固定床吸附脫汞是將脫汞吸附劑填充于脫汞塔內(nèi)，天然氣中的汞與脫汞劑生成汞化合物或被吸附，從而脫汞。該方法可以達(dá)到90%（吸附法）或95%（硫化物法）以上汞脫除率，且工藝流程簡(jiǎn)單，投資成本少，因而被廣泛采用。常用的脫汞吸附劑主要有載硫活性炭、金屬硫化物以及載銀分子篩等。

載銀分子篩吸附法最初是應(yīng)用于鋁合金設(shè)備的一種可再生除汞方法。該方法是在鋁質(zhì)脫水容器內(nèi)使用一層浸銀分子篩，既可保護(hù)鋁質(zhì)容器免受汞腐蝕破壞而形成銀汞合金，又可利用沸石基分子篩吸附被處理天然氣中的水分。通過變溫吸附去除污染物，汞在整個(gè)分子篩結(jié)構(gòu)上形成銀汞合金，當(dāng)熱氣體通過脫水容器時(shí)再進(jìn)行解吸。

載硫活性炭法即硫促進(jìn)活性炭法，其中的活性硫磺可與汞形成硫化汞而脫汞。如天然氣中的水分、液態(tài)烴等會(huì)降低活性炭吸附活性硫磺的能力，造成活性硫流失，從而降低載硫活性炭的脫汞能力。

金屬硫化物脫汞實(shí)際上就是用金屬硫化物代替活性炭，使用后的吸附劑通過真空加熱除汞后重復(fù)使用，而殘留的金屬也可回收處理。這種脫汞流程不受干濕氣或是否含液態(tài)烴的限制，其中的硫磺可固定在金屬基體上，防止溶解和滑移到下游設(shè)備中。

采用固定床吸附脫汞只需定期檢查脫汞塔的運(yùn)行情況，適時(shí)更換脫汞吸附劑（一般2～3年更換一次），即可達(dá)到安全脫汞的目的。采用固體吸附法一般情況下可將天然氣中汞含量降低至0.01 μg/m³，可以有效防止汞對(duì)鋁制設(shè)備的腐蝕。

天然氣冷卻脫汞是利用汞在常溫常壓下以液態(tài)形式存在的特性，將天然氣冷卻到零度以下，使汞呈液態(tài)從天然氣中分離而將其脫除。該方法汞脫除率超過90%，工藝流程簡(jiǎn)單，最主要的優(yōu)點(diǎn)是脫除的汞能回收利用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

目前國(guó)內(nèi)外含汞氣田水綜合處理技術(shù)主要有絮凝技術(shù)（包括重力沉降-絮凝處理工藝、絮凝氣浮工藝和絮凝吸附工藝等）、新型吸附劑（Thiol-SAMMS）技術(shù)、硫化物脫汞技術(shù)和混凝劑技術(shù)，其各有優(yōu)缺點(diǎn)。

重力沉降-絮凝處理工藝是在含汞氣田水絮凝處理前后加設(shè)重力沉降裝置，既可以大大提高處理效率，又可以提高氣田污水脫汞深度。該技術(shù)目前已經(jīng)在泰國(guó)灣的含汞氣田水處理中取得了成功應(yīng)用，可處理氣田水中細(xì)而分散的凝析油和痕量汞，并將氣田水的汞降低到10 mg/m³以下。

絮凝-氣浮工藝的基本原理是將適宜的水澄清劑加到入預(yù)處理的污水中，使乳化油溶液失穩(wěn)，然后借助絮凝劑分離掉一定量的失穩(wěn)乳化油液滴和疏水的單質(zhì)汞，凈化部分預(yù)處理污水；隨后再加入氧化劑（維持汞的單質(zhì)形態(tài)）和絮凝劑，以便進(jìn)一步凈化污水。該工藝能除去氣田水中多數(shù)含汞懸浮物和含汞油類，已應(yīng)用于美國(guó)加利福尼亞聯(lián)合石油公司含汞氣田水。

絮凝-吸附工藝是將絮凝和吸附兩種技術(shù)結(jié)合起來用于含汞氣田水的處理。絮凝是將含汞懸浮物和含汞油滴聚集成大顆粒絮體，便于在氣浮單元將其除去；吸附是在氣浮單元之后，采用活性炭過濾器對(duì)含汞、含油較少的污水進(jìn)行深度處理，最大限度脫除汞及其化合物以及其他懸浮物，適用于處理濃度低而排放量大的含汞廢水。

污水處理用絮凝劑目前逐漸由無機(jī)向有機(jī)、低分子向高分子、單一型向復(fù)合型、合成型向天然微生物型的方向轉(zhuǎn)化，主要有聚合氯化鋁、氯化鐵及聚丙烯酰胺等。國(guó)外開發(fā)了一些復(fù)合型或無機(jī)高分子混凝劑，同時(shí)具有凝聚作用和起絮凝作用。如美國(guó)CETCO公司研發(fā)的RM-10絮凝劑，只需一步即可去除廢水中的乳化油、有機(jī)物、重金屬離子、懸浮固體等污染物；美國(guó)納爾科（NALCO）公司研發(fā)的NALMET©-1689金屬離子處理劑可以捕集廢水中的汞離子，加劑量一般為5～6 mg/L，處理后污水中的汞含量可降至約1×10^-6 mg/m³。

常用的吸附技術(shù)有活性炭法、分子篩法和離子交換法等，但脫汞率不高?；钚蕴课阶畛醪捎闷胀ɑ钚蕴?，僅靠物理吸附，脫汞率僅為10%。為提高活性炭的脫汞率，采用了高效的載硫活性炭、MERSORB©LW活性炭等，這些吸附劑是通過物理吸附促使水中含汞物與改性吸附劑中的活性單質(zhì)硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而脫汞的，比單純物理吸附脫汞的效率高得多，脫汞率可達(dá)20%。

分子篩作為常用的吸附劑或催化劑載體可用于脫除氣體或液體中的雜質(zhì)，也可用于油田污水脫汞，但效果不高，采用Thiol-SAMMS（基于介孔硅的硫醇自組裝單層系統(tǒng)，脫汞率高達(dá)99%）吸附劑、HgSIV分子篩和載銀分子篩等可以提高脫汞率。

離子交換法作為深度脫汞（二次處理）方法也可使廢水中的汞達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求（<5 mg/m³），還可對(duì)廢水脫色。處理含汞污水常用的離子交換材料有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、螯合樹脂、離子交換纖維和腐殖酸離子交換樹脂等。

含汞氣田水各種處理工藝技術(shù)的適用范圍、脫汞深度和典型應(yīng)用如下表所示。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)氣田水的水質(zhì)以及汞存在形態(tài)等分析結(jié)果，在常規(guī)氣田水處理工藝基礎(chǔ)上，選擇一種或多種（組合工藝）處理工藝，實(shí)現(xiàn)含汞氣田水脫汞。

硫化物沉淀脫汞技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外使用最多的污水除汞方法。該技術(shù)以其工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，操作方便以及沉渣體積小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、方便處置等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于石油、冶金、化工等方面的含汞污水處理工藝中。

硫化物沉淀脫汞技術(shù)是利用弱堿性條件下Na2S、MgS中的S^2-與Hg²⁺/Hg之間較強(qiáng)的親和力，生成溶度積極小的硫化汞沉淀物（溶度積為4×10^-53）而將汞離子從水溶液中除去。目前應(yīng)用較多的是專用硫沉淀劑（金屬硫化物或硫醇）工藝流程和Na2S/FeSO4工藝流程。

常用的混凝劑包括硫酸鋁（明礬）、鐵鹽及石灰。研究表明，當(dāng)污水中含50～60 mg/m³無機(jī)汞時(shí)，選用鐵鹽或明礬凝聚并過濾能使含汞量降低94%～98%，鐵鹽能有效除去無機(jī)汞，但是鐵鹽和明礬都不能有效除去甲基汞。

常用除汞藥劑的處理結(jié)果如下表所示?？梢钥闯霎?dāng)汞初始濃度較高時(shí)，選用硫化物脫除后汞的濃度仍然較高（10～20 mg/m³），且處理后水中殘余硫會(huì)產(chǎn)生污染問題，引起富汞沉淀污泥的不斷積累。混凝劑處理含汞污水的優(yōu)點(diǎn)是成本較低、操作簡(jiǎn)單，沉降速度快，處理后含汞污水的含量可降至20～30 mg/m³，且能達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)指標(biāo)。綜合比較，西部某油田一區(qū)塊含汞污水處理推薦脫汞藥劑為混凝劑（包括明礬、鐵鹽及石灰），不需要設(shè)置額外脫汞裝置，就能達(dá)到很好的處理效果。

高壓水沖洗發(fā)生過汞腐蝕的管道和設(shè)備是氣田用上最有效的方法。高壓水清洗管道需要以下前提：①管道相鄰兩個(gè)工藝口之間的距離不能太長(zhǎng)；②高壓水清洗時(shí)管道本身不能有太多的旁管和分支。

水洗產(chǎn)生的污水中含有一定量的汞，需要進(jìn)行再處理。與此同時(shí)，可采用定期清管的方式清除管道中的單質(zhì)汞，防止單質(zhì)汞在管道中聚積，減輕汞對(duì)管壁的腐蝕作用。

高壓水射清洗結(jié)束后，排盡系統(tǒng)內(nèi)清洗液，對(duì)設(shè)備內(nèi)的死角進(jìn)行人工沖洗，以去除殘留的清洗液和系統(tǒng)內(nèi)殘余的固體顆粒。進(jìn)入設(shè)備實(shí)施人工沖洗前，對(duì)設(shè)備內(nèi)的安全性進(jìn)行確定，并做好施工人員的自身防護(hù)。取樣分析設(shè)備內(nèi)的氣態(tài)汞含量并記錄，通過清洗前、后設(shè)備內(nèi)氣態(tài)汞含量的變化確定清洗效果。

化學(xué)清洗可以使附著在設(shè)備和管道內(nèi)的汞剝離后形成固態(tài)沉淀物排出，確保設(shè)備檢修時(shí)施工人員的安全。可以使用硝酸或多硫化物溶液從鋼材中溶解汞，但是管理硝酸和多硫化物溶液需要很高的安全標(biāo)準(zhǔn)，且廢液處理成本較高。由于汞有很大的表面張力，趨于形成大液滴，反應(yīng)只能在液滴表面進(jìn)行。清洗產(chǎn)生的HgS將以固態(tài)形式存在，可通過清洗槽和分離器低點(diǎn)排污口排出，死角處可進(jìn)行人工清掃。

在鋁質(zhì)脫水容器內(nèi)使用一層浸銀分子篩可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁質(zhì)容器的保護(hù)。對(duì)含汞管道與設(shè)備使用防汞腐蝕涂鍍層，如鍍鎳、MAGNAPLATE HCR涂層（雙金屬微粒/含氟聚合物協(xié)合涂層）、MAGNAPLATE NEDOX系列涂層、陶瓷涂層等，將汞與金屬表面隔開，也可有效防止金屬被汞腐蝕。

對(duì)于大量汞流散或可見的汞流散，多采用物理方法，該方法處理速度快、操作簡(jiǎn)單、可直接回收汞。當(dāng)流散汞量大時(shí)，可采用吸管、真空泵等設(shè)備。

美國(guó)NEW PIG公司生產(chǎn)了一種方便、安全可靠的可用于處理流散汞的“汞泄漏處理包”。當(dāng)流散汞量少時(shí)，黏附灑落在地面上的汞也可采用黏附法和冷凍法進(jìn)行處理。汞的熔點(diǎn)為-38.87 ℃，在汞表面覆蓋適量的干冰-丙酮混合物，汞就會(huì)在幾秒鐘內(nèi)被冷凍成固態(tài)而失去流動(dòng)性，此時(shí)可較為方便地將其清理干凈。

含汞氣田一般采用撒硫粉的方法進(jìn)行流散汞化學(xué)處理，但硫與汞反應(yīng)緩慢，不能很好地抑制汞蒸氣的揮發(fā)。美國(guó)發(fā)明了一種處理流散汞的混合物，由鋅或銅的顆粒和粉末以及不吸濕固體酸混合而成，利用該混合物的鋅（或銅）與汞生成鋅（或銅）汞齊，再與不吸濕的固體酸作用，從而將流散汞清除。

油氣田管道和設(shè)備可以優(yōu)先選用抗汞腐蝕性強(qiáng)的金屬材料，是一種簡(jiǎn)便高效的抗汞腐蝕措施，但材質(zhì)種類、熱處理方式等都可能影響其對(duì)汞的耐蝕性。李燕玲通過大量的文獻(xiàn)資料收集總結(jié)了部分材質(zhì)對(duì)汞的耐蝕性，具體如下：

含汞集輸系統(tǒng)中不僅含有汞元素，還有氯離子以及一些酸性介質(zhì)，考慮到經(jīng)濟(jì)性以及金屬的耐鹽耐酸腐蝕性，建議管道和設(shè)備選用316L不銹鋼，一些緊固件（螺栓、螺釘）可以選用316L不銹鋼或A193 B7不銹鋼。含少量汞的環(huán)境可以考慮使用碳鋼，而鈦合金、22Cr雙相不銹鋼、鎳基合金等抗汞致脆性較強(qiáng)的合金可使用于較為苛刻的含汞環(huán)境中。在含汞環(huán)境中應(yīng)避免使用鋁合金和不含鉻的鎳合金UNS N04400。

定期檢測(cè)天然氣處理裝置和集輸管道汞腐蝕情況。天然氣處理裝置可采用射線或超聲波檢驗(yàn)裝置的內(nèi)腐蝕情況，集輸管道可采用智能清管器進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)腐蝕檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)采用定期清管、更換管道、添加防腐層等措施，避免汞腐蝕事故的發(fā)生。

結(jié)語