摘要：活性炭廠家對我國活性炭工業的歷史和現狀進行了回顧。對發展我國活性炭事業提出了若干意見和建議。

我國的活性炭工業經過半個世紀左右的發展，無論在產品總產量、品種、質量和生產技術等方面都取得了長足的進步。到1995年活性炭年產量已突破9萬t，僅次于美國（15~17萬t），超過俄羅斯（前蘇聯8.5萬t）、日本和德國（7萬t），居世界第二位，根據我國海關統計，1994年出口活性炭3.6萬t，1995年出口5.3萬t，超過美國和日本居世界首位。但是與發達國家相比，我國的活性炭工業仍然存在很大差距。主要表現在：科學技術基礎薄弱，生產裝備落后，企業數量多且分散、生產規模小、產品品種少，勞動生產率不高。同時在對外貿易中由于缺乏宏觀調控處于無序狀況，導致國產活性炭在國際市場的競爭乏力。為了促進我國活性炭工業的更好發展，談幾點看法與同行們共同商榷。

1 活性炭生產中的幾個突出問題

1.1 物理法生產中的節能和降低原料消耗

物理法又稱氣體活化法。從能量平衡的觀點看，一般物理法活化過程中都有1/2~1/3的原料被氣化，而大部分轉化成可燃性氣體。按照熱力學計算，這些氣體燃燒放出的能量可以滿足活化反應、反應所需水蒸氣以及后處理的濕炭干燥所需能量的總和。不少企業和活性炭工作者已經在這方面做了一定的工作，繼續深入做好這方面的工作對物理法生產的節能無疑有很大的作用。我國果殼資源有限，而果殼活性炭應用又相當廣泛，果殼炭的活化基本上全采用物理法，通常物理法活性炭收率對果殼而言只有8%~10 %，有的還更低。如何提高活性炭收率，對緩解果殼資源緊缺和企業增加效益具有重要意義。對于木質原料，在炭化前添加一定量的催化劑可以使炭化收率提高11.26 %~15%。江西某廠用木屑添加2%無機酸直接進行悶燒制活性炭，其收率達12%~15%。用炭加適當的金屬氫氧化物作催化劑，活化收率可提高到50%~70%。同時，產品的孔隙結構也可以用催化劑適當調整。

1.2 化學法生產中的污染治理和降低藥劑消耗

改革開放以來，我國經濟持續高速增長，但是環境惡化也是嚴重的。活性炭可以治理污染，但活性炭生產，特別是化學法生產（絕大部分仍是土法），廢水廢氣沒有有效處理，可以說中國的化學法活性炭所取得的不大的經濟效益是以沉重的環境代價換取的。化學法活性炭生產企業已在環境保護中亮出“黃牌”,出路何在？答案只能是治理污染，降低化學藥劑消耗。就目前氯化鋅法而言，現有企業應當完善廢水和廢氣處理。就其技術改造而言，外熱式薄層移動床很可能成為化學法主要的活化工藝裝置的形式，日本專家北川睦夫博士1986年來華講學時談及了日本氯化鋅法生產活性炭是用外熱式兩段法回轉爐。據我國赴日本和美國的進修人員了解，日本氯化鋅法生產活性炭鋅耗幾乎為零，所采用設備為回轉爐；美國磷酸法生產活性炭酸耗0.2以下，所采用爐型亦為回轉爐。為此，波濤活性炭廠家認為采用間壁加熱式回轉爐可能行之有效。這一形式主要有如下幾個突出優點：

①回轉式可使物料攪動均勻，活化質量好；

②活化反應尾氣量只有內熱式的1/4~1/5, 尾氣處理容易，且所得溶液濃度較高，便于回用，尾氣污染容易解決，化學藥劑消耗也降低了。

1.3 深入探討制造條件和微孔結構的關系，有針對性地滿足用戶的需求

眾所周知，活性炭的性質主要決定于孔隙結構。活性炭作為吸附劑，無論是從氣體中吸附氣體和蒸氣還是從溶液中吸附溶解和分散物質。國內不少活性炭科技工作者對目前市售的部分活性炭品種的孔分布及其調變都做了不同程度的研究。作者及其同事們在研究工作中也對不同類型的原料采用相應的活化劑（包括酸、堿、鹽）和其他條件相配合，都制得了孔半徑2.0~10.0nm的中孔容積占總孔容40%-60%的高吸附性能的活性炭。同時還對高溫下（1000-1200℃）活性炭孔隙的調變作了探索，發現高溫鍛煉時間在0.5~4h內，孔半徑大于15nm的孔在高溫下基本上塌縮，微孔特別是中孔增加了，而總孔容基本保持不變。就總體而言，我國活性炭制造基本上仍然處于“必然王國”的階段，對制造條件和微孔結構的關系研究還很不夠。也就是說，大部分生產企業仍然處于“我就生產這些炭，用戶拿去試試看的思想”，而針對用戶需要，有控制地生產出對口產品還比較困難。因此，廣大活性炭工作者系統地深入探討活性炭制造條件和微孔結構（包括基團）的關系就顯得特別需要和迫切。

1.4 注意現有活性炭原料資源的有效利用和保護，積極開發新原料

我國目前生產的活性炭大體分為木質（包括果殼）和煤質兩類。我國是少林國家，生產活性炭只能采用林業加工廢料。有些地區采用成片砍伐林木制取活性炭，已經造成該地區的森林破環，水土流失，個別從未發生過洪災的地方也出現了洪水泛濫，這是不可取的，應當引起高度重視。我國煤炭資源比較豐富，煤炭產量居世界第一位，但是用于生產活性炭的低灰分、弱粘結類型的資源也并不多，就目前的開采而言，也沒有做到分類型開發，若千年后，煤質活性炭原料緊張的狀況也是不可避免的，建議煤炭部門，對活性炭工業用煤作睛個規劃，以免使活性炭原料若干年后變為無米之炊。不同的原料制取的活性炭性質不同，應用場合也不同。我國每年生產5萬t糠醛，每生產1t糠醛有10~12 t廢渣，利用糠醛渣生產的活性炭其硫容量很高，用于氣體脫硫有很好的效果。如果全部糠醛渣用于生產活性炭最少可以生產5萬t。再如中溫煤焦屑也可以生產出凈化含酚廢水用的廉價的含碳吸附劑（其含碳量只有30%~70%）。石油焦也是一種很好的活性炭原料，簡單的過熱水蒸氣加工即可制成印染廢水的凈化材料，筆者曾用催化活化方法制得了亞甲基藍吸附達480mg/g、碘吸附達2000mg/g的高吸附性能的活性炭。

2 積極開拓活性炭的應用領域

活性炭廣泛用于各個工農業領域和環境保護。與發達國家相比、甚至與一些發展中國家相比，我國的活性炭應用還是很落后的。積極開展活性炭的應用是推進我國活性炭發展的重要動力。以食品工業為例，國外早在30~50年代活性炭就被制糖工業普遍用于糖的精制。我國是食糖生產和消費大國，據有關部門統計，每年消費食糖在600萬t以上，生產食糖在400-500萬t，但是我國的制糖工業仍然采用落后的硫磺薰蒸的脫色精制。而硫脫色存在食糖返色、易潮解結塊的缺點，更重要的是殘留在食糖中的硫會引起致癌。隨著人們生活水平的提高和自我保健意識的加強，食糖的活性炭脫色遲早會到來，現在不少中外合資或獨資的食品和飲料生產廠都規定不用硫脫色食糖。按照國外食糖精制的活性炭用量0.3%~1.0%計算，我國食糖精制每年最少需要1.2~4.0萬t活性炭。大力開發適合我國食糖精制用活性炭品種和脫色工藝及裝置是一件很有意義的工作。再如環境保護，其活性炭的市場更為誘人。發達國家活性炭使用量60%以上用于環境保護，以1992年為例，美國年用量12萬t，用于水處理的占39.2%，用于廢氣處理的占20%以上；日本年用量8.2萬t，用于水處理的占43.6%，用于氣體吸附占25%。 我國用于環保的活性炭很少，與這種情況形成鮮明對照的我國環境保護形勢卻是異常嚴峻。

常有電視臺、報紙不斷報道，準河、太湖、珠江污染嚴重，再不治理將制約這些流域的經濟發展。美國的奮進號航天飛機在拍攝地球大氣層照片時發現，中國的東北、朝鮮半島、日本上空大氣污染嚴重。根據國家衛生部門門統計我國有24%的人口在飲用水質不良的水，7億人飲用超標準含細菌的水。1996年全國八屆人大四次全體會議確定，我國“九五”期間環 境保護投入要從占國民生產總值的0.75%提高到1.5%，如何圍繞環境保護開拓活性炭的應用，特別是廉價的含碳吸附劑的制備及應用是活性炭工作者義不容辭的責任。活性炭在其他方面的應用，諸如活性炭制劑用于清除放射性病人的核輻射和人體代謝過程的有毒物質，用作微電子的電極材料、復合催化劑、高密度能源物質（如氫、甲烷等）的貯存、高純物質的分離精制等等，更是國內外活性炭工作者正在大力研究開發的領域。可以預見，活性炭作為一種新材料將在高新科技領域占有一席之地。

3 加強宏觀管理，逐步走上行業協調有序發展的軌道

我國活性炭的情況，不論是生產和貿易（尤其是對外貿易）大體可以用“無序”兩字來概括。根 據中國海關統計，1994年出口活性炭3.6萬t；1995年出口活性炭5.3萬t，平均出口價689美元/t。出口到岸國家主要是日本、韓國、美國、意大利、新加坡等45個國家，這些國家進口我國的活性炭主要用于水處理，少量的用于食品和制藥工業。我國活性炭出口存在的問題主要是多頭經營、價格偏低。根據有關資料，我國活性炭的出口價只相當于國際市場價或進口同類型品種價的1/2~1/3，甚至更低。盡管如此，由于多頭經營，缺少宏觀管理，競相壓價爭取外商的現象屢見不鮮。這種無序狀況導致：一是外商進一步壓價，并提出對產品質量的更高要求，甚至要派員駐廠監督，二是引起外國同行協會或商貿部門的反傾銷，而我們卻無人應訴。這種局面嚴重影響了活性炭對外貿易的競爭力和國家商業信譽。為了盡快改變這一狀況，建議有關活性炭生產部門和外貿經營部門及其領導機關進行協商和協調。成立活性炭行業協會可能是一個有效途徑。近期內至少在活性炭出口方面通過協調對各品種活性炭的出口價格進行適當控制，在活性炭出口量居世界前列的情況下應當完全可以做到。