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長久困擾天然氣、石化等行業(yè)的劇毒廢氣硫化氫，如今已能通過創(chuàng)新技術(shù)，直接轉(zhuǎn)化為清潔能源和高價值化工品。

1月6日，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李燦院士團(tuán)隊研發(fā)的離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺技術(shù)在北京順利通過科技成果評價。評價專家組一致認(rèn)為，該成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平，建議擴大裝置規(guī)模，加快推廣應(yīng)用。

基于該技術(shù)，研究團(tuán)隊聯(lián)合山東三維化學(xué)集團(tuán)股份有限公司、榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院、灝鳴能源科技（大連）有限公司等企業(yè)，在河南新鄉(xiāng)成功建成了國內(nèi)外首套年處理10萬立方米硫化氫的中試示范裝置。該裝置目前已連續(xù)穩(wěn)定運行超過1000小時，實現(xiàn)了硫化氫的完全轉(zhuǎn)化，并生產(chǎn)出純度高于99.95%的硫磺和純度超過99.999%的高純氫氣，真正做到了“吃干榨凈”、變廢為寶。

作為天然氣開采、石油煉化及煤化工等工業(yè)流程中的常見副產(chǎn)物，硫化氫具有極高的毒性，不僅危害人體健康，排放后還可能轉(zhuǎn)化為酸雨，嚴(yán)重污染環(huán)境。如何完全消除與資源化利用硫化氫，一直是困擾相關(guān)行業(yè)的難題。

自2003年起，李燦院士團(tuán)隊便開始攻關(guān)這一課題。經(jīng)過10余年攻關(guān)，研究團(tuán)隊解決了規(guī)?；纸饬蚧瘹涔こ谭糯髥栴}，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)。與傳統(tǒng)電催化反應(yīng)在電極表面進(jìn)行不同，該技術(shù)通過特殊的電子介導(dǎo)，巧妙地將產(chǎn)生硫磺和氫氣的化學(xué)反應(yīng)“轉(zhuǎn)移”到電解槽之外獨立的反應(yīng)器中進(jìn)行。

“這一設(shè)計，猶如為化學(xué)反應(yīng)設(shè)置了‘專用車間’，從根本上避免了硫磺固體堵塞、污染電極和隔膜的難題，也排除了催化劑表面氫氣氣泡黏附對析氫反應(yīng)的影響，使得整個系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、高效、規(guī)?；\行，實現(xiàn)了從實驗室原理到大型化工程應(yīng)用的重大跨越。”李燦說。

目前，該技術(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。隨后，研究團(tuán)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)示范項目研究。他們先后研制出高效率、高穩(wěn)定性的電化學(xué)池及系統(tǒng)，高轉(zhuǎn)化率、高效分離的硫化氫氧化熔融一體反應(yīng)系統(tǒng)，并攻克了高品質(zhì)硫磺和高純氫氣回收技術(shù)，成功將實驗室成果推向工業(yè)化。

相關(guān)測算數(shù)據(jù)顯示，若利用我國豐富的風(fēng)光等可再生能源產(chǎn)生的電力來驅(qū)動該技術(shù)，處理國內(nèi)每年排放的硫化氫，可在消除污染的同時，回收數(shù)量可觀的“綠氫”，這對我國構(gòu)建清潔低碳能源體系、推動工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要積極意義。

李燦表示，該技術(shù)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(hù)了生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)“制氫+硫磺”的雙重資源化收益，拓寬了工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)涞纳a(chǎn)路徑。未來，該技術(shù)有望在煤化工、石油化工、油氣開采等行業(yè)具有很好的應(yīng)用前景。