我国作为世界能源消耗大国,其能源消费结构一直以煤炭为主。煤炭燃烧过程中的烟气汞排放是人为大气汞排放的主要来源,汞排放引起的污染问题逐渐受到全世界的关注。目前,燃煤电厂控制汞排放的成熟有效方法是活性炭喷射脱汞技术（ACI）,但原料成本高、利用率低导致其大规模商业化应用受到限制。飞灰作为燃煤电厂的副产物,由于其低成本优势和来源广泛等特点,被认为是一种可以替代活性炭进行喷射脱汞的潜在吸附剂。然而,原始飞灰的脱汞效果差,需要对其进行化学改性。常用的改性方法为化学浸渍法卤素改性,但存在操作复杂,成本高,难以实现工业规模化应用。因此,本课题选用机械化学法对飞灰进行机械化学改性,制备出一种高效脱汞吸附剂,并对其最佳改性工艺和脱汞特性进行细致的研究,为飞灰吸附剂在燃煤电厂的工业应用提供理论和实验支持。在全方位行星式球磨机上对飞灰（FA）进行单一机械球磨改性,获得改性飞灰吸附剂,记为FAM。在固定床实验装置上考察不同改性工艺对FAM脱汞效果的影响,并结合样品表征结果和TPD结果分析改性机理和汞脱除机理。结果表明,FA脱汞效果较差,脱汞效率仅19.89%。在单一机械球磨改性条件下,FAM的脱汞效率随着球磨时间、球磨转速和球料比的增加先升高后降低,随着磨珠尺寸的增大逐渐下降,最佳改性条件下样品的脱汞效率为30.67%。在机械球磨改性过程中飞灰粒径变小,非晶相程度增加,部分含氧官能团如羰基和羧基/酯基（C=O和COOH/C（O）-O-C）基团增加,这些因素对Hg~0的脱除有促进作用。但FAM的孔结构也在改性过程中被破坏,更小的粒径会诱发颗粒间的团聚,不利于Hg~0的脱除。FAM对Hg~0的脱除以吸附为主,催化氧化作用占比较少。较强的吸附作用是飞灰表面的C=O和COOH/C（O）-O-C等活性官能团导致的,而催化氧化作用是飞灰中金属氧化物所引起的,且该过程遵循Mars-Masessen机理。由于单一机械球磨对改性飞灰的脱汞效果提升幅度较小,因此采用卤化盐为改性剂对FA进行机械化学改性,记为FAMB。结果表明,FAMB的稳定脱汞效率为75.24%,比FA显著提高。FAMB的脱汞效率随着球磨时间、球磨转速和球料比的增加出现逐渐升高的趋势,而随着磨珠尺寸的增大逐渐下降。改性飞灰脱汞能力的提高主要是受其表面生成的C=O和COOH/C（O）-O-C基团及C-Br共价基团的影响而不是其物理结构。由于飞灰表面未燃碳含量有限,持续提高球磨时间、球磨速度和球料比,无法产生更多的含氧官能团和C-Br共价基团,脱汞效率提升幅度变缓。考虑到脱汞的高效性和经济性,最终确定球磨时间1 h,球磨转速400 rpm、磨珠大小5 mm和球料比10/1为最佳改性工艺。机械化学Na Br改性飞灰能显著提高对Hg~0的吸附能力和氧化能力。吸附作用是由于飞灰表面C=O和COOH/C（O）-O-C基团及C-Br共价基团引起的,分别与Hg~0反应生成Hg-OM和Hg Br2,其中C-Br共价基团是主要的化学吸附位点。氧化作用是由于飞灰表面的高价态金属离子如Fe3+所引起的,催化氧化生成的Hg O会被释放到烟气中。在实际脱汞过程中,除吸附剂本身的物化特性外,燃煤烟气组分对其脱汞性能有很大的影响,因此考察了不同浓度的SO2、HCl、NO等烟气组分对FAMB脱汞性能的影响。结果表明,模拟烟气SO2加入后,一部分SO2会解离生成S活性位点和大量的O位点,从而提高脱汞效率;另一部分SO2破坏了Br活化位点,对Hg~0的脱除有抑制作用。较低SO2浓度下的促进作用占主导地位,脱汞效率升高,较高SO2浓度下的抑制效果会加剧,导致脱汞效率降低。NO的加入会使FAMB对Hg~0的高效脱除时间大大延长。NO会和O2发生反应生成NO2,NO2可以和Hg~0发生非均相反应,生成Hg2（NO3）2或Hg O,但生成的这些汞化合物有较大一部分以气态形式逃逸。HCl的加入会在吸附剂表面解离出活性Cl原子显著促进FAMB的脱汞效果,并且会抑制含氧官能团和C-Br共价基团的消耗。