大連化物所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”通過科技成果評價

導讀

1月6日，中國科學院大連化學物理研究所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。

評價委員會專家意見

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。

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) 有限公司共同完成了“離場電催化全分解硫化氫制氫和硫磺工業示范項目”。

該項目一定程度上解決了環境污染問題，為天然氣、石化、煤化工等行業提供了關鍵綠色轉型方案，也為高含硫化氫資源開發與工業綠色低碳發展提供了堅實支撐。

硫化氫消除之困

硫化氫，常伴生或副產于天然氣、煉油、煤化工過程，不僅劇毒，也易被氧化為二氧化硫并形成酸雨，嚴重危害環境與健康。

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。

從實驗室到工廠的“跨越”

歷經十余年實驗室研發

“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。

目前該項技術已獲授權專利12項，申請共計26項，形成完整專利包。

與企業合作開展

硫化氫消除與資源化利用的工業示范項目

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。

運行數據顯示：

• 連續運行超過1000小時

• 實現了硫化氫的完全轉化（尾氣中硫化氫<1 ppm）

• 產品硫磺純度>99.95%

• 氫氣純度>99.999%

原創技術助力“雙碳”目標

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，預計到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。

來源：中國科學院大連化物所