中国木质活性炭行业情况

昊丰实业发展有限公司 何峰

行业概述

全球活性炭行业传统生产大国包括美国、日本以及荷兰等国家，其产能占到全球产能的40%。从需求上来说，美国、日本、西欧也是活性炭的主要消费大国，在过去几年中其对活性炭的需求呈现稳步上升的趋势，据估计，由于需求层次升级等因素影响，未来几年上述国家对活性炭的需求也将保持稳步增长的态势，年均消费增长率达到3-5%左右。而中国、南美、东欧等新兴地区在经济复苏的拉动下，将成为新兴的活性炭消费市场，年均增长率将远高于传统消费大国，达到10%左右。近年来由于上述国家原料受到制约和生产成本上升，活性炭产业逐步向发展中国家转移，由于国内需求稳步上升而产能增速趋缓，上述国家对进口需求不断增加，刺激中国等主要生产国的出口大幅上升。

同时，随着我国国民生活水平的提高和环保意识的增强，食品、医药、水处理、空气净化等领域对活性炭的需求将保持较高增速，国内消费占比将逐步提升，我国活性炭市场将从导入期向成长期过渡。另外在全球活性炭行业从发达国家逐渐转移到发展中国家的大环境下，国内活性炭出口也将保持较高的水平。

我国活性炭行业目前产能达到50万吨，位于世界第一，主要用于出口，2007年中国企业活性炭出口量占到全年总生产量的一半以上。

山西新华化工厂是中国最早的活性炭生产厂家，已经有50多年生产历史，现具备年产5万吨煤质活性炭生产能力，同时，山西新华活性炭出口公司在自有产品及OEM产品方面一年出口量占中国活性炭出口总量的大约70%。

2008年各国活性炭出口量 单位：万吨

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2007年活性炭各国产能和需求分布 单位：万吨

我国活性炭行业近年来持续保持较高增速，年均增长率达到15%，目前我国活性炭主要的消费领域在食品饮料、水处理、工业应用等。在市场规模快速增长的带动下对活性炭需求将持续保持较高水平，据预计到2012年国内活性炭总需求将达到25.94万吨，增速保持在10%以上，未来消费发展空间将十分广阔。特别是上述行业大多数是木制活性炭适用领域，明显提升对木制活性炭的需求。

木质活性炭原料主要是林产“三剩物”，具有低灰分、高纯度、吸附能力强等特点，主要用于食品工业、医药、水处理等领域,下游客户主要集中于食品饮料、医药等领域，而煤质活性炭主要集中在化工、印染、污水处理等工业领域。

木质活性炭制造方法目前通行的有物理法和化学法。物理法活性炭以含碳材料、用水蒸气、二氧化碳、空气作为活化介质，高温活化制取，其微孔较发达，主要用于较小分子液相和气相吸附。

从下游应用领域来看，水处理、食品饮料及工业应用是传统的活性炭应用市场。由于木质活性炭和煤质活性炭的制作工艺和特性不同，其应用领域相对分离，食品饮料、医药、饮用水处理等领域主要使用木质活性炭，总需求约为36万吨，占总消费量的41%。

中国活性炭的应用历史

我国活性炭在应用历史简分为三个阶段。

(1)第一阶段使20世纪40年代以前，我国制药工业、化学工业中使用活性炭量大，都用进口货，例如用Carboraffin牌的活性炭。

(2)第二阶段自20世纪50年代初开始，国产活性炭上市。1951年沈阳和抚顺的单管炉厂、青岛的反射炉闷烧法厂、上好的电热活化法厂，接着有氯化锌活化法厂，1958年福建、杭州、广州、烟台、东北等地纷纷建厂。1966年太原山西新华化工厂从前苏联引进斯列普活化法厂，成为当时亚洲最大的活性炭生产厂，随后我国陆续开设数以百计的斯列普炉厂。此外，还有不少的转炉、粑式炉等工厂。总生产能力从1951年的三五十吨猛增到20世纪80年代的近十万吨。

生产与应用相互促进，活性炭的应用范围被迅速开拓。从原来单一的通用炭向多种的专用炭发展，例如净水炭、糖炭、味精炭、油脂炭、黄金炭、载体炭、药用炭、针剂炭、试剂炭等等，足见活性炭因国内经济蒸蒸日上而应用量速增，又因产量扩大、成本降低而使出口量上升。我国活性炭的应用，不仅在国内市场发展，而且进入了国际市场。

(2)第二阶段2003-至今；活性炭应用于装修污染治理，2003年鑫森公司开创历史先河，利用先进的造孔技术将活性炭，使其具备与室内有害气体分子大小相匹配的孔隙结构，专用于吸附甲醛、苯系物、氨、氡等所有对人体有害的气体及空气中的浮游细菌。具有吸味、去毒、除臭、去湿、防霉、杀菌、净化等综

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合功能，有效清除室内环境污染成功应用于装修污染治理，并创立了快活林品牌。目前市场上家用活性炭众多，活性炭已走进千家万户，成为健康时尚的环保产品。

国内活性炭下游需求 单位：万吨

中国活性炭行业面临的国际贸易压力

随着中国活性炭在世界市场份额的不断扩大，欧盟、美国等发达国家的一些活性炭厂商为了自身的利益，对原产于中国的活性炭提起了反倾销立案调查。1996 年6 月5 日起，欧盟委员会先后多次对原产于中国的木质粉状活性炭作出附期限的、每吨征收323 欧元反倾销税的裁定；欧盟最近一次的反倾销裁定于2008 年7 月10日作出，裁定继续对中国产品征收323 欧元/吨的反倾销税，有效期5 年，于2013年7 月9 日到期。 2006 年3 月，美国开始对原产于中国的物理法活性炭展开反倾销调查，到2009 年11 月10 日，美国商务部发布公告，对原产于中国的物理法活性炭作出反倾销行政复审终裁，裁定原产于中国物理法活性炭企业的倾销幅度为3.23%～228.11%。

对于欧盟的反倾销调查，由于本公司产品的外销价格远低于中国从欧盟进口木质活性炭的进口价格（从2008 年度进出口数据来看，2008 年中国从欧盟进口活性炭的平均价格为5,828 美元/吨，而本公司向欧盟出口的报关均价仅为1,108 美元/吨），因此，虽然欧盟委员会裁定对包括本公司在内的原产于中国的木质粉状活性炭征收323 欧元/吨的反倾销税，但本公司的活性炭产品在欧盟区内销售仍然具有很强的比价优势；并且，欧盟的反倾销裁定已延续近15 年，反倾销税额也一直未提高或变动，从公司报告期内的销售数据来看，公司2007 年度至2009 年度向欧盟出口量逐年上升，分别为387 吨、498 吨和684 吨，销售均价分别为1,010 美元/吨、1,108 美元/吨和1,118 美元/吨，销售数量和销售价格均较为平稳，可见公司目前受欧盟反倾销立案调查及裁决的影响较小。

对于美国的反倾销调查，由于其对象范围仅限于物理法活性炭，并排除了化学法活性炭。目前发行人主要产品为化学法生产的木质活性炭，不属于美国反倾销措施的反倾销对象，因此美国的反倾销措施不会构成对发行人出口销售的重大不利影响。

未来，随着公司产能规模的扩大，公司将进一步增加出口比重，若欧盟大幅度加重对中国活性炭产品的反倾销制裁，或是美国等其他国家和地区也颁布适用于公司的木质活性炭产品的反倾销措施或增设其他贸易壁垒，则会对公司开拓海外市场造成不利影响，从而降低公司的盈利能力。

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活性炭产品简介

活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、竹炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。检验标准可按照中国国标GB，或按照其他国家标准，如：美国ASTM，日本JIS，德国DIN标准等。

活性炭吸附性

吸附性质是活性炭的首要性质。活性炭具有像石墨晶粒却无规则地排列的微晶。在活化过程中微晶间产生了形状不同、大小不一的孔隙，假定活性炭的孔隙是圆筒孔形状，活性炭按一定方法计算孔隙的半径大小可分为二类：

(1) 按IUPAC分： 微孔 <1.0nm 中孔 1-25nm 大孔 >25nm。

(2) 按习惯分： 微孔 <150nm 中孔 150-20 000nm 大孔 >20 000nm。 由于这些孔隙，特别是微孔提供了巨大的表面积。

活性炭微孔的孔隙容积一般只有0.25-0.9mL/g，孔隙数量约为1020个/g,全部微孔表面积约为

500-1500m2/g，通常以BET法测算，也有称高达3500-5000 m2/g的。活性炭几乎95%以上的表面积都在微孔中，因此除了有些大分子进不了外，微孔是决定活性炭吸附性能高低的重要因素。中孔的孔隙容积一般约为0.02-1.0mL/g，表面积最高可达几百平方米，一般只有活性炭总蚕种的约5%。其作用能吸附蒸汽，并能为吸附物提供进入微孔的通道，又能直接吸附较大的分子。

大孔的孔隙容积一般约为0.2-0.5 mL/g，表面积只约0.5-2 m2/g，其作用一是使吸附质分子快速深入活性炭内部较小的孔隙中去；二是作为催化载体时，催化剂常少量沉淀在微孔内，大都沉淀在大孔和中孔之中。

所提的活性炭表面积理应包括内表面积和外表面积，事实上吸附性质主要来自巨大的内表面积，因此不能误认为：把活性炭研碎磨细会明显提高表面积从而提高吸附力。 很多吸附是可逆的物理吸附，即被吸附物为流体，在一定温度和压力下被活性炭吸附，在高温低压下被吸附物又解吸出来，活性炭内表面

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恢复原状。这是广泛应用的物理吸附，学术上又称为范德华吸附。

活性炭外观为暗黑色，具有良好吸附性能，化学性质稳定，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温、密度比水小，是多空的疏水性吸附剂。

活性炭的主要机理

活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔，具有巨大的比表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。影响活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和浓度；废水的PH值；悬浮固体含量等特性；接触系统及运行方式等。活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术，得到广泛的应用。 活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯粉、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物，如蛋白质的中间降解物质，比原有的有机物更难被活性炭吸附，活性炭对THMS的去除能力较低，仅达到23-60%。活性炭吸附法与其他处理方法联用，出现了臭氧-活性炭法、混凝-吸附活性炭法、Habberer工艺、活性炭-硅藻土法等，使活性炭的吸附周期明显延长，用量减少，处理效果和范围大幅度提高。

活性炭吸附原理

活性炭是一种很细小的炭粒 有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力，由于炭粒的表面积很大，所以能与气体（杂质）充分接触。当这些气体（杂质）碰到毛细管被吸附，起净化作用。活性炭的表面积研究是非常重要的，活性炭的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的F-Sorb 2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。 活性炭催化性

活性炭在许多吸附过程中伴有催化反应，表现出催化剂的活性。例如活性炭吸附二氧化硫经催化氧化变成三氧化硫。 由于活性炭有特异的表面含氧化合物或络合物的存在，对多种反应具有催化剂的活性，例如使氯气和一氧化碳生成光气。 由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。 由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。

木质活性炭与煤质活性炭在应用领域上的比较

木质活性炭是由锯末、果壳等林产“三剩物”为原料制造的活性炭产品，煤质活性炭是由煤炭为原料制造的活性炭产品。由于生产原料不同，木质活性炭与煤质活性炭在生产工艺、技术特点、产品特性等诸多方面存在不同，从而影响到应用领域也相对有所区分，具体来讲：

①在液相吸附领域：煤质活性炭含有的重金属和灰分较大，产品纯度相对较低，并且由于主要采用物理法生产，孔隙主要为微孔，适宜小分子吸附，应用范围相对较窄，一般被用于液相吸附中的石化、冶金、

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印染、污水处理等工福建元力活性炭股份有限公司业领域；而木质活性炭的灰分低、杂质少、易提纯，化学法生产工艺下容易调整活性炭的孔隙分布结构，微孔、中孔均发达，应用广泛，尤其在食品饮料、医药等对吸附性能要求较高、对产品安全性要求较高的领域应用是煤质活性炭无法替代的。

②在气相吸附领域：煤质活性炭的产品强度较大且便于回收利用，因而经常被用作气相吸附；木质活性炭强度较低，传统上不用于气相吸附，但是，随着技术的进步和生产工艺的改进，木质活性炭的应用目前也已经扩大至一些新兴的气相吸附领域如油气回收，家用空气净化等，并且随着人们对健康、环保重视程度的提高，其在气相吸附领域的应用空间将进一步增长。

③从长期趋势来看：原煤资源是不可再生的，煤质活性炭资源有限且生产过程中大量增加二氧化碳排放量，因此产品价格受原料及环保成本推动呈上涨趋势；而木质活性炭因主要原料为林产“三剩物”，可再生利用，且价格因技术进步可望趋于相对下降，因此木质活性炭的长期竞争优势高于煤质活性炭。

木质活性炭与煤质活性炭在生产工艺、技术特点、产品特性等诸多方面存在不同，因此从行业上看，二者分属不同的工业领域，前者属于林产化工行业，后者属于煤化工行业。同时，由于煤质活性炭和木质活性炭在下游应用领域的不同，发行人的下游客户与煤质活性炭生产企业也各不相同，发行人的下游用户主要集中食品饮料、医药等领域，而煤质活性炭生产企业的客户集中在化工、印染、污水处理等工业领域，因此发行人与煤质活性炭生产企业之间不存在直接的竞争关系。

四、活性炭项目工程实例

中国上市公司元力股份2010年建设福建莆田的荔元活性炭项目预算表（占地33000平米）

本项目生产所需的主要原辅材料锯末等林产“三剩物”和磷酸供应充足，详细情况参见本节“二、募集资金投资项目简介”之“（一）公司本部年产10,000吨木质活性炭连续化生产线扩建项目”之“2、募集资金投资项目实施的可行性”之“（3）原料供应充足”。本项目生产所需的辅助材料包装袋，国内采购成本低廉，供应充足；

本项目耗用的能源主要是电力，本项目所在莆田地区拥有装机容量为72 万千瓦的湄洲湾火电厂、装机容量为8×35 万千瓦的燃气电厂以及建设规模为19×850 千瓦的南日风电厂，电力资源充沛，电价低廉。 附：

项目建设及设备清单：

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