我国原创"离场电催化"技术通过评价 将剧毒硫化氢变废为宝实现资源化利用

长期以来,硫化氢治理是能源化工领域绕不开的“硬骨头”。

硫化氢广泛伴生于天然气开采、炼油、煤化工等环节,具有强毒性和腐蚀性,且在环境反应中易形成酸性污染物,对生态环境与安全生产构成双重压力。

据相关统计,我国每年待处理的硫化氢规模约80亿立方米,处置需求量大、分布行业广、治理任务重。

如何在确保安全的前提下实现高效、稳定、经济的处理,一直制约着行业绿色转型。

难点何在?

关键在于“既要彻底消除,又要可持续运行”。

传统处理路线多以吸收、氧化、燃烧或电化学反应等方式为主,但在电化学路径中,反应往往发生在电极表面,生成的硫磺容易沉积在电极与隔膜上,导致传质受阻、极化加剧、设备性能衰减,进而影响连续运行与规模化推广。

换言之,“能做出来”不等于“能跑得久、跑得稳”,工程可用性成为技术落地的核心门槛。

针对这一痛点,我国科研团队持续攻关并形成原创方案。

由中国科学院院士、中国科学院大连化物所研究员李灿团队研发的“离场电催化”分解硫化氢制氢制硫技术,日前在北京通过专家组评价,被一致认定达到国际领先水平。

其创新点在于重构反应组织方式:在电解槽内完成关键电信号传递,而将生成硫磺与氢气的实际反应环节“外置”到专用反应器中进行,从而从机理与工程两端同步化解硫磺沉积对电极和隔膜的污染堵塞问题。

专家评价认为,这一思路形成了电催化制化学品的新反应模式,为相关电化学过程的工程化提供了可借鉴路径。

技术的价值,最终要接受工业现场的检验。

据介绍,团队联合多家企业,在河南一家化工厂建成全球首套年处理10万立方米硫化氢的工业示范装置,并实现连续稳定运行超过1000小时。

运行数据显示,该装置对硫化氢的处理更趋彻底,尾气控制水平高,同时产出高纯氢气与硫磺产品,展现出“治污—减排—增值”一体化的综合效益。

专家组在评价中建议进一步扩大规模、加快推广,体现了对其应用前景的积极预期。

从影响层面看,这项技术有望在多个维度释放综合效应:一是环境效益更直接。

硫化氢从“必须处理的危险源”转化为“可回收的原料”,为源头减排与过程治理提供新选项。

二是安全与成本结构可能得到优化。

工艺可在相对温和条件下运行,降低高温高压等风险,同时将单纯环保支出转化为可形成收益的产品线,提高企业治理积极性。

三是对氢能产业链具有增量意义。

若以风电、光伏等清洁电力驱动,可实现更低碳属性的制氢路径,在一定范围内补充绿色氢气供给,推动氢能在化工、冶金、交通等领域的应用拓展。

对策层面,推动技术从示范走向规模化应用,仍需多方协同发力。

其一,建议围绕典型行业场景开展标准化、模块化设计,形成可复制、可运维的成套装备与工艺包,降低项目集成难度。

其二,完善应用端的安全规范与监测体系,加强对尾气控制、装置稳定性、应急处置等关键环节的工程验证,确保规模化部署“稳得住”。

其三,结合区域产业布局推进示范集群建设,在煤化工、石油化工、油气开采等硫化氢集中产生区域形成推广路径,带动上下游协同。

其四,统筹绿电供给与用能成本,探索与可再生能源就地消纳、园区综合能源系统联动的方案,增强“绿电制氢”的经济性与可行性。

前景方面,硫化氢资源化治理与绿色低碳转型具有天然契合点。

按相关测算,若以该技术处理我国每年约80亿立方米硫化氢,可回收约73万吨氢气;在绿色电力条件下,其减污降碳协同效应更为突出。

随着“双碳”目标推进,化工行业迫切需要以技术创新推动减排方式从末端治理迈向过程重构、从成本投入迈向价值创造。

此次技术评价与工业示范释放出的信号是:围绕高危污染物的系统性创新,正成为产业绿色升级的重要突破口。

从实验室创新到工业示范,"离场电催化"技术的成功实践展现了中国科学家在环境治理与能源转型领域的创新智慧。

这项技术不仅为解决硫化氢污染这一世界难题提供了中国方案,更开创了"变废为宝"的循环经济新模式。

在推进生态文明建设和实现"双碳"目标的征程上,此类原创性技术突破将持续发挥关键作用,为高质量发展注入绿色动能。