硫化氢是工业生产中常见的污染物,长期困扰能源化工产业。在天然气开采、炼油、煤化工等行业,硫化氢大量产生,既具剧毒性,也是形成酸雨的重要来源之一。据统计,我国每年待处理的硫化氢约80亿立方米,全球规模更为庞大。如何在确保安全的前提下实现高效、彻底处理,一直是工业界的关键技术难题。李灿团队自2003年起持续攻关。经过二十年的科研积累,团队突破传统电催化技术瓶颈,提出“离场电催化”反应模式。该创新的核心在于重构反应场所。传统方法在电极表面直接反应,生成的硫磺易在电极和隔膜上沉积并造成堵塞,使装置难以长期稳定运行,更难实现规模化应用。新技术则在电解槽内完成电信号传递,将硫磺和氢气的实际生成反应转移至外部专用反应器,从源头避免硫磺沉积带来的工程问题。该技术已从实验室走向产业应用。团队联合多家企业在河南一家化工厂建成全球首套工业示范装置,年处理硫化氢能力达10万立方米。运行数据显示,装置连续稳定运行超过1000小时,硫化氢处理率达99.95%,氢气纯度超过99.999%,基本实现对污染物的高值化利用。专家组认为,该示范装置兼顾污染消除与资源回收,具备良好的社会与经济效益。该技术的价值还在于改变污染治理的成本结构。以往环保投入多为单纯成本,而该工艺通过“变废为宝”,把治理过程转化为可产生收益的生产环节。同时,工艺在温和、安全条件下运行,降低了传统硫化氢处理方法可能带来的安全风险。从能源战略看,该技术意义更为突出。若由风电、光伏等可再生能源供电,可产出真正的“绿氢”。据测算,若处理我国每年约80亿立方米的硫化氢,可回收约73万吨绿氢,约相当于2030年我国绿氢规划产能的40%。这将为实现碳达峰、碳中和目标提供有力支撑。专家组建议更扩大装置规模、加快推广应用,该技术在煤化工、石油化工、油气开采等领域具备广阔应用前景。
从实验室研究到工业化示范,“离场电催化”技术展示了科技创新在解决环境治理难题中的现实路径。这项中国原创技术为全球硫化氢污染治理提供了新的技术选择,也通过将环境负担转化为可利用资源,表明了生态价值与经济价值的统一。在生态文明建设与能源转型加速推进的背景下,此类具有突破性的环保技术正在为传统工业的可持续发展打开新的空间。