摘要：本文從國內(nèi)外活性炭的發(fā)展歷史，我國活性炭的產(chǎn)銷現(xiàn)狀中分析，表明我國活性炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，現(xiàn)在產(chǎn)量居世界第二位，出口量居世界第一位。但是其質(zhì)量低下，不僅創(chuàng)匯率不高，且滿足不了內(nèi)需。我國活性炭產(chǎn)業(yè)應(yīng)從數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，加速發(fā)展我國特有的杏殼活性炭，提高質(zhì)量滿足內(nèi)需，增強(qiáng)市場競爭力應(yīng)是當(dāng)務(wù)之急。
活性炭是廣泛應(yīng)用于多種工業(yè)的原料，也是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高人們生活與健康水平以及出口創(chuàng)匯的重要物資，有著極其廣闊的開發(fā)利用前景。生產(chǎn)活性炭的原料有煤、骨、木材、竹、果殼、松塔、玉米芯和稻殼等，但以果殼為優(yōu)。在椰殼、油棕殼、油茶殼、杏殼、桃核、李核、櫻桃核、歐李核、棗核、核桃殼、沙棗核、山楂籽殼、沙棘籽殼、松籽殼等眾多果殼中，又以杏殼和椰殼為佳。
1 活性炭的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀與存在問題
1.1活性炭的發(fā)展歷史
1.1.1 世界活性炭的發(fā)展歷史
世界上活性炭的研究和利用起于20世紀(jì)初期的歐洲，原料為木炭和骨炭。1910年奧匈帝國試驗(yàn)氯化鋅化學(xué)方法生產(chǎn)活性炭，1913年該國的波希米亞糖廠獲取發(fā)明專利，應(yīng)用于制糖業(yè)。1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，化學(xué)武器從單純釋放酸性氣體發(fā)展到釋放有毒的氯化苦和亞當(dāng)氏氣體，簡單的堿性口罩已經(jīng)無濟(jì)于事，各國就把活性炭應(yīng)用到防毒面具上，這樣就加快了活性炭的科學(xué)研究和生產(chǎn)。1920-1923年，出現(xiàn)了化學(xué)法和氣體法的活性炭生產(chǎn)工藝，原料除木炭外應(yīng)用了椰殼和桃殼，產(chǎn)生了高機(jī)械強(qiáng)度和適宜的孔隙結(jié)構(gòu)的粉狀與顆粒狀活性炭。這期間美國、德國、荷蘭和俄國都建立了活性炭制造工業(yè)，這是歐洲活性炭工業(yè)的一個迅速發(fā)展時(shí)期。
二次世界大戰(zhàn)期間，活性炭作為防毒面具的重要材料，又出現(xiàn)了新的躍進(jìn)，特點(diǎn)是煤被用作生產(chǎn)活性炭的原料，又出現(xiàn)壓塊和壓伸制造工藝。因此，出現(xiàn)了活性炭的又一個迅速發(fā)展時(shí)期。
20世紀(jì)60年代以來，活性炭被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)也更多的應(yīng)用于凈水和空調(diào)等日常生活，以及應(yīng)用于廢水、廢氣的處理等環(huán)保事業(yè)，活性炭的需求量與日俱增，因此又出現(xiàn)了活性炭的迅速發(fā)展時(shí)期。據(jù)20世紀(jì)80年代不完全統(tǒng)計(jì)，世界上能夠生產(chǎn)活性炭的國家已由當(dāng)初的幾個發(fā)展到34個。即美國、前蘇聯(lián)、日本、英國、法國、德國、中國、捷克、保加利亞、匈牙利、加拿大、澳大利亞、奧地利、意大利、波蘭、印度、朝鮮、越南、比利時(shí)、西班牙、瑞典、阿根廷、墨西哥、巴西、挪威、羅馬尼亞、南斯拉夫、荷蘭、 瑞士、韓國、印度尼西亞、泰國、斯里蘭卡、馬來西亞等。1980年世界活性炭年產(chǎn)量達(dá)35萬t，1985年達(dá)100萬t，其后每年以10%~12%的速度遞增。
1.1.2 中國活性炭的發(fā)展歷史與生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國活性炭生產(chǎn)始于20世紀(jì)40年代的早期（上海），建國后才得以迅速發(fā)展。1949年沈陽東北第一制藥廠首先使用木炭生產(chǎn)粉狀活性炭，1951年在青島建立用木屑為原料的粉狀活性炭生產(chǎn)廠，1957 年又在上海、杭州建立了用木屑為原料的氯化鋅化學(xué)法生產(chǎn)粉狀活性炭的工廠。1960年山西太原建成大型顆粒狀活性炭工廠，采用水蒸汽活化，用煤做為原料。1966年在黑龍江省鐵力建成矩形管爐和轉(zhuǎn)爐，生產(chǎn)以木炭為原料的粉狀和顆粒狀活性炭廠。1969年北京光華活性炭廠引進(jìn)前蘇聯(lián)技術(shù)，建成500型斯列普爐，生產(chǎn)以椰殼和杏殼為原料的不定型顆粒狀活性炭，這是我國第一個果殼活性炭生產(chǎn)企業(yè)。1980年全國有活性炭企業(yè)100余個，年產(chǎn)量達(dá)1.5萬t，占當(dāng)年世界活性炭總產(chǎn)量的4.3%。此后，我國對投資大、耗能多、有污染的斯列普爐進(jìn)行不斷改造，至2001年，在遼寧朝陽建成定型的160型斯列普活化爐，專一生產(chǎn)杏殼活性炭。1997年至2000年我國活性炭的年產(chǎn)量均達(dá)12萬t。進(jìn)入21世紀(jì)全國有大大小小各種活性炭生產(chǎn)廠400多家，2001年年產(chǎn)量上升為18萬t，2002年年產(chǎn)量達(dá)20萬t，2003年產(chǎn)量約23萬t，產(chǎn)量僅次于美國，居世界第二位。
1.2存在問題
1.2.1布局分散、企業(yè)規(guī)模小
我國活性炭生產(chǎn)至今沒有一個明確的主管部門歸口管理，大多是誰用誰生產(chǎn)，如煤炭、醫(yī)藥、國防、石油化工、農(nóng)林、環(huán)保等眾多部門和行業(yè)都有自己的活性炭企業(yè)。從黑龍江省至海南省，從東部沿海至甘肅省都有活性炭廠。因此，存在著布局分散、企業(yè)規(guī)模小、生產(chǎn)效益低、污染環(huán)境、產(chǎn)品質(zhì)量低、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝不統(tǒng)一、不規(guī)范，出口創(chuàng)匯率不高等問題。以至使我國成為向美、日等發(fā)達(dá)國家提供生產(chǎn)高檔高價(jià)活性炭初級加工原料的基地，年產(chǎn)量雖然居世界第二位，出口量居世界第一位，但仍不是活性炭產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)國，至今還沒有一個年產(chǎn)量達(dá)萬噸級的大型活性炭企業(yè)。如2000年全國有活性炭生產(chǎn)企業(yè)400余個，年產(chǎn)量12萬t，平均每個企業(yè)只有300t。而在美國僅西哇科、卡爾崗、 巴尼拜切納、阿脫拉斯四個公司年產(chǎn)量就達(dá)17萬t，世界較大的活性炭企業(yè)是荷蘭的Norit公司，其年產(chǎn)量達(dá)11萬t。在日本、俄羅斯、英國、德國、意大利、捷克等國家都有年產(chǎn)量在萬噸以上的大型活性炭企業(yè)。
1.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與國內(nèi)需求不相匹配
以2002年為例，我國活性炭的年產(chǎn)量達(dá)20萬t，其中煤質(zhì)活性炭12萬t，占總產(chǎn)量的60%，國內(nèi)很少利用；木質(zhì)活性炭7萬t，占總產(chǎn)量的35%，也大部分出口；果殼活性炭僅1萬t，占總產(chǎn)量的5%。在果殼活性炭產(chǎn)量中杏殼活性炭約有0.3萬t，僅占總產(chǎn)量的0.015%。而2002年我國中高檔果殼活性炭年需求量為5萬t，2003年上升為6.5萬t，缺口量更大。因此，尚需從國外進(jìn)口許多高檔活性炭，可見現(xiàn)在的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與國內(nèi)的需求很不協(xié)調(diào)。
1.2.3 產(chǎn)品價(jià)格低，且差幅較大
我國煤質(zhì)和木質(zhì)活性炭的價(jià)格比較低，果殼活性炭的價(jià)格較高。由于生產(chǎn)活性炭的材質(zhì)（原料）、產(chǎn)品規(guī)格、質(zhì)量級別的不同形成了價(jià)差幅度，以遼寧朝陽森塬活性炭廠的價(jià)格為例（見表1），杏殼活性炭的價(jià)格是煤質(zhì)和木質(zhì)活性炭的1倍以上，該廠高貯能電極材料專用杏殼活性炭噸價(jià)為15萬~16萬元。從中足見杏殼活性炭的身價(jià)之高。
表1 不同原料生產(chǎn)的優(yōu)級活性炭噸價(jià)（單位：元）
| 原料 | 煤質(zhì) | 木質(zhì) | 果殼 | 杏殼 | 椰殼 |
| 凈水炭 | 4800 | 5200 | 10500 | 11000 | |
| 味精炭 | 7500 | 8200 | 15800 | ||
| 檸檬酸脫色炭 | 7500 | 8200 | 15800 | ||
| 試劑炭 | 13000 | 18000 |
2 我國活性炭進(jìn)出口情況
2.1 出口量居世界第一位，且逐年增加
我國活性炭的出口量逐年增加（見表2），1990年出口量僅為1萬t，2000年出口量達(dá)7萬t，占當(dāng)年12萬t總產(chǎn)量的58.3%，平均年增長率為22%。出口量居世界第一位，超過了歐洲、美國和日本等發(fā)達(dá)國家出口量的總和。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)2001年我國活性炭出口量猛增到132336t，出口總額為7466萬美元。2002年我國出口活性炭的總量繼續(xù)上升，達(dá)150767t，占當(dāng)年總產(chǎn)量20萬t的75.4%，出口總額達(dá)8321萬美元，比2001年分別增長13.9%和11.5%。其中出口日本41636t，出口額2715萬美元，占出口總額的32.63%；出口美國29004t，出口額為1593萬美元，占出口總額的19.17%；出口韓國17455t，出口額809.52萬美元，占出口總額的9.73%。對日、美、韓三國出口量合計(jì)占出口總量的61.53%， 2003年出口量上升為18.26萬t。
表2 近年我國活性炭出口情況
| 年份 | 出口量（萬t） | 創(chuàng)匯額（萬美元） | 平均噸價(jià)（美元） |
| 1995 | 3.22 | 2521.3 | 783.0 |
| 1997 | 5.18 | 2418.8 | 660.0 |
| 1999 | 10.04 | 6040.1 | 601.6 |
| 2000 | 11.92 | 6850.4 | 574.7 |
| 2001 | 13.23 | 7466.0 | 564.3 |
| 2002 | 15.08 | 8321.0 | 551.8 |
| 2003 | 約18.26 | 9723.4 | 532.4 |
從上述情況看出，我國活性炭的出口數(shù)量在不斷增加，但噸價(jià)卻不斷下降，2003年平均噸價(jià)降至532.4美元。而美國2002年活性炭出口噸價(jià)達(dá)1883.3美元，比2001年的1769.4美元增加了113.9美元，增長率為6.4%，是我國同期產(chǎn)品價(jià)格的3.4倍。
2.2 進(jìn)口量在逐年增加
從表3中可以看出，近年我國活性炭的進(jìn)口數(shù)量也在逐年增加，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后成倍增長，支出的外匯額也越來越多，進(jìn)口的噸價(jià)是出口噸價(jià)的3~5倍，尤其是從美國或日本進(jìn)口的石化工業(yè)用的乙烯高分子合成專用載鈀活性炭，其噸價(jià)高達(dá)80萬元。
表3 近年我國活性炭進(jìn)口情況
| 年份 | 進(jìn)口量（萬t） | 進(jìn)口額（萬美元） | 平均噸價(jià)（美元） |
| 1999 | 1904.5 | 558.2 | 783.0 |
| 2000 | 2567.3 | 727.1 | 660.0 |
| 2001 | 6299.0 | 957.2 | 601.6 |
| 2002 | 9272.0 | 1308.0 | 574.7 |
| 2003 | 約4242.0 | 1285.7 | 564.3 |
從進(jìn)出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，我國出口的活性炭中低檔產(chǎn)品比重大、檔次低，技術(shù)含量和附加值低。進(jìn)口的則是高檔次高性能的活性炭。美國從我國進(jìn)口的活性炭，除一小部分使用外，絕大多數(shù)被美國用來二次加工成中高檔活性炭，然后再出口我國或供國內(nèi)使用。因此，我國活性炭生產(chǎn)應(yīng)由數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，開發(fā)高中檔活性炭產(chǎn)品應(yīng)是我國活性炭產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
3 我國活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域與杏殼活性炭的開發(fā)前景
3.1 新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展
20世紀(jì)70年代前，我國活性炭主要應(yīng)用于制糖、制藥和味精工業(yè)，80年代擴(kuò)展到飲用水處理和環(huán)境保護(hù)行業(yè)，90年代又?jǐn)U展到有機(jī)溶劑回收、食品飲料、凈化空氣、脫硫、載體、醫(yī)藥、提取黃金、防毒面具與服裝、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)以后，又進(jìn)一步擴(kuò)展到生物工程、新型能源、功能型綠色環(huán)保汽車等高新科技領(lǐng)域。雖然隨著活性炭應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，我國活性炭的產(chǎn)量也在不斷上升。但是符合國內(nèi)需要的高檔次活性炭卻增長緩慢，因而不得不依賴進(jìn)口，造成大量資金外流。這種現(xiàn)象不能不說是對我國活性炭的生產(chǎn)方向、生產(chǎn)工藝和科技水平的一個嚴(yán)峻鞭策和挑戰(zhàn)。
3.2 我國杏殼活性炭的開發(fā)前景
我國是全世界杏屬植物的原產(chǎn)地，杏殼是我國特有的生產(chǎn)高級活性炭的優(yōu)質(zhì)原料，有著明顯的資源比較優(yōu)勢。杏殼活性炭具有碘值高（900~1300mg/g），質(zhì)地堅(jiān)硬（硬度達(dá)95%~98%），孔隙密度大（總孔容積為0.70~1.00cm/g）、吸附能力強(qiáng)（苯吸附量為300-680mg/g）、比表面積高（1000~1500m2/g）和揮份少等優(yōu)點(diǎn)，并且可以再生和重復(fù)使用。因此，杏殼是生產(chǎn)高檔活性炭的優(yōu)良原料，2003年我國僅生產(chǎn)0.3萬t杏殼活性炭。
2003年全國杏仁年產(chǎn)量為36234t，按5t核產(chǎn)1t杏仁計(jì)算，全國年產(chǎn)杏殼144.936t，按平均每9t杏殼生產(chǎn)1t活性炭計(jì)算，可產(chǎn)高檔的杏殼活性炭1.6萬t，不僅有很大的資源潛力可挖，而且足以取代每年的進(jìn)口數(shù)量，滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。
我國北方能夠生產(chǎn)果（杏）殼活性炭的地方有北京的通州，河北省平泉、豐潤、遵化、保定和涉縣，河南省禹州與長葛，以及甘肅省環(huán)縣，山西省孝義，山東省棗莊、內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰和遼寧省朝陽，大多建在杏的主產(chǎn)區(qū)。其中唯遼寧省朝陽森塬活性炭有限公司是專以杏殼為原料的活性炭企業(yè)，除生產(chǎn)常規(guī)的凈水炭、黃金炭和糖液脫色炭等產(chǎn)品外，目前已經(jīng)試生產(chǎn)出超電容級電池電極專用活性炭和汽油吸附活性炭，并與長春、上海、廣州等大型汽車制造業(yè)和新能源企業(yè)（公司）等建立了產(chǎn)銷關(guān)系。其高檔電池活性炭的主要技術(shù)指標(biāo)，如放電時(shí)間、衰減度、電阻率等都達(dá)到了日本同類產(chǎn)品水平，但產(chǎn)量有限，急需擴(kuò)大生產(chǎn)。總之，我國活性炭的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用量也在逐年增加，對高檔次、高性能的杏殼活性炭需求量越來越多，我國又有充足的杏殼原料潛力可挖。因此，對杏殼活性炭的科研與生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)給予關(guān)注和支持。