摘要：介紹了美國、日本和西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國家活性炭應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了我國活性炭生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。
我國是世界活性炭生產(chǎn)大國，活性炭總產(chǎn)量僅次于美國位居世界第二，但出口量位居世界第一，每年出口活性炭約7~8萬t，因此國外活性炭市場的需求，對中國活性炭生產(chǎn)發(fā)展影響很大。本文介紹了美國、日本和西歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國家近幾年活性炭應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，分析預(yù)測了中國活性炭的發(fā)展趨勢。由于配煤技術(shù)、催化活化技術(shù)、原料煤處理技術(shù)及新型成型技術(shù)在我國活性炭廠的廣泛應(yīng)用，我國活性炭正向著種類越來越多，質(zhì)量越來越好的方向發(fā)展，以滿足國內(nèi)外不同用戶的需求。
1、國外活性炭應(yīng)用現(xiàn)狀
活性炭是以煤、木材和果殼等含碳材料為原料制備的炭質(zhì)吸附材料，其廣泛用于氣體吸附分離凈化及液體凈化、溶質(zhì)富集等。目前工業(yè)應(yīng)用的活性炭有顆粒活性炭、粉狀活性炭成型活性炭和活性炭纖維等，活性炭主要應(yīng)用在：水處理、化工制藥、采礦、氣體凈化、食品加工、糖脫色、氣體溶劑回收等領(lǐng)域。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家近幾年活性炭的應(yīng)用表明，環(huán)保問題是推動活性炭生產(chǎn)發(fā)展及消費量增加的主要推動力，而且在今后幾年內(nèi)環(huán)保向題仍然是活性炭生產(chǎn)發(fā)展及消費量增加的主要推動力。
據(jù)統(tǒng)計，美國在1994年至1998年期間活性炭消費增長率約3.5%，顆�；钚蕴肯M增長率高于粉狀活性炭增長率為3.7%，粉狀活性炭消費增長率為3.3%。美國活性炭主要應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量及數(shù)量見表1。其主要應(yīng)用領(lǐng)域為水處理，其中粉狀活性炭用量約占50%，其余為顆�；钚蕴�；在氣相領(lǐng)域主要采用顆粒活性炭。近幾年美國從中國和東南亞進(jìn)口的廉價活性炭數(shù)量增加；國外權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測美國今后幾年活性炭的消費年增長率為4%~4.5%。
表1美國活性炭應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量(1×103t)
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 1990 | 1994 | 1998 | 1998-2000年均增長率 | ||||||
| 顆粒炭 | 粉狀炭 | 合計 | 顆粒炭 | 粉狀炭 | 合計 | 顆粒炭 | 粉狀炭 | 合計 | ||
| 液相 | ||||||||||
| 飲用水 | 5.448 | 15.436 | 20.884 | 15.890 | 21.338 | 37.228 | 19.068 | 23.154 | 42.222 | 6 |
| 工業(yè)廢水 | 6.356 | 8.626 | 14.982 | 7.718 | 13.62 | 21.338 | 9.998 | 14.074 | 24.062 | 5-6 |
| 生活廢水 | 0.908 | 2.270 | 3.178 | 1.362 | 3.632 | 4.994 | 1.816 | 4.086 | 5.092 | 4 |
| 糖脫色 | 6.356 | 8.816 | 14.982 | 6.356 | 8.626 | 14.982 | 6.356 | 8.636 | 14.982 | 0 |
| 地下水 | 0.908 | 3.178 | 4.086 | 4.54 | 3.632 | 8.172 | 8.172 | 3.632 | 11.804 | 3-4 |
| 家庭用水 | 2.724 | 1.816 | 4.540 | 3.178 | 2.27 | 5.448 | 3.178 | 4.994 | 8.172 | 5 |
| 食品飲料 | 0.908 | 3.859 | 4.767 | 0.908 | 4.086 | 4.994 | 1.362 | 5.902 | 7.264 | 2-3 |
| 采礦 | 3.632 | 1.816 | 5.448 | 4.086 | 2.27 | 6.656 | 4.540 | 1.362 | 5.092 | 2 |
| 制藥 | 2.043 | 2.27 | 4.313 | 2.270 | 2.27 | 4.540 | 2.270 | 2.270 | 4.540 | 0-1 |
| 干洗 | 1.816 | 0.454 | 2.270 | 1.816 | 0.454 | 2.27 | 1.362 | 0.454 | 1.816 | 0 |
| 電鍍 | 0.227 | 0.454 | 0.681 | 0.454 | 0.454 | 0.907 | 0.454 | 0.454 | 0.908 | 2.0 |
| 化工及其它 | 4.086 | 2.27 | 6.356 | 4.540 | 2.724 | 7.264 | 4.540 | 2.724 | 7.264 | 2.5 |
| 總計 | 35.412 | 51.075 | 86.487 | 53.118 | 65.376 | 118.494 | 63.106 | 71.732 | 134.838 | 4% |
| 氣相 | ||||||||||
| 氣體凈化 | 4.767 | 1.135 | 5.902 | 5.902 | 1.362 | 7.264 | 8.172 | 4.540 | 12.712 | 5 |
| 汽車 | 4.540 | 4.540 | 4.994 | 4.994 | 6.356 | 6.356 | 5 | |||
| 溶劑回收 | 4.994 | 4.994 | 6.356 | 6.356 | 4.086 | 4.086 | 4-5 | |||
| 香煙 | 0.8172 | 0.8172 | 0.454 | 0.454 | 0.454 | 0.454 | 0 | |||
| 其它 | 4.313 | 1.589 | 5.902 | 4.540 | 1.362 | 5.902 | 4.994 | 1.362 | 6.356 | 3 |
| 合計 | 19.4312 | 2.724 | 22.1552 | 22.246 | 2.724 | 24.97 | 24.062 | 5.902 | 29.964 | 4.5% |
| 總計 | 54.8432 | 53.799 | 108.6422 | 75.364 | 68.1 | 143.464 | 87.168 | 77.634 | 164.802 | 4%-4.5% |
西歐活性炭的消費增長速度在1994~1998年間低于美國為0.7%，西歐主要活性炭應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量見表2。面對從中國進(jìn)口廉價活性炭數(shù)量的增加，1995年歐共體對中國出口活性炭實行了反傾銷；國外權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測今后幾年內(nèi)西歐活性炭需求增長率為2%。歐洲嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和傳統(tǒng)工業(yè)是歐洲活性炭需求增長的推動力。但在歐洲粉狀活性炭需求量將下降，顆�；钚蕴啃枨罅繉⒃黾�。
表2 1998年西歐活性炭應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 數(shù)量(1×104t) | 市場份額(%) |
| 食品工業(yè) | 2.76 | 32.1 |
| 化工/制藥工業(yè) | 2.08 | 24.2 |
| 水處理 | 1.92 | 22.3 |
| 氣體處理 | 1.84 | 21.4 |
| 合計 | 8.6 | 100 |
從1994年~1998年日本活性炭年需求增長率為1.9%，日本主要活性炭應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量見表3。在這個時期由于水處理和氣相吸附用活性炭的增加，使粒狀活性炭需求量增加，而粉狀活性炭需求量下降，在2003年以前活性炭的總需求量仍會增加，其中水處理用活性炭需求量增加較快。
表3 日本活性炭應(yīng)用領(lǐng)域和數(shù)量(1×104t)
| 水處理 | 氣體吸附 | 化學(xué)工業(yè) | 溶劑回收 | 食品 | 催化 | 其他 | 合計 | |
| 1970 | 0.10 | 0.16 | 0.07 | 0.04 | 0.15 | 0.06 | 0.58 | |
| 1975 | 0.76 | 0.80 | 0.07 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 1.84 | |
| 1980 | 1.28 | 1.35 | 0.14 | 0.15 | 0.02 | 0.09 | 0.14 | 3.17 |
| 1981 | 1.43 | 1.37 | 0.12 | 0.15 | 0.10 | 0.10 | 0.18 | 3.41 |
| 1982 | 1.39 | 1.32 | 0.14 | 0.16 | 0.06 | 0.08 | 3.15 | |
| 1983 | 1.56 | 1.42 | 0.14 | 0.15 | 0.1 | 0.07 | 0.06 | 3.41 |
| 1984 | 1.89 | 1.44 | 0.14 | 0.14 | 0.08 | 0.08 | 0.06 | 3.83 |
| 1985 | 1.65 | 1.69 | 0.09 | 0.16 | 0.09 | 0.08 | 0.08 | 3.84 |
| 1986 | 1.68 | 1.54 | 0.11 | 0.16 | 0.07 | 0.13 | 3.69 | |
| 1987 | 1.73 | 1.49 | 0.10 | 0.17 | 0.06 | 0.07 | 0.07 | 3.69 |
| 1988 | 2.00 | 1.61 | 0.12 | 0.18 | 0.07 | 0.07 | 0.08 | 4.13 |
| 1989 | 2.13 | 1.71 | 0.13 | 0.19 | 0.07 | 0.06 | 0.13 | 4.42 |
| 1990 | 2.22 | 1.88 | 0.12 | 0.19 | 0.07 | 0.06 | 0.12 | 4.66 |
| 1991 | 2.74 | 1.89 | 0.15 | 0.13 | 0.06 | 0.04 | 0.09 | 5.10 |
| 1992 | 2.73 | 2.07 | 0.17 | 0.11 | 0.07 | 0.04 | 0.07 | 5.26 |
| 1993 | 2.79 | 1.97 | 0.18 | 0.13 | 0.08 | 0.03 | 0.09 | 5.27 |
| 1994 | 2.93 | 1.96 | 0.17 | 0.12 | 0.08 | 0.03 | 0.09 | 5.38 |
| 1995 | 3.03 | 1.96 | 0.22 | 0.14 | 0.09 | 0.05 | 0.14 | 5.63 |
| 1996 | 3.22 | 1.85 | 0.23 | 0.15 | 0.08 | 0.05 | 0.16 | 5.74 |
| 1997 | 3.65 | 1.83 | 0.23 | 0.13 | 0.08 | 0.04 | 0.13 | 6.09 |
| 1998 | 3.94 | 1.88 | 0.22 | 0.13 | 0.08 | 0.04 | 0.18 | 6.47 |
2、我國活性炭發(fā)展趨勢
我國是世界較大的活性炭出口國，每年出口活性炭約7~8萬t，因此國外活性炭市場對我國活性炭生產(chǎn)發(fā)展影響很大，我們應(yīng)根據(jù)國際活性炭市場需求，生產(chǎn)國外市場暢銷的活性炭產(chǎn)品，這樣我國活性炭企業(yè)才會取得好的經(jīng)濟(jì)效益。
活性炭產(chǎn)品用途廣、種類多，從表1可以看出，在美國水處理用活性炭、汽車用活性炭、廢水凈化用活性炭及溶劑回收用活性炭需求增長較快，我國活性炭企業(yè)近期應(yīng)加強(qiáng)活性炭生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)力度，生產(chǎn)用于上述領(lǐng)域的各種活性炭產(chǎn)品，一定會取得好的經(jīng)濟(jì)效益。
我國活性炭工業(yè)生產(chǎn)起步于50年代，按生產(chǎn)原料劃分有煤基活性炭、木質(zhì)活性炭、果殼活性炭等。我國產(chǎn)量很大的煤基活性炭產(chǎn)品主要采用物理活化法生產(chǎn)，活化裝置則主要采用我國50年代從前蘇聯(lián)引進(jìn)的斯列普爐，經(jīng)過多次改進(jìn)，爐體性能有了很大提高。我國煤基活性炭生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展主要經(jīng)歷了單種煤生產(chǎn)活性炭、配煤生產(chǎn)活性炭及催化活化生產(chǎn)活性炭3個階段。
單種煤生產(chǎn)活性炭是我國較早采用的一種生產(chǎn)工藝，至今許多工廠仍在采用，但受原料煤性質(zhì)的限制，活性炭產(chǎn)品性能很難大幅度提高。為了彌補(bǔ)單種煤生產(chǎn)活性炭產(chǎn)品性能的缺陷，人們研究把性質(zhì)不同的煤，按一定比例配合生產(chǎn)活性炭，采用這種生產(chǎn)工藝可以在一定范圍內(nèi)改善、提高活性炭產(chǎn)品性能，我國許多活性炭廠已采用這種新工藝生產(chǎn)活性炭產(chǎn)品。為了生產(chǎn)某些具有特殊吸附性能的優(yōu)良活性炭產(chǎn)品，在活性炭炭化，活化生產(chǎn)過程中加人催化劑，催化炭與水蒸氣的活化反應(yīng)改變活化成孔機(jī)理，提高活性炭產(chǎn)品吸附性能，這種活性炭生產(chǎn)方法被稱為催化活化法，目前煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)研究所開發(fā)的這一生產(chǎn)工藝技術(shù)正在我國活性炭廠推廣應(yīng)用。
在活性炭生產(chǎn)用原料煤處理方面，我國正在研究開發(fā)煤的深度脫灰技術(shù)、新型成型技術(shù)。煤經(jīng)過特殊洗選處理灰分可降至2%左右，以這種低灰煤為原料，可生產(chǎn)出性能優(yōu)良的活性炭產(chǎn)品；采用新型成型技術(shù)可生產(chǎn)多種性能優(yōu)異的活性炭新產(chǎn)品。
由于配煤技術(shù)、催化活化技術(shù)、原料煤處理技術(shù)及新型成型技術(shù)在我國活性炭廠的廣泛推廣應(yīng)用，使我國活性炭正向質(zhì)量越來越好、品種越來越多的方向發(fā)展,，以滿足國內(nèi)外不同用戶的需求。
雖然近幾十年來我國活性炭工業(yè)有了很大發(fā)展，但和工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，在活性炭產(chǎn)品質(zhì)量、品種方面仍存在許多問題，缺少低灰、高強(qiáng)度高吸附性能、具有特殊用途的活性炭產(chǎn)品，致使我國活性炭產(chǎn)品在國際市場上缺乏競爭力，售價低。因此活性炭行業(yè)急需提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量的新技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，增強(qiáng)我國活性炭產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。
3、結(jié)論
國外活性炭產(chǎn)品種類多、用途廣，消費量逐年增加，環(huán)保問題是近年來國外活性炭需求增長的主要推動力；由于配煤技術(shù)、催化活化技術(shù)、原料煤處理技術(shù)及新型成型技術(shù)在我國活性炭廠的廣泛推廣應(yīng)用，使我國活性炭產(chǎn)品正向質(zhì)量越來越好、品種越來越多的方向發(fā)展，以滿足國內(nèi)外不同用戶的需求；但和工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國在活性炭產(chǎn)品種類質(zhì)量方面仍存在很大差距；我們應(yīng)加強(qiáng)活性炭產(chǎn)品的開發(fā)力度，以增強(qiáng)我國活性炭產(chǎn)品在國際市場上的競爭力。