汞及其化合物具有很强的生物毒性,易对自然环境和人类健康产生严重威胁,已经引起国际社会的广泛关注。煤炭燃烧产生的烟气是主要的人为汞排放源之一,控制燃煤电厂烟气中汞的排放迫在眉睫。燃煤电厂现有的选择性催化还原脱硝(SCR)催化剂能够将烟气中的单质汞(Hg0)氧化成氧化态汞(Hg2+),利用后续的湿法烟气脱硫装置(WFGD)将Hg2+捕集下来,可实现烟气汞污染协同控制的目的。受烟气组分、反应工况等因素的影响,常规的商用SCR催化剂Hg0氧化性能较低,限制了利用SCR和WFGD系统协同脱汞的效率。强化现有SCR催化剂的Hg0氧化性能以及提高脱硫浆液对汞的脱除效率能够有效增强现有污染物控制装置协同脱汞性能,实现多种污染物综合治理,满足燃煤电厂脱汞的经济技术需求,对促进燃煤电厂绿色环保可持续发展具有重要的意义。本文首先采用湿混法制备了 CuCl2改性商用SCR催化剂(CuCl2-SCR),在固定床反应器上测试了 CuCl2-SCR催化剂对Hg0的氧化性能,考察了CuCl2添加量、反应温度、烟气组分、空速等因素对催化剂Hg0氧化性能的影响,采用BET、XRD、XRF、Hg0-TPD等手段对催化剂进行了表征,发现负载在催化剂表面的CuCl2在O2存在的条件下能够释放活性Cl,从而增强了催化剂的Hg0氧化性能,被消耗的Cl可通过烟气中少量的HCl得到补充;Hg0-TPD结果表明,催化剂表面氧化态汞主要以HgCl2形态存在。进一步的研究表明,Hg0在CuCl2-SCR催化剂表面的氧化过程遵循Mars-Maessen机制。为了克服传统V2O5-WO3/TiO2催化剂在Hg0氧化过程中对HCl气体的依赖性,实验制备了不同活性组分配比的CuO-V2O5-WO3/TiO2催化剂(Cux-VyWTi)和CuO改性商用SCR催化剂(Cux-SCR),筛选出了最优活性组分配比,系统地考察了反应温度、烟气组分、空速等因素对Cu3-V0.8WTi催化剂催化氧化Hg0性能的影响,同时考察了 Cu3-SCR催化剂脱硝协同催化氧化Hg0的性能,探究了烟气中的Hg0、NO+NH3、SO2、H2O对Cu3-SCR催化剂活性的影响;并借助BET、XRD、XPS等表征手段对CuO改性SCR催化剂进行了分析测试。结果表明,催化剂表面存在氧化还原反应V4++Cu2+(?)V5++Cu+,该过程提高了催化剂表面化学吸附氧的含量,从而增强了催化剂的Hg0氧化性能。为了增强WFGD系统对Hg0的脱除性能,实验在模拟石灰石脱硫浆液中考察了 NaClO2对Hg0的氧化性能,着重考察了 NaClO2浓度、浆液温度、pH值、Cl-浓度、酸性气体(SO2、NO)等对NaClO2脱汞有效持续时间和脱汞效率的影响,并借助XRD、XPS等表征手段,分析了 NaClO2脱汞产物,明确了 NaClO2脱汞的反应过程。结果表明:烟气中的SO2、NO以及添加在浆液中的NaClO2均参与了Hg 的氧化过程,被氧化后的汞主要以HgCl2、Hg(NO3)2和HgSO4的形式存在。针对脱硫浆液中汞再释放问题,开展了添加剂抑制脱硫浆液中汞再释放动力学研究,实验考察了添加DTCR前后脱硫浆液中汞再释放性能,开展了脱硫浆液中添加DTCR前后汞再释放动力学实验,计算了汞再释放过程的反应级数、速率常数以及表观活化能,着重考察了各反应因素对汞再释放以及DTCR抑制汞再释放反应速率常数的影响。本文最后通过将SCR催化剂氧化Hg0实验平台同WFGD系统协同脱汞实验平台结合起来,开展了基于SCR和WFGD系统协同脱汞实验研究,着重考察了脱硝运行工况、脱硫运行工况对SCR和WFGD系统协同脱汞性能的影响,结果表明,采用Cu3-SCR催化剂的协同脱汞体系具有更为稳定高效的协同脱汞效率,而DTCR能够显著抑制脱硫浆液中汞的再释放,从而提高系统整体的协同脱汞效率。研究结论对将来的实际工业应用提供了有力的理论依据。