针对燃煤电厂所排放的汞污染,活性炭汞吸附剂喷射法具有较好的效果。但是,活性炭成本较高导致该技术无法大面积推广。生物焦由于具有较好的孔隙结构及丰富的表面化学特性已成为极具发展潜力的活性炭替代品。燃煤电厂烟道的高温贫氧环境,可为生物质的热解提供必要的能量,将生物质喷射入尾部烟道完成生物焦的制备,并随烟气流动在适宜的温度区间吸附烟气中的单质汞。由于生物焦的制备时间极短,与快速热解的特点相吻合,所以,有必要研究快速热解条件下制备的生物焦对单质汞的吸附性能。本论文采用核桃壳生物质为原料在自行设计的滴管炉试验台上进行快速热解制取生物焦,利用热重分析仪、氮气吸附脱附仪、FT-IR分析仪、VM-3000汞测量仪对生物焦的微观特性及吸附特性进行了表征分析。本论文自行设计了一套快速热解实验装置,可实现生物质的连续变温热解,生物质颗粒在其中停留时间可达4-6s。通过对不同粒径范围的生物质研究表明,106-150μm的生物质所制备的生物焦吸附性能最佳,生物质在下降过程中会发生了颗粒团聚现象,粒径越小颗粒团聚程度越强,阻碍传质传热过程,不利于孔隙结构的发展。此外,随热解温度的提高,生物焦汞吸附性能及孔隙结构参数在同步提高,表面官能团含量却随之降低。其中吸附能力最佳的是106-150μm粒径范围内的生物质在800-1000℃制备的生物焦。在此基础上,选取了三种氧气浓度(3%、5%、7%)和三种二氧化碳浓度(10%、15%、20%),进一步探究了热解气氛对其微观特性的影响。结果表明,氧气的存在会降低生物焦表面官能团的含量,即氧气对生物焦的热解起促进作用。孔隙结构参数在5%氧气浓度时出现拐点,呈现先降低后升高的趋势,孔隙参数最佳的为7%氧气浓度。二氧化碳也可得到相似的规律,但影响程度较小。从生物焦的汞吸附特性可知,随着热解温度的提高,其汞吸附性能同步升高,吸附性能最强的是800-1000℃制备的生物焦。同时对其进行吸附动力学研究发现,在500-700℃、600-800℃下制备的生物焦对单质汞的吸附以化学吸附为主;随热解温度的升高,生物焦表面官能团含量开始下降,孔隙发育趋于完全,物理吸附成为其主要控速步骤。本论文通过改变吸附条件来进一步探究生物焦对单质汞的吸附机理。提高入口汞浓度可适当的增大生物焦的累积汞吸附量,随着入口汞浓度的进一步提升,生物焦的累积汞吸附量逐渐趋于一定值。吸附温度的与生物焦的吸附性能呈现出负相关,即随着吸附温度的升高,生物焦的累积汞吸附量大幅下降。含氧吸附气氛能促进生物焦对单质汞的吸附,7%氧气浓度相比于纯氮气气氛,10000s吸附时间内,累积汞吸附量提高26.32%。二氧化碳可显著提高生物焦的汞吸附能力,20%二氧化碳浓度与纯氮气气氛相比,累积汞吸附量提高了90%。