有毒有害气体硫化氢,广泛存在于油气开采、天然气净化、炼化与煤化工等环节。
其毒性强、腐蚀性高,不仅对人员安全构成直接威胁,也会加剧装置腐蚀、抬升运维成本;同时,若处置不当还可能带来环境风险。
如何在确保安全的前提下实现稳定、低成本处理,并进一步把“负担”转化为“资源”,是相关行业长期面临的现实课题。
从行业普遍情况看,硫化氢治理之所以难度较大,一方面在于其来源多、波动大,气体成分复杂,处理工艺既要适应工况变化,又要满足严苛的安全与环保要求;另一方面,在“双碳”背景下,传统处置路径更强调“达标排放”,但对资源回收与能效提升的兼顾不足,难以同时满足减污降碳、降本增效与安全生产的综合目标。
随着我国工业领域对清洁低碳氢需求加快增长,探索将硫化氢转化为高纯氢与可利用化工品的新技术,具备现实紧迫性与产业价值。
据介绍,1月6日,中国科学院大连化学物理研究所李灿院士团队研发的离场电催化全分解硫化氢制氢和硫磺技术在北京通过科技成果评价。
专家组认为该成果达到国际领先水平,并建议进一步扩大装置规模、加快推广应用。
这一评价意见释放出明确信号:围绕“污染物彻底消除+高值化利用”的技术路线,正在从实验室走向工程化与产业化阶段。
更值得关注的是产业示范进展。
基于该技术路线,科研团队联合相关企业在河南新乡建成国内外首套年处理10万立方米硫化氢的中试示范装置,并已连续稳定运行超过1000小时。
运行结果显示,装置实现硫化氢完全转化,产出硫磺纯度高于99.95%,高纯氢纯度超过99.999%。
这意味着在工业场景下,硫化氢不仅能被安全、彻底“消除”,还能够被转化为高价值产品:一端是可服务于燃料、化工等领域的高纯氢供给,另一端是具有稳定市场需求的硫磺产品,实现“制氢+硫磺”的双重收益。
从影响层面看,该技术的意义不仅在于单一装置的运行指标,更在于其对产业结构与绿色转型的潜在带动。
首先,对油气、炼化、煤化工等行业而言,硫化氢处理长期是安全与环保投入的重点环节,若能在处置环节同步获得可销售的氢气与硫磺,将有助于改善全流程经济性,形成“减排—增效”的正循环。
其次,从能源转型角度看,工业领域对低碳氢的需求日益增长,传统制氢方式在碳排放、成本与资源约束方面面临挑战。
把含硫污染物转化为高纯氢,为清洁低碳供氢路径提供了补充,有利于推进氢能在工业端的规模化应用。
再次,对生态环境保护而言,实现硫化氢最大程度处理与资源化利用,可有效减少污染物排放风险,强化源头治理与过程控制,符合绿色发展方向。
在对策层面,评价专家提出“扩大规模、加快推广”,也提示下一阶段工作重点。
一是强化工程化与标准化能力,围绕装置连续运行、负荷波动、复杂工况适应性等关键指标开展验证,形成可复制的成套技术包。
二是完善安全与环保配套体系,针对硫化氢的高风险属性,进一步健全检测预警、联锁保护、应急处置等机制,确保从试验示范到规模化应用的全链条安全可控。
三是推动产业协同与应用场景落地,优先在硫化氢来源稳定、具备配套消纳条件的园区与企业开展示范,形成“装置—产品—市场”闭环,降低推广成本与不确定性。
四是结合地方产业基础和政策导向,探索与清洁能源替代、绿色化工升级等项目的协同建设,实现综合效益最大化。
展望未来,随着技术成熟度提升与装置规模扩大,该技术在煤化工、石油化工、油气开采等领域有望获得更广泛的应用空间。
一方面,行业对安全生产与污染治理的要求将持续提高,推动高效、低碳、可资源化的处理技术成为主流选择;另一方面,高纯氢在精细化工、电子材料、燃料电池等领域的需求增长,将进一步提升“副产变产品”的价值空间。
可以预期,围绕硫化氢等含硫污染物的资源化利用,将从单点突破走向系统集成,成为工业绿色转型的重要抓手之一。
从剧毒废气到清洁能源,从环境负担到经济资源,这项技术突破生动诠释了科技创新在推动绿色发展中的关键作用。
它不仅为解决工业污染难题提供了中国方案,更为全球工业废气治理贡献了中国智慧。
随着技术的持续优化和应用规模的不断扩大,这一成果必将在助力我国实现"双碳"目标、推动工业高质量发展进程中发挥更加重要的作用,为建设美丽中国注入新的动能。