球形活性炭企业规模及生产装备

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球形活性炭随着食品、医药、轻工、环保等行业的发展，球形活性炭作为一种吸附脱色剂，其用量迅速增加。建国初期我国球形活性炭的年产量仅为30多吨，至1996年，全国生产厂家有二百多个，年产量达13万吨。

球形活性炭的生产方法：

    化学法球形活性炭的成熟工艺为氯化锌法，国内球形活性炭生产厂大多采用该法，其活化原理为:氯化锌在炭化活化中有脱水作用，使用机木质原料中的氢、氧元素以水的形式逸出，如此可降低炭化活化温度，改变热解路线，另外氯化锌溶液对木质原料有溶解、侵蚀作用，故可顺利渗透到原料内部，到达木质原料中纤维形成的细孔中，以实现完全活化，活化过程中氯化锌多数留在炭中起骨架作用，而形成的炭则沉积在骨架上，当最后用水洗掉氯化锌后，则炭形成多孔，从而具有吸附、脱色作用。

球形活性炭是具有发达的孔隙结构、巨大的比表面积和极强吸附力的吸附剂。自20世纪初关于球形活性炭的第一个专利公布以来全世界经过一百多年的发展，无论在制造技术、应用领域、原料开拓、品种开发、孔隙结构研究和吸附理论的认识等方面都取得了巨大成果，并正在不断深入发展。我国木质球形活性炭工业主要生产方法有二大类：一类是以薪炭材、果壳炭化成木炭或果壳炭为主要原料的物理法生产工艺；另一类是以锯木屑为主要原料的化学法生产工艺。

    一、球形活性炭生产现状和存在问题：

    我国的木制球形活性炭工业经过半个世纪的发展，尤其是改革开放20多年来取得了令人瞩目的成就。生产方法从土法简易的平板炉、闷烧炉发展到现在的回转炉、沸腾炉、斯立普炉、管式炉等多种生产炉型和生产工艺；产量从1949年的几十吨到2003年20多万吨；品种从几个发展到目前的几十个；出口量从无到2003年的15万多吨，居世界第一：生产厂家也由解放初期的数家小厂到现在的四五百家，遍布全国二十多个省、市、自治区，我国已成为事实上的球形活性炭生产大国。但是与发达国家相比，我国的球形活性炭工业仍然存在很大差距，主要表现在：

    1、球形活性炭企业规模小、生产装备落后、劳动生产率低、市场竞争力不强：

    我国球形活性炭工业尽管已是世界上的生产和出口大国，但还不是球形活性炭强国。我国的90%的木质球形活性炭厂是年产几百吨到上千吨的小企业，虽然目前全国有大大小小四五百家球形活性炭企业，年生产能力真正达到万吨规模的几乎没有。而我国的木质球形活性炭企业大多数遍布于林区和乡镇企业，规模较小，生产装备既不先进而且较难更新，主要设备是大同小异，劳动生产率一般在几十吨/人·年或更低。而国外，像美国、日本球形活性炭生产主要集中于万吨以上的大企业，这些大企业不但产量大，生产装备先进，大都实现了生产流水线的全盘自动化和计算机管理控制，故劳动生产率很高，达到几百吨/人·年。

    2、森林资源浪费，环境污染严重：

    我国是少林国家，生产球形活性炭只能采用林业加工剩余物为原料，而前几年，福建、江西等林区的整片山林承包或出租给个人，个体企业主为获取更大利润，只顾眼前利益，置森林保护和生态环境保护于不顾，成片砍伐林木烧炭后再经土法水蒸气活化而制取球形活性炭（一般薪炭材制成球形活性炭，采用物理活化法需要15~20吨/吨），已经造成这些地区的森林破坏、水土流失，个别从未发生过洪灾的地区也出现了前所未有的洪水泛滥。而采用锯木屑经过化学法生产球形活性炭的企业，大多是土法的平板炉，既没有废气回收装置，也没有废水处理设备（一般生产一吨成品化学炭需要化学活化剂0.3~0.5吨，工业盐酸0.5~1.0吨），由于高温活化和酸、水后处理，生产中产生大量的酸性废气和废水，给当地的生态环境造成污染极为严重。可以说中国的化学球形活性炭所取得的一点不大的经济效益，是以沉重的环境为代价换取的。近几年，有些生产厂家虽然在治理环境污染上也做了不少工作，但终因经费、技术、设备等原因尚未得到根本治理。

    3、球形活性炭管理无序，各自为政：

    我国木质球形活性炭企业虽然大大小小也有几百家，不论在生产、经营、外贸等方面都是政出多门，各自为政，管理无序。虽大多数企业属林业系统管理，但也有不少企业属乡镇企业、民营企业、城建、轻工、化工等部门管辖，所在经营过程中（尤其是外贸出口）是多头经营、竞相压价，造成恶性竞争。根据有关资料，我国球形活性炭的出口价只相当于国际市场价的1/2~1/3，甚至更低。尽管如此，由于多头经营、缺少宏观管理，竞相压价争取外商的现象仍屡见不鲜。这种无序状况导致外商进一步压价，有时还引起外国同行协会或商贸部门的反倾销，而我国却无人应诉，这种局面严重影响了我国球形活性炭对外贸易的竞争力和国家商业信誉。

    4、我国木质球形活性炭产业技术基础薄弱，科学研究起步晚，科研经费不足，科研力量分散，科技对生产力发展贡献不大。

    我国对球形活性炭的科学研究起步于20世纪的六十年代，而真正开始工作是文化大革命结束后的七十年代下半期。从那时起，许多科技工作者对球形活性炭的原料、制造、应用、孔隙结构和吸附理论都作了不少工作，对我国球形活性炭工业的快速发展做出了很大贡献。目前我国不少大专院校和科研单位涉足球形活性炭的科技工作，并取得了一批成果，但由于经费、体制等问题，大多停留在“纸上成果”上，而真正转化为生产力的不多。据各方了解和查询，至今我国木质球形活性炭还没有标准的生产工艺规程，普遍存在着生产工艺单一，产品品种不多，应用面狭窄，通用产品多，专用品种少等问题。最近二十几年，美国化学文摘每年刊登500多条有关球形活性炭的文摘，其中球形活性炭应用方面的文摘占50%以上，在水处理和废气处理等环保方面尤为突出，一些专用炭和新开发用途颇受重视。目前，美国、日本都有300~400多个球形活性炭品种，而我国仅有50~60多个品种和牌号。

    根据球形活性炭的用途不同可将其制成粉状和粒状，粒状球形活性炭又分定型炭（例：柱状、球状等）和非定型；根据生产中所用活化剂的不同又可将其分为物理法球形活性炭和化学法球形活性炭：根据生产原料不同亦可分为木质炭和煤质炭，因木质原料孔隙度大，内部细胞组织有许多天然孔隙(木炭的比表面积为使活化剂易进入，且接触反应面大易活经，而煤则不同(煤制焦炭的比表面积仅为故与活化剂的反应面比木炭小的多。总之，以化学法木质球形活性炭的脱色性能最佳，它在水解、发酵、有机合成、制糖、制药、净水和环保等领域，用于除去发色体、胶质，吸附异味，防止液体浑浊，除去泡沫，提高蒸发结晶速度。

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