活性炭的發(fā)展趨勢

簡介：活性炭又稱活性炭黑，是黑色粉末狀或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的無定形炭，也有規(guī)則排列的晶炭?；钚蕴吭缭?**次世界***戰(zhàn)時就出現(xiàn)了，當時它已經是一種活性炭的抗病毒表面。20世紀中葉，活性炭的應用不斷擴***，被譽為“通用吸附劑”／活性炭又稱為活性炭黑。它是黑色粉末或塊狀、顆粒狀、蜂窩狀的非晶碳，也是排列規(guī)則的晶碳?；钚蕴吭缭?**次世界***戰(zhàn)之中就出現(xiàn)了。當時，活性炭防毒面具出現(xiàn)了。在防毒面具應用的推動之下，活性炭的歷史進入了***二階段?；钚蕴渴袌霾粩鄶U***。活性炭吸附設備和有機廢氣處理催化功能在煉油、回收、合成等多個行業(yè)的應用相繼發(fā)展，美***等行業(yè)的活性炭廠也不斷開放。20世紀中葉，活性炭被譽為“通用吸附劑”。

活性炭活性炭是一種孔結構發(fā)達、比表面積***、吸附能力強的吸附劑。自20世紀末***項活性炭專利公布以后，世界各***在制備技術、應用***域、原料開發(fā)、品種開發(fā)、孔結構研究和吸附理論等方面都取得了巨***成就，并正在向縱深發(fā)展。我***木質活性炭工業(yè)主要有兩種生產方法：一種是以木柴為主要原料，將貝殼炭化成木炭或貝殼炭的物理生產工藝；另一種是以鋸末為主要原料的化學生產工藝。中***的木質活性炭行業(yè)經過半個世紀的發(fā)展，***別是改革開放的20年，取得了令人矚目的成就。生產方式由簡單的板爐、局部法陰燃爐發(fā)展到旋轉爐、沸騰爐、紙片爐、管式爐等多種生產爐型和生產工藝，產量由1949年的幾十噸增加到2003年的20多萬噸；目前品種由幾十個發(fā)展到幾十個，出口量由2003年的一個也沒有增加到15萬噸超過，居世界***位：從解放初期的幾家小廠家到現(xiàn)在，已有四五百家工廠，覆蓋20多個省，中***的城市和自治區(qū)。我***已成為活性炭生產******。但與發(fā)達***家相比，我***活性炭產業(yè)仍存在較***差距，主要體現(xiàn)在下列幾個方面：1.1企業(yè)規(guī)模小，生產設備落后，勞動生產率低，市場競爭力弱

雖然中***的活性炭產業(yè)已經成為世界之上***的生產和出口***，但還不是一個活性炭******。我***木質活性炭廠90%是小企業(yè)，年產量數百噸至數千噸。雖然目前我***有***、小企業(yè)約4500家，活性炭企業(yè)約4500家，但年生產能力1萬噸的企業(yè)寥寥無幾。但我***木材活性炭企業(yè)***多位于林區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，規(guī)模較小。生產設備不先進，更新困難。主要設備相同，勞動生產率一般幾十噸人年或更低。但在美***、日本等***外，活性炭的生產主要集中在萬噸超過的***型企業(yè)。這些***型企業(yè)不僅產量***，生產設備先進，而且實現(xiàn)了生產線的全面自動化和計算機管理控制，勞動生產率很高，達到幾百噸人年。

1.2森林資源浪費和環(huán)境污染嚴重

。近幾年來，福建、江西和其他林區(qū)的整個山林被承包或出租給個人。為了獲得更多的利潤，個體企業(yè)家不顧森林保護和生態(tài)環(huán)境保護，只顧眼前利益，砍樹燒炭的活性炭是由當地蒸汽活化生產的（一般來說，用物理活化法生產活性炭需要15-20噸噸，在這些地區(qū)造成了森林破壞和水土流失，一些從未經歷過洪水的地區(qū)也經歷了前所未有的洪水。但是，利用鋸末通過化學法生產活性炭的企業(yè)***多是當地板爐，既沒有廢氣回收裝置，也沒有廢水處理設備（一般一噸化學炭成品需要0.3-0.5噸化學活化劑和0.5-1.0噸工業(yè)鹽酸）。由于酸和水的高溫活化和之后處理，在生產過程之中產生***量的酸廢氣和廢水，將給當地生態(tài)環(huán)境帶來非常嚴重的污染?？梢哉f，我***化學活性炭以犧牲重環(huán)境為代價，取得的經濟效益微乎其微。近年來，雖然一些廠家在環(huán)境污染治理方面做了***量工作，但由于資金、技術、設備等原因，一直沒有得到根本性的治理。

1.3管理混亂

中***有上百家******小小的木質活性炭企業(yè)。無論在生產經營、對外貿易等方面，都是政治性的、***立的、無序的管理。雖然***多數企業(yè)都是林業(yè)系統(tǒng)管理，但其中很多都歸鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、民營企業(yè)、城建、輕工、化工等部門管轄。在經營過程之中（***別是外貿出口），存在多種經營方式，競相降價，造成惡性競爭。據相關數據顯示，我***活性炭出口價格僅為***際市場價格的12~13，甚至更低。盡管如此，由于長期以來缺乏宏觀管理，以有競爭力的價格競爭外商的現(xiàn)象仍然普遍存在。這種無序局面導致外商進一步降價，有時會引起外貿協(xié)會或行業(yè)部門的反傾銷。但在中***卻沒有回應，這嚴重影響了中***活性炭對外貿易的競爭力和***家的商業(yè)信譽。（1.4）中***木質活性炭工業(yè)的技術基礎薄弱，科研起步晚，科研經費不足，科研力量分散，科技對生產力發(fā)展貢獻不***。

我***活性炭的科學研究始于之上世紀60年代，真正的工作始于文革結束之后的70年代下半葉。此后，許多科技工作者在活性炭的原料、制備、應用、孔結構和吸附理論等方面做了***量工作，為我***活性炭工業(yè)的快速發(fā)展做出了巨***貢獻。目前，我***許多高校和科研機構都參與到活性炭的科技工作之中，并取得了一些成績。但是，由于經費和體制等方面的問題，***多數停留在“紙之上成績”之上，真正轉化為生產力的很少。據各方了解和詢問，目前我***還沒有木質活性炭的標準生產工藝規(guī)范，存在生產工藝單一、產品品種少、應用范圍窄、通用產品多、專用品種少等問題。近二十年用以，美***化學文摘每年發(fā)表的活性炭文摘超過500篇，其中50%超過是活性炭在水處理、廢氣處理等環(huán)境保護方面的應用，一些***殊的碳和新的開發(fā)應用也越來越受到重視。目前，美***和日本的活性炭品種有300-400多個，而我***只有50-60多個品種和品牌。

21世紀活性炭工業(yè)的發(fā)展趨勢

活性炭作為新材料和炭材料的一個重要分支，以其綜合***異的吸附性能和在幾乎所有***民經濟部門的廣泛應用，將在新世紀繼續(xù)顯示出旺盛的生命力，也將面臨更多的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。

如上所述，與發(fā)達***家相比，我***活性炭產業(yè)還比較落后，***別是在應用與發(fā)展、***種炭制造等方面。例如，從環(huán)境保護的角度來看，自之上世紀70年代以后，環(huán)保產業(yè)逐漸成為活性炭的主要消費市場。早在1994年，美***環(huán)境保護之中用于水處理和氣體處理的活性炭占當年13萬噸總消耗量的66%；這兩項消耗量占當年8.5萬噸總消耗量的75%。近十年用以，我***環(huán)境保護形勢日益嚴峻，水處理和氣體處理用活性炭應用還不廣泛。據介紹，當江蘇、浙江太湖流域水源地藻類較多時，采用具有一定焦糖脫色能力的***孔木粉炭（a法≥85%）和添加各種藻類的水源混凝沉淀法，可達到81%～98%的去除率。隨著2003年北京奧運會和2010年上海世博會的成功申辦，以及10到20年中***全面進入小康社會，我們可以有信心預測，只有在環(huán)保***域，活性炭的消費量才會成倍增長，初步預計，環(huán)保用碳消費量不低于10-20萬噸年。

此外，從傳統(tǒng)的活性炭市場來看，活性炭在液相脫色精制之中的應用是制糖發(fā)酵工業(yè)之中***早的。我***每年生產糖類600多萬噸，到目前為止，活性炭還沒有用于脫色。當***外制糖工業(yè)用活性炭占糖的0.3%～1.0%時，制糖工業(yè)用活性炭將占據2～6萬噸的市場份額。據介紹，改革開放20多年用以，我***糧食發(fā)酵等轉型產業(yè)發(fā)展迅速。淀粉糖由30萬噸年增加到200萬噸年，檸檬酸由25萬噸年增加到40萬噸年，味精產量2002年達到91萬噸，是10年后的3倍?；钚蕴吭谶@些產品的生產和精制過程之中起著至關重要的作用，它們成倍增長，對活性炭的需求將成倍增長。據粗略統(tǒng)計，僅味精木炭年消費量就在3.5萬-4萬噸間。此外，山梨酸、檸檬酸、醫(yī)藥中間體、食品添加劑、染料中間體等木質活性炭年消費量約為3-3.5萬噸。

雖然活性炭是一種歷史悠久的產品，但作為一種現(xiàn)代工業(yè)，它在我***還是一種新興產業(yè)。它之所以能永垂不朽，是因為它仍然具有蓬勃的發(fā)展勢頭和生命力，這與它的不斷應用有關。它不僅在傳統(tǒng)的制糖、發(fā)酵、制藥、食品、輕工、醫(yī)藥、冶金、化工、軍工等***域得到了廣泛的應用，在環(huán)保、水凈化、空分等***域也有了更廣泛的新應用，電子信息、原子能與生物工程、納米材料、高能電極材料、高效催化劑載體等與人類生活環(huán)境密切相關的高新技術***域。因此，可以預見，在未來幾十年我***全面建設小康社會的進程之中，活性炭產業(yè)方興未艾，并將繼續(xù)發(fā)展。預計10年左右，我***活性炭年產量將達到20-30萬噸，在***民經濟發(fā)展之中的地位將日益顯示出不可替代的一邊。屆時，中***將成為名副其實的活性炭生產、消費和出口***。

活性炭的發(fā)展趨勢

充分發(fā)揮活性炭行業(yè)協(xié)會的作用，加強行業(yè)協(xié)調和管理，加強企業(yè)棟的合作，逐步向企業(yè)集團轉型，建立和培育我******型活性炭企業(yè)集團，增強***際競爭力。

2003年12月，中***林產品工業(yè)協(xié)會活性炭分會經中華人民共和***民政部正式批準成立。目前，它是中******的活性炭產業(yè)組織。它是在自愿、平等、互利、互惠的原則之下，由跨地區(qū)、跨部門、跨所有制組成的全***性活性炭產業(yè)組織。希望通過各方的努力，建設活性炭企業(yè)之家，協(xié)助政府各部門積極做***活性炭企業(yè)的組織、協(xié)調、交流、指導等服務工作，使我***活性炭產業(yè)走上健康發(fā)展的道路有序的發(fā)展道路，對提升***際市場競爭力發(fā)揮更***作用，真正成為政府相關部門與行業(yè)企業(yè)間的橋梁和紐帶。（3.2）注重有效利用現(xiàn)有活性炭原料，積極尋找替代原材料，開發(fā)新資源事實上，有許多資源可用于活性炭的提取，如北方的竹木、南方的果殼、果核、木材加工殘渣、棉稈、稻殼、***質煤、天然瀝青、炭黑、石油焦、石油瀝青等碳資源。開發(fā)活性炭資源有利于滿足不同的需求。例如，我***每年生產糠醛5萬多噸，每噸糠醛有10-12噸廢渣。廢渣制備的活性炭含硫量高，對煙氣脫硫效果***。例如，中溫煤焦切片還可以生產廉價的含碳吸附劑，用于含酚廢水的凈化；石化行業(yè)***量的廢石油焦也是活性炭的******原料，通過簡單的過熱蒸汽處理可以生產出高質量的純水碳。

3.3科學技術與生產實踐緊密結合，***力倡導科技創(chuàng)新，組織開展化工生產污染治理和降耗工作，我******部分木質活性炭廠由于規(guī)模小、資金缺乏、技術力量有限，未能從根本上解決污染控制問題。根據有關資料，可以從技術上實現(xiàn)化工生產之中的污染控制和降耗。如日本氯化鋅法生產的活性炭鋅耗幾乎為零，所用設備為回轉爐；美***磷酸法生產的活性炭酸耗小于0.2tt，所用爐型也為回轉爐。近年來，浙江、江蘇等一些活性炭企業(yè)采用了新型轉爐和煤氣回收裝置，******降低和改善了酸耗和煤氣污染。應盡可能采用適當的活性炭再生方法，使活性炭“循環(huán)利用”，進一步節(jié)約資源，降低使用成本。建議有關部門加***科研投入，走產學研相結合的道路，組織科研院所、高校和企業(yè)密切合作，吸收***外先進技術，開發(fā)具有重***經濟效益和社會效益的科研項目社會效益，共同攻關，建立多個具有自主知識產權、具有實際效益的示范廠，力爭在短時間之內生產出化工產品，使活性炭廠的污染和消耗降低到一個較低的水平。