下载文档原格式
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第4期·1448·化 工 进展硫化氢直接分解制取氢气和硫黄研究进展张婧，张铁，孙峰，徐伟，石宁（中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室，山东 青岛 266071） 摘要：硫化氢直接分解制取氢气和硫黄，不仅可以使石油、天然气、煤和矿产加工等生产过程中产生的硫化氢得到有效治理、解决环境污染问题，还能在回收硫黄的同时获得清洁能源——氢能。
本文综述了热分解（直接热分解、催化热分解、超绝热分解）、电化学分解、光催化分解以及等离子体分解等硫化氢直接分解制取氢气和硫黄技术，对各种方法的基本原理、热力学依据进行了简要介绍，并详细阐述了各种技术的国内外研究现状，从研究方法、技术特点、反应性能、优缺点以及这些技术未来研究的可能突破点等方面展开深入分析。
最后对硫化氢直接分解制氢技术的发展方向进行了展望，指出将膜技术、催化技术及等离子体技术相结合，不断发展和探索新技术将是硫化氢分解制氢技术的未来发展趋势。
关键词：制氢；热解；回收中图分类号：TQ125.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）04–1448–12 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.04.039Research progress on hydrogen and sulfur production from directdecomposition of hydrogen sulfideZHANG Jing ，ZHANG Tie ，SUN Feng ，XU Wei ，SHI Ning（State Key Laboratory of Safety and Control for Chemicals ，SINOPEC Research Institute of Safety Engineering ，Qingdao 266071，Shandong ，China ）Abstract ：Direct decomposition of hydrogen sulfide is an effective way not only to treat the waste gas in coal ，petroleum ，natural gas and mineral processing industries for solving the environmental pollution problems but also to produce sulfur and a clean energy ，hydrogen. In this paper ，the research progress of hydrogen and sulfur produced from direct decomposition of hydrogen sulfide including themolysis （directly high–temperature thermolysis ，catalytic thermolysis and superadiabatic thermolysis ），electrochemical technology ，photocatalytic decomposition and plasma technology are reviewed. Fundamental principle and themodynamic basis of methods involved are briefly introduced. Then, a detailed description of research status focused on research methods ，technique feature ，reaction performance ，advantage and disadvantage ，and potential breakthrough point ，etc . is given. The future development trend is prospected at the end of this review as well. A prospect is put forward that continuously exploring and developting new technologies such as combining membrane technology ，catalytic technology and plasma technology would be the future trend in the field of hydrogen production from H 2S decomposition. Key words ：hydrogen production ；pyrolysis ；recovery硫化氢（H 2S ）是一种剧毒、恶臭的酸性气体，不仅会引起金属等材料的腐蚀，在化工生产中还容易导致催化剂中毒失活；另外，H 2S 还会危害人体健康，造成环境污染。
硫化氢制氢过程中硫磺分离技术研究进展李培艳（榆林职业技术学院，陕西榆林719000）摘要：通过间接电解硫化氢技术不仅有利于氢资源的综合利用，而且生成的硫磺可用于其他工业生产中，同时还可以消除H2S对人体和工业生产带来的危害。
但是硫化氢制氢过程中生成的硫磺颗粒细小呈絮状、容易粘附在电极表面和整个管道上，从而影响整个吸收、分离，所以硫磺分离一直是重点和难点，也一直是研究的热点。
本文主要从硫化氢制氢过程中形成硫磺的形态、纯度、分离方法、硫磺颗粒改性及国外硫磺分离工艺等几个方面介绍目前硫化氢制氢过程中硫磺分离技术研究状况。
关键词：硫化氢制氢；硫磺分离；研究进展硫化氢(H2S)是一种具有强烈臭鸡蛋气味的有毒气体，主要产生于化工生产当中。
它的的存在不仅给工业生产造成很大的危害，同时严重地影响人体健康，所以H2S的脱除一直是很多国内外研究者关注的焦点。
近年来，人们提出了H2S制氢方法。
这样不仅有利于氢资源的综合利用，而且生成的硫磺可用于其他工业生产中，同时还可以消除H2S对人体和工业生产带来的危害。
H2S制氢方法有很多种，其中以电化学方法中的间接电解法独具特点。
此方法主要是利用含有高价铁离子的酸性溶液吸收H2S。
根据前期研究表明[1,2]，这种方法不仅能耗低、效率高、可循环利用吸收液，而且取得了很好的去除H2S效果。
但是间接电解H2S制氢过程中生成硫磺的颗粒太细小，不易分离，硫磺容易粘附在电极表面和整个管道上，从而影响整个吸收、分离过程。
所以，硫磺分离一直是重点和难点。
只有硫磺分离技术有所突破，才能使H2S制氢技术得以工业化，氢资源被人类真正的利用。
1硫化氢氧化吸收所形成硫的形态Clarke E T,Solouki T,Russel D V等[3]探索了硫的生成机理，应用X-射线衍射、液相色谱、质谱、电位滴定、核磁共振等方法进行了较深入的研究。
结果表明，H2S氧化吸收所形成的硫是斜晶形的S8。
其形成过程是H2S首先形成多硫化物，然后向单质硫转变，此过程中形成的多硫化物Sx2-，是线形易变的多原子化合物，容易在水中分解成单质硫。
硫化氢分解制备氢气的工艺方法研究煤化工过程中不可避免地会有含硫污染物的排放，煤气中硫化物的有效脱除是其进一步利用的关键，已有不同形式的气体净化脱硫技术将硫化氢作为关注重点，但仅仅回收了其中的硫元素，而价值较高的氢元素则生成没有特殊用途的水。
硫化氢化学分解制备氢气不仅为包括硫化氢在内的含硫污染物转化为高质高值的氢提供了可行性，并且极大地降低了系统能耗，该技术路线在节能减排、社会和经济效益等方面都具有可持续发展性。
标签：硫化氢；氧化分解；碘硫循环；氢气化石能源的开采、加工和使用过程中，不可避免地会有含硫污染物的排放，針对此问题已开发出不同形式的气体净化过程，但现有的脱硫技术，在净化、减排、经济效益等方面都不具备可持续发展性，技术路线本身存在难以克服的瓶颈问题。
含硫污染物排放的有效控制在煤化工应用行业乃至整个煤炭开采、加工和应用行业仍然面临着巨大的挑战，同时实现煤炭应用过程中硫污染物的资源化又具有非常巨大的环保、经济和社会意义。
1 硫化氢气体的来源我国煤中硫含量的变化范围为0.02%-10.5%，特低硫煤和低硫煤保有储量分别占全国保有储量的40.6%和31.8%，低中硫煤和中硫煤占全国保有储量的17.7%，中高硫煤和高硫煤占全国保有储量的9.9%。
中国煤中全硫含量在保有储量中的分布见下图1。
煤气化过程中，需要将粗煤气脱硫、脱碳制取合格的粗煤气，在脱硫、脱碳过程中产生大量的酸性气体，主要为二氧化碳和硫化氢。
目前，火力发电依然是最主要的发电方式之一，火力发电过程中产生大量的颗粒物、氮氧化物、硫化物。
回收利用煤转化以及火力发电过程中产生的含硫酸性气体具有重要的环保、经济、社会意义。
2 硫化氢分解制备氢气的流程硫化氢化学分解联产氢气及硫酸系统可分为三个子系统：硫化氢氧化系统、Bunsen反应系统、HI分解分离系统。
在Bunsen反应系统中，SO2与过量的碘和水进行Bunsen反应并分层为两相-上层硫酸相和下层碘化氢相。
硫化氢高温裂解制氢的动力学研究
硫化氢高温裂解制氢是一种常见的氢生产方法，它通过将硫化氢在高温条件下分解为氢气和硫的反应来生产氢。
这种反应的动力学研究是有机化学和工业化学的重要内容之一。
近年来，硫化氢高温裂解制氢的动力学研究取得了许多进展。
例如，研究人员发现在高温条件下，硫化氢的裂解反应可能会受到气相中的氧分子的影响，并且在低氧条件下，裂解反应的速率会显著增加。
此外，研究人员还发现，反应温度、压力、物浓度和反应载体等因素都可能会对硫化氢裂解反应产生影响。
此外，研究人员还探究了硫化氢裂解反应的机理，发现裂解反应可能与硫化氢分子的热动力学性质有关。
研究人员还开发出了一系列新型催化剂，可以有效地促进硫化氢裂解反应的进行。
在硫化氢高温裂解制氢的动力学研究中，通常会考虑以下几个因素：
反应温度：随着反应温度的升高，硫化氢的分解速率会增加。
反应压力：在高压条件下，硫化氢的分解速率会增加。
反应物浓度：随着反应物浓度的升高，硫化氢的分解速率会增加。
反应载体：不同的反应载体可能会对反应速率产生影响。
综上，硫化氢高温裂解制氢的动力学研究是一个复杂的过程，需要考虑多种因素的影响。
研究结果可以用来优化氢生产工艺，提高氢的产率和质量。
此外，硫化氢高温裂解制氢的动力学研究还可以为硫化氢的资源利用提供理论依据。
由于硫化氢是一种重要的化工原料，它的资源利用可以减少对石油的依赖，促进可再生能源的发展。
总之，硫化氢高温裂解制氢的动力学研究是有机化学和工业化学中的重要内容，它可以用来优化氢生产工艺，提高氢的产率和质量，并为硫化氢的资源利用提供理论依据。
硫化氢制氢中硫磺分离技术的研究进展摘要：在我国现代化工行业高速发展的背景下，多项生产技术水平不断提升，使得化工生产力全面提高。
在化工生产中，硫化氢是一种有毒气体，会对人体与环境造成很大危害；在硫化氢制氢过程中，通过科学的硫磺分离技术应用，能够有效提升生产经济效益，所以需要明确硫磺分离技术的应用现状与发展趋势。
因此，本文将对硫化氢制氢中硫磺分离技术的研究进展方面进行深入地研究与分析，并结合实践经验总结一些措施，以期能够对相关人员有所帮助。
关键词：硫化氢；制氢工艺；硫磺分离技术；影响因素；研究进展引言：硫化氢是一种具有强烈刺激气味的有毒气体，在化工生产中较为常见，如果没有做好控制工作，会对工作人员与环境造成很大负面影响。
在化工工艺技术发展过程中，硫化氢脱除技术一直以来都是研究重点，在最近的研究中，研究人员提出了硫化氢制氢工艺技术，能够消除硫化氢的负面影响，其中电化学法中的间接电解法具有良好的作用，不仅应用能耗较低，且效率较高，但是间接电接硫化氢制氢过程中会产生硫磺颗粒，且颗粒较小，分离存在一定难度，所以需要加强对硫磺分离技术的研究。
1硫化氢氧化吸收形成硫的形态分析硫化氢是一种毒性较大的腐蚀性气体，具有强烈的神经毒性，对粘膜有强烈刺激作用。
低浓度的硫化氢气体对呼吸道及眼的局部刺激作用明显；短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等，浓度越高，全身性作用越明显，表现为中枢神经系统症状和窒息状。
高浓度的硫化氢气体可直接抑制呼吸中枢，引起窒息而死亡。
硫化氢气体通常存在于岩层裂隙或溶洞中，硫化氢气体在地层压力作用下已形成为压缩性气体，一旦释放出来硫化氢气体浓度超过容许浓度会造成职业危害。
在该领域的研究中，研究人员对硫的生成机理进行分析，采用X-射线衍射、液相色谱、质谱、电位滴定以及核磁共振等技术，结果证明硫化氢氧化吸收形成的硫为斜晶形硫，在这种硫形成过程中，硫化氢会形成多种硫化物，之后向单质硫转变，在该过程中会产生许多硫化物Sx2-，是一种线型易变的多原子化合物，在水中会分解成为单质硫；同时，在碱性提升的情况下，单质硫的析出情况越好，然而在酸性环境下会出现多种副反应[1]。
电解硫化氢制氢气和硫磺的影响因素研究李海燕;宋增红;刘爱华;刘剑利【摘要】With Fe2(SO4)3/FeSO4sulphuric acid solution as the absorption liquid and gas mixture of H2S and N2as raw material gas,in the test device for decomposition of hydrogen sulfide hydrogen and sulphur on the effect of gas velocity ratio,gas velocity,gas phase H2S content,factors of ion content and reaction temperature affect the absorption rate and liquid phase the absorption rate of hy-drogen sulfide are investigated.The results show that the optimum flow rate for the gas-liquid ratio of the device is1/10,liquid flow rate was 55/550 L/h,the gas phase with high H2S content is conducive to the absorption of Fe3+in liquid phase content is higher,the lower the content of H+is conducive to the absorption ofFe2+concentration on the absorption is not affected,The increase of junction tempera-ture is beneficial to the oxidation and absorption ofFe3+to H2S.%以含Fe2(SO4)3/FeSO4的硫酸溶液为吸收液,H2S和N2的混合气为原料气,在硫化氢分解制氢气和硫磺的试验装置上考察了气液流速比、气液流速、气相中H2S含量、液相中各种离子含量以及反应温度等主要因素对硫化氢吸收率和吸收速率的影响.结果表明:适合本装置的最佳气液流速比为1/10、气/液流速为55/550 L/h,气相中H2S含量高有利于吸收,液相中Fe3+含量越高、H+含量越低越有利于吸收,Fe2+的浓度对吸收影响不大,温度升高有利于Fe3+对H2S的氧化吸收.【期刊名称】《硫酸工业》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P40-43)【关键词】硫化氢;间接电解法;氢气;硫磺;影响因素;研究【作者】李海燕;宋增红;刘爱华;刘剑利【作者单位】中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博255400;中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博255400;中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博255400;中国石化齐鲁分公司研究院,山东淄博255400【正文语种】中文【中图分类】TQ111.16硫化氢(H2S)是一种无色有臭鸡蛋气味的有毒有害气体，主要产生于各种工业生产过程中，少量来源于天然动植物体在生态环境系统中的自然腐败过程。
硫化氢分解制取氢和单质硫研究进展
彭仁杰;周继承;罗羽裳;胡晓宁
【期刊名称】《天然气化工》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】综述了硫化氢分解制氢和硫技术的研究进展，包括反应原理，高温热分
解法、催化热分解法、超绝热分解法、电化学法、微波分解法、等离子体法和光催化分解法等硫化氢分解制氢和硫技术，并比较和分析了各技术的优缺点，展望了的未来发展趋势。
【总页数】6页(P89-94)
【作者】彭仁杰;周继承;罗羽裳;胡晓宁
【作者单位】湘潭大学化工学院，绿色催化与反应工程湖南省高校重点实验室，湖南湘潭411105;湘潭大学化工学院，绿色催化与反应工程湖南省高校重点实验室，湖南湘潭 411105;湘潭大学化工学院，绿色催化与反应工程湖南省高校重点实验室，湖南湘潭 411105;湘潭大学化工学院，绿色催化与反应工程湖南省高校重点
实验室，湖南湘潭 411105
【正文语种】中文
【中图分类】TQ125.1;TQ116.2
【相关文献】
1.硫化氢分解制取氢气和硫的技术进展 [J], 吴丹;白雪峰
2.硫化氢分解制取氢和单质硫研究进展 [J], 彭仁杰;周继承;罗羽裳;胡晓宁
3.硫化氢分解制取氢和硫技术的进展 [J], 张义玲;宋晓军
4.光催化分解硫化氢制取氢气的研究 [J], 张谊华;滕玉美;曾宪康
5.硫化氢直接分解制取氢气和硫黄研究进展 [J], 张婧;张铁;孙峰;徐伟;石宁
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
天然气制氢技术研究进展随着全球对清洁能源需求的不断增长，氢能作为一种无污染、高效的能源形式，正日益受到人们的。
氢气的制备是氢能利用的关键环节之一，其中天然气制氢技术因具有原料丰富、成本低廉、易于运输等优点而备受。
本文将综述近年来天然气制氢技术的研究现状、关键技术和研究方法，以期为相关领域的研究提供参考。
研究现状天然气制氢技术的主要方法包括蒸汽重整、部分氧化、热分解和自热重整等。
其中，蒸汽重整是最常用的方法，约占总产氢量的70%以上。
该方法是将天然气与水蒸气在高温下反应，生成氢气和二氧化碳。
部分氧化方法是在较低的温度下，通过天然气与氧气不完全燃烧制备氢气。
热分解方法则是将天然气在高温下裂解生成氢气和碳纳米管。
自热重整方法则通过天然气与自身反应，在较低的温度下制备氢气。
每种方法均有其优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
关键技术1：蒸汽重整蒸汽重整是天然气制氢技术的核心，其主要原理是将天然气与水蒸气在高温下进行反应，生成氢气和二氧化碳。
具体流程为：天然气经过预处理后，与水蒸气在加热的催化剂作用下进行反应，生成氢气和二氧化碳，再经过分离提纯得到高纯度氢气。
该方法具有较高的氢气产率和纯度，但能耗较高，且催化剂易受硫、氮等杂质影响。
关键技术2：自热重整自热重整是一种新型的天然气制氢技术，其主要原理是利用天然气与自身反应，在较低的温度下制备氢气。
具体流程为：天然气经过预处理后，进入自热重整反应器，与自身在催化剂作用下进行反应，生成氢气、一氧化碳和碳纳米管。
该方法具有较低的操作温度和较好的能源利用效率，但催化剂易受碳沉积和硫、氮等杂质影响。
研究方法研究天然气制氢技术的主要方法包括文献调研、案例分析、实验研究和数值模拟等。
文献调研可以了解国内外的研究现状和发展趋势；案例分析可以深入剖析不同工艺路线的优缺点和应用场景；实验研究可以探究不同工艺条件下的制氢效果和影响因素；数值模拟可以预测不同操作条件下的制氢性能和优化工艺流程。
第49卷第12期2020年12月应用化工Applied Chemical IndustryVol.49No.12Dec.2020天然气脱除硫化氢的研究谭更彬1，王志泉2,吴钟旺2（1.青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061；2.山东省化工研究院，山东济南250014）摘要:用甲基二乙醇胺（MDEA）脱除天然气中的硫化氢，研究反应温度与MDEA浓度对脱硫效果的影响。
甲基二乙醇胺最优工作温度为15~30咒，最佳浓度范围为40%-50%,原料气空速范围为1.5-3.5h",脱硫剂空速范围为0.55-1.2h-'o与二乙醇胺（DEA）对比，在吸收温度20T下,MDEA与DEA溶液浓度45%,DEA第180h 时硫含量＞0.2mg/L,超过二类气标准,MDEA在第276h时硫含量＞0.2mg/L。
10mL硫含量大于二类气要求的时间增加53%，证明甲基二乙醇胺较二乙醇胺脱硫效果大幅增加，为采油厂工艺迭代提供了数据。
关键词:硫化氢;脱除;甲基二乙醇胺;工作温度中图分类号:TQ110.2；TE644；TE645文献标识码:A文章编号：1671-3206（2020）12-3108-03 Study on removal of hydrogen sulfide from natural gasTAN Geng-bin,WANG Zhi-quan,WU Zhong-wang2(1.College of Electromechanical Engineering,Qingdao University of Science and Technology,Qingdao266061,China；2.Shandong Chemical Research Institute,Ji nan250014,China)Abstract:Use methyldiethanolamine(MDEA)to remove hydrogen sulfide from natural gas,and study the effect of reaction temperature and MDEA concentration on the desulfurization effect.The optimal working temperature of methyldiethanolamine is15〜30兀，the optimal concentration range is40%〜50%,the space velocity of raw gas is 1.5~3・5h-1,and the space velocity of desulfurizer is0.55~1.2h_1o Compared with diethanolamine(DEA),the concentration of MDEA and DEA solution is45%at the absorption temperature of20兀,and the sulfur content at the180th h of DEA is greater than0.2mg/L,exceeding the Class II gas standard,the sulfur content at the276th hour of MDEA is greater than 0.2mg/L o The time required for sulfur content greater than Class II gas has increased by53%,it proves that the desulfurization effect of MDEA is greatly increased compared with DEA,which provides data for the process iteration of oil production plants.Key words:hydrogen sulfide;desorption；methyldiethanolamine;working temperature天然气中含有大量酸性气体、重姪、水、汞等杂质，进行液化处理时易形成水合物,导致储罐腐蚀,管道堵塞⑴。
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 7 期分步法分解硫化氢制氢和硫黄催化剂研究进展于姗1，2，段元刚1，2，张怡欣2，唐春1，2，付梦瑶2，黄靖元2，周莹1，2（1 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610500；2 西南石油大学新能源与材料学院，四川 成都610500）摘要：硫化氢（H 2S ）不仅是一种剧毒且高腐蚀性气体，更是蕴含丰富氢能和硫元素的宝贵资源。
在国家能源战略需求和双碳目标下，实现天然气藏中H 2S 的低碳高值利用是天然气开发的必然发展趋势。
分步法是一种可在较低温度区间将H 2S 高值转化为H 2和硫黄的方法，具有H 2S 分解效率高、能耗低的优点，但存在循环效率差、硫黄回收困难、反应过程机理认识浅薄等问题。
为了深入了解分步法分解H 2S 的研究现状和面临问题，本文主要综述了分步法的反应原理、发展历程、活性催化剂的研究进展，重点概述了金属硫化物和金属这两类催化剂的活性测试结果及具体反应过程，并对分步法分解H 2S 所面临的关键问题进行了总结与展望。
本文指出分步法最大问题在于催化剂硫化产氢和分解脱硫过程机理尚不明晰，使得催化剂的优化设计缺乏指导，从而导致分步法循环效率低。
未来应当借助更多原位表征技术和理论模拟计算认识转化过程机理，同时加强相关实验设计以衡量不同催化剂优劣，开发出适用于分步法高效循环过程的催化剂。
关键词：硫化氢；分步法；高值利用；氢；催化剂；活性中图分类号：TH3 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）07-3780-11Research progress of catalysts for two-step hydrogen sulfidedecomposition to produce hydrogen and sulfurYU Shan 1，2，DUAN Yuangang 1，2，ZHANG Yixin 2，TANG Chun 1，2，FU Mengyao 2，HUANG Jinyuan 2，ZHOU Ying 1，2(1 State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu 610500, Sichuan, China; 2 School ofNew Energy and Materials, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, Sichuan, China)Abstract: Hydrogen sulfide (H 2S) is a highly toxic and corrosive gas, but it is also a rich resource of hydrogen and sulfur. Under the national energy demand and dual carbon goals, realizing the low-carbon and high-value utilization of H 2S in high-sulfur gas reservoirs becomes an important development trend ofH 2S treatment. The two-step decomposition of H 2S could convert H 2S into high-valued hydrogen and sulfur efficiently at relatively low temperature. So, it has the advantages of high decomposition efficiency and low energy consumption. But the problems of poor circulation efficiency, difficulties in sulfur recycling, and unclear reaction mechanism still exist. To better understand the research status and problems of the two-step decomposition method, this paper reviewed the reaction principle and综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1633收稿日期：2022-09-05；修改稿日期：2022-11-08。
