（5）活性炭成型物，又称为复合型活性炭。选择纸、无纺布、海绵、甚至蜂窝陶瓷等作基材，将活性炭粘附其上制成的各种形状、具特殊功能的复合型吸附材料。

2、按制造原料分类。一般有六种。

（1）煤质活性炭，又称煤基活性炭。系用各种原煤通过不同工艺制造的一大类活性炭产品的统称。煤质活性炭根据制造工艺的不同又可分为成型炭和原煤直接破碎炭两类。前者又可进一步细分为湿法成型炭（如加焦油、造纸黑液、淀粉糊等液态粘合剂制造的柱状炭、球炭、蜂窝炭等）和干法成型炭（如加入固体状沥青、淀粉、树脂粉等作粘合剂采用对辊成型工艺制成的压块、压片、压丸破碎炭或具规则外形的压丸状活性炭）。一般来说，成型炭可采用多种原煤混合来调整最终产品的孔隙分布特性，从而获得一些特殊的应用性能，而原煤直接破碎炭的孔隙分布特征80%以上已由原料决定了，故性能和用途较单一。
（2）木质活性炭。系用各种硬质木材、农作物废料、以及其它含木质纤维素的工农业废料为原料，通过化学法、物理法或物理–化学结合法制成的活性炭。
（3）果壳/果核类活性炭。如椰壳炭、杏核炭、桃核炭等。
（4）石油系活性炭。用石油沥青、石油焦等作原料，制成的活性炭产品。
（5）树脂类活性炭。用酚醛树脂、废的离子交换树脂等为原料，经特殊工艺制得的活性炭产品，有时将纤维炭亦归入此一类型中。
（6）其它的小品种活性炭产品。包括用动物血液制成的血炭，用动物骨骼制成的骨炭（但骨炭中碳元素非常少，主要成分为羟基磷酸钙），用各种原料制成的分子筛活性炭，用强碱与含碳原料制造的高表面积活性炭，采用有机高分子溶液经特殊工艺制成的铸型法活性炭，碳气凝胶活性炭等等。其中有些是生产量和用量很小，有些还处于实验室研究阶段，故一并归入小品种活性炭产品范畴。

3、按制造方法进行分类。一般分为两种。
（1）化学药品活化法活性炭。多采用氯化锌、磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠等作活化剂。
（2）气体活化法活性炭。多数采用水蒸汽活化法，有时采用二氧化碳和空气活化。大生产中，实际上是这三种活化气体的混合活化过程。

4、按用途分类。一般分为三种。
（1）气相吸附活性炭。可用于排气处理、空气净化、溶剂回收、气体分离、脱臭、脱硫脱硝、工业原料气体精制、气相色谱填充剂、空气采样器、保鲜、臭氧脱除、香烟滤咀、天然气吸附贮存、军用和民用防毒面具等。
（2）液相吸附活性炭。自来水处理、纯净水制造、工业及生活污水的深度处理、脱色精制、血液净化、黄金回收、双层电容器电极用、药用炭等。
（3）触媒（催化剂）用活性炭。既可直接用作某此工业过程的催化剂（如光气合成、醋酸乙烯的合成等），更多的时候活性炭是用作催化剂的载体（如担载贵金属铂、铑、钯、钌、金等制成的铂炭、钯炭催化剂等）。

前辈们虽然当时不具备活性炭的生产技能，但已经发现了百草霜（木炭）可治以下诸病：

1）误吞金、银、铜、铁入腹。用炭烧红，趁热捶成细末，煎汤喝下。如无效，便刮取炭末三钱，井水调服，无效再吃，终能把误吞之物排出。

2）咽头突然作梗。用木炭末和密做成丸子，分次含着并喝下。

3）白虎风病（骨节象被什么东西咬碎似的，痛的地方，游走不定）。用炭灰五升、蚯蚓屎一升、红花七捻（一捻，是两个指头捏到的），合起来熬，熬后，用醋拌过，以旧布包好，趁热熨痛处。

4）肠风下血。用紧炭三钱、枳壳烧灰五钱，共研为末，每服三钱，五更时服，米汤送下，天明再服一次，当天见效。忌食油腻。

5）汤火灼伤。用炭末和香油调涂。

6）白癞头疮。用木炭烧红，投入开水中，温洗有效。

7）阴囊湿痒。用麸炭和紫苏叶，研末擦患处。

而今，人类发明了活性炭的制作加工方法，并在炭化的基础上进一步对其进行活化，加大了炭分子间隙结构，扩充其吸附功率，并已经大量应用于药用工业领域。

　　炭化料是活性炭产品的半成品，经活化加工后可变成各种活性炭产品，因此炭化料的市场与活性炭产品市场紧密相连，随着活性炭产品的市场增加而增加。

　　活性炭是以煤、森材和果壳等含碳材料为原料制备的炭质吸附材料，其广泛用于气体吸附、分离、净化及体净化等。目前工业应用的活性炭有颗粒活性炭、粉状活发现 炭、成型活发现 炭和活性炭炭任维等，活发现 炭主要应用在水处理、化工制药、采矿、气体净化、食品加工、糖脱 色和气体溶剂回收等领域。

　　以煤为原料生产的煤 基活性炭是一种具有发达孔隙结构的炭质吸附材料，具有良好的化学稳定性和机械强度。煤 基活性炭新产品可广泛应用于脱色净化、深剂回收、气体分离、气体净化及各种水处理等领域。一些经过特殊处理及特殊加工的活性炭还要作为高效的脱硫剂、催化剂或催化剂载体等。由于其耐酸、耐碱、耐热，且颗粒活性炭在吸附饱和失效后，可很方便地再生，所以，煤基活性炭是现代社会工业生产和环境保护中一种必不可少的炭质吸附材料。

　　近年来，国外一些活性炭生产企业采用新工艺、新方法及先进的原料处理技术，研制出具有特殊吸附性能的煤基活性炭，使煤基活性炭产品性能有了很大改善和提高，应用领域不断扩大，原来一些不能使用煤基活性炭的领域如制药、食品行业中净化、脱 色现在也开始采煤基活性炭。煤基活性炭是我国以及世界目前产量最大、应用最广的一种活性炭产品，而且随着工业技术的进步和我国森林资源的逐步减少，煤基活性炭将显示其更强的生命力，是未来最有发展前途的活性炭产品，因此煤基活性炭的半成品炭化料也有良好的发展前景。

　　二、国内活性炭生产状况及需求预测

　　我国活性炭工业生产起步于20世纪50年代，当时年产量仅约30T,其后于20世纪60-70年代我国活性炭进入发展初期，经过几十年马鞍形、螺旋式的曲折发展历程，目前已基本形成了独立、完整、初具规模的工业体系，尤其是改革开放以来，由于经济的不断发展和人民生活水平的逐渐提高，活性炭的应用越来越受到人们的重视，出口量也逐年上升，从而刺激了我国活性炭生产及应用的蓬勃发展。

　　据中国林业科学研究院、煤炭科学研究总院及中国兵工学会对国内活性炭工业生产状况的调查，结果表明：

　　我国活性炭生产刚刚兴起，煤其活性炭厂近100家，由于我国活性炭生产处于民展阶段，规模小，零散性强，没有规模效益，竞争力差，从发展眼光看引进吸收国外先进生产技术，建设大型活性炭厂是我国活性炭产业的发展方向，尤其在我国具备煤电资源优势的地区，发展尖性炭产业具有极强的成本优势和竞争优势。此外在我国加入WTO之后，虽然为我国活性炭产业进一步扩大出口、增加国际市场份额和为我国成为世界第一大活性炭生产国提供了广阔的发展空间，但是国内众多小型活性炭企业同样面临着技术更新、产品升级、清洁生产和环保达标等挑战，我国活性炭待业应向集团化、大型化方向发展，提高我国活性炭行业在国际市场上的竞争力。近几年我国活性炭产量见表1。

　　表1 近几年我国活性炭年产量

　　时间 产量（万t/a）

　　我国主要煤基活性炭厂分布地区见表2-3，目前我国活性炭工业生产有如下特点：

　　1.工业布局：煤基活性炭生产主要集中在山西和宁夏地区，河南省有一部分，其中宁夏活性炭生产能力最大；果壳活性炭生产以河北省为主，木 质活性炭生产主要集中在福建、江西、浙江南部及东北地区。

　　2.原料：以木材为原料生产的活性炭所占比重逐渐下降，以煤为原料生产的活性炭所占比重呈上升趋势。木质活性炭所占比重从七十年代占我国活性炭总产量的80%下降到九十年代的40%，同期煤基活性炭从15%上升到60%，而且这种趋势一直没有改变，2000年全国煤基活性炭产量近13万t，2002年接近20万吨，是我国目前产量最大的活性炭产品。

　　表2国内主要煤基活性炭生产厂颁一览表

　　表2

　　3.产品用途：其应用范围从七十年代集中于食品、医药、军事、化工等行业，扩展到目前大量应用于水处理、环境保护及其他工业行业，基本上在国民经济的各个领域均得到应用。

　　4.产品特点：活民生炭产品向高档次方向发展，质量越来越高，不少厂家积极开发技术会含量高的活性炭新产品，以新产品开发带动企业发展，我国活性炭工业发展呈现产量越来越大，质量越来越高，品种越来越多的趋势。产销两旺。

　　近十几年来，随着我国经济的迅猛发展，国内活性炭的需要求也以较快的速度增长。1976---1994年的19年间，我国活性炭的需求量以年均14-15%的速度增长，之后几年的年需求量也以10%左右的速度增长。

　　制糖工业中，活性炭脱色已逐渐取代了原来的硫磺熏蒸脱色精制方法。按照国外食粮精制中0.3%---1.0%的活性炭用量计算，我国食糖精制每年至少需要1.2---4.0万t活性炭。油脂工业中，脱色过程中活性炭用量很大，大约有6000---8000t/a的潜力，味精工业中，仅周口味精厂，1991年以前每年需用活性炭2500t，92年增加到3600t/a。在制药行业，上百种药物如果没有活性炭就无法生产，仅东北制药总厂的VC项目，年需用活性炭达到5000t/a。随着经济的发展，我国汽车越来越多，消除汽车带来的环境污染已迫在眉睫，预计我国汽车用于消除燃油挥发用活性炭大约1000-1500t/a，在黄金冶炼行业，随着利用活性炭的“炭浆法”的推广使用，提取黄金用的活性炭使用量逐年上升m时，由于我国活性炭生产技术的暠，我国化工行业需要的维尼纶载体炭已经完全用国内活性炭取代进口椰壳炭。

　　随着我国人民生活水平的提高和环境保护意识的增强，国内用于净化空气及水质的活性炭用量也在大幅度上升，仅家庭净水器的使用，每年需要活性炭6000---9000t以上，北京、上海、天津、深圳等大城市用于城市自来水深度净化的活性炭目前年需求量在20000t左右，而我国已有越来越多的城市正在兴建城市供水厂，准备采用活性炭对城市供水进行深度净化处理，因此在未来几年内国内城市供水净化所需活性炭将大幅度增加，预计到2005年我国城市供水需活性炭约3---4万t。

　　根据国家制订的《污染物排放总量控制计划》，我国将严格控制污水排放总量，工业废水处理率将达到83%。活性炭可广泛用于处理电镀厂的含 铬废水，焦化厂的含酚废 ，毛纺厂的染色废水，化工厂的含油废水等，因此在未来几年内工业废水处理用活性炭需求量交老太太幅度撔，预计到2005年工业废水处理用活性炭需求约2---4万t。

　　随着国家对环境污染治理加大，在2010昕以前我国将对火电厂排放烟气进行脱硫处理，国家经贸委已印发了《火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点》，由于我国是世界上严惩的缺水国家，在我国一些地区缺水相当严重，根本不可能采用大量用水的湿法脱 硫技术，目前国外干法脱硫技术应用比例为20%，目前国内有关单位正在积极性炭干法烟气脱硫技术，由于活性炭干法脱硫技术是适合我国国情的一种干法脱硫技术，因此以后几年内我国烟气脱硫用活性炭将大幅度增长。

　　综上所述，随着我国环境保护力度的逐渐加大，采用活性炭的烟气脱硫净化技术、工业废水处理技术的推广应用，在我国环境保护领域应用的活性炭将越来越多，预计今后几年内我国活性炭需求增长速度将超过10%。国内活性炭潜在需求市场很大，预计到2005年我国活性炭的年需求量为6----10万t左右，城市供水净化、工业废水处理和烟气脱 硫将是我国活性炭需求的高速增长点。 目前我国活性炭年产量为18万t左右，产品约70---80%出口，因此我国目前活性炭年产量远远不能满足未来国内活性炭市场的需求，考虑到活性炭出口量的增加，预计到2005年我国活性炭生产能力达到25万t左右才能满足国内外活性炭市场的需求。

　　一般来说，平均2---4t吨炭化料可以生产1t活性炭产品，因此随着活性炭市场需求及生产能力的不断增加，国内活性炭炭化料市场需求巨大，尤其在我国活性炭的主要生产基地的大同地区，今后几年优质活性炭炭化料的需求必将随着活性炭产品的不断发展而呈快速增长的势头。

　　活性炭作为一种多孔性含碳材料,其内部具有十分发达的空隙结构和巨大的比表面积,表面具有含氧等元素的特殊功能的表面功能团,应用领域越来越宽。自20世纪初投入工业生产以来,作为吸附剂、催化剂载体等已经广泛用于电子、化工、食品加工、医疗卫生、交通能源、农业、国防等领域,特别是最近,为了防治大气污染、水质污染和恶臭等公害以保护环境,使得活性炭的生产和研究有了更快的发展。如今全世界约有50个国家生产活性炭,美国、日本、英国、德国、法国和俄罗斯等国家的发展处于领先水平。到1990年止,美国年消耗量105 491 t,并以4%~5%的年均增长率增加。日本的消耗也达75 251 t,而西欧各国活性炭年生产能力为10万t。我国的活性炭工业起步于1960s年代,1970s年代的产量才1万t,进入1980s年代末产量达到4万t。近些年来我国的活性炭工业有了较大的发展,年产量达到8万t,但活性炭的质量远不及发达国家,大量高质量的活性炭还需进口。

　　2　活性炭的制备原料

　　所有制造活性炭的原料均为含碳物质,目前国内外选用的制造活性炭的原料分为5大类。

　　2.1　植物原料(木质原料)

　　活性炭的木质原料范围很广,常选用的有:木炭、椰子壳、木屑、树皮、核桃壳、果核、棉壳、稻壳、竹子、咖啡豆梗、油棕壳、糠醛渣及纸浆废液等。木质原料在我国活性炭工业中占有着十分重要的地位。其中,椰子壳、核桃壳为最优,但由于原料有限,制约了其发展。

　　2.2　煤炭原料

　　煤炭是制造活性炭的重在原料。几乎所有的煤都可以制出活性炭。其中,成煤时间短的年轻的无烟煤、弱粘煤、褐煤及泥煤等都是制造活性炭的优良原料。由于煤炭资源丰富、分布广泛、价格低廉,因此以煤为原料生产活性炭有着很好的前景。

　　2.3　石油原料

　　石油原料主要指石油炼制过程中的含碳产品及废料。例如石油沥青、石油焦、石油油渣等。1990s年代初期,中国科学院山西煤炭化学研究所采用灰分、杂质含量低(<0.01%)的石油系沥青为原料,采用KOH化学活化法,制备出比表面积为3 600 m2/g的活性炭。

　　2.4　塑料类聚氯乙烯、聚丙烯、呋喃树脂、酚醛树脂、脲醛

　　树脂、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等[20~23]。这些原料主要指工业回收废料,我国目前尚未充分利用。

　　2.5　其他

　　旧轮胎、动物骨、动物血、蔗糖、糖蜜等。上述原料中我国目前主要以椰子壳、桃杏核作为木质活性炭的原料。因为它们具有灰分低、孔隙发达、比表面积大、强度和吸附性能良好等优点,是理想的木质活性炭原料,但由于原料数量的限制影响到其大量的发展。而煤则具有品种多、价格低、质量稳定、资源丰富等优点,因此以煤为原料的活性炭发展很快,煤质活性炭的应用范围和数量也在逐渐扩大。

　　3　国内外活性炭制造方法

　　目前国内外活性炭的制造方法从原理上讲可分为3类。

　　3.1　气体活化法

　　气体活化法是把原料炭化以后,用水蒸汽、二氧化碳、空气、烟道气在600~1 200℃下进行活化的方法。世界上生产活性炭的厂家70%以上都是采用气体活化法。我国主要以气体活化法生产活性炭。

　　下面就制颗粒活性炭为例简述其气体活化法。

　　一般认为,水蒸气活化的反应机理如下:

　　C*+H2O C[H2O]

　　C[H2O] H2+C[O]

　　C[O] CO

　　此处,C*表示位于活性点上的碳原子,表示处于化学吸附状态。由于氢结合在活性点上而妨碍了反应的进行:

　　C+H2C[H2]

　　并且,还有下式所示的副反应存在:

　　CO+H2O→H2+CO2气体活化法是以消耗碳原子而形成孔隙结构,因而得率较低。其工艺特点是活化温度高,设备投资大,但对环境无污染。

　　3.2　化学活化法

　　化学活化法是把化学药品以一定比例加入原料中,然后在惰性气体介质中加热,同时进行炭化和活化。最后又将加入的化学药剂予以回收。在活化过程中,用化学药剂刻蚀含碳材料,并使其中的氢和氧等元素主要以H2O、CH4等小分子形式逸出,抑制副产物焦油的形成,可提高活性炭收率。使用的主要化学药剂有KOH、KCNS、H3PO4、H2SO4、ZnCl2、NaOH等。

　　目前文献报导最多的化学活化法是利用KOH活化制备高比表面积活性炭。1980s年代中期,美国阿莫卡公司以KOH为活化剂,采用化学活化法,制得比表面积大于2 500m2/g的活性炭。日本大阪煤气公司,用中间相沥青微球为原料、也采用类似的活化方法制得比表面积高达4 000 m2/g的活性炭。日本关西热化学也有这种称之为Maxsorb的制品。中国科学院山西煤炭化学研究所于1990s年代初开展了这方面的研究工作,并成功制得了高比表面积活性炭(SBET~3 600 m2/g)。下面以KOH活化为例简单叙述化学活化法。因原料不尽相同,制备工艺亦有些区别,但大致相似。KOH与碳材料的活化反应是一复杂过程,目前还有许多不明之处。但一般认为,碳材料与

　　KOH的主要反应方程为:

　　4KOH+C→K2CO3+H2O+2H2

　　同时考虑到KOH的高温分解、碳的还原性,结合金属盐作为蒸汽活化催化剂的研究结果,推知在活化反应过程中,还有如下反应发生:

　　2KOH→K2O+H2O

　　C+H2O→H2+CO

　　CO+H2O→H2+CO2

　　K2O+H2→2K+H2O

　　K2O+C→2K+CO

　　K2O+CO2→K2CO3

　　K2CO3+2C→2K+H2O

　　在活化温度800℃以上,金属钾蒸汽大量地挤进碳层间,对活化起促进作用。另外,国内外对加入H3PO4进行活化的研究较多，美国于1970s年代将原料褐煤及次烟煤用稀磷酸处理,获得了高比表面及活性的活性炭,其比表面积高达3 000 m2/g。现在美国大约有40%~50%活性炭采用磷酸活化法。法国、德国、意大利、比利时、荷兰、英国等西欧各国大约有15%的生产厂家采用该活化方法。日本采用磷酸活化法相比于美国则少些。我国这方面的报导则很少,还处于研究起步阶段。化学活化法工艺特点是活化温度低,易对产品的孔隙结构进行调整,但对设备腐蚀性大,污染环境。

　　3.3　化学物理活化法

　　首先在活性炭原料中加入一定数量的化学药品(即添加剂),然后加工成型,再经过炭化和气体活化,制造成出具有特殊性能的优质活性炭。通常的添加剂有:FeSO4、NaOH、CuO、NaCO3等。日本学者目黑竹司等人利用澳大利亚Yallourn褐煤为原料经化学物理活化法制备活性炭,获得比表面积大于800 m2/g的活性炭。化学物理活化法生产出的活性炭孔隙结构更发达,活性炭得率较高。

　　4　结束语

　　各种活化方法都有其优点和缺点,气体活化法对环境无污染,因其是依靠氧化碳原子形成孔隙结构,故活性炭的收率不高,且活化温度较高。而化学活化法炭化活化一次完成,炭化活化温度比气体活化法低。由于其炭化活化温度低。有利于形成尺寸较小的碳微晶,容易形成细的孔隙结构,可以制造出孔隙更发达、吸附性能更好的活性炭,且该活化法碳的损失小,炭的相对得率高。但化学活化对设备腐蚀性大,污染环境,其制得的活性炭中残留有化学药品活化剂,应用方面受到限制。

　　为了发挥气体活化法与药品活化法各自的优点,现在世界各国包括我国在内都在研究、探讨将化学药品法和气体活化法结合起来,用新型造粒活性炭的生产过程,生产出孔隙结构更加合理发达、吸附性能更优越、用途更广泛的粒状活性炭产品,这是活性炭生产发展的新趋势。

　　随着城市装修热的持续升温，由装修引发的室内环境污染问题日益突出，我国目前70%以上的家庭装修污染超标，污染严重超标达倍的已占到了34%严重影响了人们的身体健康。每年因室内空气污染所导致的白血病、呼吸道疾病等患者数量不断增加，几乎所有新装修办公室、居室、新购买的车辆都存在着甲醛、苯，TVOC等污染，有的污染物已超过国家标准几倍到几十倍!每年约有数以万计的人被其夺去生命，室内空气污染已成为威胁现代人类健康的第一杀手。

　　国家的政策支持和引导，庞大的市场需求，使得室内污染治理成为蕴藏巨大商机，污染治理产品被誉为二十一世纪最有前途的投资项目。专家预测，2008年室内环保市场规模愈千亿，并以每年20%-30%的速度迅猛增长，室内环保产业一军突起成为极具亮点的朝阳行业，消费市场前景广阔

　　一、原材料是制约我国活性展的瓶颈：

　　近年来，依活性炭工业托得天独厚的煤炭得到了迅速的发展，但原材料的供应紧张已经严重地制允了活性炭的发展。

　　1、活性炭行业无序建厂、内耗严重。由于企业建设中没有管理部门的统一规划、协调，部分企业处于盲目发展中。生产厂几年内就由原来的几家发展到五十多家，且大部门是仓促投产的小企业，只能生产低档次的普通产品，严重地浪费了资源， 同时也造成了市场的混乱。

　　2、优质原材料供应紧张。作为生产活性炭的主要原材料--精煤，目前已经出现供应紧张的现象，大量开采的优质活性炭生产用煤，被用作动力煤，大量被烧掉，适合做活性原煤赿来赿少，活性炭的竞争优势将赿来赿少。

　　3、产品科技含量低。大同活性炭工业在技术开发方面较落后，生产的产品档次低，普通炭居多，科技含量低，产品用途单一，造成了原材料的大量浪费。

　　4、环境污染严重。目前专门生产半成品一炭化料的工厂，由于资金短缺，设备简陋，烟气不作处理，特别是坑烧的料更是黄烟漫天，环境污染严重。

　　二、如何解决活性炭原材料问题，有以下思路：

　　1、召开专门的活性炭原材料座谈会，制定措施，限制盲目开采，对资源进行合理的保护。制定活性炭行业准入仙制，避棉优质资源的浪费。

　　2、在活性炭生产工艺技术方面加大高新技术的开发应用，突破单一原材料的限制，增加可持续利用资源的来源。

　　3、发展规模化生产，便于采用先进的环保技术，达到清洁生产。

　　三、全方位促进活性炭原材料问题的解决，具体措施：

　　1、利用配煤技术。利用各煤种的不同特性，使用多品种的原煤通过科学合理的配比，达到调整活性炭产品孔隙结构的目的，从而生产出科技含量高、附加值高、市场应用前景广的成型活性炭产品。

　　2、在生产工艺上，采用低温预氧化技术，研究原材料炭化的新工艺。同时寻找更多的煤种，利用低温预氧化技术，突破其难以活化的束缚，从而生产出高附加值的破碎活性炭产品。

　　3、依据活性炭主要是利用碳结构的特性，采用其他非煤含碳材料如：糠醛废渣、玉米轴、果木技、果壳等，通过先进的加工技术，生产高品质的木质活性炭，丰富活性炭的品种。

　　4、在有污染的炭化生产工序应用成熟的高温焚烧技术、尾气净化除焦技术、余热锅炉利用节能技术，达到活性炭企业的清洁生产。

　　一、生产现状和存在问题：

　　我国的木制活性炭工业经过半个世纪的发展，尤其是改革开放20多年来取得了令人瞩目的成就。生产方法从土法简易的平板炉、闷烧炉发展到现在的回转炉、沸腾炉、斯立普炉、管式炉等多种生产炉型和生产工艺；产量从1949年的几十吨到2003年20多万吨；品种从几个发展到目前的几十个；出口量从无到2003年的15万多吨，居世界第一：生产厂家也由解放初期的数家小厂到现在的四五百家，遍布全国二十多个省、市、自治区，我国已成为事实上的活性炭生产大国。但是与发达国家相比，我国的活性炭工业仍然存在很大差距，主要表现在：

　　1、企业规模小、生产装备落后、劳动生产率低、市场竞争力不强：

　　我国活性炭工业尽管已是世界上的生产和出口大国，但还不是活性炭强国。我国的90%的木质活性炭厂是年产几百吨到上千吨的小企业，虽然目前全国有大大小小四五百家活性炭企业，年生产能力真正达到万吨规模的几乎没有。而我国的木质活性炭企业大多数遍布于林区和乡镇企业，规模较小，生产装备既不先进而且较难更新，主要设备是大同小异，劳动生产率一般在几十吨/人·年或更低。而国外，像美国、日本活性炭生产主要集中于万吨以上的大企业，这些大企业不但产量大，生产装备先进，大都实现了生产流水线的全盘自动化和计算机管理控制，故劳动生产率很高，达到几百吨/人·年。

　　2、森林资源浪费，环境污染严重：

　　我国是少林国家，生产活性炭只能采用林业加工剩余物为原料，而前几年，福建、江西等林区的整片山林承包或出租给个人，个体企业主为获取更大利润，只顾眼前利益，置森林保护和生态环境保护于不顾，成片砍伐林木烧炭后再经土法水蒸气活化而制取活性炭（一般薪炭材制成活性炭，采用物理活化法需要15~20吨/吨），已经造成这些地区的森林破坏、水土流失，个别从未发生过洪灾的地区也出现了前所未有的洪水泛滥。而采用锯木屑经过化学法生产活性炭的企业，大多是土法的平板炉，既没有废气回收装置，也没有废水处理设备（一般生产一吨成品化学炭需要化学活化剂0.3~0.5吨，工业盐酸0.5~1.0吨），由于高温活化和酸、水后处理，生产中产生大量的酸性废气和废水，给当地的生态环境造成污染极为严重。可以说中国的化学活性炭所取得的一点不大的经济效益，是以沉重的环境为代价换取的。近几年，有些生产厂家虽然在治理环境污染上也做了不少工作，但终因经费、技术、设备等原因尚未得到根本治理。

　　3、管理无序，各自为政：

　　我国木质活性炭企业虽然大大小小也有几百家，不论在生产、经营、外贸等方面都是政出多门，各自为政，管理无序。虽大多数企业属林业系统管理，但也有不少企业属乡镇企业、民营企业、城建、轻工、化工等部门管辖，所在经营过程中（尤其是外贸出口）是多头经营、竞相压价，造成恶性竞争。根据有关资料，我国活性炭的出口价只相当于国际市场价的1/2~1/3，甚至更低。尽管如此，由于多头经营、缺少宏观管理，竞相压价争取外商的现象仍屡见不鲜。这种无序状况导致外商进一步压价，有时还引起外国同行协会或商贸部门的反倾销，而我国却无人应诉，这种局面严重影响了我国活性炭对外贸易的竞争力和国家商业信誉。

　　4、我国木质活性炭产业技术基础薄弱，科学研究起步晚，科研经费不足，科研力量分散，科技对生产力发展贡献不大。

　　我国对活性炭的科学研究起步于20世纪的六十年代，而真正开始工作是文化大革命结束后的七十年代下半期。从那时起，许多科技工作者对活性炭的原料、制造、应用、孔隙结构和吸附理论都作了不少工作，对我国活性炭工业的快速发展做出了很大贡献。目前我国不少大专院校和科研单位涉足活性炭的科技工作，并取得了一批成果，但由于经费、体制等问题，大多停留在“纸上成果”上，而真正转化为生产力的不多。据各方了解和查询，至今我国木质活性炭还没有标准的生产工艺规程，普遍存在着生产工艺单一，产品品种不多，应用面狭窄，通用产品多，专用品种少等问题。最近二十几年，美国化学文摘每年刊登500多条有关活性炭的文摘，其中活性炭应用方面的文摘占50%以上，在水处理和废气处理等环保方面尤为突出，一些专用炭和新开发用途颇受重视。目前，美国、日本都有300~400多个活性炭品种，而我国仅有50~60多个品种和牌号。

　　二、21世纪活性炭产业发展趋势：

　　活性炭作为新材料和碳素材料的一个重要分支，其综合的优良吸附性能和在几乎所有国民经济部门的广泛应用，必将在新世纪里继续显示其旺盛的生命力，同时也将面临更多的发展机遇和挑战。

　　制取天然气吸附剂的原料来源非常广泛，主要有木炭、泥煤、泥煤焦碳、石油产物、褐煤及其半焦碳等含碳物质，这些原料的共同特点就是含有大量的稠环芳烃结构。原料的广泛性为此项技术的产业化提供了充分的现实基础。预活化过程主要是发生部分脱水和碳化反应，产生大量甲烷、氢气、一氧化碳以及一些重烃气体，改善了原料表面的憎水特性，使其容易与活化剂充分润湿，并形成部分大孔，为活化剂进入原料颗粒内部提供充分的途径。活化过程主要是原料在KOH作用下发生芳环缩聚反应，形成石墨碳和芳香碳，从而构建成微孔，并在微孔内表面生成羟基、羧基、醌、过氧化物及醛等多种含氧官能团，从而有利于甲烷的吸附。

　　在目前工艺条件下，改变活化比（KOH与原料的质量比）便可研制出不同比表面积和微孔容积的吸附剂，欲增加吸附剂的比表面积就要提高活化比。国内的研究单位所采用的活化比为3:1～5:1。如果按原料烧失率计算，活化比在1:1～2:1之间就足以达到目前的效果。活化剂KOH的大大过量容易带来很多问题，例如：单质钾的产生；设备腐蚀严重；活化剂的回用负荷大；产品成本高等。所以此项技术实现产业化的关键在于降低活化比。

　　国外已经建成了天然气吸附剂的小批量生产装置，可以实现定购生产，但其成本较高，限制了吸附剂的应用深度和范围。在国内，此类技术多数处于实验室小试阶段，目前只有中国石油大学发明的复合活化技术进行过中试，并开展了活化热量的综合利用、吸附剂的洗涤工艺及其活化剂污水的回用技术等相关产业化技术研究。在国家科委项目和天然气总公司支持下，中国石油大学、清华大学和四川石油管理局正在进行吸附剂大试实验，估计今年年底可以提供产业化方案。复合活化技术的成功应用关键在于加入了助活化剂HJ-1，使得原料的炭化过程与预活化过程同时进行，不但提高吸附剂的吸附性能，而且降低了活化剂与原料比例，大大降低了生产成本，为其产业化的实施开辟了崭新的途径。

　　石油大学在95年用半年时间生产了200kg的粉体高表面活性炭，耗资近15万元；在2001年用10天时间生产200kg，耗资1.3万元；2004年承接国家“十五”重大科技攻关项目，建成50t/y 的中试生产线，生产了3吨粉体高表面活性炭，2005年继续改建成100t/y生产线，目前装置还处于调试期。辽宁石化与山西煤化所联合开发高表面活性炭的中试生产项目。

　　综上所述，我国ANG技术经历了实验室小试、厂矿中试和大试的十五年艰苦研发之路，建立了完整的吸附剂生产、洗涤、成型以及污水回用装置，基本解决了吸附剂生产过程中出现的系列安全问题，实现了可连续的、大规模的中试生产，其产品性能达到实验室小试水平，从技术角度讲，我国已经具备独立的知识产权和可实施产业化的ANG技术。

　　一般来说，以煤为原料制造的活性炭通常采用水蒸气或二氧化碳气体活化，产品的形状以颗粒状为主，其孔径分布以微孔居多，更适合于吸附液相和气相中分子量和分子直径较小的物质，吸附性能指标通常以亚甲蓝吸附值和碘吸附值表示;以木屑为原料制造的活性炭通常采取化学法活化，产品的形状以粉状为主，其孔径分布可通过调节化学活化剂的配比来进行控制，比较灵活，既可以制造出孔径分布以微孔居多的产品也可制造出孔径分布中孔(过渡孔)占较大比例的产品，后者则比较适合于吸附液相中分子量和分子直径较大的物质吸附性能指标以焦糖脱色率表示;以果壳类为原料制造的活性炭通常采取水蒸气和二氧化碳气体活化，产品的形状以颗粒状为主，由于其特殊材质的因素，其孔径分布介于上述两类活性炭之间，因此其应用范围更为广泛，缺点是受国内原材料的限制，成品较高。

　　吸附功能主要得益于分子运动特点，因为气体的分子始终在做无规则的微观运动，吸附的速度与室内的温度、压强、气体流速、气体浓度有关。由于在活性炭表面及内部有无数相互联通的孔，在孔的整个空间存在着吸附力场，被吸附分子进入孔内，将受到孔四周吸附力的同时作用，使活性炭具有极强的吸附能力。（主要是利用自然碰撞，不断将被吸收物质分子挤到活性炭内空中）。

　　由于活性炭水处理所涉及的吸附过程和作用原理较为复杂，因此影响因素也较多。主要与活性炭的性质、水中污染物的性质、活性炭处理的过程原理以及选择的运转参数与操作条件有关。

　　1. 活性炭的性质 用于水处理的活性炭应有三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。活性炭的吸附容量除其它外界条件外，主要与活性炭比表面有关;吸附速度主要与粒度及活性炭的孔分布有关，水处理用的活性炭要求过渡孔（半径20～1000埃）较为发达，有利于吸附质(水中污染物)向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水头损失要增大，一般在8-30目范围较宜。活性炭的机械耐磨强度，影响活性炭的使用寿命。

　　2. 污染物的性质 同一种活性炭对于不同污染物的吸附能力有很大差别。由于污染物在水中的溶解度、分子构造、极性和污染物的浓度不同，活性炭的吸附能力变化很大。

　　3. 温度 由于吸附过程是放热反应，在液相吸附时吸附热较小，用活性炭处理水时，温度对吸附的影响不显著。

　　4. 多组分污染物共存的影响 应用于吸附法处理水时，通常水中不是单一的污染物质，而是多组分污染物的混合物。在吸附时，它们之间可以共吸附，互相促进或互相干扰。一般情况下，多组分吸附时分别的吸附容量比单组分吸附时低。

　　5. 吸附操作条件 因为活性炭液相吸附时，外扩散（液膜扩散）速度对吸附有影响，所以吸附装置的型式、接触时间（通水速度）等对吸附效果都有影响。