我国成功把剧毒废气变成了资源

北京方面有消息传来,我国科研人员在硫化氢全分解制氢技术上取得突破,成功把这种剧毒废气变成了资源。长久以来,像天然气开采、炼油还有煤化工这些行当里,硫化氢(H₂S)总是在捣乱。它毒性强还腐蚀设备,环境压力大,是个让全球化工能源界头疼的难题。传统处理方法回收资源效果一般,净化也不干净。最近情况大变,中国科学院大连化学物理研究所李灿院士带着团队搞出来的“离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术”在北京亮相。他们用了二十多年才啃下这块硬骨头。中国石油和化学工业联合会组织专家给这个成果做了评价,大家都觉得这个技术走到了国际前面,建议赶紧把它用起来。这是我国在处理高危废气和生产清洁能源方面的重大自主创新。 原来的办法都有短板,李灿院士团队瞄准了“吃干榨净”的目标。硫化氢里头有氢和硫,都是宝贝。可以前常用的克劳斯法之类工艺,主要是把硫变成硫磺留下,却把宝贵的氢变成了水浪费掉,“买椟还珠”,专家们这么形容。而且这种工艺要烧高温费电,尾气里还可能有硫污染物弄出二次污染。算下来我国每年要处理80亿立方米的硫化氢,全球更是有700亿立方米之多,这里头的氢资源潜力太大了。现在全世界都在琢磨怎么安全彻底地把硫化氢变成硫磺和氢气。 面对难题,李灿院士团队换了个路子,提出了“离场电催化”。他们把电子介导利用起来,让硫化氢的氧化反应(生成硫磺)和氢质子的还原反应(生成氢气)分开在不同地方进行。“就像是为这两个反应开了条专用流水线,”团队的王庆楠说,“这样就能防止硫磺在电极上积起来导致电池性能变差。”这种做法让反应过程更温和、可控,适合大规模长时间运转。到现在为止,这个技术已经有26项专利申请保护起来。 从实验室做到产业化是个大坎。因为硫化氢危险,团队就从小实验开始一步步放大。他们跟山东三维化学集团还有榆林中科洁净能源创新研究院、灏鸣能源科技有限公司合作,建了个全球第一个年处理10万立方米的中试装置。这装置已经连续转了1000多小时没停过,数据很漂亮:硫化氢转化率接近100%,硫磺纯度超过99.95%,氢气纯度达到99.999%。整个反应在常温常压下进行,还不产生二氧化碳排放。 评价专家觉得这项技术不仅能治理污染还有经济环保效益。比起电解水制氢耗电少一半多。国际氢能协会预测到2030年我国规划绿氢产能大概180万吨。专家算了一笔账:要是用风电、光伏的电来驱动这项技术处理我国80亿立方米的硫化氢废气,能把环境风险彻底消除掉,还能顺便回收73万吨高纯度“绿氢”。这差不多是全国2030年规划产能的40%左右。 中国石油化工集团齐鲁分公司的达建文认为这技术在煤化工、石油化工这些领域很有前途。李灿院士团队的这个成果展示了中国科学家在关键技术上的能耐。把有毒废气变成了氢能宝藏,把环境负担变成了资源红利,给全球工业绿色发展贡献了中国方案。以后这项技术大规模用起来肯定会对保障国家能源安全、推进生态文明建设有很大帮助。