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大气污染控制工程课程教学大纲课程编号nll091270课程名称大气污染控制工程/Airpollutioncontrolengineering学时72(理论48实验24)学分
3.5适用专业环境科学开课学期6开课部门生命科学与资源环境学院先修课程环境化学、生态学、污染源控制考核要求考试使用教材及主要参考书使用教材郝吉明,马广大主编,《大气污染控制工程》第二版,高等教育出版社,2002年参考书郝吉明,马广大主编,《大气污染控制工程》第一版,高等教育出版社,1989年
一、课程的性质和任务《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、各种控制方法的过程分析及典型控制设备的工艺设计计算,并培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的能力本课程讲授的主要内容包括大气污染及污染物的产生、污染物的扩散、除尘、气体净化等,使学生对大气污染控制工程的有关知识有全面和系统的了解与掌握
二、教学目的与要求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、科研及技术管理打下必要的基础要求学生对课程进行全面系统地了解,掌握大气污染的特点、和控制方法,并能运用于工程实践
三、学时分配章节课程内容学时概论5燃烧与大气污染5大气污染气象学2★大气扩散浓度估算模式1颗粒污染物控制技术基础6除尘装置案例教学第九章固定源氮氧化物污染控制.基本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
一、热力型NO、形成的热力学
二、热力型NO形成的动力学一一泽利多维奇Zeldovich模型
三、瞬时NO的形成
四、燃料型NO、的形成第三节低氮氧化物燃烧技术
一、传统的低NO燃烧技术
二、先进的低NO燃烧器技术第四节烟气脱硝技术
一、选择性催化还原法SCR脱硝
二、选择性非催化还原法SNCR脱硝
三、吸收法净化烟气中的NO
四、吸附法净化烟气中的NO、.教学基本要求.了解氮氧化物性质、来源及形成机理,掌握烟气脱硝技术.教学重点和难点.氮氧化物性质、来源及形成机理.氮氧化物污染控制方法.教学建议多媒体教学第十章挥发性有机物污染控制.基本内容第一节蒸气压及蒸发
一、蒸气压
二、挥发与溶解第二节VOCs污染预防
一、VOCs替代
二、工艺改革
三、泄露损耗及控制第三节燃烧法控制VOCs污染
一、VOCs燃烧转化原理及燃烧动力学
二、燃烧工艺第四节吸收(洗涤)法控制VOCs污染
一、吸收工艺及吸收剂
二、吸收设备第五节冷凝法控制VOCs污染
一、冷凝原理
二、气态污染物的冷凝分离
三、VOCs的冷凝
四、冷凝类型和设备第六节吸附法控制VOCs污染
一、吸附工艺
二、吸附容量
三、多组分吸附
四、活性碳的吸附热第七节生物法控制VOCs污染
一、生物法控制VOCs污染的原理
二、生物法处理VOCs工艺
三、生物法工艺性能比较及其应用前景.教学基本要求了解有机物污染的特点,掌握有机污染物的控制方法.教学重点和难点挥发性有机物污染控制方法.教学建议多媒体教学气态污染物控制技术基础6硫氧化物的污染控制6固定源氮氧化物污染控制5挥发性有机物污染控制4以上打的内容均以学生自学为主;课内不安排习题课;通过教学使学生能熟练掌握本课程的内容,对大气污染的特点和控制方法有全面和系统的了解,并能运用于工程实践
五、教学内容第一章概论.基本内容第一节大气与大气污染
一、大气的组成
二、大气污染
三、全球性大气污染问题第二节大气污染物及其来源
一、大气污染物
二、大气污染物的来源和发生量
三、中国城市的大气污染概况第三节大气污染的影响
一、对人体健康的影响
二、对植物的伤害
三、对器物和材料的影响
四、对大气能见度和气候的影响第四节大气污染综合防治
一、大气污染综合防治的含义
二、大气污染综合防治措施第五节环境空气质量控制标准
一、环境空气质量控制标准的种类和作用
二、环境空气质量标准
三、工业企业设计卫生标准
四、大气污染物排放标准
五、空气污染指数及报告.教学基本要求掌握有关大气污染的定义、主要大气污染问题、大气污染的危害、大气污染相关的标准等基础知识,了解大气污染物的来源、发生量、控制概况、综合防治措施,掌握大气环境标准的分类及适用范围.教学重点和难点.大气污染物及其来源.大气污染的影响及综合防治方法.环境空气质量控制标准.教学建议讲授法第二章燃烧与大气污染.基本内容第一节燃料的性质
一、煤
二、石油
三、天然气
四、非常规燃料第二节燃料燃烧过程
一、影响燃烧过程的主要因素
二、燃料燃烧的理论空气量
三、燃料产生的污染物
四、热化学关系式第三节烟气体积及污染物排放量计算
一、烟气体积计算
二、污染物排放量计算第四节燃烧过程硫氧化物的形成
一、燃料中硫的氧化机理
二、S02和S03之间的转化第五节燃烧过程中颗粒污染物的形成
一、碳粒子的生成
二、燃煤烟尘的形成第六节燃烧过程中其他污染物的形成
一、有机污染物的形成
二、一氧化碳的形成
三、汞的形成与排放.教学基本要求了解燃料的性质,燃烧过程中各种污染物的生成理解和掌握燃料的燃烧过程,•理论空气量、空燃比、空气过剩系数的概念及其求算方法;了解燃料燃烧过程中硫氧化物、氮氧化物和颗粒物的形成机理,初步掌握其控制方法原理.教学重点和难点.燃料燃烧过程.烟气体积及污染物排放量计算.燃烧过程中各种污染物的形成.教学建议多媒体教学第三章大气污染气象学.基本内容第一节大气圈结构及气象要素
一、大气圈垂直结构
二、主要气象要素第二节大气的热力过程
一、太阳、大气和地面的热交换
二、气温的垂直变化
三、大气稳定度
四、逆温
五、烟流形状与大气稳定度的关系第三节大气的运动和风
一、引起大气运动的作用力
二、大气边界层中风随高度的变化
三、近地层中的风速廓线模式
四、地方性风场.教学基本要求了解大气污染与气象要素、气象条件的关系.教学重点和难点.大气圈结构及气象要素.大气的热力过程、运动和风.教学建议多媒体系教学第四章大气扩散浓度估算模式.基本内容第一节湍流扩散的基本理论
一、湍流概念简介
二、湍流扩散理论简介第二节高斯扩散模式
一、高斯模式的有关假定
二、无界空间连续点源扩散模式
三、高架连续点源扩散模式
四、地面连续点源扩散模式
五、颗粒物扩散模式第三节污染物浓度的估算
一、烟气抬升高度的计算
二、扩散参数的确定第四节特殊气象条件下的扩散模式
一、封闭型扩散模式
二、熏烟型扩散模式第五节城市及山区的扩散模式
一、城市大气扩散模式
二、山区扩散模式第六节烟囱高度的设计
一、烟囱高度的计算
二、烟囱设计中的几个问题第七节厂址选择
一、厂址选择中所需的气候资料
二、长期平均浓度的估算
三、厂址选择.教学基本要求了解粉尘颗粒的粒径分布测定原理,掌握粉尘颗粒各项物理特性的意义掌握净化装置技术性能的表示方法.教学重点和难点.湍流扩散的基本理论.高斯扩散模式.教学建议多媒体教学,启发式教学第五章颗粒污染物控制技术基础.基本内容第一节颗粒的粒径及粒径分布
一、颗粒的粒径
二、粒径分布
三、平均粒径
四、粒径分布函数第二节粉尘的物理性质
一、粉尘的密度
二、粉尘的安息角与滑动角
三、粉尘的比表面积
四、粉尘的含水率
五、粉尘的润湿性
六、粉尘的荷电性和导电性
七、粉尘的粘附性
八、粉尘的自然性和爆炸性第三节净化装置的性能
一、净化装置技术性能的表示方法
二、净化效率的表示方法第四节颗粒捕集的理论基础
一、流体阻力
二、阻力导致的减速运动
三、重力沉降
四、离心沉降
五、静电沉降
六、惯性沉降
七、扩散沉降.教学基本要求了解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掌握气体扩散、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.教学重点和难点.颗粒的粒径及粒径分布.粉尘的物理性质.颗粒捕集的理论基础.教学建议案例教学第六章除尘装置.基本内容第一节机械除尘器
一、重力沉降室
二、惯性除尘器
三、旋风除尘器第二节电除尘器
一、电除尘器的工作原理
二、电晕放电
三、粒子荷电
四、荷电粒子的运动和捕集
五、被捕集粉尘的清除
六、电除尘器结构
七、粉尘比电阻
八、电除尘器的选择和设计第三节湿式除尘器
一、概述
二、湿式除尘器的除尘机理
三、喷雾塔洗涤器
四、旋风洗涤器
五、文丘里洗涤器第四节过滤式除尘器
一、袋式除尘器工作原理
二、袋式除尘器的压力损失
三、袋式除尘器的滤料
四、袋式除尘器的清灰
五、袋式除尘器的选择、设计和应用
六、颗粒层除尘器第五节除尘器的选择与发展
一、除尘器的合理选择
二、除尘设备的发展.教学基本要求了解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掌握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了解国内外除尘设备的发展方向
3.教学重点和难点.各种除尘器的工作原理及性能.除尘器的选择与发展
4.教学建议案例教学第七章气态污染物控制技术基础.基本内容第一节气体扩散
一、气体在气相中的扩散
二、气体在液体中的扩散第二节气体吸收
一、吸收机理
二、气液平衡
三、物理吸收
四、化学吸收第三节气体吸附
一、吸附剂
二、吸附机理
三、吸附工艺与设备计算第四节气体催化净化
一、催化作用和催化剂
二、气固催化反应动力学
三、S02催化氧化动力学方程
四、气-固相催化反应器的设计.教学基本要求.教学重点和难点气体扩散、吸收、吸附及催化净化机理.教学建议案例教学第八章硫氧化物的污染控制.基本内容第一节硫循环及硫排放第二节燃烧前燃料脱硫
一、煤炭的固态加工
二、煤炭的转化
三、重油脱硫第三节流化床燃烧脱硫
一、流化床燃烧技术概述
二、流化床燃烧脱硫的化学过程
三、流化床燃烧脱硫的主要影响因素
四、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
一、烟气脱硫方法概述
二、主要的烟气脱硫工艺
三、同时脱硫脱氮工艺
四、烟气脱硫工艺的综合比较.教学基本要求了解含二氧化硫烟气的捕集和控制方法掌握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理解常用吸收设备的类型和特点,掌握低浓度二氧化硫烟气及其他气态污染物的治理原理.教学重点和难点硫氧化物的污染控制方法.教学建议。