摘要：簡述了美國、日本和西歐等工業發達國家活性炭應用現狀，應用表明環保問題是活性炭生產發展和消費量增加的主要推動力。分析了我國活性炭生產技術及產品的發展趨勢，介紹了北京煤化學研究所開發成功的多種國際市場上暢銷的活性炭新產品。

我國是世界活性炭生產大國，活性炭總產量僅次于美國位居世界二，但出口量位居世界一，每年出口活性炭7-8萬t，因此國外活性炭市場的需求，對中國活性炭生產發展影響很大。由于配煤技術、催化活化技術、原料煤處理技術及新型成型技術在我國活性炭廠的廣泛推廣應用，我國活性炭正向著種類越來越多、質量越來越好的方向發展，以滿足國內外不同用戶的需求。

1、國外活性炭應用現狀

活性炭是以煤、木材和果殼等含碳材料為原料制備的炭質吸附材料，其廣泛用于氣體吸附、分離、凈化及液體凈化、溶質富集等。目前工業應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炭纖維等，活性炭主要應用在水處理、化工制藥、采礦、氣體凈化、食品加工、糖脫色、氣體溶劑回收等領域。

工業發達國家近幾年活性炭的應用表明環保問題是推動活性炭生產發展及消費量增加的主要推動力，而且在今年幾年內環保問題仍然是活性炭生產發展及消費量增加的主要推動力。

據統計美國在1994年至1998年期間活性炭消費增長率約3.5%，顆粒活性炭消費增長率為3.7%，粉狀活性炭消費增長率為3.3%。美國活性炭主要應用領域及數量見表1。美國活性炭主要應用領域為水處理，其中粉狀活性炭用量約占50%，其余為顆粒活性炭；在氣相領域主要采用顆粒活性炭。近幾年美國從中國和東南亞進口的廉價活性炭數量增加；國外權威機構預測美國今后幾年活性炭的消費年增長率為4-4.5%。

表1 1998年美國活性炭應用領域和數量

西歐活性炭的消費增長速度在1994-1998年間低于美國為0.7%，西歐主要活性炭應用領域和數量見表2。面對從中國進口廉價活性炭數量的增加，1995年歐共體對中國出口活性炭實行了反傾銷；國外權威機構預測今后幾年內西歐活性炭需求增長率為2%。歐洲嚴格的環保法規和傳統工業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，顆粒活性炭的需求量將增加。

表2 1998年西歐活性炭應用領域和數量

從1994-1998年日本活性炭年需求增長率為1.9%，日本主要活性炭應用領域見表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 1998年日本活性炭應用領域和數量

2、我國活性炭發展趨勢

我國活性炭工業生產起步于50年代，按生產原料劃分有煤基活性炭、木質活性炭、果殼活性炭等。我國產量較大的煤基活性炭產品主要采用物理活化法生產，活化裝置則主要采用我國50年代從蘇聯引進的斯列普爐，經過多次改進，爐體性能有了很大提高。我國煤基活性炭生產技術發展主要經歷了單種煤生產活性炭、配煤生產活性炭及催化活化生產活性炭三個階段。

單種煤生產活性炭是我國較早采用的一種生產工藝，至今許多工廠仍在采用，但受原料煤性質的限制，活性炭產品性能很難大幅度提高。為了彌補單種煤生產活性炭產品性能的缺陷，人們研究把性質不同的煤，按一定比例配合生產活性炭，采用這種生產工藝可以在一定范圍內改善、提高活性炭產品性能，我國許多活性炭廠已采用這種新工藝生產活性炭產品。為了生產某些具有特殊吸附性能的優良活性炭產品，在活性炭炭化、活化生產過程中加入催化劑，催化炭與水蒸氣的活化反應，改變活化成孔機理，提高活性炭產品吸附性能，這種活性炭生產方法被稱為催化活化法，目前煤炭科學研究總院北京煤化學研究所開發的這一生產工藝技術正在我國活性炭廠推廣應用。

在活性炭生產用原料煤處理方面，我國正在研究開發煤的深度脫灰技術、新型成型技術。煤經過特殊洗選處理灰分可降到2%左右，以這種低灰煤為原料，可生產出性能優異的活性炭產品；采用成型技術可生產多種性能優異的活性炭新產品。

雖然近十幾年來我國活性炭工業有了很大發展，但和工業發達國家相比，在活性炭產品質量、品種方面仍存在許多問題，缺少低灰、高強度、高吸附性能、具有特殊用途的活性炭產品，因此，我國活性炭產品在國際市場上缺乏競爭力，售價低。我國活性炭行業急需提高活性炭產品性能和質量，以增強我國活性炭產品在國際市場上的競爭力。

3、北京煤化學研究所開發的活性炭新產品

隨著活性炭應用領域的不斷擴大及對其吸附性能要求的不斷提高，國外開發了一系列新的活性炭新產品，如高比表面活性炭、吸附催化活性炭等，近年來，活性炭產品的開發將朝著高強度、低灰、多功能、高吸附性、高選擇性及廉價的方向發展。

北京煤化學研究所活性炭研究室是專門從事煤基活性炭生產技術及產品開發的研究機構。近幾年來，根據國際活性炭市場需求，以國內煤炭、果殼和木材為原料，經過多年潛心研究，開發成功了多種國際市場上暢銷的活性炭新產品。

3.1 汽車回收汽油用活性炭

為防止汽油揮發而浪費燃料和污染環境，發達國家汽車上一般要安裝裝填活性炭的炭罐。所用活性炭不僅要求吸附性能好，而且要求有較好的脫附性能，一般用丁烷工作空量BWC表示其性能優劣，要求BWC＞9(g/100ml) 。國內用常規方法生產的活性炭BWC只有6左右，難以滿足國外汽車使用要求。北京煤化學研究所活性炭室已開發出該產品生產技術，其主要性能達到國外同類產品性能要求。

3.2 溶劑回收活性炭

溶劑回收活性炭也是目前國際市場上暢銷的活性炭產品，售價較高。北京煤化學研究所利用催化活化技術研制出中孔發達、強度高的溶劑回收用活性炭，該產品具有堆積密度高、吸脫附速度快等特點，填補了國內生產空白。

3.3 大顆粒活性炭

隨著活性炭領域的不斷擴大，一些新的應用領域要求活性炭有較大的粒度，以減少由于活性炭顆粒小而造成的床層壓降。用常規方法生產的大顆粒吸附性能、催化性能及強度難于同時滿足使用要求。我們根據中國煤質資源特點，以年青煤為原料生產出直徑大于8mm的大顆粒活性炭，其性能達到國際先進水平。

3.4 煙氣脫硫用活性炭

隨著環保要求的提高，煤氣脫硫技術應用越來越普遍。采用活性炭脫硫的煙氣脫硫技術，由于脫硫效率高，且能同時脫硝，已引起越來越廣泛的關注。德國、日本已建成數套工業裝置，煙氣脫硫用活性炭需求量逐年增加。北京煤化學研究所借鑒國外先進的生產工藝，在國內工業生產出硫容量高、強度好的煙氣脫硫用活性炭。

3.5 低比表面積、低成本活性炭

隨著環保要求提高，市場上需要一種低比表面、低成本的用于廢水、廢氣和土壤改良的活性炭，如用常規方法生產，成本高，用戶難以接受。北京煤化學研究所開發的新工藝使這一產品生產成本大幅度降低，廣泛應用成為可能，這一方法為國內首例，已申報發明專利。

3.6 高比表面積、高亞甲藍活性炭

由于應用領域的擴大及對活性炭吸附性能要求的提高，高比表面積、高亞甲藍活性炭也是目前市場上暢銷的一種新產品，北京煤化學研究所采用催化活化技術生產出比表面積大于1500m²/g，亞甲藍大于300mg/g、強度大于85%的煤基活性炭，此種活性炭產品用斯列普爐就可以生產。

3.7 壓塊破碎活性炭

壓塊破碎活性炭是一種不用焦油等粘結劑生產的—中孔發達的活性炭產品，該產品具有吸附性能好、堆積密度高及漂浮率低等特點，是國際市場上暢銷的活性炭產品之一。北京煤化學研究所從90年代初就開始研究壓塊破碎活性炭生產技術，在國內率先成功進行了工業試驗，并批量生產，該產品全部出口。

目前，北京煤化學研究所正在根據國內外活性炭市場的需求開發特種成型活性炭、碳分子篩等新產品及內熱式回轉活化爐等生產裝置，預計不久的將來這些產品及裝置就可以工業化生產。