来源:科技日报 多年来困扰天然气、石化等行业的剧毒废气硫化氢,如今可以通过创新技术直接转化为清洁能源和高价值化学品。 1月6日,中国科学院大连化学物理研究所黄丽院士团队研发的硫化氢硫体外电催化全分解制氢技术通过了北京市科技成果鉴定。评估专家组一致认为该成果达到国际最高水平,建议扩大该装置规模,加快推广应用。基于该技术,研究团队与山东三维化工集团有限公司、榆林中科清洁能源创新研究院、灏明能源科技(与大连)有限公司等在河南省新乡市成功建设国内外首座年处理10万立方米硫化氢中试示范装置。该设备连续稳定运行1000小时以上,硫化氢完全转化,生产出纯度大于99.95%的硫磺和纯度大于99.999%的高纯氢气。我们真正实现了“吃得干净、榨得干净”,变废为宝的目标。硫化氢是天然气开采、炼油和煤化工等工业过程中常见的副产品,具有剧毒。除危害人体健康外,释放后可形成酸雨,严重污染环境。如何彻底去除硫化氢并将其作为资源利用,一直是相关行业面临的挑战。自2003年起,李灿院士团队开始致力于这个话题。研究团队经过10多年的研究,解决了硫化氢工程的大规模分解难题,开发了我国具有自主知识产权的外置电催化剂完全分解硫化氢制氢和硫磺技术。与在电极表面发生的传统电催化反应不同,该技术巧妙地通过特殊的电子中间体将产生硫和氢的化学反应“转移”到电解槽外部的单独反应器中。 “这种设计就像建立了一个化学反应的‘专用车间’,从根本上避免了固体硫堵塞和污染电极和隔板的问题,也消除了制氢反应时催化剂表面附着的氢气气泡的影响,使整个系统稳定。可以高效运行,安全可靠。”t规模,实现了从实验室原理到大规模工程应用的巨大飞跃。 “目前,该技术已申请专利26项,其中已授权12项,形成了完整的专利包。随后,研究团队与企业合作开展了煤化工硫化氢脱除及资源化利用的工业示范项目研究,先后研发出高效高稳定的电化学电池及系统、高转化率、高效分离的氧化聚变硫化氢一体化反应系统,并成功超越回收技术。相关计算数据显示,如果利用我国丰富的风能、太阳能等可再生能源发电来推广该技术,解决我国每年的硫化氢排放量,可回收大量“绿氢”在消除污染的同时。硫化物资源化利用提供了一条新途径,最大限度地治理硫化氢等污染排放,有效保护生态环境,实现“氢气+制硫”的双重资源利用优势,拓展工业领域清洁低碳制氢之路。未来,该技术有望在煤化工、石油化工、油气勘探等行业得到应用。
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