汞通常具有挥发性、易迁移性、持久性以及生物富集性,可以随大气在全球范围内扩散,在甲基化作用下可生成易于被人体吸收的高毒性甲基汞,对人类和环境产生了极大威胁,使其成为广泛关注的全球污染物之一。工业燃煤锅炉汞排放是大气中汞的主要来源,因此有效控制燃煤汞的排放,并开发出具有发展前景的汞污染控制技术是我国环境汞污染控制的重中之重。利用现有脱硫脱硝装置实现同时脱除烟气中汞的处理是一种经济、高效的技术方式。目前活性焦因其脱除性能优越和价格低廉的优点已经广泛应用于燃煤电厂脱硫处理,其联合脱硫脱硝技术也日趋成熟,但是针对联合脱硫脱硝脱汞的研究相对较少。所以,积极研究活性焦脱汞机理,开发具有高脱汞性能且可同时脱除硫氧化物和氮氧化物的工业用活性焦,对燃煤汞污染控制具有重要的理论和现实意义。本文陈述了汞的主要理化性质、主要存在形态、污染现状、对人类和环境的危害以及主要来源;论述了国内外在燃煤烟气中汞污染控制方面的主要技术方法;介绍了关于活性焦的基本知识以及其在烟气净化方面的应用;论述了活性焦联合脱硫脱硝脱汞技术的基本原理和工艺流程。本研究以脱硫用活性焦为载体,分别用硫酸、硝酸以及高氯酸作为改性剂处理活性焦以获得相应的吸附剂样品。在实验室条件下将制得的改性活性焦用于模拟燃煤烟气中元素汞的去除,考察其脱汞性能,并结合理论分析实验结果,得出影响酸改性活性焦脱除元素汞的关键因素,以期开发出适合推广的高效脱汞技术。实验部分首先运用酸浸泡的方法制备了酸改性的活性焦吸附剂,研究了不同改性用酸种类、改性用酸浓度、反应温度以及烟气组分对活性焦样品脱除Hg0的影响;运用BET、XPS以及FTIR等手段对反应前后的吸附剂进行表征分析,研究改性方法对活性焦表面性质的影响以及Hg00在活性焦样品表面的物理化学行为,阐明酸改性对活性焦脱除Hg0的作用机理。实验结果表明:酸活化能明显提高活性焦的脱汞能力,且在不同种类酸活化的活性焦样品中,高氯酸样品脱汞效率最高,最优活化用酸浓度为4.5 mol/L;吸附剂在脱汞反应中的最优反应温度为160 ℃C;NO和高浓度的SO2可以促进汞的氧化,氧气的加入可在一定程度上进一步提高脱汞效率,当不存在O2时,中等浓度的SO2会抑制汞的脱除;烟气中加入水蒸气后,吸附剂的脱汞效率有所下降。XPS和FTIR的结果说明:活性焦被高氯酸活化后,其表面生成了大量可以氧化Hg0的化学吸附氧、含氯官能团以及可以促进S02对Hg0脱除的芳香族官能团;高氯酸改性活性焦上发生的脱汞反应产物主要是HgO和HgCl2。机理分析表明:除物理吸附外,Hg0的去除主要通过两个途径,一是Hg0与吸附剂表面的化学吸附氧反应生成HgO;二是吸附在活性焦上的含氯官能团氧化Hg0生成氯化汞。研究结果表明:在模拟烟气条件下,活性焦可以在长时间内保持较高的脱汞效率,这一结果为活性焦在将来联合脱硫脱硝脱汞的工业应用中广泛推广打下了坚实的基础。