《大气污染控制工程》教学大纲.docx

大气污染控制工程教学大纲-正文内容开始- 大气污染控制工程课程教学大纲 课程编号：ENEN3005 课程类别：专业教学课程 授课对象：环境工程专业 开课学期：秋季 学分：2.5 学分 指定教材：郝吉明，马广大. 大气污染控制工程，高等教育出版社，2022年 教学目的：（五号黑体） 大气污染控制工程是高等学校环境工程专业的一门必修专业主干课。本课程主要讨论大气污染控制的基本理论、各种控制方法的基本原理、典型控制设备的结构特征，以及典型工艺和设备的设计计算，以培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的能力。结合大气污染控制工程实验、课程设计及毕业设计（论文）等其它教学环节，为学生进行大气污染控制工程设计及系统分析、科学研究及技术管理打下必要的基础。 二、课程内容 第一章绪论 1、 教学内容： 大气及大气污染 大气的组成、 大气污染 全球性大气污染问题 大气污染污染物及其来源 主要大气污染物 大气污染物的来源和发生量 中国城市大气污染概况 大气污染的影响 对人体健康的影响 对植物的伤害 对器物和材料的影响 对大气能见度和气候的影响 大气污染综合防治 综合防治的措施 大气环境质量控制标准 大气污染物排放标准的制定原则 空气污染指数及报告 2、教学要点： 主要大气污染问题、大气污染的危害、以及目前存在的主要大气污染问题。 燃烧过程中污染物形成机理 1、教学内容： 燃料的性质 煤：煤的分类，工业分析，元素分析及煤中的硫分 石油，石油的组成 天然气，天然气的组成。 燃料燃烧过程 影响燃烧的主要因素 燃料燃烧的理论空气量 燃烧产生的污染物 热化学关系式 烟气体积及污染物排放量计算 烟气体积计算 污染物排放量计算 燃烧过程中硫氧化物的形成 燃料中硫的氧化机理 SO2和SO3之间的转化 燃烧过程中颗粒污染物的形成 碳粒子的生成 燃煤烟尘的形成 燃烧过程中其它污染物的形成 有机污染物的形成 一氧化碳的形成 汞的形成与排放 2、教学重点: 燃烧的基本原理和相关污染物的形成机理，燃烧过程的影响因素、燃烧所需空气量、烟气量及污染物排放量计算，以及燃烧过程硫氧化物、颗粒物、氮氧化物、有机污染物、一氧化碳和汞的形成机理。 大气污染气象学 1、教学内容： 大气圈结构与气象要素 大气圈垂直结构 气象要素 大气的热力过程 太阳、大气和地面的热交换 气温的垂直变化 大气稳定度 逆温 烟流形状与大气稳定度的关系 大气的运动和风 引起大气运动的作用力 大气边界层的风随高度的变化 近地层中的风速轮廓线模式 地方性风场 2、教学重点： 大气稳定度和逆温、大气的运动和风场、判断大气稳定度判断，以及逆温对大气污染的影响。 大气污染物扩散模式 课时：2周，共4课时 介绍大气扩散的基本概念及基本原理，重要的知识点有正态分布理论、高斯扩散模式、烟云抬升高度、扩散参数、封闭扩散、熏烟扩散、城市扩散模式、山区扩散模式、烟囱高度和厂址选择等。要求学生掌握高斯扩散模式及其常见形式，学会初步估算烟云高度，能够根据地形、背景浓度以及风向、风速、温度层结等气象因素及模式计算大气污染浓度，可以根据不同要求估算烟筒高度，并对厂址选择提出初步方案。 教学内容： 湍流扩散的基本理论 概念 湍流扩散理论 高斯扩散模式 高斯模式的有关假定1 无界空间连续点源扩散模式 高架连续电源扩散模式 地面连续电源扩散模式 颗粒物扩散模式 污染物浓度的估算方法 烟气抬升高度的计算 扩散参数的确定 特殊气象条件下的扩散模式 封闭性扩散模式 熏烟性扩散模式 城市及山区的扩散模式 城市大气扩散模式 山区扩散模式 烟囱高度的设计 烟囱高度的计算 烟囱设计 颗粒污染物控制技术基础 课时：1周，共2课时 学习颗粒物的粒径分布等物理特性及除尘装置性能表示方法，并重点介绍颗粒物在各种力场中的空气动力学行为分离、沉降、捕集等，为学习下一章打下基础。 教学内容： 粉尘的粒径及粒径分布 粒径 粒径分布 粒径分布函数 粉尘的物理性质 粉尘的密度 粉尘的安息角与滑动角 分成的比表面积 粉尘的含水率 粉尘的湿润性 粉尘的荷电性和导电性 粉尘的粘附性 粉尘的自然性和爆炸性 净化装置的性能 净化装置技术性能的表示方法 净化效率的表示方法 颗粒捕集理论基础 流体阻力 阻力导致的减速运动 重力沉降 离心沉降 静电沉降 惯性沉降 扩散沉降 颗粒物污染控制技术 课时：4周，共8课时 侧重于介绍目前工业界广泛使用的除尘装置，包括机械式除尘器、电除尘器、袋式除尘器和湿式除尘器。本章的重点在于各类除尘器的工作原理、结构性能和应用范围，以及操作条件变化对除尘器性能的影响等。通过本章学习为选择、设计和有效运行各类除尘器打下基础。 教学内容： 机械式除尘器 重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器 电除尘器 电除尘器的工作原理 电晕放电 离子荷电 荷电离子的运动和捕集 被捕粉尘的清除 电除尘器的结构 粉尘比电阻 电除尘器的选择和设计 湿式除尘器 概述 湿式除尘器的除尘机理 喷雾塔洗涤器 旋风洗涤器 文丘里洗涤器 过滤式除尘器 袋式除尘器的工作原理 袋式除尘器的压力损失 袋式除尘器的滤料 袋式除尘器的清灰 袋式除尘器的选择、设计和应用 颗粒层除尘器 除尘器的选择与发展 除尘器的合理选择 除尘设备的发展 气态污染物控制技术基础（自学） 介绍气态污染物控制的气体吸收、吸附和催化操作等单元操作过程。重点学习气体扩散、吸收、吸附和催化的基本原理、工艺流程和操作条件，以及选择吸收剂、吸附剂和催化剂的一般原则，为学习今后各章打下基础。 教学内容： 吸收法 吸收过程的气液平衡 吸收动力学 吸收设备等 吸附法 吸附过程 吸附理论 吸附设备 计算方法 催化法 一催化剂 二催化作用原理 三反应的物化过程及动力学 四催化反应设备 硫氧化物污染控制 课时：2周，共4课时 讨论含二氧化硫烟气的捕集和控制方法。重点学习各类二氧化硫污染控制过程的化学变化、影响这些变化的条件，以及吸收剂和吸收设备的选择。通过本章的学习还应了解各类控制技术的经济性、可靠性，能进行控制工艺的比较，初步具备选择二氧化硫控制工艺的能力。 教学内容： 硫循环和硫排放 燃烧前脱硫 煤炭的固态加工 煤炭的转化 重油脱硫 燃烧中脱硫技术 流化床燃烧技术 流化床燃烧脱硫的化学过程 流化床燃烧脱硫的主要影响因素 脱硫剂的再生 高浓度二氧化硫烟气的回收与净化 低浓度二氧化硫烟气脱硫 排烟脱硫方法 主要的烟气脱硫工艺 同时脱硫脱氮工艺 烟气脱硫工艺的综合比较 中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施与重大行动 氮氧化物污染控制 课时：1周，共2课时 学习氮氧化物的来源、氮氧化物在大气中的转化过程，以及各类控制技术。要求学生理解燃烧条件对氮氧化物形成的影响，能够估算燃烧过程中氮氧化物的形成量，并掌握各类控制技术的基本原理、适用范围，具备选择控制工艺与设备的初步能力。 教学内容： 氮氧化物性质及来源 燃烧过程中氮氧化物的形成机理 热力型NOx形成的热力学 热力型NOx形成的动力学 瞬时NOx的形成 燃料型NOx的形成 低氮氧化物燃烧技术 传统的低NOx燃烧技术 先进的低NOx燃烧技术 烟气脱硝技术 选择性催化还原法 选择性非催化还原法 吸收法 吸附净化法 挥发性有机化合物污染控制 课时：1周，共2课时 在分析挥发性有机物（VOCs）特征的基础上，简要介绍VOCs污染的控制措施。要求学生了解蒸汽压如何影响VOC的排放，如何预防VOC污染，掌握各类控制技术的基本原理、主要设备，能够进行控制方案的选择和比较。 教学内容： 蒸气压及蒸发 蒸汽压 挥发与溶解 VOCs污染预防 VOCs替代 工艺改革 泄漏损耗及控制 VOCs污染控制方法和工艺 燃烧法 吸收法 冷凝法 吸附法 生物法 城市机动车污染控制 课时：2周，共4课时 在简要介绍城市交通趋势及影响的基础上，讨论汽油机、柴油机排气污染的形成及控制，包括现行的和发展中的技术，最后讨论改善交通方式对污染控制的有效性。旨在使学生对机动车污染控制建立全面、系统的控制观，从车、油、路及其管理交通需求等全方位控制机动车污染。 城市交通趋势与机动车污染状况 机动车保有量 交通源对城市空气污染的影响 内燃机污染物形成机理 工作原理及污染物来源 燃烧过程中污染物的形成机理 机动车排放控制 降低污染物排放的发动机技术 尾气排放后处理技术 燃油蒸发排放控制技术 大气污染与全球气候 课时：1周，共2课时 主要讨论全球气候变化、臭氧层破坏和酸雨污染三个问题，并介绍了相应的应对措施与策略。旨在使学生对控制或处理这类问题的方法建立宏观框架，为参与全球环境问题打下一定的基础。 教学内容： 温室气体和全球气候变化 全球气候变化问题 影响气候变化的大气成分 应对措施与策略 臭氧层破坏问题 大气臭氧层的主要特征和臭氧层破坏现象 平流层臭氧形成与破坏机理 臭氧破坏的危害 消耗臭氧层的物质 臭氧层破坏的应对措施与策略 致酸前体物与酸雨 酸雨问题 致酸前体物 控制措施与策略 参考书目 郝吉明.大气污染控制工程例题与习题集. 北京：高等教育出版社，2022。 吴忠标.大气污染控制工程. 北京：科学出版社，2022。 蒲恩奇，任爱玲等编.大气污染治理工程. 北京：高等教育出版社，1999。 赵文霞，任爱玲.环境工程实验指导书. 河北科技大学，1999。 林肇信主编.大气污染控制工程. 北京：高等教育出版社，1991。 蒲恩奇主编. 大气污染治理工程. 北京：高等教育出版社，1999。 Noel de Nevers主编. 大气污染控制工程 (影印版)(第2版). 北京：清华大学出版社，2000。 郭静，阮宜纶主编.? 大气污染控制工程. 北京：化工出版社，2022。 罗辉主编. 环保设备设计与应用. 北京：高等教育出版社，1997. 第16页 共16页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页第 16 页 共 16 页