我國木質(zhì)活性炭工業(yè)概況和發(fā)展前景

鞏義市龍達水處理材料有限公司是國內大型實(shí)體專(zhuān)業(yè)的粉狀活性炭、椰殼活性炭、果殼活性炭、煤質(zhì)柱狀活性炭等活性炭系列；聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵等水處理藥劑；石英砂濾料、海綿鐵除氧劑、沸石濾料、錳砂濾料、無(wú)煙煤濾料等水處理濾料的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)商和優(yōu)質(zhì)供應商，撥打電話(huà)：0371-64035078    15037128885   或登錄我們的網(wǎng)站      http://www.campingtheoutdoors.com 了解更多產(chǎn)品信息。
對我國木質(zhì)活性炭的生產(chǎn)現狀和存在問(wèn)題作出了較為全面客觀(guān)的分析；對21世紀我國活性炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢進(jìn)行了預測�；钚蕴慨a(chǎn)業(yè)必將走持續發(fā)展道路。我國將成為名副其實(shí)的活性炭生產(chǎn)、消費、出口大國。應加強行業(yè)協(xié)會(huì )的作用，注意資源的有效利用，密切科技與生產(chǎn)實(shí)際相結合。加強基礎研究和新技術(shù)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等問(wèn)題提出了建議。

       活性炭是具有發(fā)達的孔隙結構、巨大的比表面積和極強吸附力的吸附劑。自20世紀初關(guān)于活性炭的第一個(gè)專(zhuān)利公布以來(lái)全世界經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展，無(wú)論在制造技術(shù)、應用領(lǐng)域、原料開(kāi)拓、品種開(kāi)發(fā)、孔隙結構研究和吸附理論的認識等方面都取得了巨大成果，并正在不斷深入發(fā)展。我國木質(zhì)活性炭工業(yè)主要生產(chǎn)方法有二大類(lèi)：一類(lèi)是以薪炭材、果殼炭化成木炭或果殼炭為主要原料的物理法生產(chǎn)工藝；另一類(lèi)是以鋸木屑為主要原料的化學(xué)法生產(chǎn)工藝。

1  生產(chǎn)現狀和存在問(wèn)題

        我國的木制活性炭工業(yè)經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀的發(fā)展，尤其是改革開(kāi)放20多年來(lái)取得了令人矚目的成就。生產(chǎn)方法從土法簡(jiǎn)易的平板爐、悶燒爐發(fā)展到現在的回轉爐、沸騰爐、斯立普爐、管式爐等多種生產(chǎn)爐型和生產(chǎn)工藝；產(chǎn)量從1949年的幾十噸到2003年20多萬(wàn)噸；品種從幾個(gè)發(fā)展到目前的幾十個(gè)；出口量從無(wú)到2003年的15萬(wàn)多噸，居世界第一：生產(chǎn)廠(chǎng)家也由解放初期的數家小廠(chǎng)到現在的四五百家，遍布全國二十多個(gè)省、市、自治區，我國已成為事實(shí)上的活性炭生產(chǎn)大國。但是與發(fā)達國家相比，我國的活性炭工業(yè)仍然存在很大差距，主要表現在：

   1.1  企業(yè)規模小、生產(chǎn)裝備落后、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、市場(chǎng)競爭力不強

       我國活性炭工業(yè)盡管已是世界上的生產(chǎn)和出口大國，但還不是活性炭強國。我國的90%的木質(zhì)活性炭廠(chǎng)是年產(chǎn)幾百?lài)嵉缴锨�噸的小企業(yè)，雖然目前全國有大大小小四五百家活性炭企業(yè)，年生產(chǎn)能力真正達到萬(wàn)噸規模的幾乎沒(méi)有。而我國的木質(zhì)活性炭企業(yè)大多數遍布于林區和鄉鎮企業(yè)，規模較小，生產(chǎn)裝備既不先進(jìn)而且較難更新，主要設備是大同小異，勞動(dòng)生產(chǎn)率一般在幾十噸/人?年或更低。而國外，像美國、日本活性炭生產(chǎn)主要集中于萬(wàn)噸以上的大企業(yè)，這些大企業(yè)不但產(chǎn)量大，生產(chǎn)裝備先進(jìn)，大都實(shí)現了生產(chǎn)流水線(xiàn)的全盤(pán)自動(dòng)化和計算機管理控制，故勞動(dòng)生產(chǎn)率很高，達到幾百?lài)?人?年。

   1.2  森林資源浪費，環(huán)境污染嚴重

       我國是少林國家，生產(chǎn)活性炭只能采用林業(yè)加工剩余物為原料，而前幾年，福建、江西等林區的整片山林承包或出租給個(gè)人，個(gè)體企業(yè)主為獲取更大利潤，只顧眼前利益，置森林保護和生態(tài)環(huán)境保護于不顧，成片砍伐林木燒炭后再經(jīng)土法水蒸氣活化而制取活性炭（一般薪炭材制成活性炭，采用物理活化法需要15~20噸/噸），已經(jīng)造成這些地區的森林破壞、水土流失，個(gè)別從未發(fā)生過(guò)洪災的地區也出現了前所未有的洪水泛濫。而采用鋸木屑經(jīng)過(guò)化學(xué)法生產(chǎn)活性炭的企業(yè)，大多是土法的平板爐，既沒(méi)有廢氣回收裝置，也沒(méi)有廢水處理設備（一般生產(chǎn)一噸成品化學(xué)炭需要化學(xué)活化劑0.3~0.5噸，工業(yè)鹽酸0.5~1.0噸），由于高溫活化和酸、水后處理，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的酸性廢氣和廢水，給當地的生態(tài)環(huán)境造成污染極為嚴重�？梢哉f(shuō)中國的化學(xué)活性炭所取得的一點(diǎn)不大的經(jīng)濟效益，是以沉重的環(huán)境為代價(jià)換取的。近幾年，有些生產(chǎn)廠(chǎng)家雖然在治理環(huán)境污染上也做了不少工作，但終因經(jīng)費、技術(shù)、設備等原因尚未得到根本治理。

   1.3  管理無(wú)序，各自為政

       我國木質(zhì)活性炭企業(yè)雖然大大小小也有幾百家，不論在生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、外貿等方面都是政出多門(mén)，各自為政，管理無(wú)序。雖大多數企業(yè)屬林業(yè)系統管理，但也有不少企業(yè)屬鄉鎮企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)、城建、輕工、化工等部門(mén)管轄，所在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中（尤其是外貿出口）是多頭經(jīng)營(yíng)、競相壓價(jià)，造成惡性競爭。根據有關(guān)資料，我國活性炭的出口價(jià)只相當于國際市場(chǎng)價(jià)的1/2~1/3，甚至更低。盡管如此，由于多頭經(jīng)營(yíng)、缺少宏觀(guān)管理，競相壓價(jià)爭取外商的現象仍屢見(jiàn)不鮮。這種無(wú)序狀況導致外商進(jìn)一步壓價(jià)，有時(shí)還引起外國同行協(xié)會(huì )或商貿部門(mén)的反傾銷(xiāo)，而我國卻無(wú)人應訴，這種局面嚴重影響了我國活性炭對外貿易的競爭力和國家商業(yè)信譽(yù)。

   1.4  我國木質(zhì)活性炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎薄弱，科學(xué)研究起步晚，科研經(jīng)費不足，科研力量分散，科技對生產(chǎn)力發(fā)展貢獻不大

       我國對活性炭的科學(xué)研究起步于20世紀的六十年代，而真正開(kāi)始工作是文化大革命結束后的七十年代下半期。從那時(shí)起，許多科技工作者對活性炭的原料、制造、應用、孔隙結構和吸附理論都作了不少工作，對我國活性炭工業(yè)的快速發(fā)展做出了很大貢獻。目前我國不少大專(zhuān)院校和科研單位涉足活性炭的科技工作，并取得了一批成果，但由于經(jīng)費、體制等問(wèn)題，大多停留在“紙上成果”上，而真正轉化為生產(chǎn)力的不多。據各方了解和查詢(xún)，至今我國木質(zhì)活性炭還沒(méi)有標準的生產(chǎn)工藝規程，普遍存在著(zhù)生產(chǎn)工藝單一，產(chǎn)品品種不多，應用面狹窄，通用產(chǎn)品多，專(zhuān)用品種少等問(wèn)題。近二十幾年，美國化學(xué)文摘每年刊登500多條有關(guān)活性炭的文摘，其中活性炭應用方面的文摘占50%以上，在水處理和廢氣處理等環(huán)保方面尤為突出，一些專(zhuān)用炭和新開(kāi)發(fā)用途頗受重視。目前，美國、日本都有300~400多個(gè)活性炭品種，而我國僅有50~60多個(gè)品種和牌號。

2  21世紀活性炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

       活性炭作為新材料和碳素材料的一個(gè)重要分支，其綜合的優(yōu)良吸附性能和在幾乎所有國民經(jīng)濟部門(mén)的廣泛應用，必將在新世紀里繼續顯示其旺盛的生命力，同時(shí)也將面臨更多的發(fā)展機遇和挑戰。

       如上所述，與發(fā)達國家相比，我國的活性炭行業(yè)還是較落后的，尤其在應用開(kāi)發(fā)，專(zhuān)用炭制造等方面差距更大。例如從環(huán)境保護來(lái)看，世界發(fā)達國家從20世紀70年代開(kāi)始，環(huán)保行業(yè)逐漸成為活性炭的主要消費市場(chǎng)，早在1994年，美國用于環(huán)境保護中水處理和氣體處理的活性炭占其當年總用量13萬(wàn)噸的66%；日本這兩項的用量占當年總用量8.5萬(wàn)噸的75%。我國近十多年環(huán)保形勢日趨嚴峻，水處理、氣體處理用活性炭還遠遠沒(méi)有普及。據報道：江浙太湖流域水源中藻類(lèi)較多時(shí)，采用大孔較多的具有一定焦糖脫色力（A法≥85%）的木質(zhì)粉炭，并在水源混凝沉淀時(shí)加入，各種藻類(lèi)去除率可達81%~98%。隨著(zhù)2003年北京奧運會(huì )和2010年上海世博會(huì )的申辦成功和我國在10~20年里要全面跨入小康社會(huì )我們可以充滿(mǎn)信心預計，僅環(huán)境保護這一領(lǐng)域，活性炭的用量將會(huì )成倍增長(cháng)，初步估計環(huán)保用炭不會(huì )少于10萬(wàn)~20萬(wàn)噸/年。

       另外從活性炭的傳統市場(chǎng)來(lái)看，活性炭在液相脫色和精制中的應用早是在制糖和發(fā)酵工業(yè)。我國每年產(chǎn)糖600多萬(wàn)噸以上，至今未能采用活性炭脫色，以國外制糖業(yè)活性炭用量占糖量的0.3%~1.0%計，活性炭在制糖業(yè)的應用量將占有2萬(wàn)~6萬(wàn)噸市場(chǎng)份額。據資料報道，改革開(kāi)放20多年來(lái)，我國的糧食轉化工業(yè)如發(fā)酵工業(yè)得到了飛速發(fā)展，淀粉糖從30萬(wàn)噸/年增至200萬(wàn)噸/年，檸檬酸從25萬(wàn)噸/年增至40萬(wàn)噸/年，味精產(chǎn)量2002年達到91萬(wàn)噸，是10年前的三倍，這些產(chǎn)品在生產(chǎn)和精制過(guò)程中活性炭是必不可少的，它們成倍增加必然導致活性炭需用量也成倍增加。據粗略統計，僅味精用炭一年就要3.5萬(wàn)~4.0萬(wàn)噸，另外山梨酸、檸檬酸、醫藥中間體、食品添加劑及染料中間體等等需木質(zhì)活性炭的年用量約3.0萬(wàn)~3.5萬(wàn)噸。

       活性炭雖然是一個(gè)歷史悠久的產(chǎn)品，作為現代工業(yè)來(lái)講在我國又是一項新興產(chǎn)業(yè)，它之所以能經(jīng)久不衰，至今仍然有著(zhù)蓬勃的發(fā)展勢頭和活力，這與它的用途不斷被展有關(guān)，它不但已在上述傳統的制糖、發(fā)酵、制藥、食品、輕工、醫藥、冶金、化工、兵工等領(lǐng)域中廣泛應用，而且正在向著(zhù)與人類(lèi)生存環(huán)境息息相關(guān)的環(huán)保、凈水、空氣分離、電子信息、原子能及生物工程、納米材料、高能電極材料、高效催化劑載體等高新科技領(lǐng)域滲透擴展中，找到了更為廣闊的新用途。因此可以預見(jiàn)，未來(lái)幾十年中我國在全面建設小康社會(huì )的過(guò)程中，活性炭產(chǎn)業(yè)是方興未艾，必將持續發(fā)展。估計大約再過(guò)10年，我國活性炭年產(chǎn)量將有望達到20萬(wàn)~30萬(wàn)噸，它在國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位將會(huì )越來(lái)越顯示其不可取代的一面。那時(shí)，我國將成為名副其實(shí)的活性炭生產(chǎn)、消費、出口大國。

3  幾點(diǎn)建議

   3.1  發(fā)揮活性炭行業(yè)協(xié)會(huì )的作用，加強行業(yè)的協(xié)調和管理，加強企業(yè)間的合作并逐步向企業(yè)集團過(guò)渡，建立和培育中國的大型活性炭企業(yè)集團，增強國際競爭力

       2003年12月國家民政部正式批準，成立的中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì )活性炭分會(huì )是目前我國唯一的活性炭行業(yè)組織，它是一個(gè)跨地區、跨部門(mén)、跨所有制的在自愿、平等、互利、互惠的原則下組成的全國活性炭行業(yè)組織，希望通過(guò)各方努力辦成活性炭的企業(yè)之家，在協(xié)助政府部門(mén)積極做好活性炭企業(yè)的組織、協(xié)調、交流、指導等方面的服務(wù)工作，使我國活性炭行業(yè)走上健康有序的發(fā)展道路，在增強國際市場(chǎng)的競爭力等方面發(fā)揮更大作用，真正成為政府有關(guān)部門(mén)與行業(yè)企業(yè)之間的橋梁和紐帶。

   3.2  注意現有活性炭原料資源的有效利用，積極尋找替代原料和開(kāi)發(fā)新資源

      其實(shí)，可供抽制活性炭的資源很多，如南方的竹、木，北方的果殼，果核、木材加工三剩物、棉花稈、稻殼、優(yōu)質(zhì)煤、天然瀝青、炭黑、石油焦、石油瀝青等含碳資源。有針對性地開(kāi)發(fā)活性炭資源對于滿(mǎn)足不同需求是有益的。例如，我國每年生產(chǎn)5萬(wàn)多噸糠醛，每生產(chǎn)一噸糠醛有10~12噸廢渣，利用其廢渣生產(chǎn)的活性炭其硫容量很高，用于氣體脫硫有很好效果。再如中溫煤焦屑也可以生產(chǎn)出凈化含酚廢水用的廉價(jià)含碳吸附劑；石化行業(yè)大量廢棄的石油焦也是一種很好的活性炭原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)熱水蒸氣加工即可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)凈水炭。

   3.3  密切科技與生產(chǎn)實(shí)際相結合，大力提倡科技創(chuàng )新，組織力量攻克化學(xué)法生產(chǎn)中的污染治理和降低消耗

       目前我國大多數木質(zhì)活性炭廠(chǎng)由于規模小、資金不足、技術(shù)力量有限，在治理污染方面均未能根本解決問(wèn)題。根據有關(guān)資料，化學(xué)法生產(chǎn)中的污染治理和降低消耗就其技術(shù)而言是可以做到的。例如日本氯化鋅法生產(chǎn)活性炭鋅耗幾乎為零，所采用設備為回轉爐；美國磷酸法生產(chǎn)活性炭酸耗為0.2噸/噸以下，所用爐型亦為回轉爐。我國浙江、江蘇等有些活性炭企業(yè)近幾年經(jīng)采用新的轉爐和氣相回收裝置后，酸耗和氣相污染有很大降低和改善。盡可能采用適合的活性炭再生方法，以使活性炭“循環(huán)再利用”，進(jìn)一步節約資源，降低使用成本。建議有關(guān)部門(mén)加大科研經(jīng)費投入，走產(chǎn)學(xué)研相結合的道路，組織科研院所、大專(zhuān)院校和企業(yè)緊密合作，吸收國外先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)具有重大經(jīng)濟效益和社會(huì )效益的科研項目，共同攻關(guān)，建立幾個(gè)有自身知識產(chǎn)權的有實(shí)際效益的示范工廠(chǎng)，爭取在不長(cháng)時(shí)間內將化學(xué)生產(chǎn)活性炭廠(chǎng)的污染和消耗降到更低水平。

   3.4  加強活性炭基礎研究和新技術(shù)新產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)

      深入探討活性炭的制取條件與活性炭結構形成和調變關(guān)系，逐步做到針對不同的吸附??解吸要求而有對應的生產(chǎn)工藝，努力緊跟世界高新技術(shù)的發(fā)展方向，建成具有我國特色的知識創(chuàng )新體系，大力加強活性炭新品系列的研究和開(kāi)發(fā)應用，如活性炭的超細化和活性炭與納米材料的復合，高新電子電極材料和真正的“蓄電池”產(chǎn)品、新型催化劑載體、藥物緩釋劑、生物制劑線(xiàn)化專(zhuān)用活性炭、高能量密度物質(zhì)的存貯專(zhuān)用活性炭、納米氧化催化劑活性炭復體等。