大連化物所“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
點擊次數: 更新時間: 2026-01-07 10:01:16
1月6日,基于大連化物所太陽能研究部(DNL16)李燦院士團隊研發的“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聯合會組織的科技成果評價。中國石油化工集團有限公司曹湘洪院士擔任科技成果評價委員會主任,中國科學院城市環境研究所賀泓院士擔任評價委員會副主任。中國石油化工集團有限公司謝在庫院士、中國石化工程建設有限公司孫麗麗院士、中國石化石油化工科學研究院聶紅院士,大連化物所副所長黃延強、科研及職能部門相關人員等出席會議。
會上,李燦作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術的研究報告,山東三維化學集團股份有限公司總經理郝文亮作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術的工作報告,現場考核專家組組長、中國科學院大學郝鄭平教授作了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術的中試裝置考核報告。評價委員會專家詳細審查了查新報告及相關評價材料,并與科研團隊、合作企業等進行了深入的交流、討論。最后,評價委員會專家一致認為,該成果達到國際領先水平。一致同意通過評價。建議擴大裝置規模,加快推廣應用。
科技成果評價會后,大連化物所舉行了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術科技成果媒體見面會,黃延強主持會議。新華社、中央電視臺、中央人民廣播電臺、光明日報、經濟日報、中國日報、科技日報、中國新聞社、中國科學報、人民網、光明網、中國網、瞭望新聞周刊、中國化工報、中國能源報、新京報、大公文匯報等媒體記者出席了媒體見面會。會上,大連化物所王慶楠副研究員簡要介紹了離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術情況,記者就感興趣的問題與科技成果評價委員會專家、科研團隊成員、企業代表等進行了交流。
當前,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展正面臨著硫化氫排放所帶來的環境挑戰。作為一種劇毒化合物,硫化氫容易被氧化為二氧化硫并形成酸雨,危害生態環境和人體健康。它主要伴生或副產于天然氣開采、煉油化工行業和煤化工過程。據不完全統計,我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(數據來源:中國硫酸工業協會、華經產業研究院)。因此,實現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、煤化工等工業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、電等非常規手段分解硫化氫。經過十余年實驗室研發,團隊成功解決了規模化分解硫化氫工程放大問題,研發出具有我國自主知識產權的“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”。
該技術在反應空間上解耦化學反應和電荷傳輸,利用電子介導將電極表面反應移離電極,在電極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。這一設計有效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析氫反應的影響,發明了電催化制化學品的新反應模式。目前,該項技術已申請26項專利,其中12項已獲授權,具有完全自主知識產權。
基于該技術,李燦團隊還聯合山東三維化學集團股份有限公司、榆林中科潔凈能源創新研究院、灝鳴能源科技 (大連) 有限公司合作,在煤化工領域開展了10萬方/年硫化氫消除與資源化利用的工業示范項目。其主要包含四個方面的技術創新: 離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術;高效率、高穩定性的電化學池及系統;高轉化率、高效分離的硫化氫氧化熔融一體反應系統;高品質硫磺和高純氫氣回收技術。
該工業示范項目以河南能源集團新鄉中新化工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。連續運行時間超過1000小時,實現了硫化氫完全轉化 (尾氣中硫化氫含量小于1 ppm),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,又實現了污染物的資源化利用,社會經濟效益顯著。
根據科技查新報告和國內外現行工業情況,此前未見同類技術報道,“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術”屬該領域具有自主知識產權的原創性技術。
該技術為硫化氫的完全消除與資源化利用提供了全新路徑,最大程度處理硫化氫等污染排放物,有效保護了生態環境,實現“制氫+硫磺”的雙重資源化收益,拓寬了工業領域清潔低碳氫的生產路徑。
與此同時,這項技術也對我國氫能產業及低碳能源體系建設具有積極推動作用,兼具環境與經濟效益。
據國際氫能協會預測,到2030年,我國綠氫規劃產能約180萬噸。若采用風光電驅動該技術,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73萬噸清潔低碳氫,相當于綠氫規劃產能的40%,對推動相關行業實現“雙碳”目標具有重要意義。(文/王慶楠 圖/岳偉)