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目前,我国燃煤主要污染物排放标准日趋严格,近年来国家大力推进实施超低排放控制技术,致使主要污染物末端治理工艺更加复杂。燃煤烟气中汞含量少、浓度低,到目前为止我国尚没有商业化并广泛投入应用的燃煤电站经济、高效的脱汞技术。大气污染控制已经上升为国家战略,针对燃煤烟气中控制汞排放技术,要从源头和过程排放控制相结合出发,实现经济、高效、协同控制。研究表明,煤热解脱汞工艺是燃烧前期脱汞的可行方案。燃烧前热处理生成的烟气中的汞浓度会大大提高,而且烟气处理量大大减少。同时,在燃烧前热处理过程中,对煤中的S也能得到一定程度上的脱除,实现协同控制。另一方面,前期研究发现,高硫煤中硫、汞赋存形态存在正相关关系,并且脱汞技术中中硫、汞存在相关关系。煤中汞在热解或燃烧过程中的主要形态为Hg0,同时,煤热解过程中含硫的主要形式为H2S,而煤燃烧后的烟气中硫元素的绝大部分存在形式为S02。H23与S02在适当条件下发生化学反应产生硫单质,单质硫与汞蒸气发生反应生成稳定的化合物HgS,从而实现脱除汞的目的。基于此,山东大学提出高硫煤热解、燃烧过程中硫、汞协同脱除的方法。首先通过控制煤中硫元素的热解和燃烧产物H2S、02、S02之间发生化学变化形成硫单质,然后硫单质与热解出的Hg反应生成稳定的化合物HgS,最后从热解气中排出,实现煤中硫、汞元素在燃烧前期的协同脱除。本文搭建了单质硫与汞蒸气(S-Hg)反应试验系统和模拟气体H2S-S02-Hg联合反应试验系统。首先试验研究了非催化与催化条件下S、Hg反应特征和温度、气氛种类对该反应进行程度的影响。研究发现S与Hg在常温下即可发生反应,但受到温度的限制,汞的脱除效率较低。当温度升高时,S与Hg的反应速度增大。催化条件下,反应温度为100℃时,汞的脱除率为76.8%。添加铝基催化剂可以显著地促进S-Hg反应的进行,大幅提升汞的脱除率。在非催化条件下,氧气能够提升气相单质汞的脱除效果,但提升比例不大。催化条件下随着氧气体积分数的增加S-Hg反应效率显著提升。C02气体对S-Hg反应没有影响。S02作为硫化氢与二氧化硫归中反应重要的反应物对S-Hg反应作用甚微,在实际中不作为主要影响因素来考虑。其次试验研究了非催化条件下H2S-S02-Hg联合反应的脱汞效果和催化条件下H2S-S02-Hg联合反应特征及多因素对该反应进行程度的影响。研究发现,非催化条件下联合反应中单质汞脱除率整体较低,脱汞效果差,在实际生产中不宜应用。催化条件下反应温度为200℃时,汞的脱除效率为82%,H2S-SO2反应率达到80%,温度过高并不会提升联合反应的进行程度。反应时间延长,联合反应更加充分,但反应时间延长至3s时,联合反应效率提升不明显。联合反应H2S-S02反应率受摩尔比的影响比较大,汞的脱除效率也受到影响,但变化程度没有H2S-S02反应大。摩尔比为2时,联合反应效率最高。C02对联合反应不存在影响。随着模拟气氛中02浓度的提升,汞的去除效率呈现上升趋向,H2S-S02反应率呈下降趋势,在实际应用中要综合考虑氧气的体积分数对两个分反应的影响。随着联合反应入口单质汞浓度的提升,联合反应汞的脱除能力下降。