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课程编号：1517P0010 课程类型：专业必修课
课程名称：大气污染控制工程 英文名称：Air Pollution Control Engineering
学 分：3.5 适用专业：环境工程
一、课程的性质、目的和任务
《大气污染控制工程》是环境工程专业一门专业必修课，该课程全面系统地介绍了大气污染控制的基本概念、基本理论和基本方法，揭示了大气污染物成因与扩散规律，介绍了大气污染物控制的典型工艺以及主要设备的结构特征，是环境工程专业课程体系的核心组成。
通过本课程的学习，使学生系统地了解并掌握大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识及污染物扩散的基础理论，大气污染防治的基本概念、基本原理、主要控制设备和典型工艺等，培养学生分析和解决日益严重的大气污染问题的基本能力，结合大气污染控制工程实验、课程设计、实习、毕业设计（论文）等其它教学环节，为学生从事大气污染控制工程设计、系统分析、科学研究及技术管理奠定重要的基础。
二、课程教学目标
课程教学目标体现为专业知识、专业技能和专业素质三方面的目标。
1. 专业知识目标
1.1 了解主要的燃料类型，掌握燃料燃烧的条件、影响燃烧的主要因素，能熟练计算燃烧所需的空气量、烟气量和主要污染物的浓度、空气过剩系数，掌握大气污染相关的气象学基本知识，掌握大气的热力过程，能够进行大气稳定度和逆温的分析，掌握高斯扩散模式及其常见形式，学会初步估算烟气抬升高度，能够计算大气污染物浓度，根据不同要求估算烟囱高度；
1.2 了解颗粒物控制的基本概念、基本原理及主要设备类型，掌握粉尘粒径及分布，能计算粉尘的频率分布等，掌握粉尘的主要物理性质和在除尘过程中作用，掌握除尘装置技术性能的指标，掌握机械除尘、静电除尘、袋式除尘及湿式除尘的原理、特点及设计方法；
1.3 掌握气态污染物控制的吸收、吸附及催化原理，能够进行物理与化学吸收传质计算，能够进行吸收设备的选择，能够进行吸附工艺与设备的选择计算，了解硫氧化物控制工艺，了解燃烧前脱硫、流化床燃烧脱硫、高浓度二氧化硫控制、低浓度烟气脱硫等特点，掌握烟气脱硫不同方法的工艺特点以及脱硫方法、吸收剂、吸收设备的选择，了解氮氧化物的来源、形成机理，氮氧化物在大气中的转化过程，先进的低氮氧化物的燃烧技术以及各类控制技术，掌握SCR、SNCR等主要控制技术的基本原理、适用范围，了解VOCs的性质、预防以及控制技术，掌握主要控制技术的基本原理和常用设备；
1.4 了解机动车对城市空气污染的影响，掌握汽油机、柴油机排气污染的形成原因、污染物类型及控制技术，了解全球气候变化、臭氧层破坏、酸雨和大气棕色云等问题以及应对措施和策略；
1.5 了解净化系统的组成及设计的基本内容，掌握集气罩的形式及性能参数与计算方法，掌握管道系统压力损失计算与管道布置以及管道系统的保湿、防腐和防爆措施。
2. 专业技能目标
2.1 运用燃料燃烧知识，掌握烟气中污染物产生量的计算，运用气象学知识，掌握大气中污染物浓度的计算并能够进行烟囱高度设计；
2.2 运用颗粒性污染物捕集的原理和方法，进行机械除尘、静电除尘、袋式除尘以及湿式除尘的相关计算与设计；
2.3 运用所学气态污染物控制相关理论、技术，进行硫氧化物、氮氧化物以及VOCs等气态污染物控制工艺的选取与计算，掌握气态污染物控制的设计能力；
2.4 运用所学的净化系统相关知识，使学生能够掌握净化系统的设计内容与相关计算方法，培养学生的独立设计能力。
3.专业素质目标
3.1 具有基本的查阅国内外文献、数据库的能力；
3.2 具备良好的大气污染控制工程逻辑思维能力，能够对大气污染问题进行分析并解决相关问题；
3.3 具备基本的从事大气污染控制相关科学研究的专业素质和技能。
三、本课程支持人才培养方案中知识能力实现矩阵指标点
1. 支持知识能力实现矩阵“掌握扎实的环境工程学科的基础理论知识和核心知识”、“具有综合运用基础科学、环境工程等多学科知识进行分析问题和解决问题的能力”。本课程的具体指标为：课程教学目标1.1~1.5。
2. 支持知识能力实现矩阵“熟悉环境工程项目的组织和管理过程，具备综合运用经济、工程管理等知识和方法，进行工程项目组织及工程管理的能力”。本课程的具体指标为：课程教学目标2.1~2.4。
3. 支持知识能力实现矩阵“掌握环境工程师的初步知识”。本课程的具体指标为：课程教学目标3.1~2.3。
四、本课程与相关课程的联系
本课程在学生学完大学物理、大学化学、物理化学、流体力学等先修课程后开设。先行的物理、化学与流体力学等课程主要是了解自然界的普遍规律，属于自然科学的范畴，而《大气污染控制工程》则属于工程技术科学的范畴，学生将从本课程开始运用这些普遍规律，进入环境工程专业领域的学习。
五、课程教学内容安排
本课程共64学时（其中理论教学48学时，实践环节16学时）。
理论教学内容安排如下：
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序号
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教学单元
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教学内容及要求
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教学环节设计
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学时分配
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支持教学目标
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1
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绪论
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1）掌握大气污染和大气污染物等基本概念，掌握大气污染物的主要类型，掌握主要大气污染物的形成等；
2）了解国内外大气污染的概况，了解几种大气污染物的控制概况；
3）了解大气环境标准的种类、作用和排放标准的制订方法。
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1)讲授式，多媒体、板书相结合；
2)讨论式，学生自由发言讨论对大气污染的认识。
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2
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1.1
2.1
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2
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燃烧与大气污染
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1）了解燃料的性质与燃烧过程；
2）掌握烟气体积及污染物形成与排放量计算。
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1) 回顾互动式，以提问互动形式教学；
2) 启发式，设立燃料种类、污染种类、形成原因若干问题，启发学生思考解决问题；
3) 配合网络教学平台，拓展学生知识面，完成作业布置与互相批改。
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4
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1.1
2.1
3.1
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3
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大气污染气象学与大气扩散
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1）了解大气圈结构及气象要素；
2）了解大气的热力学过程；
3）掌握高斯扩散模式与污染物浓度的估算；
4）掌握烟囱高度的设计与厂址选择。
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1) 回顾互动式，以提问互动形式教学；
2) 讨论式，重点探讨大气热力学过程与污染物浓度计算。
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8
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1.1
2.1
3.1
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4
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颗粒物控制技术
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1）理解颗粒物控制基础；
2）了解并掌握机械除尘器原理与选择；
3）了解并掌握静电除尘器特点与应用；
4）了解并掌握袋式除尘器构造与特点；
5）了解并掌握湿式除尘器及其应用。
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1) 讲授、演示式，多媒体、板书相结合；
2) 翻转课堂式，配合网络教学平台教学录像和重要知识点微课视频，由学生讲解典型除尘器结构特点，教师点评，增强学生学习主动性。
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10
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1.2
1.5
2.2
2.4
3.1
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5
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气态污染物控制技术
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1）理解吸收、吸附与催化法净化气态污染物原理；
2）掌握硫氧化物的控制技术与计算；
3）掌握氮氧化物控制技术及应用；
4）了解VOCs特点及控制技术。
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1) 讲授、演示式，多媒体、板书相结合；
2) 讨论式，学生讨论具体某种气态污染可采用的技术方法，从而巩固其对各技术的掌握。
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18
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1.3
2.3
3.2
3.3
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6
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机动车污染
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1）理解汽油车污染排放的形成与控制技术；
2）了解柴油发动机污染物的形成与控制；
3）了解新型动力车特点；
4）熟悉城市交通规划与管理措施。
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1) 讲授式，多媒体、板书相结合；
2) 配合网络教学平台，拓展学生知识面，完成作业布置与互相批改。
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2
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1.4
2.2
2.3
3.3
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7
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大气污染与全球气候
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1）了解温室气体和气候变化；
2）理解臭氧层破坏机理；
3）了解致酸前体物与酸雨。
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1) 多媒体教学，利用网络扩充学生知识面；
2) 翻转课堂式，由学生搜集全球性大气污染问题进行讲解，教师点评。
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2
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1.4
2.3
3.1
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8
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净化系统设计
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1）了解净化系统的组成及设计的基本内容；
2）掌握集气罩与管道系统的设计方法。
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1) 讲授式，多媒体、板书相结合；
2) 配合网络教学平台，拓展学生知识面，完成作业布置与互相批改。
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4
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1.5
2.4
3.3
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实践环节安排如下：
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实验项目编号
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实验名称
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内容提要及要求
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实验
学时
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实验
类型
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实验
要求
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支持教
学目标
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1517P001001
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机械除尘实验
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1. 了解机械除尘工作原理与运行特点；
2. 掌握影响机械除尘效率的因素。
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4
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验证型
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选做
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1.2
2.2
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1517P001002
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静电除尘实验
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1. 了解静电除尘工作原理与运行特点；
2. 掌握影响静电除尘效率的因素。
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4
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验证型
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选做
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1.2
2.2
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1517P001003
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硫氧化物的污染控制实验
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1. 了解湿法脱硫的工作原理，熟悉净化装置的结构组成及操作要点；
2. 掌握脱硫过程中各参数的确定方法。
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4
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验证型
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必做
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1.3
2.3
3.2
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1517P001004
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氮氧化物的污染控制实验
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1. 针对某种含NOx的废气，分析废气特点，并制定净化方案，合理选择净化装置；
2. 掌握该净化装置的结构组成、工作原理以及运行特点；通过反应过程影响因素的考察，优化反应条件，提高净化效率。
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4
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设计型
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必做
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1.4
1.5
2.4
3.3
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1517P001005
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气态污染物控制实验
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1. 针对给定的气态污染物，利用吸附、吸收或催化装置，选用恰当吸附剂、吸收剂或催化剂，进行气态污染物的净化；
2. 通过考察反应过程中影响因素，优化反应条件，提高净化效率。
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4
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设计型
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选做
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1.1
1.3
2.1
2.3
3.1
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1517P001006
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工业废气净化实验
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1. 根据工业废气中主要污染物成分，选取相适应的控制方法，进行净化实验；
2. 通过影响因素考察，优化净化条件，提高净化效率。
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4
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设计型
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选做
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1.1
1.3
2.1
2.3
3.1
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六、课程考核方式与成绩评定方法
课程成绩考核包括期末和平时考核两部分，其中，期末成绩60%、平时成绩20%、实验成绩20%。期末成绩考核采用闭卷考试的形式；平时成绩主要根据出勤率（10%）、课堂表现（40%）、作业（50%）三部分综合评定；实验成绩根据出勤率（10%）、实验操作能力表现（50%）、实验报告（40%）三部分综合评定。其中，课堂表现主要依据课堂问答情况、学生讲解和讨论环节的准备与参与情况、平时测验等综合评定成绩，作业主要依据网络平台作业完成质量、主题讨论参与完成情况、小论文等综合评定成绩，各项成绩平均计算出课堂表现和作业成绩。
七、参考教材与资料
1. 《大气污染控制工程》（第三版），郝吉明等，高等教育出版社，2010。
2. 《大气污染控制工程》，羌宁，化学工业出版社，2015。
3. 《大气污染治理工程》，蒲恩奇，高等教育出版社，2004。
4. 《大气污染控制工程》，刘景良，中国轻工业出版社，2012。
5. 超星网络教学平台网站http://mooc1.chaoxing.com/course/93927302.html。
http://www.icourses.cn/sCourse/course_2961.html。
执笔人：张学杨
审核人：曹文平
批准人：高明侠
制定（修订）日期：2015年8月
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