作者：陶加、叶子 发布时间：2014-04-16
来源：中国化工报
4月14日，中国化工报记者从中国科学院大连化学物理研究所了解到，该所洁净能源国家实验室太阳能研究部和昆士兰大学纳米材料中心合作，开发出一种光电催化—化学耦合分解硫化氢的绿色转化技术，能够同时得到氢和硫。
硫化氢略重于空气，主要产生于天然气净化、石油炼制以及制煤气、制革、制药、造纸、合成化学纤维等生产过程。硫化氢是大气的主要污染物之一，不仅危害人体健康﹐还会严重腐蚀设备。特别是在天然气输送和大规模的石油加氢精制过程中，由于其具有强烈的毒性，可导致含水量提高和腐蚀性气体（如H2S）增强，增加了石油管线钢发生硫化物应力腐蚀开裂的可能性，对油、气的安全开采和输送影响极大。传统的克劳斯处理方法可以将硫化氢部分氧化得到硫和水，又损失了很多的氢，硫化氢本身的资源未得到充分利用，价值不能充分体现。
近年来，大连化所物发展了双助光催化剂Pt-PdS/CdS体系，在可见光下以H2S作为原料可以高效制氢，量子效率高达93%。在中石化集团的支持下，该项技术研发完成了实验室小型放大试验。此后该所毕业的宗旭博士在昆士兰大学做博士后期间提出了一种创新的硫化氢转化工艺过程，并与大连化物所李灿院士领导的太阳能研究部合作，实现了光电催化—化学耦合分解硫化氢，同时得到氢气和硫。
该过程涉及两个反应步骤，第一步利用I3-/I-或Fe3+/Fe2+电对的氧化态高效捕获H2S得到硫和还原态；第二步采用光电催化还原质子产氢，同时将电对的还原态氧化。利用I3-/I-或Fe3+/Fe2+循环，将两个高效的反应过程耦合起来，实现了光电驱动的硫化氢的转化。实验表明，该体系可以实现H2S的连续高效转化。
业内人士认为，该技术利用太阳能光催化和光电催化，不仅为解决天然气和石油化工生产过程中产生的大量H2S资源高值化转化提供了一个新途径，对于我国油气的安全开采和输送也有着十分重要的意义。
新闻链接
现行硫化氢治理方法一览
目前已有的脱硫方法分干法和湿法两类，干法脱硫包括氢氧化铁法、活性炭法、克劳斯法和氧化锌法等，湿法脱硫包括溶剂法、中和法和氧化法。
氢氧化铁法 将铁屑、湿木屑、氧化钙制成脱硫剂脱除硫化氢，再生的氢氧化铁可使用。此法脱硫效率高，适于净化硫化氢含量低的气体，但设备占地大，脱硫剂须定期再生和更换。
活性炭法 采用活性炭吸附硫化氢，通氧气转换成单体硫和水，用硫化胺洗去硫黄。此法的优点是活性炭可继续使用，缺点是不宜用于含焦油的气体。
克劳斯法 先将1/3硫化氢氧化成二氧化硫，再使它在转化炉内同剩余硫化氢反应。此法可直接从气相制取高质量熔融硫。
氧化锌法 将粒状氧化锌和硫化氢反应生成硫酸锌和水。此法净化硫化氢含量低的废气，效率较高，但不经济。
溶剂法 用二乙醇胺水溶液吸收硫化氢形成“复合物”，加热后硫化氢解析冷凝得到高浓硫化氢制成硫黄，溶液再生可继续使用。此法溶剂易生产，价格低廉，工艺成熟，脱硫效率高，广泛应用于石油炼制的脱硫。
中和法 将硫化氢用碱性吸收液去除，富液经加热减压处理使硫化氢脱吸，吸收液可循环使用。此法操作简单，费用低，废液少，但碱耗高，吸收液再生较困难，脱硫效率比较低。
氧化法 将硫化氢用碱性吸收液吸收后，在催化剂作用下氧化成硫黄，催化剂可用空气再生后继续使用，氧化法因催化剂和吸收液的不同分为对苯二酚法、砷碱法、A.D.A.法、达克哈克斯法等。
新闻圈点
补上缺失的一环
叶子
国内外业界对硫化氢的治理研究由来已久。自1809年英国人使用石灰乳净化器脱硫以来的长达200年的时间里，以干法、湿法为代表的多种脱硫技术不断获得工业应用，硫化氢治理技术看似已日臻完善。但细究起来却不难发现，这些技术虽各有优缺点，但基本都只停留在对硫资源的回收利用上，氢气的回收一直未得到重视，硫化氢资源的高值回收也因此缺失了关键的一环。
近年来，除了传统用途外，氢气作为一种很有发展前途的绿色能源得到了日益广泛的重视，与此同时，原油的劣质化趋势加剧和油品质量升级要求的提高也都增加了石油炼厂氢气的需求量。在这一背景下，硫化氢中蕴含的氢气也具有了回收的价值和意义。
天然气净化、石油炼制是产生硫化氢的主要工业过程。如果能从这一过程产生的硫化氢中再进一步得到石油炼制需要的氢气，那么就既解决了天然气和石油化工生产过程中产生的H2S废气污染问题，也实现了硫化氢资源的高值化利用，同时对于我国油、气的安全开采和输送也有着十分重要的意义，这恐怕也是该项目能够获得中石化支持及业界叫好的原因所在。
如今，中科院大连化物所等机构的科研人员已经将其在实验室进行了验证。期盼这一技术构想能够早日在工业装置上实现。
以下是该媒体报道地址：http://www.ccin.com.cn/ccin/news/2014/04/16/292762.shtml
