烧结砖瓦的各种窑炉在生产过程产生的废气含有的有害物质中最主要的是硫氧化物(主要是SO2),来源于提供焙烧热量的煤或含煤可燃物质中所含的硫。
烧结砖焙烧用的燃料主要是煤,或是可以替代原煤的可燃物料,如煤矸石、炉渣、粉煤灰、煤泥等,过去基本上均是作为内掺燃料和其他原料混合制坯后焙烧的。自从国家禁止使用粘土制砖后,被广泛使用的代用品除页岩、河泥、湖泥外,更多的则是煤矸石、粉煤灰、炉渣等工业废弃物,发展了全煤矸石砖、高掺量煤矸石和粉煤灰砖生产工艺技术。这当然不是因为它们最适合制砖,而是因它们存量又多又广,而且又最无用,还对环境不断产生十分严重的污染,急待有效治理。煤矸石和粉煤灰作为二次资源被其它行业利用的价值和数量均很小,只有用来生产建材产品才是被大量消纳的有效捷径。从这点来讲,只要能大量有效消纳这些对自然环境已产生并还在不断继续产生严重污染的工业废弃物,无论是烧结砖还是蒸压(蒸养)砖都具有非常积极的意义,特别对那些不适合做蒸压(蒸养)砖的粘土质矸石、泥炭质矸石和含碳高的粉煤灰而言则更是如此。
煤矸石和粉煤灰也均含有硫,以煤矸石为原料的全内燃烧结砖和高掺量粉煤灰全内燃烧结砖,生产过程中均会产生SO2等有害气体。
其中单质硫、硫化物硫、有机硫为可燃硫。只有可燃硫在燃烧时会氧化成SO2等硫氧化物,而硫酸盐硫是不参与燃烧反应的,多残留在燃烧后的灰烬中,是非可燃性硫。
我国各地的煤全硫含量多为0.5%~5%(1吨煤中约含有5~50kg硫)不等。其中多为可燃硫,即有机硫、硫化物硫、单质硫的总量占全硫80%~90%,硫酸盐硫一般在煤中含量较少。煤矸石主要为无机矿物、非金属矿物,其含硫总量一般低于同矿的原煤(约为同矿井原煤含硫的30%~60%),并且煤矸石中硫酸盐硫比例较大,有机硫很少,使得可燃硫总量(主要是单质硫和黄铁矿)占全硫比例较少(约为全硫的30%~60%),而非可燃硫比例则较大。也就是说,煤矸石含硫本身就较少,而含可生成的SO2的可燃硫则更少。
粉煤灰是经电厂锅炉或其他工业窑炉高温燃烧煤或煤矸石后的灰烬,因而粉煤灰中含硫情况与煤的含硫不同:
1.煤或煤矸石在燃烧时已分解放出SO2等硫化物,残留在粉煤灰中的硫总量比未燃前少的多。
2.粉煤灰中含硫大多为非可燃硫,基本没有有机硫,其他可燃硫也较少。
3.燃烧不完全的粉煤灰比燃烧比较完全的粉煤灰含硫多,也就是说同种煤(或煤矸石)在不同燃烧情况下形成的粉煤灰,其含硫量与含碳量成正比。
4.采用固硫燃烧措施后形成的粉煤灰所含硫的比例高,但基本上为固硫后的非可燃硫(多为CaSO4)。也就是说,粉煤灰测定的硫含量不论多少,其基本上为不会燃烧生成SO2的非可燃硫。