2018年钢铁行业环保专题研究报告

２０１８年钢铁行业环保专题研究报告

目录索引

一、必要性：钢铁行业是氮氧化物污染第三大来源，排放标准低导致NO X去除率不及电力热力行业的1/10 (5)

（一）NO

X来源：钢铁烧结、球团工业是氮氧化物污染的重要来源之一 (5)

（二）相比热力、电力行业：钢铁行业NO

X去除率偏低，主因是烧结、球团污染物特别排放限值明显偏高 (7)

二、烧结烟气脱硝适用技术：SCR适合加装改造，活性炭吸附工艺适合新建“除尘-脱硫-脱硝”设备 (9)

（一）钢企现状：除尘、脱硫设备已安装但仍需提升，脱硝设备普遍没有 (9)

（二）脱硝技术：去除率需达50%~75%，选择性催化还原工艺（SCR）适合加装到已有设备，活性炭吸附工艺适合新建“除尘-脱硫-脱硝”设备 (9)

三、电厂脱硝：NO X执行100 MG/M3的特别排放限值，2016年烟气脱硝机组容量占比已达86.7%，SCR技术市场份额达94.65% (11)

（一）标准演变：火电厂大气污染物排放标准历经三次修订，最新标准氮氧化物执行100 MG/M3的特别排放限值 (11)

（二）减排效果：至2016年全国已投运火电厂烟气脱硝机组容量占比已达86.7%，2015年氮氧化物去除率已超50% (13)

（三）环保设备：选择性催化还原技术（SCR）为火电厂脱硝装置主流技术，截止2016年底占比达94.65% (15)

四、钢铁烧结VS燃煤电厂：烧结烟气温度较低导致不能直接使用电厂成熟SCR工艺，烟气预热技术或低温SCR催化剂提高钢企环保成本 (17)

（一）SCR催化剂：催化剂为SCR脱硝技术的核心，按活性温度不同可分为低温、中温和高温催化剂 (17)

（二）钢铁烧结烟气：温度相比燃煤电厂烟气明显偏低，采用预热技术或低温SCR 催化剂将进一步提高钢企环保成本 (19)

五、投资建议：烧结烟气脱硝无法直接使用火电成熟SCR催化剂，预热技术或进口催化剂将进一步加大环保成本，环保落后产能将加速退出 (24)

图表索引

图1：2011~2015年工业占全国NO x排放量比重逐年降低，但仍然为第一大来源，2015年占比达64.45% (5)

图2：2015年黑色金属冶炼及压延加工业均为第三大NO x排放来源，占比为8.83% (5)

图3：钢铁行业各工序的生产过程排放的污染物成分复杂，种类繁多 (6)

图4：2015年钢铁行业NO x排放量占黑色金属冶炼及压延加工业排放量的52.83% (6)

图5：烧结、球团过程NO x排放量占钢铁企业NO x总排放量的45.98%，为第一大来源 (6)

图6：2015年黑色金属冶炼及压延加工业NOx去除率仅为4.31%，大幅落后电力、热力生产和供应业的51.80% (7)

图7：2016年全国已投运火电厂烟气脱硝机组容量占比已达86.7% (14)

图8：全国新投运火电厂烟气脱硝机组容量在2014年达到峰值，2016年已接近尾声 (14)

图9：2012~2015年，火电企业氮氧化物去除量逐年提升，2015年氮氧化物去除率首次突破50% (15)

图10：相比黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业以及全国工业行业平均水平，2012年以来火电企业氮氧化物去除率提升速度最快、幅度最大 (15)

图11：2016年当年签订的火电厂烟气脱硝机组容量中SCR技术占比达89.98% (16)

图12：截止2016年底累计签订的火电厂烟气脱硝机组容量中，SCR技术占比达94.65% (16)

图13：脱硝催化剂主要分为蜂窝式、板式和波纹板式（三角式）三种 (18)

图14：宝钢股份四烧结S-SCR脱硝烟气预加热系统 (21)

图15：宝钢S-SCR脱硝技术可与半干法或湿法脱硫技术联用 (21)

图16：电厂废气满足反应的温度要求 (22)

图17：钢厂可以利用废气余温加热 (22)

表1：现有烧结机、球团焙烧设备氮氧化物特别排放限值相比电力燃煤锅炉明显偏低 (8)

表2：钢铁行业烧结球团过程氮氧化物的控制措施对比 (10)

表3：GB 13223-1996《火电厂大气污染物排放标准》制定了第III时段氮氧化物排放标准 (12)

表4：GB 13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》根据火电厂建设项目时间制定不同的排氮氧化物放控制要求 (12)

表5：GB 13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》规定了100mg/m3的特别排放限值 (13)

表6：SCR催化剂按最佳活性温度分为低温、中温和高温催化剂三类 (18)

表7：蜂窝式、板式和波纹板式催化剂的物理特性的对比 (19)

表8：钢铁烧结烟气与燃煤电厂烟气在温度、波动范围、污染物浓度、含氧量和含湿量等方面的对比 (20)

表9：国内和国外低温SCR催化剂的体系、活性温度以及非电领域应用案例 (23)

一、必要性：钢铁行业是氮氧化物污染第三大来源， 排

放标准低导致NO x 去除率不及电力热力行业的1/10

（一）NO x 来源：钢铁烧结、球团工业是氮氧化物污染的重要来源之一

1、工业生产是我国NO x 排放第一大来源，黑色金属冶炼及压延加工业是NO x 第

三大工业生产来源

根据环保部《全国环境统计公报》统计数据，2011~2015年，工业生产在全国

NO x 排放总量中的占比逐年降低，但仍然为第一大来源。2015年我国工业生产NO x

排放量为1180.9万吨，占全国NO x 排放总量的64.45%，远高于机动车的31.98%、城

镇生活的3.55%和集中式NO x 排放的0.01%。

根据环保部《全国环境统计年报(2011-2015)》统计数据，2015年NO x 排放量位

于前三位的工业生产部门依次为电力、热力生产和供应业，非金属矿物制品业和黑

色金属冶炼及压延加工业。2011~2015年，黑色金属冶炼及压延加工业NO x 排放量

占比呈逐年升高的趋势。

图1：2011~2015年工业占全国NO x 排放量比重逐年降

低，但仍然为第一大来源，2015年占比达64.45%

图2：2015年黑色金属冶炼及压延加工业均为第三大NO x 排放来源，占比为8.83%

数据来源：《全国环境统计年报》、广发证券发展研究中心 数据来源：《全国环境统计年报》、广发证券发展研究中心

2、烧结、球团过程NO x 排放量为钢铁企业废气第一大来源

钢铁行业各工序的生产过程排放的污染物成分复杂，种类繁多，污染物除SO 2、

NO x 、烟（粉）尘外，还包括二噁英、氟化物、硫化物、氨类等。根据Hu Chang-qing

等人于2008年发表于《Journalof Iron and Steel Research, International 》期刊上的

《Sulfur flow analysis for new generation steel manufacturing process 》一文，长

流程钢铁企业输入的硫素有90%以上来源于燃料（主要是焦炭和煤炭），排放入大

气的硫素主要来自烧结、球团、炼铁等生产流程；根据段菁春等人于2013年3月发

表于《环境污染与防治》期刊的《钢铁行业氮氧化物控制技术及对策》一文，氮氧

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2012201320142015工业生产城镇生活机动车

集中式排放0%20%40%60%80%100%20112012201320142015其他工业部门黑色金属冶炼及压延加工业非金属矿物制品业

电力、热力生产和供应业