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1、大气污染控制工程教学大纲一、基本信息课程名称大气污染控制工程课程编号ENSE4101英文名称Air pollution control engineering课程类型专业核心课总学时36理论学时36实验学时实践学时学分2预修课程环境工程原理、流体力学等适用对象环境工程本科、辅修课程简介（200字左右）大气污染控制工程主要讨论大气污染的基本理论、各种控制方法的分析及典型控制设备的工艺设计计算。主要内容包括：大气污染的防治与控制标准、大气污染的产生及影响、主要大气污染物浓度及排放量的估算、大气污染物的扩散规律及扩散浓度估算、颗粒污染物控制技术及主要装置的设计计算、气态污染物控制技术原理、硫氧化物和
2、氮氧化物的治理技术及主要处理工艺等。二、教学目标及任务大气污染控制工程是高等学校环境工程专业的一门重要的必修课。通过本课程的学习使学生了解大气污染治理的基本知识，掌握从工业废气中去除大气污染物的基本方法、原理及其典型净化工艺，使学生具有解决大气污染控制工程问题的基本能力。课程学习结束后，学生应达到以下要求：了解大气污染的基本情况、综合防治措施和控制标准等基本知识；对大气污染控制的各种方法、原理、设备和典型净化工艺有较系统、深入的理解，能基本掌握各种控制方法的应用范围和条件；配合实习、课程设计和毕业设计等实践教学环节，能够自主选择净化方案并初步掌握净化系统布置及主要设备选型和设计计算的能力。本课
3、程支撑环境工程专业毕业要求1、2、3、4、5、6、7和11。三、学时分配教学课时分配章节章节内容讲课实验实践合计第一章绪论2第二章燃烧与大气污染4第三章大气污染气象学2第四章大气扩散浓度估算模式4第五章颗粒污染物控制技术基础4第六章除尘装置8第七章气态污染物控制技术基础4第八章硫氧化物的污染控制2第九章固定源氮氧化物污染控制2第十章挥发性有机物污染控制2第十一章城市机动车污染控制2合计36四、教学内容及教学要求第一章 绪论第一节 大气污染及分类1. 大气圈及大气组成2. 大气污染的定义3. 空气污染系统4. 大气污染源5. 大气污染物6. 中国城市大气污染概况第二节 大气污染的影响1. 对人体
4、健康的影响2. 对植物的伤害3. 对器物和材料的影响4. 对大气能见度的影响第三节 大气污染防治法规与标准体系大气污染防治法大气环境质量标准体系第四节 中国的大气污染综合防治1. 能源利用情况2. 主要污染物排放3. 控制大气污染的技术措施4. 控制污染的经济政策本章重点、难点：大气污染物的定义、类型和来源；环境空气质量控制标准的种类及主要内容本章教学要求：明确大气污染治理工程的学习对象、内容和目的；了解大气的组成，掌握大气污染物的概念，以及主要大气污染物的来源、性质和影响；了解与大气污染治理有关的法规和标准；建立大气污染综合防治的概念。第二章 燃烧与大气污染第一节 燃料的性质1. 燃料的分类
5、2. 燃料的化学组成3. 燃料组成对燃烧的影响4. 煤的分类与组成5. 其他燃料6. 燃料组成的表示方法第二节 燃料燃烧过程1. 影响燃烧过程的主要因素5. 燃料燃烧的理论空气量6. 燃烧过程中产生的污染物7. 热化学关系式习题要点：根据给定燃料的组成，计算燃料燃烧的理论空气量。第三节 烟气体积及污染物排放量的计算1. 烟气体积计算2. 污染物排放量计算习题要点：根据给定燃料的组成及过剩空气系数，计算产生烟气的体积、烟气中污染物的浓度及污染物的排放量；根据给定燃料的组成及烟气中污染物组成，计算过剩空气系数和供气量。第四节 燃烧过程中硫氧化物的形成1. 硫的氧化机理2. SO2与SO3之间的转化
6、第五节 燃烧过程中颗粒物的形成1. 碳粒子的生成2. 燃煤烟尘的形成第六节 燃烧过程中其他污染物的形成1. 有机污染物的形成2. CO的形成3. Hg的形成与排放4. NOx的形成5. 二噁英的形成本章重点、难点：煤燃烧基本过程和主要影响因素，煤燃烧主要污染物及其生成机理，燃烧烟气量及污染物排放量计算本章教学要求：了解常见燃料的组成与性质；掌握气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素；掌握燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度的计算方法；掌握颗粒物、硫氧化物和氮氧化物的产生机理，理解通过改变燃烧条件减少污染物生成的途径。第三章 大气污染气象学第一节 大气圈结构及气象要素1. 大气圈
7、垂直结构2. 主要气象因素第二节 大气的热力过程1. 太阳、大气和地面的热交换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习题要点：通过计算不同高度气温的变化，判断大气稳定度第三节 大气的运动和风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. 近地层中的风速廓线模式4. 地方性风场习题要点：根据地面风速，确定不同高度下的风速本章重点、难点：气温垂直变化和大气稳定度判断，气湿的表示方法及其换算本章教学要求：了解大气圈垂直结构；理解气象学基础知识；掌握气温的垂直变化和大气稳定度；掌握逆温和风对大气污染物扩散的影响；了解引起大气运动的作用力；掌握指数
8、型风速廓线模式。第四章 大气扩散浓度估算模式第一节 湍流扩散的基本理论1. 湍流概念简介2. 湍流扩散理论简介第二节 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. 颗粒物扩散模式习题要点：计算连续点源在地面处的污染物浓度分布第三节 污染物浓度的估算1. 烟气抬升高度的计算2. 扩散参数的确定习题要点：运用霍兰德公式、布里吉斯公式和我国国家标准中规定的公式计算烟气抬升高度；运用“P-G”法和我国国家标准中规定的修正的“P-T”法确定扩散参数。第四节 特殊气象条件下的扩散模式1. 封闭型扩散模式2. 熏烟型扩散模式习题要
9、点：计算封闭状态和熏烟状态下污染物的扩散浓度第五节 城市与山区的扩散模式1. 城市大气扩散模式2. 山区扩散模式习题要点：计算线源、面源污染物和山区地形下的污染物扩散浓度本章重点、难点：高斯扩散模式及污染物浓度的估算方法，烟气抬升高度的计算；城市与山区的扩散模式本章教学要求：了解湍流扩散；掌握高架点连续点源扩散模式和地面连续点源扩散模式；掌握烟气抬升高度的计算和扩散参数的选取；理解封闭性扩散模式；了解城市及山区的扩散模式。第五章 颗粒污染物控制技术基础第一节 颗粒的粒径及粒径分布1. 颗粒的粒径2. 粒径分布3. 平均粒径4. 粒径分布函数第二节 粉尘的物理性质1. 粉尘的密度2. 粉尘的安息
10、角与滑动角3. 粉尘的比表面积4. 粉尘的含水率5. 粉尘的润湿型6. 粉尘的荷电性和导电性7. 粉尘的粘附性8. 粉尘的自燃性和爆炸性第三节 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习题要点：净化效率、处理规模和压降的计算；分效率与总效率的关系第四节 颗粒捕集的理论基础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. 扩散沉降习题要点：颗粒重力沉降、离心沉降、静电沉降时的终端沉降速度的计算本章重点、难点：颗粒平均粒径基本定义，净化装置的主要性能参数，不同力场中颗粒沉降的基本规律本章教学要求：理解各种粒径分布的概念
11、及其表示方法，会看粒径分布图，会计算平均粒径；掌握粉尘物理性质；掌握除尘装置的关键参数，学会计算除尘效率；掌握重力、静电力、离心力等力场下颗粒捕集的理论基础，学会计算分级效率。第六章 除尘装置第一节 机械除尘器1. 重力沉降室2. 惯性除尘器3. 旋风除尘器习题要点：重力沉降室、旋风除尘器的工艺尺寸、除尘效率和压降的计算第二节 电除尘器1. 电除尘器的工作原理2. 电晕放电3. 粒子荷电4. 荷电粒子的运动和捕集5. 被捕集粉尘的清除6. 电除尘器结构7. 粉尘比电阻习题要点：德意希公式的应用与计算第三节 湿式除尘器1. 概述2. 湿式除尘器的除尘机理3. 喷雾塔洗涤器4. 旋风洗涤器5. 文
12、丘里洗涤器习题要点：各类洗涤器处理效率和压损的计算第四节 过滤式洗涤器1. 袋式除尘器工作原理2. 袋式除尘器的压力损失3. 袋式除尘器的滤料4. 袋式除尘器的选择、设计和应用5. 颗粒层除尘器习题要点：袋式除尘器处理效率、压力损失的计算第五节 除尘器的选择与发展1. 除尘器的合理选择2. 除尘设备的发展本章重点、难点：除尘器基本工作原理、性能参数，除尘器主要性能参数计算方法本章教学要求：掌握各类除尘器的工作原理、结构和性能；能够进行简单除尘器的选型与设计；了解除尘器的研究与发展情况。第七章 气态污染物控制技术基础第一节 气体扩散1. 气体在气相中的扩散2. 气体在液相中的扩散第二节 气体吸收
13、1. 吸收机理2. 气液平衡3. 物理吸收4. 化学吸收第三节 气体吸附1. 吸附剂2. 吸附机理3. 吸附工艺和设备计算习题要点：希洛夫公式的应用与计算第四节 气体催化净化1. 催化作用和催化剂2. 气固催化反应动力学3. 催化反应器的设计习题要点：催化反应器工艺尺寸的计算本章重点、难点：气体吸收、气体吸附和气体催化转化的基本原理和过程，化学吸收时的气液平衡关系；固定床吸附器内的浓度分布规律及吸附波的概念；表面化学反应动力学速率、催化剂有效系数、与宏观动力学速率的概念本章教学要求：掌握气体扩散、气体吸收、气体吸附和气体催化净化的基本原理和过程；了解常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性；初步学会设
14、计吸收塔、吸附床和催化转化器。第八章 硫氧化物的污染控制第一节 燃烧前燃料脱硫1. 煤炭的固定加工2. 煤炭的转化3. 重油脱硫第二节 燃烧中脱硫1. 流化床燃烧技术2. 流化床燃烧脱硫的化学过程3. 流化床燃烧脱硫的影响因素4. 脱硫剂的再生第三节 高浓度二氧化硫尾气的回收与净化第四节 低浓度二氧化硫烟气脱硫1. 烟气脱硫方法概述2. 主要的烟气脱硫工艺3. 同时脱硫脱氮工艺4. 烟气脱硫工艺的综合比较习题要点：脱硫剂用量、脱硫效率和压降的计算；本章重点、难点：各种脱硫技术的原理、过程和特点；低浓度SO2烟气净化的主要方法本章教学要求：了解燃烧前燃料脱硫的方法及原理；理解流化床燃烧脱硫过程；了解高浓度SO2气相催化氧化法制酸的原理、工艺、设备及特点；掌握石灰石/石灰抛弃法、喷雾干燥法及循环流化床脱硫的原理、工艺、影响因素、存在问题等；了解同时脱硫脱氮工艺的原理及特点。第九章 固定源氮氧化物污染控制
