高效的天然气脱硫和同时的H2O2合成基于电化学合反应战略
Hanbo Cui1, Changhui Zhou1, Yan Zhang1
1School of Environmental Science and Engineering, Key Laboratory of Thin Film and Microfabrication Technology (Ministry of Education), Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, PR China.
Journal of hazardous materials
|November 4, 2023
概括
本研究介绍了一种高效的电化学系统,用于从天然气中去除硫化 (H2S),以减少能源使用,回收有价值的硫和过氧化 (H2O2).
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 来自天然气的硫化 (H2S) 由于其危险性,需要进行净化.
- 目前用于去除H2S的电化学方法存在低能效和有限的资源回收问题.
- 由于经济和效率的限制,H2S净化工业应用受到阻碍.
研究的目的:
- 开发一种新的气液流电催化系统,用于同时进行H2S净化和资源利用.
- 在环境条件下提高能源效率和资源回收 (硫和H2O2).
- 评估石化行业工业应用的技术经济可行性.
主要方法:
- 设计了一种气液流电催化系统,将H2S氧化和O2减少相结合.
- 改造的碳气体扩散电极 (GDE) 和I-/I3-氧化还原对被用于优化该过程.
- 在高电流密度下评估系统性能,测量硫和H2O2生产率.
- 开发了一种技术经济模型,以预测运营成本和工业可行性.
主要成果:
- 该系统实现了高效的H2S氧化和O2减少,加速了气体扩散和质量转移.
- 使用I-/I3-氧化还原对选择性氧化H2S,将氧化潜力降低了56%.
- 高水平的硫 (60毫克厘米-2小时-1) 和过氧化 (50毫克厘米-2小时-1) 生产在102mA/cm2和3.5V时实现.
- 经过修改的GDE促进了高H2O2法拉基效率.
结论:
- 开发的气液流电催化系统为H2S净化和有价值的副产品回收提供了有希望的,节能的解决方案.
- 该系统展示了石化行业的产业扩展潜力,并得到了技术经济分析的支持.
- 这种方法解决了现有方法的关键局限性,为可持续的天然气加工铺平了道路.
