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-活性炭產業-

在增長中尋求突破

POROUS CARBON

活性炭是一種用途極廣的多孔碳材料,它是利用木炭、各種果殼和優質煤等作為原料,通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘乾和篩選等一系列工序加工製造而成。活性炭的內部有很多孔隙,每克活性炭的比表面積可達到500-1700平方米,正是這種獨特的多孔結構,使得活性炭具有優異性能,其應用也非常廣泛,包括食品飲料、水處理、化工冶煉、醫藥等。

應用領域逐漸拓展
經過多年的發展,活性炭已經逐漸從工業用吸附劑轉變為一種用途廣泛的多孔碳材料。隨着世界經濟不斷發展、人們生活水平進一步提高以及各國對食品醫藥安全標準、環境保護標準的日趨嚴格化,活性炭的傳統應用市場將隨之穩步擴大。
20世紀70年代,我國活性炭應用市場集中於食品、醫藥等,近年受益於環保政策,水處理成為活性炭最大應用市場,占比33.4%。我國活性炭淨化產業將處於快速成長期,活性炭總需求量在40-50萬噸。伴隨我國水處理相關環保政策趨嚴,我國水處理領域對活性炭的需求將不斷增加。

企業分布集中在原材產地

目前我國活性炭生產企業主要分布在原材料豐富的地區,如木質活性炭生產企業主要分布在福建、江西和浙江等森林資源豐富的省份,總占比達70%以上;煤質活性炭生產企業主要分布在山西、寧夏、新疆等煤炭資源豐富的省份,總占比達80%以上。截至2022年3月,我國活性炭企業已超4萬家,但以小型企業為主,除少數規模較大的企業以外,多數活性炭生產企業年產量規模在萬噸以下,行業平均產能不到1000噸。

國內活性炭總需求保持增長

從需求端來看,活性炭是環境保護利器,近年來隨着我國工業污染加劇,國內活性炭需求快速增多,我國已經成為全球活性炭的主要消費區域之一,是僅次於美國的全球第二大活性炭消費國。活性炭工業已被列入我國《戰略性新興產業分類( 2018) 》目錄,據統計,我國活性炭需求量由2015年的47.2萬噸增長至2019年的65.9萬噸,預計2025年我國活性炭需求量將達到90萬噸左右。

我國是活性炭出口大國

中國活性炭出口數量明顯大於進口數量,中國是全球活性炭重要的出口國之一。

據統計,2021年1-10月中國活性炭進口數量為4.85萬噸,進口金額為18141.60萬美元,而出口數量為62.28萬噸,出口金額為44130.71萬美元。從進出口均價來看,中國活性炭進口均價明顯高於出口均價,2021年1-10月中國活性炭進口均價為3.74美元/千克,出口均價為0.71美元/千克。

活性炭主要有木質活性炭、其他活性炭和活性天然礦產。據中國海關統計,2021年1-10月中國其他活性炭出口數量最多,木質活性炭出口數量最少,2021年1-10月中國其他活性炭出口數量為190192.1噸,出口金額為26551.5萬美元,木質活性炭出口數量為50729.7噸,出口金額為9037.9萬美元。從進口情況看,在活性炭細分產品中,其他活性炭進口數量最多,活性天然礦產品進口數量最少,2021年1-10月中國其他活性炭進口數量為22949.6噸,進口金額為8660.2萬美元,活性天然礦產品進口數量為7599.0噸,進口金額為1535.4萬美元。從進出口均價來看,木質活性炭進出口均價明顯高於其他類型產品,2021年1-10月中國木質活性炭進口均價為0.44美元/噸,出口均價為0.18美元/噸。

進出口格局

中國活性炭出口主要集中在山西、福建、江蘇、天津和浙江等地,2021年1-10月山西、福建、江蘇、天津和浙江活性炭出口金額總和占全國活性炭出口總額的62.43%,其中山西活性炭出口金額為11601.3萬美元,占全國活性炭出口總額的26.29%,全國排名第一。福建活性炭出口金額為4596.3萬美元,占全國活性炭出口總額的10.42%;江蘇活性炭出口金額為4040.6萬美元,占全國活性炭出口總額的9.16%;天津活性炭出口金額為3837.2萬美元,占全國活性炭出口總額的8.70%;浙江活性炭出口金額為3476.6萬美元,占全國活性炭出口總額的7.88%。

從活性炭細分產品出口目的地來看,2021年1-10月中國木質活性炭主要出口至日本和印度,出口金額分別為1841.4萬美元和1079.5萬美元。其他活性炭主要出口至韓國、日本和比利時,出口金額分別為4733.1萬美元、3891.2萬美元和萬美元。活性天然礦產品主要出口至韓國、泰國和日本,出口金額分別為1743.0萬美元、1037.8萬美元和1017.5萬美元。

從進口來源地來看,2021年1-10月中國木質活性炭主要從美國和日本進口,進口金額分別為3818.5萬美元和1788.1萬美元。其他活性炭主要從日本、斯里蘭卡和印度進口,進口金額分別為2375.7萬美元、1205.7萬美元和1040.1萬美元。活性天然礦產品主要從美國、英國和日本進口,進口金額分別為617.4萬美元、273.0萬美元和201.9萬美元。

產業向高質量方向發展

活性炭產業不斷尋求突圍,突破現有應用技術,向規模化、高附加值化方向發展。以節約利用資源、生產高檔、高附加值活性炭為主攻方向,有針對性地開發專用活性炭,包括改性活性炭對特定溶劑的選擇性吸附,可在化工分離和醫藥脫色中發揮作用、活性炭中負載催化劑,可作為化工反應和環保處理的中間體、以及將活性炭深加工應用於汽油回收、高性能燃料電池、雙電層超級電容器、鋰電池負極材料、儲能材料、藥物緩釋劑等。

與發達國家相比,我國活性炭工業仍然比較滯後,主要表現在:活性炭企業規模比較小、生產裝備相對落後、勞動生產率低、缺乏市場競爭力。國內90%的木質活性炭廠是年產幾百噸到上千噸的小企業,大多數為鄉鎮企業,主要設備大同小異,勞動生產率一般在幾十噸/人/年或更低,而像美國、日本等國的活性炭生產要集中於萬噸以上的大企業,生產裝備先進,而且大都實現了生產流水線的全盤自動化和計算機管理控制,故勞動生產率很高。活性炭技術空間較大,目前我國大力提倡科技創新,組織力量攻克化學法生產中的污染問題和降低消耗,使活性炭向着低消耗、低污染和高品質、高科技方向發展。

活性炭產業正由盲目擴大企業生產規模向科技創新轉變,技術突破、提高企業核心競爭力成為關鍵。現有活性炭製備技術主要有化學活化法、物理活化法和物理化學活化法。活性炭的生產技術正在發生深刻的變化。如由平板爐、悶燒爐向迴轉爐、沸騰爐、管式爐轉變;採用木屑磷酸法外熱式迴轉爐生產活性炭技術;採用化學物理相結合的活化技術。當前大多活性炭採取添加催化劑的方法,為了生產吸附性能更加優越的活性炭產品,在活性炭的活化、炭化過程中納入催化劑,加速炭和水蒸氣之間的活化反應,以形成全新成孔機理,提高活性炭的吸附性能等等。技術突圍的重點方向包括對各類木質原料的預處理技術、新型的活化催化劑技術、微波與活化劑結合的活化技術、機械力-磷酸活化技術、通過催化劑對活性炭孔徑、純度和吸附性能進行深度加工等等。

以上內容來源智研諮詢、觀研天下、中科碳足跡等,發表於《Carbontech Magazine》雜誌,如需轉載請聯繫平台工作人員授權!


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