我国活性炭行业现状和宁夏活性炭发展思路
新闻来源:网络报道 新闻日期:2006-10-30 责任编辑:广华奇思活性炭 阅读次数:3749

摘要:分析了我国活性炭行业的现状,说明了我国活性炭行业的优势,指出了目前存在的严重问题和隐忧。特别对于宁夏活性炭行业的有利条件和不利因素进行了重点分析,探讨了发展宁夏活性炭产业的思路。

 

关键词:活性炭,现状,发展思路

中图分类号:TQ424.1    文献标识码A

 

1  我国活性炭工业现状

  活性炭自20世纪初投入商业应用以来,新产品和新方法不断涌现,产量不断提高,应用领域不断拓展。我国活性炭的大规模发展是在20世纪80年代以后开始的[1]1978年我国活性炭的产量只有14000 t /a,到了2003年达到220000 t /a左右,超过美国,居世界第一位。

 

1 我国历年活性炭产量见表ta

年份

1958

1978

1983

1987

1992

1994

1997 

 2003

产量

1. 5

  14

  35

45

  60

73

130

220

  

  从表中可以看出,上世纪80年代后,我国活性炭的发展呈快速增长的趋势。生产的发展促进了活性炭出口的增加。表21995年后我国活性炭出口的统计数据。

 

2  我国历年活性炭产量见表ta

年份

1995

1997

1999

2000

2002

产量

30

 51.8

 100

119

  135

 

    从表2的数据看,我国活性炭的出口量惊人,这说明我国活性炭在世界上已经占有举足轻重的地位。我国已经成为世界上的活性炭生产大国,这是我国活性炭界仁人志士艰苦努力的结果,值得国人骄傲!

    我国活性炭工业取得的成就举世注目,已经成为活性炭生产大国,但实际上还算不上活性炭强国,在我国活性炭界还存在许多隐忧。我国目前有活性炭厂家300多家,大多数厂家的规模小,技术力量薄弱,产品质量差。迄今为止,国内还没有一家能够在国际市场上叫得响的公司,出口到国际市场的活性炭基本上是低附加值产品。近年来,我国活性炭在国际市场上的价格一直呈下降趋势[12]。据报道,1995年,我国出口活性炭的平均价格是783美元/吨,1997年为660美元/吨,。1999年为602美元/吨,2000年则降至574美元/吨。而同期美国进口的活性炭平均价格达到1500美元/吨左右。造成我国活性炭在国际市场低价的因素多种多样,主要有以下原因:(1)国内活性炭产量大幅度提高,恶性竞争加剧;(2)东南亚生产商优质椰壳炭的竞争压力;(3)大量低档次活性炭的出口量增加;(4)新产品开发力度不够,专用炭少,竞争力下降被迫采用低价政策;(5)对活性炭应用技术不够重视;(6)没有形成品牌优势;(7)生产商与出口商打交道多而与最终用户接触少,没有直接面对用户。

    与发达国家相比,我国活性炭工业在许多方面存在差距,特别是在生产技术、生产设备、分析测试手段、产品质量控制体系、售后服务机制、产品规格型号等方面的差距明显。

 

2 国外活-陛炭工业动向

    在国际市场上,活性炭总体上供过于求,但全球活性炭消费量大约每年以5%的速度增长,市场潜力很大,特别是像中国这样的新兴市场,蕴藏着巨大的商机。世界上活性炭消费量最大的国家是美国,他的需求量每年以5%的速度增长,价格以每年5%-8%的增长速度上涨。其中,高性能活性炭的增长率更高[3]。美国calgon公司采用了新的调孔技术生产的活性炭不仅吸附性能优越,而且具有催化性能,在许多应用领域大大优于传统活性炭。因此,在目前供大于求的活性炭市场不仅畅销而且价格高达1.5-2.0$磅。因此,国际上的大公司对于新产品、新技术的开发十分重视。这是他们几十年长期保持竞争力的主要原因。据报道,国际著名的大公司如calongnorit,日本三菱化学、可乐丽等均投资新建厂以生产新产品。由于工业技术的迅速发展,生活条件不断改善,环境保护得到不断加强,都将刺激活性炭工业的发展,而深加工活性炭、高性能活性炭将会有更大的市场机会。据预测,未来几年内,国际活性炭市场上需求量增长较快的品种有:汽车防止汽油挥发碳、高档溶剂回收碳、烟气净化碳、饮用水净化碳、变压吸附碳和碳分子筛等。

3 宁夏活性炭行工业现状以及组建大集团公司的迫切

  近年来,宁夏活性炭工业依托得天独厚的煤炭资源——太西煤得到了迅速的发展,产量达到了4.5t/a,成为国内最重要的活性炭产地之一,在国内乃至国际市场上有重要影响。经过近20年的发展,宁夏活性炭已经成长壮大起来。从活性炭生产设备的制造、安装、活性炭新产品的开发和生产、国际贸易等方面积累了丰富的经验,特别是已经锻炼出一批经营管理人才和技术人才,具备了建立大活性炭工业的基础。目前,宁夏活性炭工业有以下优势条件:

 (1)有优质的原料。太西无烟煤是世界稀有煤种,其质量堪称国内外罕见,生产的活性炭具有强度高、灰分低、孔隙发达、比表面大、吸附力强等特性,特别是太西煤的低灰分是其他原料不具备的独一无二的优势,用洗精煤生产的活性炭不需酸洗处理,成品炭灰分即可达到6%以下。可见,太西煤是生产活性炭的优质煤种和理想原料

 (2)贸易渠道和市场信誉已经建立起来。宁夏生产的活性炭质量超过国家标准,对外商提出的高中档产品质量也能满足且价格较其它地区便宜,并享有良好的信誉,受到外商的欢迎,在国际市场上有较强的竞争力。经过多年的发展,宁夏活性炭经营单位已经建立起了对国内外的贸易渠道,为开拓国内外市场造了条件。

 (3)区内已经有了活性炭生产设备的制造能力。设备是保证活性炭质量和产量的主要因素之一。区内目前已经有了从原料破碎磨粉、混捏、挤条、炭化、活化、酸洗脱灰等相关设备的制造能力,而且质量良好,基本满足了区内活性炭生产的需要。

 (4)产品市场竞争力强。宁夏的活性炭工业与国内其他地区相比,具有规模大、设备全、工艺先进、具有生产国内外各品种普通炭的条件,同时又具有生产特种活性炭的设备优势和原料优势。因此,宁夏的活性炭具有较强的市场竞争力。

 (5)人才优势。经过近20年的发展,区内从事活性炭生产、研究的人员很多。在他们多年工作经验积累的基础上,对太西煤制备活性炭的特性基本摸清,对于指导活性炭的生产具有重要意义。

    虽然宁夏活性炭工业具有很多优势,但不可否认,也存在一些问题,主要表现在以下几个方面。

 (1)优质原料供应紧张。作为生产活性炭的主要原材料——洗精煤,目前已经出现供应紧张现象,主要原因是由于太西原煤大量开采,大部分被用作动力煤,致使大量原煤被烧掉,适合做活性炭的煤越来越少,这样下去宁夏的活性炭在全国将失去竞争优势。

 (2)无序建厂、主管不力、内耗严重。活性炭在我区是一门新兴工业,近年发展较快,由于企业建设中没有管理部门的统一规划、协调,企业想上就上,完全处于盲目发展中。生产厂几年内就由原来的一家发展到四十多家,且大部分是仓促投产的小型企业,只能生产低档次的产品,不仅浪费资源,也造成市场混乱。它们的产品由于质量差,在市场上只能以低价出售,不仅造成恶性竞争,还使得大企业的优质产品受到拖累,影响恶劣。由于区内有四十多家活性炭生产厂家,在生产上没有协调,造成盲目生产,同一规格的产品同时有几家生产,而市场需求量只是生产量的三分之一。由于厂家多,管理无序,内耗严重,不但产品价格比区外低,同时,也造成了出口不创汇的局面,原因即转手出口。

 (3)产品技术含量低。宁夏活性炭工业,产品档次低,普通活性炭居多,技术含量低、在技术开发与运用方面,比较落后,生产的高指标炭少,且产品用途比较单一。造成这种现象的原因是大部分企业没有长远发展眼光,不重视技术开发和新产品开发。此外,企业小没有足够的资金进行有关技术研究。

4)环境污染严重。目前区内已建工厂,特别是一些专门生产半成品炭化料的工厂,由于建厂资金短缺,设备简陋,对尾气一般不作处理,烟囱整天冒着黄烟,严重污染环境,对生产工人危害较大,也影响周围居民的生活环境。

     综观国际上著名的活性炭生产商,它们的产量都很大,如Norit公司每年生产11t活性炭,Calgon每年生产9t。而国内最大的活性炭厂家的实际产量没有超过1t的。造成这些问题最根本的原因是单个厂家规模小,效益差,资金缺,无力顾及生产及销售以外的事情,只能在低水平上重复。而恰恰是生产和销售以外的东西决定活性炭企业的效益和前途。因而,在宁夏建立活性炭大企业显得极为迫切。否则,任由目前的状况自生自灭,不仅不能壮大区内活性炭事业,而更可怕的是太西煤这种稀少不能再生的优质资源进行掠夺性开采,那对宁夏活性炭的打击将是致命的。

      宁夏煤业集团公司成立以后,掌握着全区煤炭资源优势,加上资金有保证,再结合与高校、科研院所进行技术合作,以集团公司现有活性炭厂为基础,进行大规模改造扩容,建立宁夏活性炭航空母舰是完全可行的。特别是集团公司对太西煤的开采要作长期规划,综合利用。建议将块煤生产电锻料和炭素材料、末煤制滤料、低灰粉煤制活性和高炉喷吹燃料。这样可以充分利用资源,发挥最大经济效益。只有煤业集团出面,才能整合区内资源优势、人才优势和产品优势,形成以太西煤为中心的大型综合利用企业。

4技术研发的策略

     新技术新产品的开发是企业生存的基础,必须重视。在技术研究上可以采取两条腿走路的方针,一方面依托高校和科研院所的科技力量,瞄准国际上的前沿产品和高技术产品为开发目标;另一方面建立自己的研发中心,以技术难度不高的产品为开发对象。建立自己研发中心的最大好处是可以在高校等单位实验室小规模研究的基础上进行中试放大,为工业生产提供可靠的工艺参数,可以尽快将技术转化为生产力。另外,由于高校和科研院所受财力、人力、物力的限制,新产品的研制周期一般较长。如果在研发时间紧迫时,可以利用研发中心的人力优势,可以大大缩短研发周期。建议聘用高校科技人员作为研发中心的客座研究员,定期来中心进行指导和学术交流。

5新产品开发的方向

    根据宁夏的实际情况,在新产品开发方面应着重从以下几个品种入手,逐步增大开发力度,扩大市场适销对路品种的研发。

51变压吸附炭和碳分子筛

     变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称PSA)气体分离技术作为新的化工操作单元,正在迅速发展成为一门独立的学科,称为“吸附分离工程”。随着该技术的不断发展,已经由一开始的从合成氨弛放气中回收氢气,逐步拓展到从含一氧化碳混合气中提纯一氧化碳、合成氨变换气脱碳、天然气净化、空气分离制氮制氧、煤矿瓦斯浓缩甲烷、从富含乙烯的混合气中回收乙烯、从二氧化碳混合气中提纯二氧化碳等方面,在石油、化工、冶金、电子、国防、轻工、农业、医药、食品及环境保护等领域得到了越来越广泛的应用。变压吸附炭和碳分子筛的性能是PSA过程提高效率最为关键的因素。该类产品技术含量高,附加值高,经济效益非常明显。

52催化剂载体炭

活性炭本身具有一定的催化活性,可单独作催化剂使用,也可作为催化剂的载体。如,用一氧化碳和氯气合成光气、烷烃的置换卤化、烷烃的氧化脱氢、三聚氯氰的聚合等反应均可用活性炭为催化剂,效果良好;活性炭还可用于许多合成反应的催化剂载体,如用于葡萄糖制葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钙催化剂Pd_Bi(:的载体,选择性好、糖转化率高;合成醋酸乙烯催化剂醋酸锌的载体;氯乙烯单体合成用催化剂升汞(二氯化汞)的载体等。

53汽油吸附炭

为了防止汽油从化油器蒸发而浪费燃料和污染环境,将活性炭用于吸附汽油。Otowa等人比较了三种活性炭对汽油的吸附和脱附,结果见表3Maxsorp炭是高比表面积活性炭,达3000mZg左右;水蒸气炭是由水蒸气活化的普通活性炭;化油器炭是专用于吸附汽车化油器中汽油蒸汽的。由表3可知Maxsorp炭最佳,水蒸气炭最差。这是因为Maxsorp炭用沥青为原料,经KOH活化而得,比表面积巨大,吸附能力非常强,而水蒸气炭则是用普通的原料和一般的活化技术制造的,它的表面上含有较多的极性官能团,不利于非极性的汽油分子的吸附。

  随着我国汽车工业的发展,越来越多的汽车将投入使用。从节能和环保的角度出发,应该在汽车上使用活性炭防止汽油挥发装置以及在加油站贮油罐上装设活性炭吸附装置以防止汽油的挥发损失。目前,国内这种产品的质量还不高,急需研制高性能的活性炭及吸附装置。

                         3几种吸附剂对汽油的吸附脱附性能

炭种

粒径

 

吸附量

wtt

保持量

wt%。

有效吸附量wt

 

Maxsorp

片状

70

36

34

水蒸气炭

1030

31

26

5

化油器炭

1030

28

11

17

a条件:30℃,100mlmina                     a条件30℃,100mlmin被汽油饱和的空气:b通气1h后的吸附量:c吸附后通2h净空气后的残余量

54溶剂回收炭

在橡胶、塑料、纺织、印刷、油漆、军工、片基等工业领域内,均使用大量的有机溶剂。这些溶剂在产品的制造和加工过程中,大多数仅仅为了溶解高分子物质,以便于产品的加工成型。在最终产品中这些溶剂必须排除干净,因而形成含有有机溶剂的废空气。如人造纤维工业中的二硫化碳、醋酸纤维制造中的丙酮、橡胶制品化工中的汽油、油漆工业中的香蕉水、发射药生产中的乙醇、乙醚、醋酸乙酯等。为了安全生产、保证工人身体健康、降低生产成本、减少环境污染,必须进行溶剂回收。目前,溶剂回收最有效的方法就是用活性炭吸附。

55颗粒糖炭

主要用于蔗糖精制,要求糖蜜值>230mg幢,粒度2040目。该炭在在国际市场上有较大容量,附加值较高。发达国家早在20世纪30年代就大规模使用活性炭对食糖进行脱色精制。我国是食糖生产和消费大国,每年消费食糖700万吨以上,食糖的产量也达到600万吨左右。但我国的制糖业仍然沿用落后的硫磺熏蒸法精制脱色。而硫磺法食糖存在食糖返色、易潮解结块等缺点,更严重的是食糖中的残留硫化物有致癌的危险。因此,我国用于出口食品加工所需要的精制糖只能从国外进口。随着我国居民生活水平和对健康的认识水平的提高,国家主管部门必然会对食糖的加工工艺提出更高的要求,活性炭法脱色终将会成为我国制糖业的主要精制手段。通常食糖脱色中活性炭的消耗量约为糖的05%~10%,由此推算,我国用于食糖脱色的活性炭将需要3O万~60万吨,年,市场潜力巨大。

6  宁夏活性炭工业今后发展的几点对策

宁夏活性炭工业的发展已引起国内外专家的重视和关注,为使宁夏的煤炭资源优势转化为我国煤制活性炭工业的重要生产、科研、出口基地,建议如下:

(1)提高原料的使用价值。鉴于目前太西原煤的无序过量开发,应实行保护性开发和控制使用,避免造成资源浪费现象。建议政府有关部门行使管理职责,统一管理,制定产业发展方针和政策,搞好规划,加强宏观调控,提高太西洗精煤的使用价值,实行保护政策,不得滥采滥用,实行有重点积极慎重地发展活性炭产业。

(2)清理整顿已建项目,实行生产许可证制度。对已建企业审查生产资格,核发生产许可证,对不具备生产成品的企业应予兼并,对质量无保证的应予取缔。制定宁夏活性炭产品标准,统一型号使其系列化、标准化。其中,可借鉴小造纸厂整顿的政策,限定规模下限,对于小于一定规模的企业实行关停并转,迫使没有实力的小企业与大企业整合。这么做有利于企业规模的有效扩大,也解决了小企业的生存问题,一举多得。

(3)建立宁夏活性炭集团公司,向生产专业化、经营集约化方向发展。目前应尽快组建统一供销、生产及科研开发于一体的活性炭集团公司,其主要任务是编制计划,协调生产,组织原料,协调运输,促进新技术新产品的科研开发,统一宣传产品扩大商品社会知名度,在国内建立销售网络,推销产品,开发国际市场,建立宁夏销售渠道和自己的客户群。组织松散型或半紧密型的企业联合集团或联合体,在不改变企业隶属关系和所有权的前提下,吸收生产、科研、外贸、金融等行业自愿参加,实行部分投资入股,逐步向紧密型过渡。

 (4)增加科研投入,加强新技术、新产品开发。为了加快宁夏活性炭工业发展,应加强科学研究力量,增加科研投入,建立活性炭研究中心,配备人员,购置研究设备,并从区内外引进专业人才,进行开发研究工作,在生产及应用等方面形成宁夏自己的科研、生产、技术队伍,并有计划地引进国际先进炉型,引进新的生产工艺,开发高档次、多用途的活性炭系列产品,做到“生产一代,开发一代,储备一代”,以满足国内外市场的需求。

 (5)增强环保意识,开展技术革新。增加资金投入,加大环境治理力度,对目前生产尾气没有治理的生产厂,要限期整改,对生产各工序进行小改小革,改变当前污染严重的状况,增强环保意识。

纵观活性炭目前发展的形势及现状,可以归纳为一句话“挑战和机遇同在,困难和希望并存”,我们只有冷静地面对现实,把握机遇,迎接挑战,制定正确的发展思路和对策,才能争取主动,在市场竞争中立于不败之地。宁夏煤业集团的成立为宁夏活性炭的大发展创造了前所未有的机遇,只要能够及时抓住机会,积极进行市场调研,积极宣传和推销自己的优质产品,必将会在国际国内两个市场取得辉煌的成就。



 
 
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