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随着汞污染问题的日益严峻,燃煤烟气汞的排放控制成为我国迫切需要解决的问题。研究显示活性炭是有效的脱汞吸附剂,但高昂的使用成本限制了活性炭喷射技术在我国的推广,因而当前的任务是开发一种廉价且高效的吸附剂。褐煤煤焦凭借原料充足、容易获取和价格低廉的优势,被认为是具有发展前景的可替代吸附剂,因此对煤焦吸附单质汞性能和机理的研究对于开发新型吸附剂具有重要意义。本文利用内蒙古褐煤在实验室制备煤焦,并对煤焦进行KOH扩孔改性以及化学改性,主要研究了煤焦改性前后的脱汞机理,探索了煤焦比表面积和孔容积、表面官能团、烟气组分、温度等因素对煤焦脱汞性能的影响。为探究煤焦热解条件对煤焦脱汞性能的影响,本文利用管式炉在不同条件下制备煤焦并进行吸附实验研究。分别在700℃和520℃温度条件下制备煤焦以研究温度的影响;在慢速升温和快速升温条件下制备煤焦以研究升温速率的影响;700℃温度下分别保温5、30和60min以研究停留时间的影响。检测结果表明,较高热解温度、慢速升温热解以及延长停留时间有利于煤焦获得更高的比表面积和更大的孔容积;吸附实验表明,微观结构发达的煤焦的汞吸附效率较高,同时在700℃停留60min煤焦的脱汞性能最优。为进一步探究吸附剂微观结构对脱汞性能的影响,采用KOH对煤焦进行改性。KOH改性煤焦的比表面积和孔容积显著增加,有效地改善了煤焦对单质汞的脱除性能,并且其脱汞效率随着KOH/煤焦比例的增大而提高。原始煤焦对单质汞的吸附以物理吸附作用为主,吸附效率低且稳定性差,为进一步获得高效且廉价的吸附剂,对煤焦进行酸溶液浸渍改性和负载改性。由于酸溶液的刻蚀作用,改性煤焦的孔容积和比表面积略微增加。同时,硝酸改性煤焦表面明显增加含氮、COO等官能团,而盐酸改性煤焦表面增加官能团Cl-C-Cl。酸改性煤焦的单质汞吸附效率和稳定性得到明显提高,表明官能团能够为氧化吸附单质汞提供有效活性位点。采用KI、KCl对煤焦改性,研究卤素对煤焦脱汞性能的影响;采用CuCl2、FeCl3和Cu（NO3）2对煤焦负载改性,重点考察Cu2+、Fe3+对煤焦脱汞性能的影响。检测结果表明,由于负载改性煤焦的部分微孔被堵塞,导致其比表面积减小以及物理吸附作用被削弱。负载改性煤焦的单质汞吸附实验结果表明,脱汞效率的大小顺序为:CuCl2>KI>FeCl3>KCl>原始煤焦>Cu（NO3）2。本文对脱汞性能得到改善最为显著的CuCl2改性煤焦的脱汞机理进行深入研究,实验结果表明,CuCl2改性煤焦脱汞效率与温度呈负相关;随着负载浓度的增加,改性煤焦由于部分微孔被堵塞导致比表面积和孔容积减小,阻碍汞原子向孔隙内部扩散。吸附实验结果表明,最佳的Cu负载量为1.08%,1.08%-CuCl2改性煤焦的脱汞效率能够长时间维持95%以上。HCl和O2能够与单质汞发生氧化反应,从而对CuCl2改性煤焦脱汞具有促进作用,且Cu对HCl与单质汞的反应具有催化作用。SO2则对CuCl2改性煤焦脱汞具有抑制作用。利用XPS的检测手段对CuCl2改性煤焦的脱汞机理进一步探究,结果表明CuCl2与Hg0发生化学反应生成CuCl和HgClX。