摘要：本文大致综述了近年来国内外汞控制技术研究现状，探究了不同吸附剂对汞的脱除效率影响，并对某些吸附剂于不同条件下对汞的吸附效率进行探究对比，得出最佳环境条件。汞的排放控制和实际解决环境问题是一个迫切的重大课题，需要我们投入更多的精力来进行研究。
关键词：氧气浓度；生物质焦；汞脱除；燃煤烟气
- 课题来源
国家、省部纵向项目
- 研究背景
中国能源结构目前主要还是以化石燃料为主，其中煤炭资源有事最主要的化石能源之一。2007年，我国煤炭产量高达25.23亿t，同比增长8.2％；2008年，煤炭产量为27.9亿t；2009年，煤炭产量达到30.5亿t[1]。1980-2007年发电厂煤炭消耗量趋势和大气汞排放趋势如图1以及图2[2]。
煤炭的成分极其复杂，除含有C、H、O、N和S等元素外，还含有Hg、As、Se、Pb和Cd等对环境和人类健康危害较大的痕量元素，在煤炭的燃烧过程中，Hg以颗粒态汞、气态二价汞(Hg2 )和单质汞(Hg0)的形式排放到大气中，并可长时间滞留在大气中，造成全球污染。很久以前，Hg就已经被认为是一种有毒物质，1990年美国发布的空气清洁法案（CAAA）中，汞就被排列在有毒金属物质的第一位。Hg对生态环境的污染影响较缓慢，但其污染持续时间较长，对人类和生态环境造成严重威胁。大气环境中汞的来源可分为自然排放和人为活动排放两大类：汞的自然排放主要形式有火山与地热活动释汞、土壤释汞、自然水体释汞、植物表面的蒸腾作用以及森林火灾释放汞等。汞的人为活动排放主要包括化石燃料燃烧、城市固体垃圾焚烧、水泥生产、氯碱加工和金属冶炼等。目前，在世界范围内，每年自然排放和人类活动排放的总汞量约为6100吨，其中人为活动的汞排放量为2000．3400吨，占总汞排放量的30％-55％。在人类活动造成的汞排放中，燃煤电站的汞排放占主要地位，已经成为全球最大的人为汞排放源。
因此，我国及时地开始关注汞脱除的问题:2009年下发的《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知》中将汞污染防治列为工作重点。2010年5月下发的《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》明确提出建设火电厂汞污染控制示范工程。2011年国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，将汞列入五种主要重金属之一，纳入总量控制的范畴。2011年4月环境保护部发布的《20l1年全国污染 防治工作要点》提出开展全国汞污染排放源调查，对典型区域和重点行业汞污染源进行监测评估，组织开展燃煤电厂大气汞污染控制试点。2011年7月29日环境保护部发布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223.2011)对燃煤电厂汞及其化合物排放浓度限值提出明确的要求。2012年9月国务院批复的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中提出要深入开展燃煤电厂大气汞排放控制试点工作，积极推进汞排放协同控制;实施有色金属行业烟气除汞技术示范工程；开发水泥生产和废物焚烧等行业大气汞排放控制技术；编制燃煤、有色金属、水泥、废物焚烧、钢铁、石油天然气工业、汞矿开采等重点行业大气汞排放清单，研究制定控制对策。
根据燃煤汞在不同阶段脱除可将燃煤汞控制技术分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞技术。燃烧前脱汞技术主要手段包括洗选煤技术和煤热处理技术两大类；燃烧中脱汞主要利用改进燃烧方式脱汞，该技术在循环流化床领域研究较多；燃烧后脱汞包括常规烟气净化装置脱汞、利用吸附剂脱汞和新型汞污染控制技术等。
在了解了这些脱汞方法后，我们针对以生物质焦作为吸附剂脱汞方法进行探究。由于生物质[3]具有储量丰富、来源广泛、低硫氮、高灰焦活性、零CO2净排放等特性，因此，开展生物质碳基吸附剂制各及其对烟气中汞吸附性能与动力学的研究具有重要的学术意义和工程应用价值。
生物质利用技术包括生物化学转换方法(沼气池技术和发酵制取乙醇)、直接燃烧以及热化学转化方法(干馏和热解)三大类。其中生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径，所谓热解就是利用热能打断大分子量有机物、碳氢化合物的分子键，使之转变为含碳原子数目较少的低分子量物质的过程。热解的产物主要有生物质焦、生物质焦油和生物质燃气。生物质焦含有大量的炭黑和有机物，并且具有复杂的孔隙结构和丰富的表面化学特性，使其对气体具有较强的物理吸附和化学吸附能力，因而可以被用作吸附剂广泛应用于气体净化领域。
生物质焦具有与活性炭相似的发达孔隙结构，因而具备一定的物理吸附能力，对其进行化学改性，在其表面形成有利于汞吸附的官能团，则有可能获得具有高效吸附能力的脱汞吸附剂，以低碳农业废弃物代替高碳活性炭能源，降低成本，便于工业推广和应用。
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