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《大气污染控制工程》教学大纲
发布日期:2018-06-18  浏览次数:160

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

   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SCRSNCR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:

序号

教学单元

教学内容及要求

教学环节设计

学时分配

支持教学目标

1

绪论

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。

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。

2

1.1

2.1

2

燃烧与大气污染

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。

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。

4

1.1

2.1

3.1

3

大气污染气象学与大气扩散

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。

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。

8

1.1

2.1

3.1

4

颗粒物控制技术

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。

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。

10

1.2

1.5

2.2

2.4

3.1

5

气态污染物控制技术

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。

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。

18

1.3

2.3

3.2

3.3

6

机动车污染

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。

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。

2

1.4

2.2

2.3

3.3

7

大气污染与全球气候

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。

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。

2

1.4

2.3

3.1

8

净化系统设计

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。

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。

4

1.5

2.4

3.3

实践环节安排如下:

实验项目编号

实验名称

内容提要及要求

实验

学时

实验

类型

实验

要求

支持教

学目标

1517P001001

机械除尘实验

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。

4

验证型

选做

1.2

2.2

1517P001002

静电除尘实验

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。

4

验证型

选做

1.2

2.2

1517P001003

硫氧化物的污染控制实验

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。

4

验证型

必做

1.3

2.3

3.2

1517P001004

氮氧化物的污染控制实验

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。

4

设计型

必做

1.4

1.5

2.4

3.3

1517P001005

气态污染物控制实验

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。

4

设计型

选做

1.1

1.3

2.1

2.3

3.1

1517P001006

工业废气净化实验

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。

4

设计型

选做

1.1

1.3

2.1

2.3

3.1

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:20158