琉璃砖
王晋麟
工业企业在生产过程中如果不加治理的话都会或多或少产生对自然环境有污染作用的废弃物质。制砖工业也不例外，并且因量大面广，相对来讲还是比较大的污染户。特别是“禁实”二氧化碳减压器
后以煤矸石、粉煤灰为原料生产砖瓦产生的废气对大气环境的影响更是越来越引起大家的重视，乃至于被一些专业人士、权威人士视为决定煤矸石、粉煤灰烧结砖应否存在与发展的首要的因素。 那么，煤矸石、粉煤灰烧结砖生产过程中排放SO2究竟有多么严重？下面对全内燃烧结砖生产中SO2 的排放机理粗浅分析。 一、砖瓦焙烧废气中SO2的来源
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。
煤矸石、粉煤灰和原煤一样，所含有硫的种类如下：
黄铁矿FeS2
硫化物硫 蓄电池模拟器 白铁矿FeS2
无机硫 单质硫S 砷黄铁矿
硫酸盐硫 石膏CaSO4?2H2O
全硫 绿矾FSO4?7H2O
硫醇或醚基化合物R-SH
硫醚R-S-R
有机硫 噻吩类杂环硫化物
硫醌化合物
其他有机硫
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SO2yig滤波器等硫氧化物，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：
.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。
.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。
.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。
.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。
二、燃烧的过程中硫氧化物产生机理
当煤或煤矸石作为一次能源燃料的燃烧，是可燃混合物的快速氧化过程，这个过程首先是能量的释放，同时伴随燃烧过程燃料中参与燃烧的各元素转化为相应氧化物的氧化物排放。
燃料中所含硫燃烧后产生产的硫氧化物主要指二氧二硫（SO2）和三氧化硫（SO3）。一般烟气中的SO3的浓度相当低，只占SO2生成量的1%～5%。其他生成物如一氧化硫（SO）及其二聚物［（SO）2］，一氧化二硫（S20）及硫化氢（H2S）均很少，而且化学反应能力都很强，能迅速被氧化为SO2，所以它们在各种氧化反应中仅以中间过渡形式出现。
单质硫的燃烧反应为：S+02=SO2
SO2+
O2=SO3
硫铁矿的燃烧反应为：4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
SO2+
O2=SO3
有机硫的燃烧反应为：CH3CH2
CH3CH2
2H2S+3O2=2SO2+2H2O
从以上分析中可以明确当煤或煤矸石被完全燃烧时：
.煤或煤矸石中只有可燃硫才参与燃烧过程，被氧化为SO2和少量的SO3;
.当1吨煤含硫量为1%时，则约含硫为10kg（是指单质硫与硫化合物折纯计算量之和）。那么，同矿的煤矸石含硫约为0.3%～0.6%，即为则约3～6kg/t；
.煤中的可燃硫只占所含全硫的80%～90%，所以当不采取固硫措施，硫完全燃烧产生SO2的转化率实际检测统计为80%～85%，另外有1%～5%的可燃硫被氧化成SO3。也就是说含硫量1%的煤完全燃烧后其SO2的产生量为16～17kg/t。煤矸石中的可燃硫仅占所含硫总
量的30%～60%，当含硫为1%的煤矸石完全燃烧后其SO2的产生量为6～12kg/t二次沉淀池，而实际会更少（后面将说明：煤矸石中天然含有固硫作用的碱性物质会减少SO2气体生成）。
粉煤灰是原煤燃烧后的灰烬，其中含硫量无论多少绝大多都为非可燃硫。作为二次燃料烧砖时产生SO2则更少，一般只有其含硫量的10%～20%，即含硫量为回程间隙1%的粉煤灰，再次完全燃烧时产生SO2量约为2～4kg/t。
三、燃烧时的固硫、脱硫机理。
实际上煤或煤矸石燃烧时因天然含有碱性物质的固硫、脱硫作用，产生SO2的转化率比上面测算的要低。不加治理措施的燃煤锅炉自身的脱硫效率为20%～30%，燃料中的碱性物质在燃烧过程中，有的可以吸收SO2而生成含硫固态物，有的则阻止SO2的分散逸出，总而减少SO2气体的产生，使硫产生SO2的转化率降低许多。在环保工程上广泛将具有固硫、脱硫作用的碱性物质加在煤中同时燃烧，达到烧煤脱硫的效果，比如型煤固硫技术、循环流化床脱硫技术等，实际可达到固硫率40%～75%的效果，使硫产生的转化率降到20%～50%。煤矸石和其他制砖原料含有的天然碱性矿物、硅酸盐矿物的比煤多的多，混合后制成砖坯的固硫机理和型煤固硫原理一致，焙烧时产生SO2的数量大大减少。最有效
的固硫物质是钙系物质，它们的固硫机理如下：
