福州关注|大连化物所李灿团队突破硫化氢治理技术,福建氢能产业迎来协同新机遇
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硫化氢——这种剧毒、恶臭且腐蚀性强的工业废气,长期困扰着全球能源化工行业。在我国,每年需处理的硫化氢约80亿立方米,其中福建沿海石化基地、福州江阴港城经济区及古雷石化园区等重点产业集群,亦面临高含硫原料加工带来的环境与安全压力。
今年1月6日,由中国科学院大连化学物理研究所李灿院士领衔研发的“离场电催化全分解硫化氢制氢与硫磺技术”,在北京通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。专家组一致认定:该成果整体达到国际领先水平,为我国高硫资源绿色开发与低碳转型提供了可落地的“中国路径”。
该技术不仅适用于天然气净化、煤化工脱硫等传统场景,也为福州申远新材料、万华化学(福建)等本地大型化工企业推进硫资源循环利用、降低碳排放强度提供了关键技术支撑。
全球每年硫化氢处理量超700亿立方米,潜在待处理规模达4万亿立方米。我国作为能源消费与化工生产大国,亟需安全、高效、资源化的治理方案。李灿团队自2003年起聚焦非常规催化路径,历经十余年攻关,成功实现从实验室原理验证到工程放大的跨越,最终形成具有完全自主知识产权的原创性技术体系。
其核心创新在于“反应—传荷解耦”:将电极表面的氧化还原反应转移至电极外部反应器中进行,电子作为介质在电极与反应区之间传递。这一设计有效规避了硫单质在电极沉积、隔膜堵塞及气泡附着抑制析氢等工程瓶颈,首次实现电化学系统与大型化工装置的稳定耦合,显著提升系统安全性与运行可靠性。
目前,该技术已在河南能源集团新乡中新化工建成国内首套10万方/年中试示范装置,以20万吨/年甲醇装置副产硫化氢为原料,采用撬装模块化设计,集成硫化氢氧化制硫、质子还原制氢及电化学池(cell)三大主体单元。
项目实现四大技术突破:一是离场电催化全分解工艺;二是高稳定性长寿命电化学池系统;三是熔融态一体化高效氧化与分离反应系统;四是高纯氢(≥99.999%)与高品质硫磺同步回收技术。连续运行超1000小时数据显示:硫化氢转化率高达99.95%,尾气达标率100%。
作为我国在该领域首个成体系的原创技术,团队已布局专利26项,获授权12项,构建起覆盖材料、结构、工艺与装备的完整知识产权包。该技术真正实现“变废为宝”——既彻底消除污染,又同步产出清洁氢与工业硫磺,拓展了绿氢多元化制取路径。
据国际氢能协会预测,2030年我国绿氢规划产能将达180万吨。测算表明:若以风电、光伏等可再生能源驱动本技术,仅处理我国年均80亿立方米硫化氢,即可回收约73万吨低碳氢,相当于绿氢总规划产能的40%。对福州加快建设国家清洁能源产业高地、打造东南沿海氢能应用示范区具有重要协同价值。
(责编:赵竹青、高雷)


