煤炭作为我国储量最丰富的一次能源,在能源格局中仍占有重要地位。燃煤发电是我国煤炭利用的主要方式之一,大量煤炭的燃烧会产生如SO_x、NO_x、粉尘和重金属汞等污染物,给环境带来了严重的危害。目前,燃煤电厂烟气排放的SO_x、NO_x与粉尘已得到较好的控制,而重金属汞因其具有低熔点、高平衡压、难溶于水等特性难以脱除,成为近年来的研究重点。结合除尘设备的活性炭喷射技术是目前最有前景的脱汞技术,但由于活性炭成本较高,导致该技术的应用被限制。因此,亟需开发廉价、高效的活性炭吸附剂,用于燃煤烟气脱汞。本文以储量丰富且来源广泛的煤炭作为活性炭前驱体、采用氢氧化钾（KOH）活化法制备煤基活性炭（CAC）,并以所制备的活性炭为吸附剂载体,以碘化氨（NH₄I）、氯化铁（FeCl₃）为活性改性剂,制备了一系列改性活性炭。在实验室自制的吸附剂评价系统上,对所制备吸附剂的气态单质汞的脱除性能进行评价,研究了改性液浓度、反应温度和模拟烟气成分等因素对吸附剂的气态汞脱除率的影响,并借助XRF、N₂吸附/脱附、TG/DTG、SEM、XPS、XRD、FT-IR、Hg-TPD等对吸附剂进行了表征,结合实验和表征分析结果推测了脱汞机理。首先,研究了吸附剂的制备条件和反应温度对其脱汞性能的影响。研究结果表明,制备的煤基活性炭具有一定脱汞能力,但随着反应时间增加,脱汞效率下降明显。采用NH₄I改性后,活性炭的脱汞效率大幅提高。随着NH₄I改性液浓度的增大,脱汞率先升高后降低;当NH₄I溶液浓度为3.5 g/L,即NH₄I占吸附剂的质量分数为7 wt.%时,吸附剂的脱汞效率最高。当反应温度为120-220℃时,脱汞效率随着温度的升高而逐渐下降,当温度为120℃时,3 h平均脱汞率可达96.45%。FeCl₃改性扩宽了吸附剂的温度区间,在100-200℃的温度区间内,吸附剂脱汞效率均大于97%;当反应温度为250℃时,脱汞效率仍可达83.33%。使用FeCl₃对煤基活性炭进行改性时,当浸渍液浓度为0.2-0.6 mol/L,随着FeCl₃浸渍液浓度的增加,脱汞效率不断增高。结合吸附剂的物理化学性质分析,发现NH₄I改性活性炭表面的部分活性含氧官能团和碳碘化合物（C-I_x）是脱汞可能的活性位点。FeCl₃改性后的活性炭的晶型仍保持完整,Fe在活性炭表面主要以FeCl₃形式存在,且在活性炭表面分散均匀、形成了C-Cl活性基团,因此推测Fe³⁺和C-Cl是可能的汞吸附活性位点。其次,模拟烟气组分对吸附剂的脱汞性能也存在一定的影响。研究结果表明,烟气成分中O₂和CO₂可以促进汞的脱除。微量酸性气体HCl和NO的存在也促进了改性吸附剂的脱汞效率。而SO₂则与汞竞争吸附活性位点而抑制吸附剂的脱汞效果;且随着SO₂含量的在200-400 ppm范围内增加,脱汞率下降越来越明显。反应后的吸附剂具有一定热再生性能,在400℃热再生后,吸附剂脱汞效率仍可达95.82%,但随着再生次数的增加,再生吸附剂的脱汞效率逐渐下降。