木炭主要成分是碳元素,灰分很低,熱值約27.21~33.49兆焦/千克,此外還有氫、氧、氮以及少量的其他元素,其含量與樹種的關系不大,主要取決于炭化的最終溫度。木炭屬于憎水性物質,灰分含量在6%以內,孔隙占木炭體積7%以上,比重一般為1.3~1.4,發熱量取決于炭化條件,一般在8000千卡/千克左右,木炭的還原能力大于焦炭。木炭有大量的微孔和過渡孔,使它不僅有較高的比表面積,而且孔內焦油物質被排除后將有很好的吸附性能。與氧氣完全燃燒產生二氧化碳,不完全燃燒產生有毒氣體一氧化碳。較為疏松。木炭產品主要分為白炭、黑炭、活性炭、機制炭等四大類。
燃料,電爐冶煉的還原劑,金屬精制時用作覆蓋劑保護金屬不被氧化。在化學工業上常作二硫化碳和活性炭等的原料。用作餅干廠、冶煉廠等的燃料,也用于水的過濾、液體的脫色和制備黑色火藥等。還在研磨、繪畫、化妝、醫藥、火藥、滲碳、粉末合金等各方面應用。
木炭行業發展現狀分析
木炭在我國的應用歷史悠久,商代的青銅器和春秋戰國時代鐵器的冶煉就開始使用木炭作為燃料。近年來我國木炭產量逐年下降,據統計,截至2020年我國木炭產量為81.2萬噸,與2020年持平。
據統計,2020年全球木炭產量為2680.92萬噸,與2020年產量基本持平。近年來我國木炭產量逐年下降,據統計,截至2020年我國木炭產量為81.2萬噸,與2020年持平。世界上用作燃料的木材中,約17%被轉化為木炭,2020年世界木炭產量約為2680.92萬噸。
國木炭產量與表觀需求量之間常年存在一定缺口,木炭需求量高于木炭供應量,據統計,2021年我國木炭進口量為26.15萬噸,出口量為8.47萬噸,截至2022年1-2月我國木炭進口量為4.83萬噸,同比增長70.41%,出口量為1.36萬噸,同比增長0.79%。
近幾年,我國不斷加大生態環境建造力度,大力實施天然林維護工程,制止采伐林木、限用天然林木炭、嚴禁土窯燒炭,機制木炭逐漸取代原木木炭。機制木炭同傳統木炭相比有熱值高、灰分少、無污染、耐燒時間長、易包裝等特點,但同時成本也更加高。因此2021年我國木炭出口價格維持在2000-2500美元/噸左右。而部分東南亞地區主要出口原木木炭,由于原料成本和人工成本有絕對優勢。因此2021年我國木炭進口價格在300-350美元/噸左右。
木炭行業市場供需分析
木炭是發展中國家家庭和小企業的重要能源來源。超過24億人仍然依賴木炭作為生產活動的主要燃料。據統計,2020年全球木炭產量為2680.92萬噸,與2020年產量基本持平。2021年中國木炭市場整體規模為44.59億元,較2020年規模有所回升,增加了4.62%,但相比2019年仍存在一定的差距。
近幾年,我國不斷加大生態環境建造力度,大力實施天然林維護工程,制止采伐林木、限用天然林木炭、嚴禁土窯燒炭,機制木炭逐漸取代原木木炭。機制木炭同傳統木炭相比有熱值高、灰分少、無污染、耐燒時間長、易包裝等特點,但同時成本也更加高。因此2021年我國木炭出口價格維持在2000-2500美元/噸左右。而部分東南亞地區主要出口原木木炭,由于原料成本和人工成本有絕對優勢。因此2021年我國木炭進口價格在300-350美元/噸左右。
木炭的上游主要為木材或其他木質原料(白炭原料:硬闊葉材中的殼斗科、榆科樹木;黑炭原料:主要為軟闊葉薪炭材;活性炭原料:煤、木材、果殼等;機制炭原料:鋸末、刨花、竹屑、稻殼、棉殼、玉米稈等廢物),下游應用范圍廣泛,包括食品、制藥、冶金、農業等行業。
以前木炭就用來冶煉鐵礦石,木炭與焦炭熔煉的生鐵,即使化學組成相同,其結構與機械性質仍不相同。木炭冶煉的生鐵一般具有細粒結構,鑄件緊密,沒有裂紋的特點,用木炭生產的生鐵含雜質少,適于生產優質鋼。由于木炭具有還原性,所以在冶金工業可以用來還原礦石冶煉金屬。在有色金屬生產中,木炭常用作表面助熔劑,當有色金屬熔融時,表面助熔劑在熔融金屬表面形成保護層,使金屬與氣體介質分開,既可減少熔融金屬的飛濺損失,又可降低熔融物中氣體的飽和度。
木炭在日常生活中用途極為廣泛,需求很大,多用于高端無煙燒烤、冶金工業和取暖等。根據數據顯示,2019年我國木炭表觀消費量為113.9萬噸,同比增長15.44%;截至2020年我國木炭表觀消費量為102萬噸,同比下降10.45%。
近年來我國木炭產量逐年下降,據統計,截至2020年我國木炭產量為81.2萬噸,與2020年持平。我國木炭產量與表觀需求量之間常年存在一定缺口,木炭需求量高于木炭供應量,據統計,2021年我國木炭進口量為26.15萬噸,出口量為8.47萬噸,截至2022年1-2月我國木炭進口量為4.83萬噸,同比增長70.41%,出口量為1.36萬噸,同比增長0.79%。截至2022年1-2月我國木炭進口金額為0.16億美元,同比增長67.19%,出口金額為0.26億美元,同比增長6.12%。
2021年7月1日,國家發展改革委印發《“十四五”循環經濟發展規劃》,強調了三個重點任務,分別是構建資源循環型產業體系,提高資源利用效率;構建廢舊物資循環利用體系,建設資源循環型社會;深化農業循環經濟發展,建立循環型農業生產方式。
木炭作為一種新興的功能性生物質炭,具有吸附、遠紅外效應和電磁屏蔽等特性。通過添加多孔、高比表面積的木炭有利于與聚合物基體產生機械互鎖或吸附作用,可有效促進填料界面與聚合物基體之間的鍵合,從而增強綜合性能。木炭在生物可降解聚酯應用的研究剛剛興起,石油基聚合物與木炭的復合材料研究進展可提供較好的借鑒。本領域可在木炭微觀形貌控制、表面特性改進、木炭與聚酯聚集態調控、降解性能和阻燃性能等方面開展進一步深入研究。
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