大气污染控制工程-教学大纲

《大气污染控制工程》教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程英文名称：AirPollutionControlEngineering课程类型：必修课先修课程：《高等数学》《环境工程原理》《物理化学》学分：4总学时：64（理论学时：64）二、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主干专业课程，由讲课、实验、课程设计等环节组成。学习本课程之前要求先修完《高等数学》、《环境工程原理》、《物理化学》等有关基础课或专业基础课。通过本课程的学习与实践，全面掌握大气污染的来源、途径和机理（包括基本概念、基本理论、基本技能）、大气污染控制的原理、方法和实践以及前沿研究领域，同时，还要求掌握与此相关的标准和政策法规及其发展前景。通过本课程的学习，达到三个目标：（1）学习必要的理论知识和方法、技巧；（2）培养学生工程设计能力和研究能力，解决大气污染问题的实际操作、设计等实践实验能力；（3）了解大气污染控制工程领域前沿研究内容，激发学生的创造力，培养创新思维。三、课程教学内容与要求（一）概论1、教学内容与要求要求了解大气污染的分类、组成、分布及大气污染问题，理解大气污染的综合防治措施定义。（1）大气污染和大气污染物（2）大气污染及其控制情况（3）大气污染的综合防治措施（4）大气环境标准2、教学重点大气污染的综合防治措施。3、教学难点大气污染的来源，大气污染的综合防治措施。（二）燃烧与大气污染1、教学内容与要求要求了解燃料的种类、组成，理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，掌握燃烧的计算。（1）燃料的性质（2）燃料燃烧过程（3）烟气体积及污染物排放量计算（4）燃烧过程硫氧化物的形成与控制（5）燃烧过程氮氧化物的形成与控制（6）燃烧过程中颗粒污染物的形成（7）燃烧过程中其他污染物的形成2、教学重点重点理解燃烧的基本原理和相关污染物形成机理，重点掌握燃烧过程污染物排放计算。3、教学难点燃烧过程污染物排放计算。（三）大气污染气象学1、教学内容与要求要求了解与大气污染相关的气象学基本知识，理解和掌握大气圈的结构、主要气象要素、大气稳定度和逆温的概念。（1）大气层结构及气象要素（2）大气的热力过程（3）大气的运动和风2、教学重点掌握大气层结构及大气的热力过程。3、教学难点大气的热力过程、大气稳定度和逆温。（四）大气污染浓度估算模式1、教学内容与要求要求了解湍流扩散的基本理论，理解和掌握高斯扩散模式、烟囱高度的设计和厂址的选择。（1）大气层结构及气象要素（2）大气边界层的温度场（3）大气的运动和风（4）湍流扩散的基本理论（5）污染物浓度的估算方法（6）非点源污染物浓度估算模式（7）特殊情况下的扩散模式（8）烟囱高度的设计（9）厂址选择2、教学重点掌握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。3、教学难点污染物稀释扩散法控制，污染物浓度估算的高斯模式。（五）颗粒污染物控制技术基础1、教学内容与要求要求理解和掌握颗粒物的粒径分布及其他物理性质、评价净化装置性能的技术指标以及颗粒物捕集的动力学理论基础。（1）粉尘的粒径及粒径分布（2）粉尘的物理性质（3）净化装置的性能（4）颗粒捕集理论基础2、教学重点要求了解除尘技术的理论基础，掌握颗粒污染物的性质。3、教学难点除尘技术的理论基础以及颗粒物捕集的动力学理论基础。（六）除尘装置1、教学内容与要求要求了解除尘器的类型，包括各种干式和湿式除尘器，理解和掌握电除尘器、过滤式除尘器设计等。（1）机械式除尘器（2）电除尘器（3）湿式除尘器（4）过滤式除尘器（5）除尘器选择与发展2、教学重点本章要求掌握机械除尘器作原理、结构与设计；电除尘器的工作原理，了解其选型和设计；掌握过滤式除尘器的工作原理，了解其选型和设计；了解除尘系统的选择设计与除尘器的发展。3、教学难点电除尘器的工作原理，过滤式除尘器的工作原理及设计。（七）气态污染物控制技术基础1、教学内容与要求要求了解气态污染物控制的原理及相关计算，掌握气体扩散、气体吸收、吸附和催化的基本原理、工艺及气态污染物控制中的一些问题。（1）吸收过程的气液平衡（2）伴有化学反应的吸收动力学（3）催化作用原理及气体催化净化（扩展催化作用）（4）吸收法净化其他气态污染物（5）吸附理论（6）吸附设备及其计算方法（7）吸附法净化有机蒸气（8）吸附法净化其他气态污染物2、教学重点本章要求掌握物理吸收的机理；掌握化学吸收与吸收计算；重点掌握双膜理论传质计算及填料塔的设计计算，气态污染物的催化净化。3、教学难点双膜理论传质计算及气固相催化反应器的设计。（八）硫氧化物的污染控制1、教学内容与要求要求了解硫循环及硫排放、燃烧前燃料脱硫、硫化床燃烧脱硫、当代脱硫方法，理解和掌握高浓度二氧化硫尾气脱硫、低浓度二氧化硫烟气脱硫。（1）硫循环及硫排放（2）燃烧前燃料脱硫（3）硫化床燃烧脱硫（4）高浓度二氧化硫尾气脱硫（5）低浓度二氧化硫烟气脱硫2、教学重点本章重点介绍当代脱硫方法3、教学难点低浓度二氧化硫烟气脱硫、硫化床燃烧脱硫4、前沿内容SO2控制技术研究新进展（九）固定源氮氧化物污染控制1、教学内容与要求要求了解氮氧化物性质和来源，理解燃烧过程中氮氧化物的形成机理、掌握低氮氧化物燃烧技术和烟气脱硝技术。（1）氮氧化物的性质及来源（2）燃烧过程中氮氧化物的形成机理（3）低氮氧化物燃烧技术（拓展）（4）烟气脱硝技术（拓展）2、教学重点本章重点介绍燃烧过程中氮氧化物的形成机理，烟气脱硝技术3、教学难点烟气脱硝技术、低氮氧化物燃烧技术4、前沿内容氮氧化物控制技术研究新进展（十）挥发性有机物污染控制1、教学内容与要求要求了解VOCs性质和来源，理解和掌握VOCs污染的控制措施，包括燃烧法控制VOCs、洗涤法控制VOCs、冷凝法控制VOCs、吸附法控制VOCs、生物法控制VOCs污染。（1）蒸汽压与蒸发（2）VOCs污染预防（3）燃烧法控制VOCs污染（4）洗涤法控制VOCs污染（5）冷凝法控制VOCs污染（6）吸附法控制VOCs污染（7）生物法控制VOCs污染2、教学重点本章重点介绍各种VOCs污染控制技术。3、教学难点冷凝法控制VOCs污染，生物法控制VOCs污染4、前沿内容VOCs催化净化技术研究新进展（十一）城市机动车污染控制1、教学内容与要求要求了解城市交通趋势及影响，理解汽（柴）油发动机污染物的形成与来源，掌握其控制技术。（1）城市交通趋势及影响（2）汽油发动机污染物的形成与来源（3）柴油发动机污染物的形成与控制（适当拓展控制技术）（4）新型动力车（5）交通规划与交通管理2、教学重点本章重点介绍汽油发动机污染物的形成与来源，柴油发动机污染物的形成与控制3、教学难点柴油发动机污染物的形成与控制（十二）大气污染和全球气候1．教学内容与要求要求了解全球气候和全球污染，理解和掌握全球气候变化、臭氧层破坏和酸雨污染问题。（1）温室气体和气体变化（2）臭氧层破坏问题（3）致酸前体物与酸雨2、教学重点本章重点介绍臭氧层破坏问题，致酸前体物与酸雨。3、教学难点臭氧层破坏问题（十三）集气罩1．教学内容与要求要求了解集气罩的集气类型，理解和掌握集气罩的集气机理、集气罩的设计方法。（1）净化系统的组成及系统设计的基本内容（2）集气罩的集气机理（3）集气罩的集气类型（4）集气罩的性能参数和计算（5）集气罩的设计方法2、教学重点本章重点集气罩的集气机理他及设计方法3、教学难点集气罩的设计方法（十四）管道系统设计1．教学内容与要求要求理解管道系统保温防腐防爆、掌握管道压损计算。（1）管道系统压损计算（2）管道系统布置部件（3）管道系统保温防腐防爆2、教学重点本章重点介绍管道系统压损计算及管道系统保温防腐防爆3、教学难点管道系统保温防腐防爆（十五）热点专题讨论1、室内空气污染及其控制技术2、CO2capture,sequestrationandconversion3、大气污染控制技术发展报告四、学时分配本课程总参考学时数：64学时。其分配学时如下所示：序号教学内容学时课堂讲授实验课习题课讨论课其他1概论42燃烧与大气污染53大气污染气象学24大气污染浓度估算模式45颗粒污染物控制技术基础56除尘装置107气态污染物控制技术基础58硫氧化物的污染控制69固定源氮氧化物污染控制610挥发性有机物污染控制411城市机动车污染控制312大气污染和全球气候213净化系统的设计314前沿热点专题讨论6小计64合计64五、教学环节与教学要求1．本课程是本科生环境工程专业和环境监测专业首先接触到的专业课，讲授基本理论和实验教学相结合。基本理论讲授课中辅以课堂习题和课堂讨论，目的是加对基本理论的理解，培养学生解决问题能力，使理论和实践相结合。每一章讲后均布置作业题，以便使学生加深对环境监测基本概念和基本理论的认识。作业量：第一章概论2题第二章燃烧与大气污染2题第三章大气污染气象学2题第四章大气污染浓度估算模式3题第五章颗粒污染物控制技术基础2题第六章除尘装置4题第七章气态污染物控制技术基础3题第八章硫氧化物的污染控制3题第九章固定源氮氧化物污染控制2题第十章挥发性有机物污染控制2题第十一章城市机动车污染控制2题第十二章大气污染和全球气候1题第十三章集气罩2题第十四章管道系统的设计2题2．本课程是一门理论与实践性环节很强的课程，由于教学时间有限教学中将主要采用课堂讲授。课堂讲授过程中尽可能举一些工程设计的实例和相关研究课题，目的是加强学生对基本理论的理解、提高学生的工程设计能力以及培养学生的研究意识。六、课程考核办法1、作业:15分2、课堂参与:15分3、考试:70分七、教材与主要参考书教材：《大气污染控制工程》第三版，主编：郝吉明，出版社：高等教育出版社，2010.1参考书：1.《AirPollutionControlEngineering》,NoeldeNevers,McGraw-HillPress,Secondedition.2.《FundamentalsofAirPollution》,DanielA.Vallero,DukeUniv,AcademicPressofElsevier,Fourthedition.