汞作为最具毒性的污染物之一,具有持久性、生物累积性和神经毒性等特点。而汞的排放对人类健康和生态环境造成了极大的负面影响,已经引起了全世界的关注。每年的人为汞排放量超过了1000吨,而化石燃料的燃烧已经成为主要的人为汞排放来源,约占人为汞排放量的30%。活性炭喷射技术是极为有效的汞污染控制技术之一,但较高的运营成本限制了该技术的应用和发展。作为我国最常见的可再生资源之一的生物质秸秆,其具有价格低廉和来源广泛的特点。作为生物质热解副产品的生物质焦由于具有较为发达的孔隙结构和较好的表面特性,因此在汞污染控制领域将会是活性炭的潜在替代品。赤泥是制铝企业在生产氧化铝的过程中所产生的副产品。堆存和填埋则是大部分氧化铝厂处理赤泥的主要方式,但这种处置方式不仅浪费了土地资源,同样还严重破坏了生态环境。用赤泥作为吸附剂来脱除烟气中的汞不仅可以降低脱汞成本,而且还同样可以达到对赤泥综合利用的目的。因此,本文分别选取廉价的生物质麦秆焦和赤泥作为原材料,通过浸渍法合成制备出了一系列改性吸附剂,并且在固定床反应器系统中综合考察了这些样品的脱汞性能和脱汞机理。主要的研究内容和成果如下:利用锰铈混合氧化物在超声波辅助浸渍下对麦秆焦进行改性处理,并将其用于脱除烟气中的单质汞。同时用一系列表征方法分析了吸附剂的物理化学性质,并研究了样品的脱汞机理。在固定床反应器系统中,考察了超声辅助浸渍、Mn/Ce摩尔比、煅烧温度、负载量、反应温度和烟气成分对改性样品脱汞效率的影响。研究结果表明:Mn/Ce摩尔比为2/1的吸附剂在150℃时表现出最高的脱汞效率;锰铈氧化物的最佳负载量和最佳煅烧温度分别为0.12 mol/L和250℃;O₂和NO的存在明显促进了汞的去除;低浓度的水蒸气和SO₂促进了汞的去除,但高浓度的水蒸汽和SO₂抑制了汞的脱除;锰铈氧化物之间的协同作用大幅度提高了改性样品的汞脱除性能;吸附态的Hg⁰被样品表面的活性位点氧化,样品的化学吸附在脱汞过程中起着关键作用;同时,CeO₂的存在促进了锰铈氧化还原循环(Mn³⁺+Ce⁴⁺?Mn⁴⁺+Ce³⁺)的形成。利用卤化钾盐浸渍的方式对赤泥进行改性处理,并将其用于脱除燃煤烟气中的单质汞。在固定床反应器系统中,研究了一些关键参数如反应温度、负载量和烟气组分对改性样品脱汞能力的影响。运用一系列表征技术分析了样品的物理化学性质,并探讨了样品的脱汞机制。研究结果表明:卤化钾盐的引入显著提高了赤泥的脱汞能力,其中KI改性的赤泥样品具有最好的脱汞性能;增加反应温度、卤化钾的负载量、O₂浓度和NO浓度有利于汞的脱除;SO₂的存在抑制了汞的脱除;水蒸汽对汞的脱除有双重作用,低浓度的水蒸汽有利于汞的去除,但高浓度的水蒸汽抑制了汞的脱除;被吸附的Hg⁰被样品的活性点位氧化,卤素在脱汞过程中起到了重要作用;卤化钾改性赤泥的汞脱除过程符合准二级动力学模型;此外,改性赤泥样品的脱汞过程是一个自发的、吸热的过程。