大氣污染控制工程教學(xué)大綱

課程名稱：大氣污染控制工程課程英文名稱：AIRPOLLUTIONCONTROLENGINEERING總學(xué)時(shí)：160；講課學(xué)時(shí)：45;自學(xué)學(xué)時(shí)：80(含自學(xué)、作業(yè)、project);學(xué)生報(bào)告與交流：3（必要時(shí)另用課外2學(xué)時(shí)）；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：32（含課外實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告）學(xué)分：4開課單位：環(huán)境科學(xué)與工程系大氣污染與控制研究所一．教學(xué)對(duì)象和教學(xué)目的《大氣污染控制工程》是高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的一門必修專業(yè)主干課。本課程主要討論大氣污染控制的基本理論、各種控制方法的基本原理、典型控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征，以及典型工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決大氣污染控制工程問題的能力。結(jié)合大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等其它教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生進(jìn)行大氣污染控制工程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)分析、科學(xué)研究及技術(shù)管理打下必要的基礎(chǔ)。該課程由12章組成。第一章概論，介紹了有關(guān)大氣污染的定義、主要大氣污染問題、大氣污染的危害、大氣污染相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)知識(shí)，幫助學(xué)生結(jié)合實(shí)際，建立有關(guān)大氣污染控制的基本概念，了解目前存在的主要大氣污染問題。第二章燃燒與大氣污染，側(cè)重于介紹燃燒的基本原理和相關(guān)污染物的形成機(jī)理，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了燃料性質(zhì)、燃燒過程的影響因素、燃燒所需空氣量、煙氣量及污染物排放量計(jì)算，以及燃燒過程硫氧化物、顆粒物、氮氧化物、有機(jī)污染物、一氧化碳和汞的形成機(jī)理。第三章大氣污染氣象學(xué)，主要介紹與大氣污染相關(guān)的氣象學(xué)基本知識(shí)，包括大氣圈的結(jié)構(gòu)、主要?dú)庀笠?、大氣熱力過程、大氣穩(wěn)定度和逆溫、大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)場(chǎng)等知識(shí)點(diǎn)。要求學(xué)生能夠判斷大氣穩(wěn)定度、理解逆溫對(duì)大氣污染的影響、熟練運(yùn)用風(fēng)速廓線模式，為學(xué)習(xí)下一章打基礎(chǔ)。第四章大氣擴(kuò)散濃度估算模式，介紹大氣擴(kuò)散的基本概念及基本原理，重要的知識(shí)點(diǎn)有正態(tài)分布理論、高斯擴(kuò)散模式、煙云抬升高度、擴(kuò)散參數(shù)、封閉擴(kuò)散、熏煙擴(kuò)散、城市擴(kuò)散模式、山區(qū)擴(kuò)散模式、煙囪高度和廠址選擇等。要求學(xué)生掌握高斯擴(kuò)散模式及其常見形式，學(xué)會(huì)初步估算煙云高度，能夠根據(jù)地形、背景濃度以及風(fēng)向、風(fēng)速、溫度層結(jié)等氣象因素及模式計(jì)算大氣污染濃度，可以根據(jù)不同要求估算煙筒高度，并對(duì)廠址選擇提出初步方案。第五章顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)顆粒物的粒徑分布等物理特性及除塵裝置性能表示方法，并重點(diǎn)介紹顆粒物在各種力場(chǎng)中的空氣動(dòng)力學(xué)行為——分離、沉降、捕集等，為學(xué)習(xí)下一章打下基礎(chǔ)。第六章除塵裝置，側(cè)重于介紹目前工業(yè)界廣泛使用的除塵裝置，包括機(jī)械式除塵器、電除塵器、袋式除塵器和濕式除塵器。本章的重點(diǎn)在于各類除塵器的工作原理、結(jié)構(gòu)性能和應(yīng)用范圍，以及操作條件變化對(duì)除塵器性能的影響等。通過本章學(xué)習(xí)為選擇、設(shè)計(jì)和有效運(yùn)行各類除塵器打下基礎(chǔ)。第七章氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)，介紹氣態(tài)污染物控制的氣體吸收、吸附和催化操作等單元操作過程。重點(diǎn)學(xué)習(xí)氣體擴(kuò)散、吸收、吸附和催化的基本原理、工藝流程和操作條件，以及選擇吸收劑、吸附劑和催化劑的一般原則，為學(xué)習(xí)今后各章打下基礎(chǔ)。第八章硫氧化物的污染控制，討論含二氧化硫煙氣的捕集和控制方法。重點(diǎn)學(xué)習(xí)各類二氧化硫污染控制過程的化學(xué)變化、影響這些變化的條件，以及吸收劑和吸收設(shè)備的選擇。通過本章的學(xué)習(xí)還應(yīng)了解各類控制技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性，能進(jìn)行控制工藝的比較，初步具備選擇二氧化硫控制工藝的能力。第九章固定源氮氧化物污染控制，學(xué)習(xí)氮氧化物的來源、氮氧化物在大氣中的轉(zhuǎn)化過程，以及各類控制技術(shù)。要求學(xué)生理解燃燒條件對(duì)氮氧化物形成的影響，能夠估算燃燒過程中氮氧化物的形成量，并掌握各類控制技術(shù)的基本原理、適用范圍，具備選擇控制工藝與設(shè)備的初步能力。第十章?lián)]發(fā)性有機(jī)物污染控制，在分析揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）特征的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)要介紹VOCs污染的控制措施。要求學(xué)生了解蒸汽壓如何影響VOC的排放，如何預(yù)防VOC污染，掌握各類控制技術(shù)的基本原理、主要設(shè)備，能夠進(jìn)行控制方案的選擇和比較。第十一章城市機(jī)動(dòng)車污染控制，在簡(jiǎn)要介紹城市交通趨勢(shì)及影響的基礎(chǔ)上，討論汽油機(jī)、柴油機(jī)排氣污染的形成及控制，包括現(xiàn)行的和發(fā)展中的技術(shù)，最后討論改善交通方式對(duì)污染控制的有效性。旨在使學(xué)生對(duì)機(jī)動(dòng)車污染控制建立全面、系統(tǒng)的控制觀，從車、油、路及其管理交通需求等全方位控制機(jī)動(dòng)車污染。第十二章大氣污染和全球氣候，主要討論全球氣候變化、臭氧層破壞和酸雨污染三個(gè)問題，并介紹了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施與策略。旨在使學(xué)生對(duì)控制或處理這類問題的方法建立宏觀框架，為參與全球環(huán)境問題打下一定的基礎(chǔ)。二．課程的基本內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配：緒論：大氣污染、污染物、來源及其危害（3學(xué)時(shí)）燃燒過程中污染物形成機(jī)理（6學(xué)時(shí)）燃料的性質(zhì)燃料燃燒過程煙氣體積及污染物排放量計(jì)算燃燒過程中硫氧化物的形成燃燒過程中顆粒污染物的形成燃燒過程中其它污染物的形成大氣污染氣象學(xué)（2學(xué)時(shí)）大氣圈結(jié)構(gòu)與氣象要素大氣的熱力過程大氣的運(yùn)動(dòng)和風(fēng)大氣污染物擴(kuò)散模式（4學(xué)時(shí)）湍流擴(kuò)散的基本理論高斯擴(kuò)散模式污染物濃度的估算方法特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式城市及山區(qū)的擴(kuò)散模式煙囪高度的設(shè)計(jì)顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)（3學(xué)時(shí)）粉塵的粒徑及粒徑分布粉塵的物理性質(zhì)凈化裝置的性能顆粒捕集理論基礎(chǔ)顆粒物污染控制技術(shù)（12學(xué)時(shí)）機(jī)械式除塵器電除塵器濕式除塵器過濾式除塵器除塵器的選擇與發(fā)展氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)（自學(xué)）吸收法：吸收過程的氣液平衡、吸收動(dòng)力學(xué)及吸收設(shè)備等吸附法：吸附過程、吸附理論、吸附設(shè)備及其計(jì)算方法等催化法：催化劑、催化作用原理、反應(yīng)的物化過程及動(dòng)力學(xué)、設(shè)備等硫氧化物污染控制（4學(xué)時(shí)）硫循環(huán)和硫排放燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝燃燒后煙氣脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)中國(guó)控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施與重大行動(dòng)氮氧化物污染控制（3學(xué)時(shí)）氮氧化物性質(zhì)及來源燃燒過程中氮氧化物的形成機(jī)理低氮氧化物燃燒技術(shù)煙氣脫硝技術(shù)揮發(fā)性有機(jī)化合物污染控制（3學(xué)時(shí)）蒸氣壓及蒸發(fā)VOCs污染預(yù)防VOCs污染控制方法和工藝：燃燒法，吸收法，冷凝法，吸附法和生物法城市機(jī)動(dòng)車污染控制（3學(xué)時(shí)）城市交通趨勢(shì)與機(jī)動(dòng)車污染狀況內(nèi)燃機(jī)污染物形成機(jī)理機(jī)動(dòng)車排放控制技術(shù)評(píng)價(jià)大氣污染與全球氣候（2學(xué)時(shí)）溫室氣體和全球氣候變化臭氧層破壞問題致酸前體物與酸雨三．其他教學(xué)環(huán)節(jié)安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)：實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：32（含課外實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告），詳見《大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱學(xué)生報(bào)告與交流：課內(nèi)3學(xué)時(shí)，必要時(shí)另用課外2學(xué)時(shí)。時(shí)間在最后一周，學(xué)生自愿報(bào)名，統(tǒng)一安排。預(yù)先準(zhǔn)備ppt文件，每組出一位代表，報(bào)告與討論共計(jì)15分鐘。四：作業(yè)與考試安排作業(yè) 15次 15% Project 15%實(shí)驗(yàn)