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。
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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”。
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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
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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
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