大气污染控制工程理论教学大纲

《大气污染控制工程》课程教学大纲课程代码：080241010课程英文名称：AirPollutionControlEngineering课程总学时：56讲课：48实验：8上机：0适用专业：环境工程大纲编写（修订)时间：2017.6一、大纲使用说明（一)课程的地位及教学目标《大气污染控制工程》是高等学校环境类专业的一门重要的专业课。本课目的是通过全面介绍大气污染控制工程的基本概念、基本原理、基本方法及有关设计计算问题，让学生能够循序渐进地接受和掌握基本知识，培养学生分析问题和解决问题的能力；为今后从事大气污染治理工作奠定良好基础。（二)知识、能力及技能方面的基本要求本课程将系统阐述大气污染控制的原理、方法及有关设计计算的问题。介绍国内外的先进大气污染物控制技术。通过学习，树立学生的环保意识，理论与实际相结合，使其具有运用基本理论，通过查阅相关资料，解决实际大气污染问题的能力，是今后学生从事本专业工作必须掌握的理论技术性课程，在本专业中具有重要作用。掌握大气污染控制工程专业知识理论、方法与工艺设计；掌握大气污染物扩散规律和估算空气污染物浓度的方法。了解各种大气环境标准，国内外大气污染现状及其控制技术。掌握除尘基本理论、选择和设计除尘系统的能力；能进行常见气态污染物净化的设备选型和设计计算；能够设计大气污染控制工程问题的解决方案，设计满足特定需求的工艺。具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。（三)实施说明本课程是环境工程专业的专业课程之一，故各部分内容要讲得全面一些，让学生学到更多的知识。对重点、难点要精讲，对学生容易掌握的知识，可以略讲；或者先提出问题，让学生带着问题自学，然后教师作归纳。这样，既可以锻炼学生的自学能力，又可以充分利用课堂教学，较好地完成教学任务。同时，讲授中结合习题，增加学生的兴趣。总学时56学时，对各部分内容的学时分配，可根据具体情况，作适当变动。（四)对先修课的要求学生需掌握一定的《高等数学》知识，并需预先学习相关的专业基础课,如《分析化学》、《物理化学》、《环境工程原理》等，在熟悉一些专业术语的基础上进行本专业课学习。（五)对习题课、实验环节的要求学生必须完成一定量的作业。作业需要学生综合地运用已学到的知识,独立思考解决问题。教师在批改作业的过程中及时发现学生在学习中的薄弱环节,教师在授课中讲解所发现的问题。设置两个实验，让学生理解大气污染控制的方法。（六)课程考核方式1.考核方式：考试。2.考核目标：在考核学生对大气污染控制工程基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析问题和解决问题的能力、结构设计能力和大气污染物净化的设备选型和设计计算能力。3.成绩构成：本课程考核内容由三部分组成:平时的成绩占15%；实验成绩占15%；期末试卷成绩占70%。平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出。（七)参考书目1.《大气污染控制工程》，郝吉明等编著，高等教育出版社，20102.《大气污染控制工程》，郭静主编，化学工业出版社，20103.《大气污染控制工程》，王丽萍编，中国矿业大学出版社，20124.《大气污染控制工程技术与实践》，党小庆编，化学工业出版社，2009二、中文摘要本课程主要讲授大气污染控制工程的基本概念与基本理论、颗粒污染物控制技术、气态污染物控制技术以及大气污染净化系统设计等，通过理论讲授和课后习题，使学生理解大气污染控制的概念和基本原理；掌握颗粒物和气态污染控制的常见技术，并掌握大气污染控制工程设计计算的方法，为环境工程专业学生今后从事大气污染控制工作打下基础。三、课程学时分配表序号章节名称学时讲课实验上机1大气污染概述44001.1大气污染概述（一)21.2大气污染概述（二)22燃烧与大气污染44002.1燃烧过程中各污染物的形成22.2烟气体积与污染物排量计算23大气污染气象学44003.1大气污染气象学（一)23.2大气污染气象学（二)24大气扩散浓度估算模式88004.1高斯扩散模式24.2污染物浓度的估算24.3特殊气象条件下的扩散模式24.4烟囱高度的设计及厂址选择25颗粒污染物控制技术基础84405.1粉尘的性质25.2颗粒捕集的理论基础2颗粒污染物性质测定实验46除尘装置88006.1机械除尘器26.2电除尘器26.3过滤式除尘器26.4湿式除尘器27气态污染物控制技术基础66007.1气体吸收27.2气体吸附27.3气体催化净化28硫氧化物的污染控制62408.1硫氧化物的污染控制2硫氧化物的污染控制实验49固定源氮氧化物污染控制220010城市机动车污染控制220011集气罩及管道系统的设计440011.1集气罩的设计211.2管道系统的设计2合计56488四、教学内容及基本要求第1部分大气污染概述总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第1.1部分大气污染概述（一)（讲课2学时)具体内容:1)明确本课程的内容、性质和任务；2)深刻理解与熟练掌握大气污染的概念，大气污染物常见的分类及形式；3)理解大气污染的危害。重点:大气污染的概念；大气污染物常见的分类及形式。第1.2部分大气污染概述（二)（讲课2学时)具体内容:1)掌握大气环境标准的种类、作用，国内外大气污染概况；2)理解大气污染综合防治措施。重点:大气环境标准。难点：大气污染综合防治措施。习题：1)大气环境标准的种类、作用；2)大气污染综合防治措施。第2部分燃烧与大气污染总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第2.1部分燃烧过程中各污染物的形成（讲课2学时)具体内容:1)掌握燃料燃烧的性质及影响燃料燃烧的主要因素；2)理解煤的成分的表示方法及相关的计算；3)理解燃烧过程中SOX、颗粒物等污染物的形成与控制。重点:燃料燃烧过程中各污染物的形成与控制。第2.2部分烟气体积与污染物排量计算（讲课2学时)具体内容:掌握燃烧过程中所需要的理论空气量与烟气量的计算。重点:理论空气量与烟气量的计算。难点：理论空气量与烟气量的计算。习题：1)燃烧过程中各种污染物的形成及控制方法；2)烟气体积及污染排放量计算。第3部分大气污染气象学总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第3.1部分大气污染气象学（一)（讲课2学时)具体内容:1)了解大气层的结构；2)理解气温、气湿、气压、风等主要气象要素的含义及表示方法；3)掌握大气边界层中风随高度的变化。重点:大气边界层中风随高度的变化。第3.2部分大气污染气象学（二)（讲课2学时)具体内容:1)掌握气温直减率和大气稳定度的概念，两者关系，及对大气扩散的影响；2)理解逆温的定义、种类以及与大气污染的关系。重点:大气稳定度和逆温。难点：大气稳定度的判别。习题：大气稳定度和逆温等。第4部分大气扩散浓度估算模式总学时(单位：学时):8讲课:8实验:0上机:0第4.1部分高斯扩散模式（讲课2学时)具体内容:掌握点源的高斯扩散模式。重点:点源的高斯扩散模式。第4.2部分污染物浓度的估算（讲课2学时)具体内容:1)掌握烟囱抬升高度的计算；2)扩散参数的确定；3)污染物浓度的估算。重点:烟囱抬升高度和扩散参数的确定。难点：扩散参数的确定及污染物浓度的估算。习题：点源的高斯扩散模式及浓度估算。第4.3部分特殊气象条件下的扩散模式（讲课2学时)具体内容:1)理解特殊气象条件下的扩散模式；2)了解城市和山区的扩散模式；3)了解线源和面源扩散模式。重点:封闭性扩散模式及熏烟型扩散模式。第4.4部分烟囱高度的设计及厂址选择（讲课2学时)具体内容:1)烟囱高度的设计；2)厂址选择。重点:烟囱高度的设计。习题：烟囱的设计计算。第5部分颗粒污染物控制技术基础总学时(单位：学时):8讲课:4实验:4上机:0第5.1部分粉尘的性质（讲课2学时)具体内容:1)了解颗粒粒径的定义方法；2)理解颗粒的物理性质；3)掌握粉尘粒径分布表示方法。重点:粉尘粒径分布表示方法。第5.2部分颗粒捕集的理论基础（讲课2学时)具体内容:1)掌握净化装置技术性能的表示方法及计算；2)理解颗粒捕集运动过程中受到各种外力（阻力、重力、离心力、电场力等)作用时的受力和运动情况。重点:净化装置技术性能的表示方法及计算。难点：颗粒捕集运动过程中受到各种外力作用时的受力和运动情况。习题：1)粉尘的粒径及粒径分布；2)净化效率。实验:颗粒污染物性质测定实验（4学时)。第6部分除尘装置总学时(单位：学时):8讲课:8实验:0上机:0第6.1部分机械除尘器（讲课2学时)具体内容:1)掌握重力沉降室的工作原理，性能，设计计算。2)掌握旋风除尘器的工作原理，性能，设计计算选型；3)理解惯性除尘器的工作原理，结构形式。重点:旋风除尘器的工作原理，性能，设计计算及选型。习题：1)重力沉降室的工作原理，设计计算。2)旋风除尘器的工作原理，设计计算及选型。第6.2部分电除尘器（讲课2学时)具体内容:1)掌握电除尘器的工作原理，结构及除尘过程；2)电除尘器驱进速度和捕集效率的计算公式及其设计。重点:掌握电除尘器的工作原理，结构及除尘效率计算；难点：电除尘器驱进速度和捕集效率的计算公式及其设计。习题：电除尘器的工作原理及其设计。第6.3部分过滤式除尘器（讲课2学时)具体内容:掌握过滤式除尘器的工作原理，性能及设计。重点:袋式除尘器的工作原理，性能及设计难点：袋式除尘器的设计计算。习题：袋式除尘器的工作原理及其设计。第6.4部分湿式除尘器（讲课2学时)具体内容:1)掌握湿式除尘器的除尘机理，文丘里洗涤器的设计；2)了解除尘器的选择和发展情况。重点:湿式除尘器的除尘机理，及其设计。难点：湿式除尘器的设计计算。习题：湿式除尘器的工作原理及其设计。第7部分气态污染物控制技术基础总学时(单位：学时):6讲课:6实验:0上机:0第7.1部分气体吸收（讲课2学时)具体内容:1)掌握吸收过程中存在的气液平衡关系。2)掌握吸收过程中的传质速率方程。重点:吸收过程中的传质速率方程。习题：吸收过程中存在的气液平衡关系。第7.2部分气体吸附（讲课2学时)具体内容:1)理解双膜理论，吸附的定义，分类；2)明确吸附剂性质、种类、吸附机理；3)了解吸附工艺与设备计算。重点:双膜理论；难点：吸附机理，吸附工艺与设备计算。第7.3部分气体催化净化（讲课2学时)具体内容:了解催化作用的概念及催化反应器的设计。重点:催化反应器的设计。习题：1)吸附法净化气态污染物；2)催化法净化气态污染物。第8部分硫氧化物的污染控制总学时(单位：学时):6讲课:2实验:4上机:0第8.1部分硫氧化物的污染控制（讲课2学时)具体内容:1)掌握低浓度二氧化硫烟气脱硫的方法，工艺及原理。2)理解燃烧前燃料脱硫方法。3)掌握二氧化硫尾气的回收与净化方法。重点:低浓度二氧化硫烟气脱硫的方法，工艺及原理。难点：低浓度二氧化硫烟气脱硫。习题：低浓度二氧化硫烟气脱硫的方法及工艺。实验:硫氧化物的污染控制实验（4学时)。第9部分固定源氮氧化物污染控制总学时(单位：学时):2讲课:2实验：0上机:0具体内容:1)掌握低氮氧化物燃烧技术；2)烟气脱硝技术；3)理解煤燃烧过程中氮氧化物的形成机理。重点:低氮氧化物燃烧技术和烟气脱硝技术。难点：烟气脱硝技术。习题：低氮氧化物燃烧技术或烟气脱硝技术。第10部分城市机动车污染控制总学时(单位：学时):2讲课:2实验：0上机:0具体内容:1)理解交通源对城市空气污染的影响；2)掌握汽车发动机污染物的形成与控制；3)了解减少空气污染的交通管理对策。重点:交通源对城市空气污染的影响。难点：汽车发动机污染物的形成与控制。习题：汽车发动机污染物的形成与控制。第11部分集气罩及管道系统的设计总学时(单位：学时):4讲课:4实验：0上机:0第11.1部分集气罩的设计（讲课2学时)具体内容:1)掌握净化系统的组成和设计的基本内容；2)理解集气罩的基本类型，集气机理及设计。重点:1)净化系统的组成和设计的基本内容；2)集气罩的集气机理，性能参数。第11.2部分管道系统的设计（讲课2学时)具体内容:1)理解与熟练掌握管道系统的压力损失类