大气污染控制工程课程教学大纲.doc

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1、?大气污染控制工程?课程教学大纲课程编号: 608024课程名称：大气污染控制工程 英文名称：Air Pollution Control Engineering课程类型: 专业核心课总 学 时： 64 讲课学时：56 实验学时：0学分： 4适用对象: 环境科学专业先修课程： 高等数学、环境学概论等执笔人： 王岩 审定人：张金萍一、课程性质、目的与任务?大气污染控制工程?是环境工程专业的一门必修专业主干课程。学习本课程之前要求先修完?高等数学?、?环境学概论?等有关根底课或专业根底课。通过本课程的学习与实践，全面掌握大气污染的来源、途径与机理包括根本概念、根本理论、根本技能、大气污染控制的原理、

2、方法与实践，同时，还要求掌握与此相关的标准与政策法规及其开展前景，一方面学习必要的理论知识与方法、技巧，另一方面培养学生工程设计能力与研究能力，解决大气污染问题的实际操作、设计等实践实验能力。1、使学生掌握燃烧过程中污染物是如何形成的，如何减少污染物的形成；结合污染气象学的根本知识，学习污染物的扩散、传输，学会计算排放源强与环境浓度间的关系。2、使学生掌握颗粒物的物理性质及颗粒污染物控制技术根底，为除尘打下根底。掌握各种除尘器的除尘原理，设备构造组成，运行的工艺参数以及初步的除尘器设计。3、使学生掌握气态污染物的扩散、吸收、吸附与催化等这些气态污染物控制技术的根本原理，为废气脱硫、脱硝与除去V

3、OCs打下根底。了解各种脱硫、脱硝与VOCs控制工艺的过程、特点与设备。二、课程教学与教改根本要求1、优化课程构造，构建系统的学科体系。处理好学科各章节的内容，把握经典知识与现代知识、宏观知识与微观知识、多学科间知识穿插的关系。2、充分利用多媒体等现代教学手段，提高学生兴趣、加深学生印象、提高教学效果。3、重视理论联系实际。联系社会、经济、生活以及研究的实际，注重采用工程的方法来解决现实污染问题。4、既要重视课堂教学，也要重视课后复习与阶段性、期末的总复习。特别是总复习可以建立学生对环境工程学科系统性、整体性的观点。适当组织一些讨论与答疑。三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容第一章 绪论

4、教学重点：大气污染的综合防治措施。难点：大气污染的来源，大气污染的综合防治措施。教学要求：1.了解大气污染的分类、组成、分布及大气污染问题；2.理解大气污染的综合防治措施定义。教学内容：第一节 大气与大气污染第二节 大气污染物及其来源1. 大气污染物2. 大气污染物的来源与发生量3. 中国城市大气污染概况第三节 大气污染的影响1. 对人体安康的影响2. 对植物的伤害3. 对器物与材料的影响4. 对大气能见度与气候的影响第四节 大气污染综合防治1. 大气污染综合防治的含义2. 大气污染综合防治措施第五节 环境空气质量控制标准第二章 燃烧与大气污染教学重点：重点理解燃烧的根本原理与相关污染物形成机

5、理，重点掌握燃烧所需空气体积、产生的烟气体积与燃烧过程污染物排放量计算。难点：理论烟气体积、实际烟气体积与燃烧过程污染物排放量计算。教学要求：1.了解燃料的种类、组成；2.理解燃烧的根本原理与相关污染物形成机理；3.掌握燃烧的计算。教学内容：第一节 燃料的性质煤、石油、天然气与非常规燃料第二节 燃料燃烧过程1. 影响燃烧过程的主要因素2. 燃料燃烧的理论空气量3. 燃烧产生的污染物4. 热化学方程式第三节 烟气体积及污染物排放量计算1. 烟气体积计算2. 污染物排放量计算第四节 燃烧过程硫氧化物的形成第五节 燃烧过程中颗粒污染物的形成第六节 燃烧过程中其他污染物的形成第三章 大气污染气象学教学

6、重点：大气层构造及大气的热力过程。难点：大气的热力过程；大气稳定度与逆温。教学要求：1了解与大气污染相关的气象学根本知识；2理解大气圈的构造与主要气象要素；3掌握大气的热力过程，大气稳定度与逆温；4掌握风速随高度的变化；5. 理解地方性风场的影响。教学内容：第一节 大气圈构造及气象要素1. 大气圈垂直构造2. 主要气象要素：气温、气压、气湿、风向与风速、云况、能见度第二节 大气的热力过程1. 太阳、大气与地面的热交换2. 气温的垂直变化3. 大气稳定度4. 逆温5. 烟流形状与大气稳定度的关系第三节 大气的运动与风1. 引起大气运动的作用力2. 大气边界层中风随高度的变化3. 近地层中的风速廓

7、线模式4. 地方性风场第四章 大气扩散浓度估算模式教学重点：影响污染物稀释扩散法控制的有关条件；污染物浓度估算的高斯模式；烟囱高度的设计方法。难点：污染物稀释扩散法控制，污染物浓度估算的高斯模式。教学要求：1.了解湍流扩散的根本理论；2.掌握高斯扩散模式；3.理解烟囱高度的设计方法与厂址的选择原那么。教学内容：第一节 湍流扩散的根本理论第二节 高斯扩散模式1. 高斯模式的有关假定2. 无界空间连续点源扩散模式3. 高架连续点源扩散模式4. 地面连续点源扩散模式5. 颗粒物扩散模式第三节 污染物浓度的估算1. 烟气抬升高度的计算2. 扩散参数确实定第四节 特殊气象条件下的扩散模式1. 封闭型扩散

8、模式2. 熏烟型扩散模式第五节 城市及山区的扩散模式第六节 区域大气环境质量模型第七节 烟囱高度的设计第八节 厂址选择 第五章 颗粒污染物控制技术根底教学重点：颗粒物的重要物理性质，包括粒径与粒径分布，密度，荷电性与导电性等；除尘装置性能指标压力损失、分级除尘效率与总除尘效率；除尘技术的理论根底，即不同作用力下对颗粒物的捕集，包括重力、离心力、静电力与惯性碰撞。难点： 对数正态分布及颗粒物捕集的动力学理论根底。教学要求：1.掌握颗粒物的粒径分布及其他物理性质；2.掌握评价净化装置性能的技术指标；3.掌握颗粒物捕集的动力学理论根底。教学内容：第一节 颗粒的粒径及粒径分布1. 颗粒的粒径：斯托克斯

9、直径与空气动力学当量直径2. 平均粒径与粒径分布函数：算数平均直径，几何平均直径，对数正态分布第二节 粉尘的物理性质 真密度、堆积密度、安息角、滑动角、比外表积、含水率、润湿性、荷电性、导电性、粘附性、自燃性与爆炸性第三节 净化装置的性能1. 净化装置技术性能的表示方法2. 净化效率的表示方法第四节 颗粒捕集的理论根底1. 流体阻力2. 阻力导致的减速运动3. 重力沉降4. 离心沉降5. 静电沉降6. 惯性沉降7. 扩散沉降第六章 除尘装置教学重点：机械除尘器作原理、构造与设计；电除尘器的工作原理、选型与设计；过滤式除尘器的工作原理、选型与设计；除尘系统的选择设计与除尘器的开展。难点：旋风除尘

10、器、电除尘器、文丘里除尘器与过滤式除尘器的工作原理。教学要求：1.了解除尘器的类型，包括各种干式与湿式除尘器；2.掌握各种除尘器的工作原理，除尘效率的计算；3.能进展除尘器的简单设计。教学内容：第一节 机械除尘器1. 重力沉降室2. 惯性除尘器3. 旋风除尘器（） 构造组成（） 气流运动（） 压力损失（） 除尘效率（） 影响除尘效率的因素（） 设计选型 第二节 电除尘器1. 工作原理2. 电晕放电3. 粒子荷电：电场荷电与扩散荷电4. 荷电粒子的运动与捕集：德意希公式或安德森方程5. 被捕集粉尘的去除6. 电除尘器的构造7. 粉尘电阻率8. 电除尘器的选择与设计9. 热端电除尘器第三节 袋式除

11、尘器1. 工作原理2. 压力损失3. 袋式除尘器的滤料与清灰机械振动清灰、逆气流清灰与脉冲喷吹清灰4. 袋式除尘器的选择、设计与应用5. 电袋除尘器视频资料第四节 湿式除尘器1. 概述2. 除尘机理3. 喷雾塔洗涤器4. 旋风洗涤器5. 文丘里洗涤器第五节 除尘器的选择与开展第七章 气态污染物控制技术根底教学重点：双膜理论模型，吸收的机理，吸收速率，吸收设备的计算；吸附剂，吸附速率，吸附机理，吸附设备性能特点及固定床与移动床的计算；催化剂，催化原理，催化动力学。难点：吸收塔的设计，吸附设备的计算与催化反响动力学。教学要求：1.掌握气体扩散、气体吸收、吸附与催化的根本原理及相关计算。教学内容：第

12、一节 吸收法净化气态污染物1. 吸收原理双膜理论的根本论点是： (1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄的流体膜层。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。 (2) 相界面没有传质阻力，即溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。 (3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。2. 物理吸收传质计算3. 化学吸收传质计算4. 吸收设备:吸收塔塔高的计算第二节 吸附法净化气态污染物1. 吸附原理2. 吸附剂3. 吸附速率4. 吸附工艺与设备计算：固定床与移动床的计算第三节 催化法净化气态污染物1. 催化原理与催化

13、剂2. 气固催化反响动力学化学反响动力学控制、内扩散控制、外扩散控制以及宏观动力学方程3. 二氧化硫催化氧化动力学方程4. 气固相催化反响器第八章 硫氧化物的污染控制教学重点：燃烧中燃料脱硫技术即流化床燃烧技术，高浓度二氧化硫尾气的回收与净化，低浓度二氧化硫烟气脱硫。难点：流化床燃烧脱硫技术，低浓度二氧化硫烟气脱硫。教学要求：1.了解硫循环及硫排放；2.了解燃烧前燃料脱硫；3.掌握高浓度二氧化硫尾气的回收与净化；4.理解与掌握低浓度二氧化硫烟气脱硫技术。教学内容：第一节 硫循环及硫排放第二节 燃烧前燃料脱硫1. 煤炭的固态加工2. 煤炭的转化3. 重油脱硫第三节 流化床燃烧脱硫1. 流化床燃烧

14、技术概述2. 流化床燃烧脱硫的化学过程3. 流化床脱硫的主要影响因素4. 脱硫剂的再生第四节 高浓度二氧化硫尾气的回收与净化第五节 低浓度二氧化硫烟气脱硫1. 烟气脱硫方法概述2. 石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术3. 喷雾枯燥法烟气脱硫技术4. 氧化镁湿法烟气脱硫技术5. 海水烟气脱硫技术6. 湿式氨法烟气脱硫技术7. 干法烟气脱硫技术8. 烟气脱硫技术的综合比拟第九章 固定源氮氧化物污染控制教学重点：燃烧过程中热力型氮氧化物的形成机理，低氮氧化物燃烧技术，先进的低氮氧化物燃烧器，烟气脱硝技术难点：热力型氮氧化物形成的热力学，低氮氧化物燃烧技术，SCR与SNCR技术。教学要求：1. 了解氮氧化

15、物性质与来源；2. 理解燃烧过程中氮氧化物的形成机理；3. 掌握低氮氧化物燃烧技术与烟气脱硝技术。教学内容：第一节 氮氧化物性质及来源第二节 燃烧过程中氮氧化物的形成机理1. 热力型氮氧化物形成的热力学与动力学2. 瞬时氮氧化物的形成3. 燃料型氮氧化物的形成第三节 低氮氧化物燃烧技术1. 低氮氧化物燃烧技术2. 先进的低氮氧化物燃烧器第四节 烟气脱硝技术1. 选择性催化复原法SCR脱硝2. 选择性非催化复原法SNCR脱硝3. 吸收法净化烟气中的氮氧化物4. 吸附法净化烟气中的氮氧化物第五节 烟气同时脱硫脱硝技术第六节 氮氧化物控制的经济评价四、各教学环节学时分配章或编次讲课习题课讨论课实验其

16、他合计第一章22第二章617第三章33第四章44第五章77第六章12113第七章18220第八章44第九章22总复习22合计563564五、课外习题及课程讨论课外习题见课件与教案。讨论课内容见课件相关章节。六、作业与考核方式作业：见课件与教案。考核方式：闭卷。平时成绩占20%，主要参考随堂考勤10%与参与课堂讨论的积极情况10%；期末考试卷面成绩占80%。七、推荐教材与教学参考书教 材：?大气污染控制工程?第三版，郝吉明，马广阔，王书肖主编. 北京：高等教育出版社，2021年。参考书：?大气污染控制工程?，马建锋，李英柳编著. 北京：中国石化出版社，2021年。 ?大气污染控制工程?，王丽萍，陈建平编著. 徐州：中国矿业大学出版社，2021年。八、说明第 10 页