熔融一体反应系统

• 高品质硫磺和高纯氢气回收技术

该工业示范项目以河南能源集团新乡中新化工20万吨/年甲醇装置中副产的硫化氢为原料，采用撬装模块设计，由硫化氢氧化生产硫磺、质子还原产氢和电化学池三个主体单元构成。

运行数据显示：

• 连续运行超过1000小时

• 实现了硫化氢的完全转化（尾气中硫化氢<1 ppm）

• 产品硫磺纯度>99.95%

• 氢气纯度>99.999%

原创技术助力“双碳”目标

根据科技查新报告和国内外现行工业情况，此前未见同类技术报道，“离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术”属该领域具有自主知识产权的原创性技术。

该技术为硫化氢的完全消除与资源化利用提供了全新路径，最大程度处理硫化氢等污染排放物，有效保护了生态环境，实现“制氢+硫磺”的双重资源化收益，拓宽了工业领域清洁低碳氢的生产路径。

与此同时，这项技术也对我国氢能产业及低碳能源体系建设具有积极推动作用，兼具环境与经济效益。

据国际氢能协会预测，预计到2030年，我国绿氢规划产能约180万吨。若采用风光电驱动该技术，处理我国每年约80亿立方米的硫化氢，可在消除污染的同时回收约73万吨清洁低碳氢，相当于绿氢规划产能的40%，对推动相关行业实现“双碳”目标具有重要意义。

来源：中国科学院大连化物所