本申请公开了一种利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺方法，所述工艺方法包括：将含有硫化氢的进料通入含有电催化媒介体和催化剂的电催化系统中，采用可再生能源驱动所述电催化剂系统，反应，获得氢气。本申请所提供的工艺及方法，主要通过对电极、电催化媒介体、催化剂的系统调控优化，实现电催化反应系统宽范围操作弹性空间。该工艺系统可以充分适应风、光、水、核等可再生能源发电设备的出力间歇性及波动性，实现硫化氢气体吸收、转化的稳定、连续操作，消除危废气体硫化氢的过程中高效、连续、稳定输出绿色氢气。稳定输出绿色氢气。
【技术实现步骤摘要】
一种利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺方法
[0001]本申请涉及一种利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺方法，属于危废气体消除并资源化转化利用领域，也属于低碳、环保、绿色制氢领域。
技术介绍
[0002]在石油冶炼、天然气开采以及煤化工过程中会产生大量的危险气体硫化氢，是一种剧毒有害气体，硫化氢不但会严重腐蚀设备、对环境造成巨大的污染，而且严重危害人类健康。目前，工业上广泛应用的处理硫化氢的方法主要分为干法脱硫和湿法脱硫两类。干法脱硫技术中以克劳斯工艺(Claus工艺)及超级克劳斯工艺(SuperClaus工艺)为代表，能耗高，消除硫化氢生产硫磺的同时会排放出二氧化碳和二氧化硫。湿法脱硫技术以LO
‑
CAT络合铁工艺为代表，较适用于处理低硫化氢含量的尾气。这两类方法均无法将硫化氢中储存的氢资源有效利用，无法完全实现硫化氢的资源化转化利用，因此寻找一种能将硫化氢消除并资源化转化利用的低碳、绿色技术路线非常有意义。
[0003]近年来，利用电化学工艺方法处理硫化氢的新技术逐渐发展起来，为实现硫化氢资源的高效利用、节能减排、变废为宝提供了可选路径。中国专利申请CN114774176A公开了一种可再生能源驱动酸性气体同时制氢脱硫方法，该方法中硫化氢通过Na2SO3溶液吸收饱和，并将吸收饱和的电解液在一个双室电解槽中直接电解，在阳极和阴极分别得到硫代硫酸钠和氢气。上述方法采用的碱性体系和双室电解槽工艺需持续的电源供给，阴极室电极原位产氢亦有技术瓶颈需克服并存在安全隐患，较难实现稳定、连续性操作。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺和方法。该工艺方法利用可再生能源提供电源，采用电催化工艺分解硫化氢，工艺系统可以充分适应风、光、水、核等可再生能源发电设备的出力间歇性及波动性，实现硫化氢气体吸收、转化的稳定、连续操作，消除危废气体硫化氢的过程中高效、连续、稳定输出绿色氢气。
[0005]本申请的一个方面，提供了一种利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺方法，所述工艺方法能够充分适应可再生能源提供电力的间歇性及波动性，所述工艺方法中的电催化媒介体循环系统可实现硫化氢气体的完全捕获、吸收和转化，并通过电催化媒介体操作参数调控实现对可再生能源发电设备的出力间歇性及波动性的匹配，所述工艺方法中的催化剂是结合共沉淀和高温喷涂方法可控合成，并通过对催化剂操作参数调控实现高效、连续、稳定输出绿色氢气。
[0006]所述工艺方法包括：
[0007]将含有硫化氢的进料通入含有电催化媒介体和催化剂的电催化系统中，采用可再生能源驱动所述电催化剂系统，反应，获得氢气。
[0008]可选地，所述可再生能源选自风能、光能、谁能、核能中的至少一种。
[0009]可选地，所述电催化媒介体选自H3PO4、H2SO4、HNO3、HCl等可溶性电解质中的至少一
种。
[0010]可选地，电催化媒介体在系统内循环使用。
[0011]可选地，所述电催化媒介体的浓度为0.1～5mol/L。
[0012]可选地，所述电催化媒介体的浓度独立地选自0.1mol/L、1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L、5mol/L中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
[0013]可选地，所述反应在水相体系中进行。
[0014]可选地，所述催化剂包括IA族金属、IIB族金属、IVB族金属、VIB族金属、VⅢ族金属中的至少一种。
[0015]可选地，所述含有硫化氢的进料中，硫化氢的体积含量为0.01～100％。
[0016]可选地，所述含有硫化氢的进料中，硫化氢的体积含量独立地选自0.01％、1％、10％、30％、50％、80％、100％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
[0017]可选地，所述含有硫化氢的进料还包括非活性气体，非活性气体组分前后不发生变化。
[0018]可选地，所述电催化系统的工作功率为额定功率的10～110％。
[0019]可选地，所述电催化系统的工作功率为额定功率的百分比为独立地选自10％、30％、50％、80％、100％、110％中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
[0020]可选地，所述反应的温度为10～70℃；
[0021]所述反应的压力为0.01～1.0MPa。
[0022]可选地，所述反应的温度独立地选自10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
[0023]可选地，所述反应的压力独立地选自0.01MPa、0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1MPa中的任意值或上述任意两点间的任意范围值。
[0024]可选地，所述含有硫化氢的进料的空速可根据电催化媒介体的循环速度调整。
[0025]可选地，所述电催化系统包括依次连接原料气单元、电催化媒介体循环单元、电催化反应单元和绿氢存储单元；
[0026]所述电催化系统还包括可再生能源供电单元，所述可再生能源供电单元用于提供持续或间歇性电力。
[0027]可选地，所述催化反应单元具有输出功率可调特征，可根据供电系统输入功率变化及时启动、停止运行。
[0028]可选地，可再生能源供电单元供电可以选择并网控制持续稳定输出；也可以独立供电，具有随机性、间歇性、波动性。
[0029]可选地，电催化媒介体循环单元作为缓冲单元循环使用，具有储量以及输入、输出流速可调特征。
[0030]可选地，原料气单元输出原料气硫化氢体积含量为0.01
‑
100％；惰性气体组分进入电催化反应系统前后不发生变化，从电催化媒介体循环系统排出。
[0031]所述工艺方法中绿氢存储系统存储制备的绿氢，脱水净化后气体纯度DD220894I
‑
DL
[0032]不低于99.99％。
[0033]所述工艺方法采用绿色、低碳工艺路线，无二氧化碳排放，无危险气体、废液、废渣排放。
[0034]本申请能产生的有益效果包括：
[0035]本申请提供的可直接利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺和方法，目的在于提供一种流程简单、可连续化、可规模化，消除硫化氢同时制备绿氢的切实可行的工艺路线。
[0036]本申请所提供的工艺及方法，主要通过对电极、电催化媒介体、催化剂的系统调控优化，实现电催化反应系统宽范围操作弹性空间。该工艺系统可以充分适应风、光、水、核等可再生能源发电设备的出力间歇性及波动性，实现硫化氢气体吸收、转化的稳定、连续操作，消除危废气体硫化氢的过程中高效、连续、稳定输出绿色氢气。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的工艺流程示意图。
[0038]其中，1、原料气单元；2、电催化剂媒介体循环单元；3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用可再生能源电催化分解硫化氢制绿氢的工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括：将含有硫化氢的进料通入含有电催化媒介体和催化剂的电催化系统中，采用可再生能源驱动所述电催化剂系统，反应，获得氢气。2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述可再生能源选自风能、光能、水能、核能中的至少一种。3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述电催化媒介体选自H3PO4、H2SO4、HNO3、HCl中的至少一种；所述电催化媒介体的浓度为0.1～5mol/L。4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述反应在水相体系中进行。5.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述催化剂包括IA族金属、IIB族金属、IVB族金属...
【专利技术属性】
技术研发人员：李灿，刘铁峰，张伟，王庆楠，郑曌雯，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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