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活性炭的发展趋势

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简介:活性炭又称活性炭黑,是黑色粉末状或块状、颗粒状、蜂窝状的无定形炭,也有规则排列的晶炭。活性炭早在第一次世界大战时就出现了,当时它已经是一种活性炭的抗病毒表面。20世纪中叶,活性炭的应用不断扩大,被誉为“通用吸附剂”/活性炭又称为活性炭黑。它是黑色粉末或块状、颗粒状、蜂窝状的非晶碳,也是排列规则的晶碳。活性炭早在第一次世界大战之中就出现了。当时,活性炭防毒面具出现了。在防毒面具应用的推动之下,活性炭的历史进入了第二阶段。活性炭市场不断扩大。活性炭吸附设备和有机废气处理催化功能在炼油、回收、合成等多个香港刘伯温平特一码的应用相继发展,美国等香港刘伯温平特一码的活性炭厂也不断开放。20世纪中叶,活性炭被誉为“通用吸附剂”。
活性炭活性炭是一种孔结构发达、比表面积大、吸附能力强的吸附剂。自20世纪末第一项活性炭专利公布以后,世界各国在制备技术、应用领域、原料开发、品种开发、孔结构研究和吸附理论等方面都取得了巨大成就,并正在向纵深发展。我国木质活性炭工业主要有两种生产方法:一种是以木柴为主要原料,将贝壳炭化成木炭或贝壳炭的物理生产工艺;另一种是以锯末为主要原料的化学生产工艺。中国的木质活性炭香港刘伯温平特一码经过半个世纪的发展,特别是改革开放的20年,取得了令人瞩目的成就。生产方式由简单的板炉、局部法阴燃炉发展到旋转炉、沸腾炉、纸片炉、管式炉等多种生产炉型和生产工艺,产量由1949年的几十吨增加到2003年的20多万吨;目前品种由几十个发展到几十个,出口量由2003年的一个也没有增加到15万吨超过,居世界第一位:从解放初期的几家小厂家到现在,已有四五百家工厂,覆盖20多个省,中国的城市和自治区。我国已成为活性炭生产大国。但与发达国家相比,我国活性炭产业仍存在较大差距,主要体现在下列几个方面:1.1企业规模小,生产设备落后,劳动生产率低,市场竞争力弱
虽然中国的活性炭产业已经成为世界之上最大的生产和出口国,但还不是一个活性炭大国。我国木质活性炭厂90%是小企业,年产量数百吨至数千吨。虽然目前我国有大、小企业约4500家,活性炭企业约4500家,但年生产能力1万吨的企业寥寥无几。但我国木材活性炭企业大多位于林区和乡镇企业,规模较小。生产设备不先进,更新困难。主要设备相同,劳动生产率一般几十吨人年或更低。但在美国、日本等国外,活性炭的生产主要集中在万吨超过的大型企业。这些大型企业不仅产量大,生产设备先进,而且实现了生产线的全面自动化和计算机管理控制,劳动生产率很高,达到几百吨人年。
1.2森林资源浪费和环境污染严重
。近几年来,福建、江西和其他林区的整个山林被承包或出租给个人。为了获得更多的利润,个体企业家不顾森林保护和生态环境保护,只顾眼前利益,砍树烧炭的活性炭是由当地蒸汽活化生产的(一般来说,用物理活化法生产活性炭需要15-20吨吨,在这些地区造成了森林破坏和水土流失,一些从未经历过洪水的地区也经历了前所未有的洪水。但是,利用锯末通过化学法生产活性炭的企业大多是当地板炉,既没有废气回收装置,也没有废水处理设备(一般一吨化学炭成品需要0.3-0.5吨化学活化剂和0.5-1.0吨工业盐酸)。由于酸和水的高温活化和之后处理,在生产过程之中产生大量的酸废气和废水,将给当地生态环境带来非常严重的污染。可以说,我国化学活性炭以牺牲重环境为代价,取得的经济效益微乎其微。近年来,虽然一些厂家在环境污染治理方面做了大量工作,但由于资金、技术、设备等原因,一直没有得到根本性的治理。
1.3管理混乱
中国有上百家大大小小的木质活性炭企业。无论在生产经营、对外贸易等方面,都是政治性的、独立的、无序的管理。虽然大多数企业都是林业系统管理,但其中很多都归乡镇企业、民营企业、城建、轻工、化工等部门管辖。在经营过程之中(特别是外贸出口),存在多种经营方式,竞相降价,造成恶性竞争。据相关数据显示,我国活性炭出口价格仅为国际市场价格的12~13,甚至更低。尽管如此,由于长期以来缺乏宏观管理,以有竞争力的价格竞争外商的现象仍然普遍存在。这种无序局面导致外商进一步降价,有时会引起外贸协会或香港刘伯温平特一码部门的反倾销。但在中国却没有回应,这严重影响了中国活性炭对外贸易的竞争力和国家的商业信誉。(1.4)中国木质活性炭工业的技术基础薄弱,科研起步晚,科研经费不足,科研力量分散,科技对生产力发展贡献不大。
我国活性炭的科学研究始于之上世纪60年代,真正的工作始于文革结束之后的70年代下半叶。此后,许多科技工香港刘伯温平特一码在活性炭的原料、制备、应用、孔结构和吸附理论等方面做了大量工作,为我国活性炭工业的快速发展做出了巨大贡献。目前,我国许多高校和科研机构都参与到活性炭的科技工作之中,并取得了一些成绩。但是,由于经费和体制等方面的问题,大多数停留在“纸之上成绩”之上,真正转化为生产力的很少。据各方了解和询问,目前我国还没有木质活性炭的标准生产工艺规范,存在生产工艺单一、产品品种少、应用范围窄、通用产品多、专用品种少等问题。近二十年用以,美国化学文摘每年香港刘伯温平特一码的活性炭文摘超过500篇,其中50%超过是活性炭在水处理、废气处理等环境保护方面的应用,一些特殊的碳和新的开发应用也越来越受到重视。目前,美国和日本的活性炭品种有300-400多个,而我国只有50-60多个品种和品牌。
21世纪活性炭工业的发展趋势
活性炭作为新材料和炭材料的一个重要分支,以其综合优异的吸附性能和在几乎所有国民经济部门的广泛应用,将在新世纪继续显示出旺盛的生命力,也将面临更多的发展机遇和挑战。
如上所述,与发达国家相比,我国活性炭产业还比较落后,特别是在应用与发展、特种炭制造等方面。例如,从环境保护的角度来看,自之上世纪70年代以后,环保产业逐渐成为活性炭的主要消费市场。早在1994年,美国环境保护之中用于水处理和气体处理的活性炭占当年13万吨总消耗量的66%;这两项消耗量占当年8.5万吨总消耗量的75%。近十年用以,我国环境保护形势日益严峻,水处理和气体处理用活性炭应用还不广泛。据介绍,当江苏、浙江太湖流域水源地藻类较多时,采用具有一定焦糖脱色能力的大孔木粉炭(a法≥85%)和添加各种藻类的水源混凝沉淀法,可达到81%~98%的去除率。随着2003年北京奥运会和2010年上海世博会的成功申办,以及10到20年中国全面进入小康社会,我们可以有信心预测,只有在环保领域,活性炭的消费量才会成倍增长,初步预计,环保用碳消费量不低于10-20万吨年。
此外,从传统的活性炭市场来看,活性炭在液相脱色精制之中的应用是制糖发酵工业之中最早的。我国每年生产糖类600多万吨,到目前为止,活性炭还没有用于脱色。当国外制糖工业用活性炭占糖的0.3%~1.0%时,制糖工业用活性炭将占据2~6万吨的市场份额。据介绍,改革开放20多年用以,我国粮食发酵等转型产业发展迅速。淀粉糖由30万吨年增加到200万吨年,柠檬酸由25万吨年增加到40万吨年,味精产量2002年达到91万吨,是10年后的3倍。活性炭在这些产品的生产和精制过程之中起着至关重要的作用,它们成倍增长,对活性炭的需求将成倍增长。据粗略统计,仅味精木炭年消费量就在3.5万-4万吨间。此外,山梨酸、柠檬酸、医药中间体、食品添加剂、染料中间体等木质活性炭年消费量约为3-3.5万吨。
虽然活性炭是一种历史悠久的产品,但作为一种现代工业,它在我国还是一种新兴产业。它之所以能永垂不朽,是因为它仍然具有蓬勃的发展势头和生命力,这与它的不断应用有关。它不仅在传统的制糖、发酵、制药、食品、轻工、医药、冶金、化工、军工等领域得到了广泛的应用,在环保、水净化、空分等领域也有了更广泛的新应用,电子信息、原子能与生物工程、纳米材料、高能电极材料、高效催化剂载体等与人类生活环境密切相关的高新技术领域。因此,可以预见,在未来几十年我国全面建设小康社会的进程之中,活性炭产业方兴未艾,并将继续发展。预计10年左右,我国活性炭年产量将达到20-30万吨,在国民经济发展之中的地位将日益显示出不可替代的一边。届时,中国将成为名副其实的活性炭生产、消费和出口国。
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充分发挥活性炭香港刘伯温平特一码协会的作用,加强香港刘伯温平特一码协调和管理,加强企业栋的合作,逐步向企业集团转型,建立和培育我国大型活性炭企业集团,增强国际竞争力。
2003年12月,中国林产品工业协会活性炭分会经中华人民共和国民政部正式批准成立。目前,它是中国唯一的活性炭产业组织。它是在自愿、平等、互利、互惠的原则之下,由跨地区、跨部门、跨所有制组成的全国性活性炭产业组织。希望通过各方的努力,建设活性炭企业之家,协助政府各部门积极做好活性炭企业的组织、协调、交流、指导等服务工作,使我国活性炭产业走上健康发展的道路有序的发展道路,对提升国际市场竞争力发挥更大作用,真正成为政府相关部门与香港刘伯温平特一码企业间的桥梁和纽带。(3.2)注重有效利用现有活性炭原料,积极寻找替代原材料,开发新资源事实上,有许多资源可用于活性炭的提取,如北方的竹木、南方的果壳、果核、木材加工残渣、棉秆、稻壳、优质煤、天然沥青、炭黑、石油焦、石油沥青等碳资源。开发活性炭资源有利于满足不同的需求。例如,我国每年生产糠醛5万多吨,每吨糠醛有10-12吨废渣。废渣制备的活性炭含硫量高,对烟气脱硫效果好。例如,中温煤焦切片还可以生产廉价的含碳吸附剂,用于含酚废水的净化;石化香港刘伯温平特一码大量的废石油焦也是活性炭的良好原料,通过简单的过热蒸汽处理可以生产出高质量的纯水碳。
3.3科学技术与生产实践紧密结合,大力倡导科技创新,组织开展化工生产污染治理和降耗工作,我国大部分木质活性炭厂由于规模小、资金缺乏、技术力量有限,未能从根本上解决污染控制问题。根据有关资料,可以从技术上实现化工生产之中的污染控制和降耗。如日本氯化锌法生产的活性炭锌耗几乎为零,所用设备为回转炉;美国磷酸法生产的活性炭酸耗小于0.2tt,所用炉型也为回转炉。近年来,浙江、江苏等一些活性炭企业采用了新型转炉和煤气回收装置,大大降低和改善了酸耗和煤气污染。应尽可能采用适当的活性炭再生方法,使活性炭“循环利用”,进一步节约资源,降低使用成本。建议有关部门加大科研投入,走产学研相结合的道路,组织科研院所、高校和企业密切合作,吸收国外先进技术,开发具有重大经济效益和社会效益的科研项目社会效益,共同攻关,建立多个具有自主知识产权、具有实际效益的示范厂,力争在短时间之内生产出化工产品,使活性炭厂的污染和消耗降低到一个较低的水平。
 
 

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