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钢铁行业分析报告
2017年钢铁行业分析报告
目录
背景——我国钢铁工业产量大、体系全、污染重................................................................................................1我国粗钢产量连续三年超过8亿吨...............................................................................................................1
我国拥有产业链最完整的钢铁工业体系.......................................................................................................2
钢铁工业污染物排放种类多,总量大...........................................................................................................2
钢铁工业排放标准体系日渐完善...........................................................................................................................3现行标准于2012年出台,2017年部分进行内容修订.................................................................................3
特别排放限值已在全国重点控制区实施.......................................................................................................3
标准修订重点关注无组织排放颗粒物...........................................................................................................4
焦化、烧结是现阶段钢铁行业减排的主要阵地...................................................................................................5焦化、烧结装置是钢铁行业大气污染物排放的主要来源............................................................................5
钢铁工业十三五规划重点关注焦化、烧结烟气治理....................................................................................6
焦化和烧结装置提标幅度较大,环保部特许预留改造时间........................................................................7
焦化和烧结行业脱硫脱硝市场空间最高可达700亿....................................................................................7
诸多政策利好下,钢铁工业环保投资机会显现...................................................................................................9环保强化督查、排污许可制实施将共同推进钢铁企业环保设备投资........................................................9
推行第三方治理为大气环保公司带来巨大的盈利机遇................................................................................9
钢铁工业废气治理竞争格局尚未稳定...........................................................................................................9
推荐标的.........................................................................................................................................................10
图表目录
图1:
我国过去十年粗钢年产量(亿吨)............................................................................................................1图2:
2016年世界各国粗钢产量(亿吨)...........................................................................................................1图3:
钢铁工业生产流程图....................................................................................................................................2图4:
钢铁工业相关标准发布、修改、实施时间节点.........................................................................................5
表1:
钢铁工业大气污染物种类与主要来源........................................................................................................2表2:
钢铁工业大气污染物相关标准....................................................................................................................3表3:
钢铁生产流程部分工序及设施大气污染物标准特别排放限值(mg/m3,二噁英类除外)................4表4:
钢铁工业大气污染物无组织排放主要控制措施.........................................................................................4表5:
钢铁工业二氧化硫排放构成........................................................................................................................5表6:
钢铁工业颗粒物排放构成............................................................................................................................5表7:
钢铁工业颗粒物排放构成............................................................................................................................6表8:
钢铁工业十三五规划绿色改造升级重大工程.............................................................................................6表9:
焦化厂主要污染物已有项目、新建项目、特别限值对比(mg/m3).....................................................7表10:
烧结(球团)厂主要污染物已有项目、新建项目、特别限值对比(mg/m3)....................................7表11:
在实际工程中已有应用的脱硫脱硝技术...................................................................................................8表12:
焦化和烧结工业脱硫脱硝改造投资空间估算...........................................................................................9
背景——我国钢铁工业产量大、体系全、污染重
我国粗钢产量连续三年超过8亿吨
钢铁是工业的粮食,是人类使用最多的金属材料,在社会生产生活的各个领域都有着广泛的应用,是不可或缺的战略性基础工业品。
钢铁工业以铁、钢、钢材、工业纯铁和铁合金为主要产品,是一个国家的重工业基础,也是是衡量一个国家综合国力和工业化水平的重要因素。
我国是当之无愧的钢铁大国,新世纪以来的十几年间,我国钢铁工业迅猛发展,粗钢产量快速增加,常年位居世界第一,2014年我国粗钢产量达8.23亿吨,约占世界粗钢产量的49.5%。
虽然自2016年以来,我国钢
铁工业去产能加速,但产量仍然保持在8亿吨左右。
我国也是钢铁出口大国,2016年我国累计出口钢材1.08亿吨,连续两年突破一亿吨,出口地区遍布东盟、中东、韩国、美国等地区与国家。
图1:
我国过去十年粗钢年产量(亿吨)
9.00
8.00
7.00
6.00
4.895.00
5.68
6.27
6.837.17
7.798.238.048.08
5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
4.19
20062007200820092010201120122013201420152016
图2:
2016年世界各国粗钢产量(亿吨)
98.08
8
7
6
5
4
3
2
1
0
1.040.960.790.710.690.420.330.30.240.230.220.190.180.15
中日印国本度大
陆
美俄韩德国罗国国
斯
土巴乌意中墨伊法耳西克大国西朗国其兰利台哥
湾
我国拥有产业链最完整的钢铁工业体系
我国钢铁工业体系完善。
“十二五”时期,我国已建成全球产业链最完整的钢铁工业体系,提供了国民经济发展所需的绝大部分钢铁材料。
目前全国共有钢铁企业1400余家,包括钢铁联合企业约650家,独立球团厂约53家,独立轧钢厂约700家。
钢铁工业一般需要烧结和球团、炼铁、炼钢、轧钢等生产流程,考虑到炼铁需
要大量焦炭作为原材料,因为本报告中将焦化(炼焦)流程并入相对广义的钢铁工业中。
1)焦化:
炼焦煤按生产工艺和产品要求配比后,装入隔绝空气的密闭炼焦炉内,经高、中、低温干馏转化为焦炭、焦炉煤气和化学产品,其中焦炭将作为铁矿石炼铁的还原剂。
2)烧结和球团:
将细粒或粉状的铁矿通过反应变成块状物料。
其中烧结是指铁粉矿等含铁原料加入熔剂和固体燃料,按要求的比例配合,加水混合制粒后,平铺在烧结机台车上,经点火抽风,使其燃料燃烧,烧结料部分熔化粘结成块状。
球团是指铁精矿等原料与适量的膨润土均匀混合后,通过造球机造出生球,然后高温焙烧,使球氧化固结的过程。
3)炼铁:
采用高炉冶炼生铁,从高炉上部装入的铁矿石、燃料和熔剂向下运动,下部股如空气燃料燃烧,产生大量的高温还原性气体向上运动;炉料经过加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫等一系列物理化学过程,最后生成液态炉渣和生铁。
4)炼钢:
将炉料(如铁水、废钢、海绵铁、铁合金等)熔化、升温、提纯,使之符合成分和纯净度要求的过程,涉及的生产工艺包括:
铁水预处理、熔炼、炉外精炼(二次冶金)和浇铸(连铸)。
5)轧钢:
钢坯料经过加热通过热轧或将钢板通过冷轧轧制成所需要的成品钢材,也包括在钢材表面涂镀金属或非金属的涂、镀层钢材的加工过程。
图3:
钢铁工业生产流程图
资料来源:
公开资料,
钢铁工业污染物排放种类多,总量大
钢铁工业是我国工业领域主要排污大户之一,根据2015年环境统计年报,二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘排放量分别为173.6万吨、104.3万吨、357.2万吨,占重点调查工业企业排放量的比例分别为12.4%、9.6%、32.2%。
2015年焦化行业主要污染物烟粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放量分别为28.3万吨/年、36.5万吨/年、24.6万吨/
年,占全国工业烟粉尘、二氧化硫、氮氧化物排放量比例分别为1.9%、2.1%、1.7%。
表1:
钢铁工业大气污染物种类与主要来源
生产流程
污染物种类
主要来源
焦化
颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、苯并芘、
氨、硫化氢、酚类、苯
焦炉烟囱,装煤,精美破碎、焦炭破碎、筛分及转运
烧结(球团)
颗粒物(烟尘)、二氧化硫、氮氧化物、
物料混合、破碎、冷却、筛分、转运等生产过程中产生的含尘废气以
氟化物、重金属和二噁英及焙烧过程产生的烟气
炼铁粉尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳供料、煤粉制备系统产生的废气,出铁场废气、热风炉废气
烟尘、粉尘、一氧化碳、氟化物(其成炼钢
份为CaF2)及二噁英
颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氯化氢、轧钢硫酸雾、铬酸雾、硝酸雾、氟化物、芳
香烃和脂肪烃
转炉炼钢过程中,铁水兑入、辅料加入、吹氧、出渣、出钢等均有大量的含尘烟气产生
热轧含尘废气主要产生在精轧机组,冷轧含尘废气主要产生在拉矫机、焊接机、酸再生系统
资料来源:
公开资料,
钢铁工业排放标准体系日渐完善
现行标准于2012年出台,2017年部分进行内容修订
我国已经建立起相对完善的钢铁工业大气污染物排放国家标准。
2012年,环保部发布了焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢大气污染物排放国家标准,标准中给出了已有项目、新建项目污染物排放限值和特别排放限值,并已经从2012年10月1日起实施。
同时部分钢铁大省出台了更加严格的钢铁工业大气污染物地方标准。
表2:
钢铁工业大气污染物相关标准
起始实施时间
标准编号
标准名称
2012.10.1
GB16171-2012
炼焦化学工业污染物排放标准
2012.10.1
GB28662-2012
钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准
2012.10.1
GB28663-2012
炼铁工业大气污染物排放标准
2012.10.1
GB28664-2012
炼钢工业大气污染物排放标准
2012.10.1
GB28665-2012
轧钢工业大气污染物排放标准
2013.9.1
DB37/990-2013
山东省钢铁工业污染物排放标准
2015.3.1
DB13/2169-2015
河北省钢铁工业大气污染物排放标准
资料来源:
环保部、地方环保厅,
2017年6月13日,环保部发布《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿),其中钢铁行业五个生产流程的排放标准均有涉及。
此次标准修订对钢铁工业物料(含废
渣)运输、装卸、储存、转移、输送以及生产工艺过程全面增加无组织排放控制措施要求。
除此之外,本次标
准修订还修改《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》(GB28662-2012)大气污染物特别排放限值,增加烧结烟气基准含氧量要求。
特别排放限值已在全国重点控制区实施
早在2013年2月27日,环保部已经发布《关于执行大气污染物特别排放限值的公告》,要求在京津冀、长三角、珠三角等重点控制区的火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工等六大行业以及燃煤锅炉项目执行大气污染物特别排放限值。
京津冀地区钢铁工业执行大气污染物特别排放限值已超过四年之久。
2017年5月18日,环保部发布《关于京津冀及周边地区执行大气污染物特别排放限值的公告(征求意见稿)》,要求包括京津冀在内的“2+26”城市火电、钢铁等行业自2017年10月1日起执行大气污染物特别排放
限值。
同时意见稿特别指出,考虑到炼焦行业过去没有要求执行特别排放限值,且当前达标率又普遍不高,建
设脱硝工程施工期较长,炼焦企业执行特别排放限值时间也定于2018年6月1日。
另外,钢铁烧结球团行业修订加严特别排放限值,对该行业预留更多的改造时间,执行特别排放限值时间定于2018年6月1日。
表3:
钢铁生产流程部分工序及设施大气污染物标准特别排放限值(mg/m3,二噁英类除外)
生产流程生产工序/设施颗粒物二氧化硫
氮氧化物
(以NO2计)
氟化物
(以F计)
二噁英类
(ng-TEQ/m3)
焦化焦炉烟囱3030150//
烧结、球团烧结机、球团焙烧设备
40(a)
20(b)
180(a)
50(b)
300(a)
100(b)
40.5
热风炉15100300//
炼铁
高炉出铁场15
转炉(一次烟气)50////
炼钢钢渣处理100////
电炉////0.5
热轧精轧机20////
轧钢
热处理炉15150300//
资料来源:
环保部,注1:
(a)表示2017年环保部发布《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿)之前的特别排放限值,(b)表示该文件发布之后的特别排放限值;注2:
“2+26”城市焦化和烧结相关特别排放标准将于2018年6月1日起实施
标准修订重点关注无组织排放颗粒物
无组织排放是指非密闭式工艺过程中的无组织、间歇式的排放,污染物在生产材料准备、工艺反应、产品精馏、干燥、卸料等工艺过程中,通过蒸发、闪蒸、吹扫等方式逸散到大气中。
相比于有特别排放口的有组织排放,无组织排放控制和治理难度更大。
2012年发布的钢铁行业五个国家标准仅对不同生产流程无组织排放限值作出规定,炼焦标准规定了颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、苯并芘、氨等多种污染物作出浓度限制,其余四个标准只对颗粒物浓度作出限制,其中对有厂房生产车间的颗粒物浓度限值为8mg/m3,对无完整厂房车间的颗粒物浓度限值为5mg/m3。
2017年6月13日,环保部修改五个钢铁工业国家标准,对物料(含废渣)运输、装卸、储存、转移、输送以及生产工艺过程,区分一般地区和重点地区,全面增加颗粒物无组织排放控制措施要求,为达到标准限值提供方法指导。
标准规定,新建项目无组织排放控制措施要求自修改单发布之日起执行,现有企业无组织排放
控制措施要求自2019年1月1日起执行,其中京津冀大气污染传输通道城市自2017年10月1日起执行。
表4:
钢铁工业大气污染物无组织排放主要控制措施
生产流程
控制对象
主要控制措施
焦化
煤场及运输系统、装煤出焦、焦炉炉体、化产
喷水抑尘装置、集气罩、密闭罩、除尘设施、净化设施、地面除尘站
烧结、球团
原料及运输系统、烧结及球团焙烧
喷淋抑尘、集气罩、密闭罩、除尘设施、加湿系统
炼铁
原料及运输系统、高炉冶炼
防风抑尘网、堆料覆盖剂、集气罩、屋顶罩、除尘设施、加湿系统
炼钢
原料及运输系统、炼钢、其他工序
封闭料场、集气罩、除尘设施、加湿系统、洒水抑尘
轧钢
清洗、酸洗、碱洗、电镀、后处理、喷涂
除雾器、废气收集系统、气体收集处理系统
资料来源:
环保部,
图4:
钢铁工业相关标准发布、修改、实施时间节点
资料来源:
环保部,
焦化、烧结是现阶段钢铁行业减排的主要阵地
焦化、烧结装置是钢铁行业大气污染物排放的主要来源
焦化和烧结两个生产流程是钢铁工业大气污染物排放的重要来源。
截至2015年底,我国共有焦化厂602家,其中独立焦化企业数量和产能占比分别为77.8%、73.3%。
2014年我国拥有各类机械化焦炉1392座,形成机焦生产能力58747万吨。
截止2015年底,我国共有烧结机约1200台,烧结机面积约15.7万m2。
我国烧结矿产量8.57亿吨,球团矿产量1.49亿吨。
在钢铁工业各个生产流程中,焦化和烧结两个生产流程产生和排放大气污染物排放占比较高。
焦化和烧结装置所产生和排放的SO2超过整个钢铁工业总排放量的三分之二,所排放的NOx约占整个钢铁工业的三分之二,产生的颗粒物超过整个钢铁工业的一半,排放的颗粒物超过整个钢铁工业
的40%。
表5:
钢铁工业二氧化硫排放构成
生产流程
产量(万吨)
产量占比
排放量(万吨)
排放量占比
焦化
13643
33.27%
48.3
34.40%
烧结
14473
35.30%
46.6
33.26%
炼铁
10722
26.15%
8.5
6.07%
动力及发电燃煤
2163
5.28%
36.8
26.27%
资料来源:
《我国钢铁工业能耗与大气污染物排放量》,注:
文献发表于2000年,产量与排放量与目前情况相
比存在一定差别,产量占比和排放量占比具有一定参考价值
表6:
钢铁工业颗粒物排放构成
生产流程
产量(万吨)
产量占比
排放量(万吨)
排放量占比
焦化
13643
25.68%
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