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申请/专利权人：中国科学院大连化学物理研究所

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2025-01-17

公开（公告）号：CN114481157B

专利技术分类：..氢或氧[2006.01]

专利摘要：本申请公开了一种媒介体辅助的电化学分解硫化氢制取氢气和硫磺的全流程工艺方法，所述工艺方法包括以硫化氢为原料，包括媒介体吸收硫化氢制硫磺、媒介体催化析氢、媒介体电化学转化三个单元。本发明所提供的工艺及方法，可以精确控制各单元反应进度，平衡各单元的反应速率，通过媒介体循环有效提高原料处理效率并降低运行能耗。媒介体辅助条件下实现硫化氢100％吸收及转化并制取高纯氢气和硫磺，为硫化氢资源化转化利用提供切实可行的电化学路径和方法。

专利权项：1.一种媒介体辅助的电化学分解硫化氢制取氢气和硫磺的全流程工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括：含硫化氢的原料通入含有媒介体和析氢催化剂的反应装置中，制取氢气和硫磺；所述媒介体包括氧化态的媒介体和还原态的媒介体；所述反应装置包括依次连接的硫化氢吸收制硫单元、电化学转化单元、析氢单元；所述硫化氢吸收制硫单元包括含有氧化态媒介体的硫化氢吸收反应器；所述硫化氢吸收反应器设有原料进口、氧化态媒介体进口、出口I、出口II；所述电化学转化单元包括电堆；所述媒介体通过电堆进行调控；所述媒介体通过电堆系统实现精准过程调控，高效循环利用；所述电堆设有阳极进口、阴极进口、阳极出口、阴极出口；所述阳极进口与所述出口II管路连通；所述阳极出口与所述氧化态媒介体进口管路连通；所述阳极进口与所述出口II之间还开设有单质硫分离器；所述析氢单元包括催化析氢反应器和分离装置；所述析氢反应器的进口与所述阴极出口管路连通；所述析氢反应器的出口与所述分离装置的进口管路连通，所述分离装置的液相出口与所述阴极进口管路连通；所述工艺方法具体包括：（1）含硫化氢的原料经原料进口通入含有氧化态的媒介体I的硫化氢吸收反应器，与氧化态的媒介体I接触反应得到单质硫、氢离子和还原态的媒介体I；所述单质硫经过单质硫分离器分离回收；所述氢离子和还原态的媒介体I经阳极进口进入电化学转化单元阳极侧，所述还原态的媒介体I转化为氧化态的媒介体I，经由阳极出口、氧化态媒介体进口，返回硫化氢吸收反应器，进行循环；未反应的其他气体通过硫化氢吸收反应器的出口I进入含氧化态媒介体I的洗脱装置洗脱后驰放；（2）所述氢离子进入电化学转化单元阴极侧，通过阴极出口进入含有析氢催化剂、还原态媒介体II的析氢反应器，发生催化还原反应，生成含有氢气和氧化态的媒介体II的混合物；所述混合物经过分离装置气液分离，产生氢气和氧化态的媒介体II；所述氧化态的媒介体II经阴极进口进入电化学转化单元阴极侧；所述氧化态的媒介体II转化为还原态的媒介体II，经阴极出口，返回析氢反应器，进行循环；所述氢气经分离装置的气相出口排出；所述制硫单元包括增压装置I-1、增压装置I-2；所述电化学转化单元包括增压装置II-1、增压装置II-2；所述电化学转化单元还包括储存装置II-1、储存装置II-2、储存装置II-3、储存装置II-4；所述析氢单元包括增压装置III-1、增压装置III-2；所述接触反应温度为0~90℃，接触反应压力为0~2.0MPa；所述电化学转化单元中，电堆工作温度为0~90˚C，工作压力为0~2.0MPa，阳极和阴极间的工作电压为0.5~5V；所述催化还原反应的反应温度为0~90℃，反应压力为0~2.0MPa；所述工艺方法中控制所述氧化态媒介体转化率维持在85-95%区间；所述硫化氢吸收制硫单元还包括硫化氢洗脱装置；所述析氢单元还包括脱水净化装置。

百度查询： 中国科学院大连化学物理研究所 一种媒介体辅助的电化学分解硫化氢制取氢气和硫磺的全流程工艺方法