英文名称： Air Pollution Control Engineering

　　课程类型：学科方向课

　　课程编号： 303302

　　课程学时： 80 学时

　　课程学分： 5 学分

　　适用对象：环境工程专业本科学生

　　先修课程：《流体力学》、《传热学》、《传质原理》等

　　使用教材：郝吉明、马广大，王书肖主编，《大气污染控制工程》，第 3 版，，高等教育出版社， 2010.1 ；

　　参考书： 郝吉明主编：大气污染控制工程例题与习题集，高等教育出版社 2003 ；

　　赵毅，李守信主编，《有害气体控制工程》，北京：化学工业出版社， 2001.8 ；

　　吴忠标主编，《大气污染控制工程》，北京：科学出版社， 2002.7 。

一•  课程性质、目的和任务

1 、课程性质

　　《大气污染控制工程的》是环境工程专业的一门主干必修专业课。

2 、课程目的与任务

　　通过本课程的学习使学生了解大气污染控制的基本知识，掌握从工业废气中去除大气污染物的基本方法、原理及其典型净化工艺，使学生具有解决大气污染控制工程问题的基本能力。

课程学习结束后，应达到如下基本要求：

　　1•  了解大气污染的基本情况、综合防治措施和控制标准等基本知识；

　　2•  对大气污染控制的各种方法、原理、设备和典型净化工艺有较系统、深入的理解，能基本掌握各种控制方法的应用范围和条件；

　　3•  配合认识实习、生产实习、毕业实习、课程设计和毕业设计等实践教学环节，能够选择净化方案并初步掌握净化系统设计的主要计算；

　　4•  配合实验教学和毕业论文等实践教学环节，应初步具备进行大气污染控制科学研究和净化工艺设计的能力。

二、课程教学内容及要求

第一章 概论

　　内容：大气与大气污染：大气的组成、大气污染、全球性大气污染问题；大气污染物及其来源：大气污染物、来源和发生量，中国城市的大气污染概况；大气污染的影响：对人体健康的影响、对植物的伤害、对器物和材料的影响、对能见度和气候的影响；大气污染综合防治：规划管理、技术政策、经济政策、污染治理、扩散稀释、绿化造林；环境空气质量控制标准：标准种类、质量标准、卫生标准、排放标准、污染指数。

　　基本要求：

　　1. 了解大气污染、全球性大气污染问题和中国城市的大气污染概况 [3] 。

　　2 . 了解大气污染综合防治途径 [3] 。

　　3 . 了解环境空气质量控制标准的种类和主要内容 [3] 。

　　4 . 掌握大气污染物的定义、类型和来源 [1] 。

　　重点：大气污染物的定义、类型和来源。

　　难点：环境空气质量控制标准的种类和主要内容。

第二章 燃烧与大气污染

　　内容： 燃料的性质：煤、石油、天然气、非常规燃料；燃料燃烧过程：影响燃烧的主要因素、燃烧产生的污染物、空气过剩系数、空燃比；烟气量及污染物排放量计算：理论烟气量、实际烟气量、污染物浓度；燃烧过程硫氧化物的形成；燃烧过程中颗粒污染物的形成；燃烧过程中其他污染物的形成；习题课 1 ：燃烧产生的烟气量及污染物排放量计算。

　　基本要求：

　　1•  了解能源结构与大气污染的关系，煤的成分和表示方法 [3] 。

　　2•  掌握煤燃烧基本过程主要污染物及其生成机理和减少污染物排放量的主要途径 [1] 。

　　4•  掌握燃烧烟气量及污染物排放量计算方法 [1] 。

　　重点：煤燃烧基本过程和主要影响因素，煤燃烧主要污染物及其生成机理。

　　难点：燃烧烟气量及污染物排放量计算。

第三章 大气污染气象学

　　（环境评价课程授课内容）

第四章 大气扩散浓度估算模式

　　（环境评价课程授课内容）

第五章 颗粒污染物控制技术基础

　　内容：颗粒的粒径和粒径分布：颗粒的粒径、粒径分布、平均粒径、粒径分布函数；粉尘物理性质：密度、安息角、比表面积、润湿性、导电性、粘附性、爆炸性；净化装置的性能：总效率、通过率、分级除尘效率及其之间的关系；颗粒捕集的理论基础：流体阻力、重力沉降、离心沉降、静电沉降、扩散沉降、惯性沉降。

　　基本要求：

　　1•  了解粉尘物理性质的基本概念，粉尘物理性质对污染控制过程的影响 [3] 。

　　2•  掌握颗粒平均粒径基本定义、粒径分布函数的基本形式和应用 [1] 。

　　3•  掌握净化装置分级除尘效率、总效率、通过率的定义和换算 [1] 。

　　4•  掌握不同力场中颗粒沉降的基本规律 [1] 。

　　重点：颗粒平均粒径基本定义，粒径分布函数的应用，净化装置的主要性能参数。

　　难点：不同力场中颗粒沉降的基本规律。

　　实验 1 粉尘真密度测定

　　实验 2 粉尘粒径分布测定

第六章 除尘装置

　　内容：机械除尘器：重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器；电除尘器：工作原理、电晕放电、粒子荷电、荷电粒子的运动和捕集、清灰、粉尘比电阻、电除尘器的选择和设计；湿式除尘器：除尘机理、喷雾塔洗涤器、旋风洗涤器、文丘里洗涤器；过滤式除尘器：袋式除尘器的工作原理、压力损失、滤料和清灰；袋式除尘器的选择设计和应用；颗粒层除尘器；除尘器的选择和除尘技术发展；习题课 2 ：除尘器性能计算及选择计算。

　　基本要求：

　　1•  了解除尘器分类、结构形式、选型设计步骤、工业应用范围和除尘技术发展现状 [3] 。

　　2•  掌握除尘器基本工作原理、性能参数和主要性能参数计算方法 [1] 。

　　重点：除尘器基本工作原理、性能参数 。

　　难点：除尘器主要性能参数计算方法。

　　实验 3 电除尘器电晕放电及其伏安特性的实验

第七章 气态污染物控制技术

一、吸收法净化气态污染物

　　内容：吸收过程的气液平衡（包括物理吸收和化学吸收过程）；伴有化学反应的吸收动力学（包括双膜理论，化学吸收过程的传质速率及不同吸收过程的速率方程）；吸收设备（吸收设备的类型与特点）； 化学吸收时填料塔的设计计算（ 重点讲述填料塔高度的计算）。

　　基本要求：

　　1•  了解气态污染物的类型及常用的净化方法 [3] 。

　　2•  掌握亨利定律的内容及不同的表示形式 [1] 。

　　3•  理解化学吸收过程与物理吸收过程气液平衡关系的区别 [2] 。

　　4•  掌握化学吸收时不同平衡过程气液平衡关系的推导方法 [1] 。

　　5•  理解增强系数的概念 [2] ，会进行简化计算 [1] 。

　　6•  掌握极快不可逆反应吸收速率方程的推导及速率计算 [1] 。

　　7•  理解临界浓度的概念 [2] ，并会进行计算 [1] 。

　　8•  了解液相中伴有快反应和缓慢反应的吸收过程速率的计算 [3] 。

　　9•  了解吸收设备的类型和特点 [3] 。

　　10•  掌握化学吸收时填料层高度的计算 [1] 。

　　重点：增强系数，临界浓度的概念，极快不可逆反应吸收速率方程的推导及速率计算，工业常用的低浓度二氧化硫烟气的湿法净化方法。

　　难点：化学吸收时对于不同的平衡类型，气液平衡关系方程的推导；极快不可逆反应吸收速率方程的推导及速率计算。

二、吸附法净化气态污染物

　　内容：吸附过程与吸附剂；吸附理论（包括吸附平衡，吸附速率，吸附剂的解吸方法）；吸附设备； 固定床吸附器的设计计算。

　　基本要求：

　　1•  理解吸附的概念及其特点 [2] 。

　　2•  掌握物理吸附与化学吸附的区别 [1] 。

　　3•  掌握工业上常用吸附剂及其特点 [1] ，了解剂影响吸附过程的主要因素及 [3] 。

　　4•  理解吸附平衡的概念 [2] ，了解吸附等温线的类型 [3] 。

　　5•  掌握 Freundlich 及 BET 等温方程的形式及应用条件 [1] 。

　　6•  了解不同控制步骤时速率方程的形式 [3] 。

　　7•  了解吸附设备的分类与特点 [3] 。

　　8•  理解吸附负荷曲线与透过曲线的意义，理解吸附波、传质区高度、静活性、动活性、吸附床饱和度的概念 [2] 。

　　9•  掌握吸附过程固定床三个吸附区域的变化特点 [1] 。

　　10•  理解保护作用时间的概念 [2] ，会运用希洛夫公式进行计算 [1] 。

　　11•  掌握间歇操作活性炭用量及吸附塔尺寸的确定。

　　13•  理解传质区高度计算的迈克公式的推导过程 [2] 。

　　重点：吸附波、传质区高度的概念及对吸附过程吸附负荷区线、透过曲线的理解，保护作用时间的确定。

　　难点：吸附波、传质区高度的概念及传质区高度计算的迈克公式的推导过程

三、催化法净化气态污染物

　　内容： 催化作用原理 ；催化剂（催化剂的定义和组成，催化剂的性能）；气固相催化反应动力学（气固相催化反应过程及浓度分布，表面化学反应速度与动力学方程，表面化学反应的宏观动力学方程）； 气固相催化反应器的设计计算与结构类型 （主要介绍固定床催化反应器的计算，包括催化剂体积，固定床温升、压降）。

　　基本要求：

　　1•  了解催化转化法的特点，催化剂的组成及表征催化剂性能的参数 [3] 。

　　2•  理解催化作用的原理 [2] 。

　　3•  掌握气—固相催化反应过程的一般浓度分布及不同控制步骤时浓度分布的特点 [1] 。

　　4•  掌握表面化学反应动力学速率、催化剂有效系数、与宏观动力学速率的概念 [1] 。

　　5•  掌握气—固相催化反应宏观动力学一般方程及不同控制步骤时的方程形式，会根据方程分析提高宏观动力学速率的措施 [1] 。

　　1•  掌握气固相催化反应器的分类及其特点 [1] 。

　　2•  理解反应器的三种流动模型 [2] 。

　　3•  掌握空间速度和接触时间的概念 [1] 。

　　4•  掌握固定床催化反应器催化剂装填体积的计算，包括数学模型法和经验法 [1] 。

　　重点：气—固相催化反应过程及不同控制步骤时浓度分布的特点；表面化学反应动力学速率、催化剂有效系数、与宏观动力学速率的概念；固定床催化反应器催化剂装填体积的计算。

　　难点：表面化学反应动力学速率、催化剂有效系数、与宏观动力学速率的概念。

第八章 硫氧化物的污染物控制

　　内容：硫循环及硫排放；燃烧前燃料脱硫；流化床燃烧脱硫；高浓度二氧化硫尾气的回收与净化；低浓度二氧化硫的烟气脱硫。

　　基本要求：

　　1•  了解大气中二氧化硫的主要来源及我国二氧化硫污染状况 [3] 。

　　2•  了解燃烧前燃料脱硫的方法及原理 [3] 。

　　3•  掌握流化床燃烧脱硫过程（脱硫剂、化学反应及影响脱硫效率的主要影响因素） [1] 。

　　4•  掌握高浓度 SO 2 气相催化氧化法制酸的原理、工艺、设备及特点 [1] 。

　　5•  了解低浓度 SO 2 烟气净化的主要方法：原理、工艺、特点 [3] 。

　　6•  掌握石灰石 / 石灰抛弃法和喷雾干燥法脱硫的原理、工艺、影响因素、存在问题等 [1] 。

　　7•  了解同时脱硫脱氮工艺的原理及特点 [3] 。

　　8•  掌握燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价的评价指标 [1] 。

　　重点： 低浓度 SO 2 烟气净化的主要方法。

　　难点：

第九章 固定源氮氧化物污染控制

　　内容：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；烟气脱硝技术。

　　基本要求：

　　1•  掌握大气中 NO X 的来源以及主要污染物的性质 [1] 。

　　2•  了解大气中 NO X 的控制途径及原理 [3] 。

　　3•  掌握燃烧过程所形成的 NO X 的分类 [1] ，理解各类 NO X 形成的机理 [2] 。

　　4•  了解传统的低氮氧化物燃烧技术和先进的低氮氧化物燃烧器技术降低 NO X 排放的原理 [3] 。

　　5•  了解目前常用的烟气脱硝技术 [3] 。

　　6•  掌握 SCR 脱硝与 SNCR 脱硝的原理、工艺及异同点 [1] 。

　　重点： NO X 的分类及形成机理， SCR 脱硝与 SNCR 脱硝技术。

　　难点： NO X 的形成机理。

二•  挥发性有机物污染控制

　　内容：蒸气压及蒸发； VOC S 污染预防； VOC S 控制方法和工艺（包括燃烧法，吸收法，冷凝法，吸附法，生物法）

　　基本要求：

　　1•  了解气体蒸气压的计算方法 [3] 。

　　2•  了解 VOCs 的来源和其危害 [3] 。

　　3•  掌握 VOCs 有哪些预防性措施 [1] 。

　　4•  了解 VOCs 末端控制常用方法的原理、工艺、流程及特点 [3] 。

　　5•  了解有机溶剂蒸发量的确定方法 [3] 。

　　6•  掌握直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧工艺的特点及应用范围 [1] 。

　　7•  掌握生物法处理 VOCs 的原理、分类及工艺流程 [1] 。

　　重点： VOCs 末端控制常用方法的原理、工艺、流程及特点。

　　难点：

第十一章 城市机动车污染控制（自学）

　　内容： 城市交通趋势及影响；汽油发动机污染物的形成与控制；柴油发动机污染物的形成与控制；新型动力车；交通规划与交通管理。

第十二章 大气污染和全球气候（自学）

　　内容： 温室气体和气候变化；臭氧层破坏问题；致酸前体物与酸雨。

第十三章 净化系统的设计

　　内容：净化系统的组成及系统设计的基本内容；集气罩设计；管道系统设计。

　　基本要求：

　　1•  了解集气罩的基本类型和机理、净化系统的组成和净化系统设计的基本内容 [3] 。

　　2•  了解净化系统管道系统布置原则和主要部件 [3] 。

　　3•  掌握集气罩的基本设计原则、集气罩风量和阻力的计算方法 [1] 。

　　4•  掌握净化系统管道系统阻力计算方法，风机和电机参数计算和选型方法 [1] 。

　　重点：净化系统设计的组成和基本内容、集气罩的基本设计原则；净化系统管道系统布置原则和净化系统管道系统阻力计算方法。

　　难点：集气罩风量和阻力的计算方法；风机和电机参数计算和选型方法。

三、课程教学基本要求

　　1•  课堂授课

　　教学方法以讲授为主，使学生掌握有关大气污染控制的原理、方法和有关设计计算问题，并结合国内外常用的较为成熟的技术为主，理论联系实际。讲课与实验学时的比例为 38:2 。

　　2•  作业：

　　以书后的习题为主，通过作业使学生加深对概念及基本定律的理解，并加强运用能力。

　　3•  考核：

　　采用闭卷考试，题型包括：填空、选择、名词解释、简答，计算。最终成绩由期末考试成绩（占 70~80 ％）和平时成绩（占 20~30 ％）组成。

四、实践教学环节

　　1. 实验：实验是巩固理论教学，培养学生动手能力的重要环节，学生通过实验应独立完成实验报告。本课程开设以下实验：

　　实验 1 粉尘真密度测定；

　　实验 2 粉尘粒径分布测定；

　　实验 3 电除尘器电晕放电及其伏安特性的实验；

　　实验 4 旋风除尘器性能测定实验；

　　实验 5 活性炭吸附法净化 SO 2 废气实验。

　　2. 课程设计：课程设计是培养学生工程设计能力的重要环节，学生在具有工程设计能力的教师和工程技术人员辅导下完成设计任务。

　　课程设计 1 ：某燃煤锅炉房烟气净化系统设计；

　　课程设计 2 ：酸洗废气净化系统设计。

五、学时分配

六、内容更新说明

　　大气污染控制工程 II 采用多媒体与黑板授课相结合进行教学，结合学生整体课程内容的设置和学习相应增加和补充了部分内容：气态污染物控制——吸收部分，增添了化学吸收时的气液平衡及化学吸收时填料层高度的计算。

　　制定者：党小庆，曹利

　　审定者：韩芸 　　　　　　　批准者： 　　　　　　校对者：黄学敏

制定日期： 年 月 日