大气污染控制工程

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课程介绍

大气污染控制工程是环境工程本科专业的一门专业主干课。通过本课程的学习,使学生系统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、主要技术、设备和典型工艺等,培养学生分析和解决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。

课程大纲

1.绪论(2学时)
(1)教学内容
介绍本课程的教学任务、性质及学习方法,主要介绍大气的组成,大气污染的含义,主要的大气污染物,国内外大气污染概况,大气环境质量标准及当代大气环境问题。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可支撑“毕业要求1工程知识”中的“指标点1-3系统掌握流体力学、工程水文学、环境工程微生物学、环境工程原理等专业基础知识和环境规划与管理、水污染控制、大气污染控制、固体废物处理与处置、环境影响评价等专业知识,并能将这些知识用于环境工程专业复杂工程问题的新技术开发、工程设计、咨询与管理”,以及“毕业要求6工程与社会”中的“指标点6-2熟悉环境保护相关的技术标准、规范、产业政策和法律法规,并能用于环境工程专业工程问题的合理性与可行性分析评价”。
(3)课程思政育人要素
通过我国大气污染控制现状与发展历程的介绍,培养学生的家国情怀与责任意识;通过大气环保立法及相关环境标准的讲解,塑造以人为本、人与环境和谐共生等工程伦理。
(4)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P27:1-1、1-3;课外学习大气污染控制领域的主要环境标准。
2.燃烧与大气污染(4学时)
(1)教学内容
主要介绍燃料的性质、影响燃料燃烧过程的主要因素,燃料燃烧的基础计算以及大气污染与燃烧的关系。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。也可支撑“毕业要求4研究”中的“指标点4-1掌握环境工程及相关学科的科学原理,开展环境工程专业复杂工程问题研究所必需的理论分析、实验监测及数据分析等基本科学方法”。
(3)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P63-65:2-1、2-2、2-4、2-6、2-8;课外学习汞及二恶英污染控制技术。
3.污染气象学基础与大气扩散浓度模式(6学时)
(1)教学内容
主要介绍主要气象要素及大气的基本物理性质、大气的热力过程、大气污染与气象的关系、大气污染物扩散模式及浓度估算、烟囱高度计算及厂址选择的相关知识。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。也可支撑“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3-1能结合工程实际,基于水文、地质、施工、管理及运行等工程建设的基本条件,设计关于环境工程专业复杂工程问题的系统方案和工艺流程;在设计过程中,能体现经验传承与改进创新的有机结合”。
(3)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P125-126:4-2、4-3、4-5、4-9;课外学习《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》国家标准。
4.除尘技术基础(4学时)
(1)教学内容
主要介绍颗粒的粒径及粒径分布、粉尘的物理性质及其与除尘工程的关系,净化装置的性能及表示方法,颗粒物捕集机理内容。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求1工程知识”中的“指标点1-3系统掌握流体力学、工程水文学、环境工程微生物学、环境工程原理等专业基础知识和环境规划与管理、水污染控制、大气污染控制、固体废物处理与处置、环境影响评价等专业知识,并能将这些知识用于环境工程专业复杂工程问题的新技术开发、工程设计、咨询与管理。”。也可支撑“毕业要求4研究”中的“指标点掌握环境工程及相关学科的科学原理,开展环境工程专业复杂工程问题研究所必需的理论分析、实验监测及数据分析等基本科学方法”。
(3)课程思政育人要素
通过讲述除尘技术基础知识与除尘技术研究与应用的关系,培养学生树立竞争意识与创新精神。
(4)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P168-169:5-1、5-5、5-8;课外学习现代除尘技术及其工业应用。
5.除尘装置(8学时)
(1)教学内容
主要介绍机械式除尘器、电除尘器、袋式除尘器及湿式除尘器的原理、结构、特点、应用领域及条件,设计、施工、运行管理的方法。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3-1能结合工程实际,基于水文、地质、施工、管理及运行等工程建设的基本条件,设计关于环境工程专业复杂工程问题的系统方案和工艺流程;在设计过程中,能体现经验传承与改进创新的有机结合”、以及“毕业要求6工程与社会”中的“指标点6-2熟悉环境保护相关的技术标准、规范、产业政策和法律法规,并能用于环境工程专业工程问题的合理性与可行性分析评价”。
(3)课程思政育人要素
通过除尘工程设计与工程事故的介绍,培养严谨求实的工程素养、以人为本的工程伦理与责任意识。
(4)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P243-248:6-2、6-6、6-11、6-25;课外学习电袋复合除尘器及其工业应用。
6.硫氧化物的污染控制(6学时)
(1)教学内容
主要介绍硫循环及硫排放,燃烧前脱硫、燃烧中脱硫的方法,烟气脱硫的主要工艺、原理、特点及应用知识,烟气脱硫工程的设计流程及运营管理,高浓度二氧化硫尾气的回收与净化。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。也可支撑“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3-1能结合工程实际,基于水文、地质、施工、管理及运行等工程建设的基本条件,设计关于环境工程专业复杂工程问题的系统方案和工艺流程;在设计过程中,能体现经验传承与改进创新的有机结合”。
(3)课程思政育人要素
通过我国脱硫技术引进吸收、自主研发应用的历程介绍,培养学生的家国情怀与创新意识;通过讲述烟气脱硫系统设计,培养学生精益求精的工匠精神、整体观与发展观。
(4)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P375-376:8-2、8-4、8-6;课外学习烧结烟气脱硫相关知识。
7.固定源氮氧化物的污染控制(6学时)
(1)教学内容
主要介绍氮氧化物性质及来源、燃烧过程中氮氧化物的形成机理、低氮氧化物燃烧技术及烟气脱硝技术,对SNCR及SCR烟气脱硝技术原理、工艺流程、特点及设计方法等进行重点讲述。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。也可支撑“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3-1能结合工程实际,基于水文、地质、施工、管理及运行等工程建设的基本条件,设计关于环境工程专业复杂工程问题的系统方案和工艺流程;在设计过程中,能体现经验传承与改进创新的有机结合”。
(3)课程思政育人要素
通过我国烟气脱硝技术的发展历程及催化剂研制的介绍,培养学生的家国情怀与创新精神、树立“四个自信”。
(4)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P412-413:9-4、9-11;课外学习低温SCR烟气脱硝相关知识。
8.挥发性有机物污染控制(4学时)
(1)教学内容
主要介绍VOCs污染防治的基本知识以及燃烧、吸收、冷凝、吸附、生物控制VOCs污染的方法。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。也可支撑“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3-1能结合工程实际,基于水文、地质、施工、管理及运行等工程建设的基本条件,设计关于环境工程专业复杂工程问题的系统方案和工艺流程;在设计过程中,能体现经验传承与改进创新的有机结合”。
(3)课程思政育人要素
通过VOCs治理现状与工程事故的介绍,培养学生科学发展观、严谨求实的工程素养及以人为本的工程伦理。
(4)作业及课外学习要求
作业:郝吉明、马广大主编《大气污染控制工程》第3版,P469-470:10-4、10-5;课外学习室内空气污染控制相关知识。
9.城市机动车污染控制(2学时)
(1)教学内容
分别介绍汽油发动机及柴油发动机污染物的形成过程、控制技术,以及减少空气污染的交通规划与管理知识。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求1工程知识”中的“指标点1-3系统掌握流体力学、工程水文学、环境工程微生物学、环境工程原理等专业基础知识和环境规划与管理、水污染控制、大气污染控制、固体废物处理与处置、环境影响评价等专业知识,并能将这些知识用于环境工程专业复杂工程问题的新技术开发、工程设计、咨询与管理”。也可支撑“毕业要求6工程与社会”中的“指标点6-2熟悉环境保护相关的技术标准、规范、产业政策和法律法规,并能用于环境工程专业工程问题的合理性与可行性分析评价”。
(3)课程思政育人要素
通过我国机动车发展及尾气控制技术的介绍,培养学生的家国情怀、责任意识与创新精神。
(3)作业及课外学习要求
学习现代汽车工业节能环保技术相关知识。
10.大气污染与全球气候(2学时)
(1)教学内容
主要介绍温室效应、臭氧层破坏、酸雨等全球性大气污染问题及其对气候的影响、控制措施。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。
(3)课程思政育人要素
通过全球大气污染知识的介绍,培养学生的整体观与人类命运共同体的发展观。
(4)作业及课外学习要求
学习全球气候大会及环保领域合作的相关知识。
11.净化装置的选择、设计和运行管理(4学时)
(1)教学内容
介绍集气罩与净化系统的选择、设计以及净化系统的运行管理知识。
(2)对毕业要求的支撑
本知识点的讲授和学习,可以支撑“毕业要求2问题分析”中的“指标点2-2能够应用工程科学的基本原理,对环境工程专业复杂工程问题进行定性和定量分析,科学描述和正确表达环境工程问题的影响因素,获得解决方案”。也可支撑“毕业要求3设计/开发解决方案”中的“指标点3-1能结合工程实际,基于水文、地质、施工、管理及运行等工程建设的基本条件,设计关于环境工程专业复杂工程问题的系统方案和工艺流程;在设计过程中,能体现经验传承与改进创新的有机结合”。
(3)作业及课外学习要求
学习泵与风机手册、工业通风相关基础知识。
备注:实验内容及要求具体见实验指导书。

学习目标

掌握大气污染物及其来源、燃烧与污染控制、污染物迁移扩散、大气污染控制工程(除尘、脱硫、脱硝、VOCs治理等)的基本知识及分析设计方法,具有综合运用课程知识的能力和大气污染控制复杂系统方案分析设计的基本能力;初步建立环境保护与可持续发展的意识。

学习要求

(1)培养精益求精的工匠精神,塑造工程伦理,树立职业道德,培养家国情怀与责任担当,激发竞争意识及创新意识;
(2)掌握大气污染防治的方法、政策法规与标准、复杂治理工程问题的分析方法;
(3)掌握颗粒物、硫氧化物、氮氧化物、VOCs等主要大气污染物的控制原理、技术、工艺及设备等相关知识;
(4)能够进行典型大气污染控制系统、设备的设计与应用;
(5)具备大气污染控制领域的初步科学研究能力。

考核标准

课件浏览80%,客观练习0%,主观练习0%,课内讨论20%,练习允许3次全部重做。。
课程内容不断迭代,成绩以当时的课程内容为准,一旦合格,可以申请证书。申请证书后,以结课处理,成绩不再改动

教材教参

1、《大气污染控制工程》第4版,主编郝吉明、马广大、王书肖,北京:高等教育出版社,2010
2、《大气污染控制工程》第1版,主编吴忠标,北京:科学出版社,2020
3、《大气污染控制工程实践教程》第1版,主编黄学敏、张承中,北京:化学工业出版社,2007