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课程基本信息

课程编码:025693

课程类别: 专业课(必修),

先修课程:环境工程原理、环境监测、环境学

适用专业:环境工程,环境工程(卓越计划班),

开课院部:生态环境与建筑工程学院

课程负责人:

课程教学团队:
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课程展示

课程简介

 《大气污染控制工程》是环境工程专业的一门必修专业课,本课程的目的和任务是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理论,大气污染防治的基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等,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,结合课程实验和课程设计等教学环节,为学生毕业后从事大气污染控制工程设计、技术管理等工作奠定必要的基础。

课程教学要求

 

  1.通过学习大气污染控制工程的基本知识,大气污染气象学基础理论,大气污染防治的基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等内容的过程中,使学生的思维和分析方法得到一定的训练,在此基础上进行归纳和总结,逐步形成科学的学习观和方法论.(目标层次:理解)

 

  2.大气污染控制工程的基本知识,理解大气污染气象学基础理论,大气污染防治的基本概念、基本原理,了解大气污染控制工程的主要设备和典型污染物质的工艺等;针对复杂大气污染问题提出气态或颗粒态污染处理装置的简单设计方案(目标层次:运用).

 

  3.通过掌握主要大气污染控制设备的设计方法、掌握污染物扩散浓度的计算方法;分析颗粒物的真密度和粒径分布等;运用所学知识实际监测大气复合污染及污染现状;在复杂的大气污染控制工程问题中,合理使用大气污染控制工程原理,运用到实际工程问题解决中。

     (目标层次:分析、综合及评价)

课程教学内容

教学主题

主要内容(重点及要点)

要求

学时

第一部分 环保产业、设备与区域大气复合污染 (3学时)

第1讲 环保产业与环保设备

1、环保产业概念

2、环保设备分类和特点

3、环保设备发展趋势

4、大气环境科学技术与发展

5、本课程任务和学习方法

1、了解环保产业概念、国内外环保产业的现状;掌握环保设备的分类和特点;

2、了解环保产业的发展历程,我国环保产业存在的问题以及趋势。

3、本课程的定位及主要研究方向

1.5

第2讲 大气颗粒物与区域大气复合污染

1、大气复合污染中的颗粒物

2、复合污染与大气复合污染,颗粒物与大气复合污染(颗粒物的来源、形成,气溶胶学的应用领域等)

3、大气颗粒物的环境影响:大气颗粒物的环境影响,大气环境质量标准

4、大气污染控制对策:“大气十条”污染政策、区域大气污染联防联控技术

1、了解大气污染(污染源分类)和大气颗粒物特征;掌握复合污染的种类、以及大气复合污染定义;

2、了解大气颗粒物的环境影响(人体健康、能见度、水循环和气候等);

3、了解我国“大气十条”、区域大气污染联防联控技术等相关内容。

1.5

第二部分 大气污染源分析技术与工程应用(8学时)

第3讲 大气污染源监测与分析技术

  1. 1、大气污染的基本特征:大气污染源分类、大气污染物种类、大气颗粒物的三模态、颗粒物的化学组成、粒径尺寸;

2、大气颗粒物的采样:介绍主要颗粒物采样器、气态污染物和颗粒物污染物采样方法、颗粒物浓度特征等

3、大气颗粒物的分析表征:颗粒物样品前处理、分析方法、颗粒物表征分析

4、以上内容结合工程案例介绍

1、掌握大气污染的基本特征内容(污染源分类、污染物种类、颗粒物粒径分布等)

 

2、掌握大气污染物的采样方法(气态污染物和颗粒态污染物),了解和掌握大气污染物主要的采样仪器;

 

3、了解和掌握大气颗粒物的分析表征方法,健康影响评价

2

第4讲 大气污染源清单与解析技术

1、污染源清单分析:

  介绍国家源清单建立方法的分析(PM2.5/PM10,NH3,NOx,SOx) 污染源时空分布分析方法

2、源解析与源贡献分析

 介绍源解析与元贡献分析方法[富集因子(EF)法、相关分析法、因子分析法、PMF因子分析模型、相对浓度法等]

3、以上内容结合工程案例介绍

1、了解和掌握污染源清单制作及分析方法(主要掌握PM2.5/PM10,NH3,NOx,SOx);

了解污染源的时空分布分析方法;

 

2、了解和掌握源解析和源贡献分析(主要掌握富集因子法、PMF法、相关分析法、相对浓度法)

3、学会选取一种案例实践上述源解析和源贡献分析方法

2

第5讲 大气污染扩散模拟分析技术

1、大气扩散模式

    大气污染扩散的影响因素分析、高斯模式(高架连续电源、地面连续电源、颗粒物扩散模式) 、基于MATLAB分析扩散模式方法;

2、大气污染浓度估算:

    结合案例教学分析烟气抬升高度的计算、大气稳定度、扩散参数的确定等;

3、烟囱计算与厂址选择

   结合案例分析烟囱高度出口直径计算,厂址选择(气候资料、平均浓度)

1、了解和掌握大气污染扩散的影响因素,掌握高斯模式(高架连续电源、地面连续电源、颗粒物扩散模式);了解基于MATLAB分析大气污染扩散方法;

2、掌握大气污染浓度估算方法,掌握烟气抬升高度计算和扩散参数确定方法,掌握大气稳定度确定方法;

3、掌握烟囱高度计算方法和排放大气污染物的场址选择方法。

4

第三部分 颗粒物除尘技术与工程应用(18学时)

第6讲 机械式除尘器及工程应用

1、颗粒物捕集理论基础:颗粒物捕集机制、除尘器捕集性能与能耗,颗粒物的性质 (粒径分布、物理性质、动力特性)

2、重力沉降室与惯性除尘器:沉降室、惯性除尘器的工作原理以及除尘器结构、重力沉降室设计;

3、旋风除尘器:旋风除尘器工作原理、影响旋风除尘器性能的主要因素、旋风除尘器的结构形式、旋风除尘器的设计理论方法;

4、机械除尘器的运行维护 

1、掌握除尘装置颗粒物捕集机制、捕集性能和能耗的计算;压力降计算;掌握颗粒物粒径分布、物理性质特征;

 

2、了解重力和惯性除尘器的工作原理和结构;掌握重力沉降室设计方法;

3、掌握旋风除尘器的工作原理、影响旋风除尘器的因素、除尘器设计方法;

 

4、了解机械除尘器的运行维护。

 

3

第7讲 电除尘器及工程应用

1、电除尘器基本原理和结构概述:电除尘器的工作原理/电晕放电和粒子荷电/电除尘器分类

2、粉尘的捕集和性能影响因素:粉尘的捕集(粒子的驱进速度、捕集效率);影响性能的主要因素(粉尘特性、烟气性质、结构因素、操作因素、电气与控制特性)

3、电除尘器的主要部件及简单结构:(电晕电极;集尘电极;电极清灰装置;气流分布装置;电除尘器外壳)

4、电除尘器的选择、设计和应用:电除尘器的选择与设计/电除尘器的应用

1、了解电除尘器的分类、掌握电除尘器工作原理及粒子荷电过程;

 

2、了解并掌握电除尘器的主要部件及简单结构;

 

3、掌握影响电除尘器除尘效率的因素

 

4、了解和掌握电除尘器的选择方法,掌握电除尘器设计步骤,了解电除尘器应用现状及发展趋势

3

第8讲 过滤式除尘器及工程应用

1、袋式除尘器的主要类型:过滤式除尘器的分类、袋式除尘器的主要类型、颗粒层除尘器分类与结构;

2、袋式除尘器的清灰和除尘机理:袋式除除尘器的除尘机制、影响除尘效率的因素、捕集效率和压力降等;

3、袋式除尘器的除尘滤料:介绍袋式除尘器的滤料种类与特征、开发应用现状

4、介绍典型过滤式除尘器的工作原理及工程应用:脉冲喷吹袋式除尘器、滤筒式除尘器、颗粒层除尘器,介绍典型过滤式除尘器应用现状及技术瓶颈;

  1. 袋式除尘器的设计与计算:袋式除尘器的设计步骤及工艺流程

1、了解过滤式除尘器的分类,存在的问题点;了解袋式除尘器的特点与分类,掌握不同类型袋式除尘器的结构和性能;

2、掌握袋式除尘器的工作原理,除尘机制以及影响除尘效率的因素;

 

3、了解袋式除尘器的除尘滤料种类,滤料特征及开发应用现状;

 

4、了解并掌握典型过滤式除尘器的工作原理及工程应用;

 

5、掌握袋式除尘器的设计步骤及工艺流程计算;

3

第9讲 湿式除尘器及工程应用

1、湿式除尘器的特点及净化机制:除尘器的特点、净化机制、惯性碰撞参数、除尘效率、流体阻力;

2、湿式除尘器的常见类型:洗涤塔、自激式除尘器、湿式离心除尘器;提高湿式除尘器的效率措施;

3、文丘里除尘器:文丘里除尘器原理与结构、压力损失、除尘效率;文丘里除尘器的设计与计算;

4、脱水装置:脱水装置及分类

1、了解湿式除尘器的特点、净化机制;掌握湿式除尘器的除尘效率措施方法;

 

2、了解和掌握湿式除尘器的常见类型;

 

3、掌握文丘里除尘器结构及工作原理,掌握文丘里除尘器的设计与计算步骤;

 

4、了解湿式除尘器的脱水装置及分类,工程应用现状。

3

第10讲 除尘工艺计算

1、除尘器设计概论:除尘器壳体设计原则,除尘器设计前期工作与原始资料的收集;

2、典型除尘工艺设计与计算:选择脉冲袋式除尘器、静电除尘器、旋风除尘器、文丘里除尘器(主要介绍形式与参数、技术计算、附属设施、绘制施工图文件、编制设计文件等)

1、了解和掌握除尘器壳体设计原则,掌握设计过程中应做的前期工作与原始资料;

2、掌握除尘工艺设计与计算步骤(脉冲袋式除尘器、静电除尘器、旋风除尘器、文丘里除尘器),完成一种除尘器的设计工作。

4

第11讲 细颗粒物协同控制技术与工程应用

1、主要介绍目前细颗粒物联合脱除设备及工程应用(如电袋复合除尘器、湿式静电协同除尘器(WESP)、静电颗粒层协同除尘器、静电旋风协同除尘器、旋转填充床湿式除尘器等设备);

2、主要介绍细颗粒物脱除新技术(如声波团聚技术、磁团聚与磁分离技术、电凝并技术、化学团聚技术、蒸汽相变技术、热泳脱除技术)

 

1、了解并掌握目前用于细颗粒物协同控制脱除设备的工程应用,以及简单的工艺工作原理;

 

2、了解并掌握目前细颗粒物脱除新技术原理及新技术发展方向。

2

第四部分 气态污染物处理技术与工程应用  (17学时)

第12讲 氮氧化物处理技术与工程应用

1、燃烧过程中氮氧化物形成机理:介绍不同氮氧化物形成的热力学模型、原理的解释;

2、低氮氧化物燃烧技术与工程应用:主要介绍传统的和先进的低氮燃烧技术,存在的问题点;

3、烟气脱硝技术与工程应用:催化法脱硝技术的介绍、脱硝催化剂制备及发展方向;

1、掌握燃烧过程中氮氧化物的形成机理;

2、掌握低氮氧化燃烧技术的传统技术与先进技术的区别

3、掌握目前催化法推销技术的技术发展现状、选择性催化还原法及选择非催化还原法脱硝技术的区别;

4、了解其它脱硝技术及相关催化剂的制备等

4

第13讲 硫氧化物处理技术与工程应用

1、燃烧前脱硫技术的介绍:煤炭的固态加工、重油脱硫等;

2、燃烧中脱硫技术介绍及工程应用:流化床燃烧技术、流化床燃烧脱硫化学过程、脱硫剂的再生;

3、燃烧后脱硫技术与工程应用:高浓度SOx尾气的回收与净化、低浓度SOx烟气脱硫技术工艺、脱硫脱氮工艺;

1、掌握燃烧前脱硫技术及工程应用

 

2、掌握燃烧中脱硫技术,流化床燃烧技术、了解该技术发展趋势、脱硫剂再生;

 

3、掌握燃烧后脱硫技术中低浓度烟气脱硫技术的工艺以及脱硫脱氮工艺

4

第14讲 VOC处理技术与工程应用

1、吸收法净化气态污染物:介绍吸收平衡、吸收速率、吸收设备与设计、吸收工艺的配置;

2、吸附法净化气态污染物:介绍吸附剂、吸附机理、吸收装置及工艺、固定床吸附过程分析、吸附器计算;

3、催化法净化气态污染物:介绍催化剂、气固相催化反应过程、催化反应器及其设计;

4、其他法净化气态污染物:生物法、燃烧法、冷凝法、膜分离法、电子束法等;

1、掌握吸收剂的吸收过程、了解吸收设备的设计及吸收工艺的配置

2、掌握吸附法的吸附机理、吸收装置的种类及工艺、了解吸附器的设计计算;

3、掌握一般催化剂的种类、气固相催化反应过程,了解催化反应器及其设计;

4、掌握其他净化气态污染物法的工程应用及存在的技术瓶颈

9

考核要求及成绩评定

考核内容

评价标准

权重

平时考核

包括到堂情况、课堂讨论、完成作业、实验报告情况。无故缺课一次,直接扣除总成绩的5分,请假为3分,扣完为止。

20%

课堂设计

分组发表设计项目、学生分析讨论,“同行专家”评分

20%

期末考核

按照期末考试成绩进行评价

60%

考试方式

开卷     闭卷■   课程论文□    实操

 

 

学生学习建议

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