1、大氣污染控制工程教學大綱一、課程及教師基本信息課程名稱（中/英文）大氣污染控制工程Air Pollution Control Engineering課程編號21013920學分3課程性質專業必修授課對象高年級本科生先修課程要求環境科學與工程導論，畫法幾何與工程制圖，物理化學等課程任課教師信息姓名常化振職稱副教授辦公時間及地點：工作日8:00-17:00，環境學院辦公電話、郵箱地址：無，chz助教信息姓名助教辦公（答疑或輔導）時間郵箱地址課程教學目標本課程結合大氣污染控制工程實驗、課程設計及畢業設計（論文）等其它教學環節，為學生進行大氣污染控制工程設計、科研及技術管理打下必要的基礎。課程簡介大氣

2、污染控制工程是高等學校環境工程專業的一門主干專業課。本課程主要討論大氣污染控制的基本理論、各種控制方法的過程分析及典型控制設備的工藝設計計算，并培養學生分析和解決大氣污染控制工程問題的能力。結合大氣污染控制工程實驗及畢業設計（論文）等其它教學環節，為學生進行大氣污染控制工程設計、科研及技術管理打下必要的基礎。考核方式平時考核(包括實驗)（60 %）考核類型課堂表現及作業課程實驗課程報告占總考核比例（ %）202020期末考核（40 %）閉卷考試學習要求Ø 了解主要大氣污染物及其發生源，環境空氣質量標準和綜合防治措施；Ø 掌握有關除塵技術的基本理論，具有選用除塵設備、設計除塵

3、系統的能力；Ø 掌握氣態污染物控制的基本原理及其方法，能進行一般氣態污染物控制系統的設計和典型設備的工藝計算；Ø 了解大氣擴散的基本原理，初步學會估算大氣污染物濃度和煙囪高度。注1：平時考核（ %）課程作業（ %）+研討交流（ %）+期中考核（ %）； 2：平時考核應占總成績的40-70%。二、教學進度及基本內容教學進度安排教學周章節名稱講授內容及掌握程度研究型學習要求學習內容學習時間（小時）第1周第一章 緒論第二章 燃燒過程中污染物形成機理第一章：大氣污染、污染物、來源及其危害第二章：1 燃料的性質2 燃料燃燒過程第2周第二章 燃燒過程中污染物形成機理3. 煙氣體積及污染

4、物排放量計算4. 燃燒過程中硫氧化物的形成5. 燃燒過程中氮氧化物的形成6. 燃燒過程中顆粒污染物的形成7. 燃燒過程中其它污染物的形成課程作業2第3周第三章 大氣污染氣象學1. 大氣圈結構與氣象要素2. 大氣的熱力過程3. 大氣的運動和風第4周第四章大氣污染物擴散模式1湍流擴散的基本理論2高斯擴散模式3污染物濃度的估算方法4特殊氣象條件下的擴散模式5城市及山區的擴散模式6煙囪高度的設計課程作業2第5周第五章顆粒污染物控制技術基礎1粉塵的粒徑及粒徑分布2粉塵的物理性質3凈化裝置的性能4顆粒捕集理論基礎第6周第六章顆粒物污染控制技術1機械式除塵器2電除塵器第7周第六章顆粒物污染控制技術3濕式除塵

5、器4過濾式除塵器5除塵器的選擇與發展課程作業2第8周第七章氣態污染物控制技術基礎1吸收法2吸附法3催化法文獻綜述2第9周第八章硫氧化物污染控制1硫循環和硫排放2燃燒前和燃燒中脫硫技術與工藝3燃燒后煙氣脫硫技術及其研究進展4燃煤二氧化硫污染控制技術綜合評價5中國控制酸雨和二氧化硫污染的政策課程作業2第10周第九章氮氧化物污染控制1氮氧化物性質及來源2燃燒過程中氮氧化物的形成機理3低氮氧化物燃燒技術4煙氣脫硝技術課程作業2第11周第十章揮發性有機化合物污染控制1蒸氣壓及蒸發;2VOCs污染預防;3VOCs污染控制方法和工藝課程作業2第12周第十一章城市機動車污染控制1城市交通趨勢與機動車污染狀況；

6、2內燃機污染物形成機理；3機動車排放控制技術評；價； 4城市機動車排放污染控制綜合規劃第13周第十二章 大氣污染與全球氣候全球氣候變化與大氣污染第14周課程教學實驗第15周課程教學實驗第16周習題及討論課習題答疑及課程研討交流第17周課程考試注：1. 掌握程度指學生應掌握教師講授內容的程度，分為“熟練掌握、熟悉、了解”等；2. 學習內容包括課前閱讀、課程作業、課后復習、文獻綜述、課下實驗、課程論文等； 3. 在教學過程中，“教學進度及基本內容”可以根據實際情況有小幅度調整。三、推薦教材及閱讀文獻（包括按章節提供必讀文獻和參考文獻）Ø 郝吉明、馬廣大、王書肖主編，大氣污染控制工程（第三

7、版），高等教育出版社，2002Ø 郝吉明主編，大氣污染控制工程例題與習題集，高等教育出版社，2003Ø Noel De Nevers, Air Pollution Control Engineering, McGRAW-HILL International Editions，清華大學出版社，2000課程負責人（簽字）： 基層教學組織（教研室）負責人（簽字）： 學院（系）、部主管領導（簽字）： 學院（系）、部（蓋章） _年_月_日 大氣污染控制工程實驗教學部分教學大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）大氣污染控制工程（英文）Air Pollution Control Engin

8、eering課程編號21013920課程性質專業必修先修課程環境科學與工程導論，畫法幾何與工程制圖，物理化學等課程授課對象高年級本科生總學分（課時）3學分其中：理論教學課時2學分其中：實驗教學課時1學分課程簡介大氣污染控制工程是高等學校環境工程專業的一門主干專業課。本課程主要討論大氣污染控制的基本理論、各種控制方法的過程分析及典型控制設備的工藝設計計算，并培養學生分析和解決大氣污染控制工程問題的能力。結合大氣污染控制工程實驗及畢業設計（論文）等其它教學環節，為學生進行大氣污染控制工程設計、科研及技術管理打下必要的基礎。教學目標本課程結合大氣污染控制工程實驗、課程設計及畢業設計（論文）等其它教學

9、環節，為學生進行大氣污染控制工程設計、科研及技術管理打下必要的基礎。二、教師基本信息教師信息姓名常化振職稱副教授辦公時間及地點 工作日8:00-17:00，環境學院辦公電話、郵箱地址 無，chz助教信息姓名 秦萱助教辦公（答疑或輔導）時間 第十五、十六周郵箱地址三、實驗項目序號實驗項目名稱實驗場所實驗周次實驗課時分組人數實驗一SCR催化劑制備理工樓909144-實驗二催化轉化法去除氮氧化物理工樓909145-實驗三袋式除塵器性能測定實驗理工樓909154-四、實驗安排實驗一 SCR催化劑制備一、實驗目的：深入了解SCR催化轉化研究領域，加深對催化劑制備的認識，掌握相關的實驗方法與技能。二、實驗

10、步驟：1.稱取一定量的仲鎢酸胺和偏釩酸胺加入40mL去離子水中，加少量草酸促進溶解，適當加熱促進溶解，至其完全溶解，制備一系列的不同釩、鎢質量比的V-W溶液。2將TiO2（P25型）浸漬于活性組分溶液中，攪拌1h后，緩慢加熱攪拌至漿糊狀，3.置于烘箱中，在110度下干燥過夜。4.最后于馬弗爐上500度焙燒4h，自然冷卻至室溫。5.研磨制得40-60目的V2O5-WO3/TiO2粉末。三、實驗數據記錄實驗二 催化轉化法去除氮氧化物一、實驗意義和目的隨著我國煙氣和機動車尾氣排放標準日益嚴格，對煙/尾氣中的主要污染物氮氧化物(NOx)在富氧條件下的排放控制變得越來越緊迫，而其中最有效易行的就是選擇性

11、催化還原法（SCR）通過在SCR裝置或催化轉化器將NOx轉化為無害的氮氣。通過本實驗的學習，不但可以深入了解該研究領域，更可加深對課程中催化轉化法去除污染物相關章節的理解，并掌握相關的實驗方法與技能。二、實驗原理 在催化劑的作用下，煙氣/汽車尾氣中的氮氧化物被外加的氨氣還原劑選擇性還原，總的反應方程式為4NO+4NH3+O24N2+6H2O本試驗以鋼瓶氣為氣源，以高純氮氣為平衡氣，模擬煙氣/汽車尾氣中一氧化氮（NO）和氧氣（O2）濃度，并設定其流量，在不同溫度下，通過測量催化劑反應器進出口氣流中NOx的濃度，評價催化劑對NOx的去除效率。通過改變氣體總流量改變反應的空速（GHSV，氣體量與催化

12、劑樣品量之比，h-1），通過調節NO的進氣量改變其入口濃度，評價催化劑在不同空速、不同NO入口濃度條件下的活性。三、實驗裝置、流程和儀器本實驗采用自行設計和加工的固定床反應器實驗系統。利用高壓鋼瓶氣N2、NO、O2、NH3模擬汽車尾氣，反應器進出口的NOx濃度由尾氣分析儀測定。本實驗采用的催化劑為自制SCR催化劑。實驗裝置見下圖所示：四、實驗方法和步驟（一）催化劑的制備 制備方法采用浸漬法，具體參數略。（二）催化劑活性評價1稱取催化劑樣品約200mg，裝填于反應器中。2連接實驗系統氣路，檢查氣密性。3調節質量流量計設置各氣體流量，使總流量約為200mL/min，NO濃度約為500ppm，NH3

13、約為500ppm，O2約為5%，設置氣路為旁通（氣體不經過反應器），測量并記錄不經催化轉化的NOx濃度，即入口濃度。4切換氣路使氣體通過反應器，設定反應器初始溫度為150°C。5待溫度穩定后測定NOx濃度，待其穩定后記錄數值，即為NOx的出口濃度；6以5°C/min的速率將反應器溫度升至450°C，每隔20°C記錄一次數據，到達指定溫度后實驗結束，關閉NO、O2和NH3，降溫。7關閉氣瓶及儀器，關閉系統電源，整理實驗室。（三）空速對催化轉化效率的影響在催化劑活性最高的兩個溫度下，通過改變總氣量改變反應空速，測定催化劑的活性，每個流量下待出口濃度穩定后記數

14、。流量設定為200mL/min，400mL/min，600mL/min，800mL/min。五、實驗數據記錄參考以下表格對每一部分的實驗結果進行記錄。 催化劑制備實驗日期： 記錄人：催化劑：制得催化劑重量(g)：前驅體稱取重量(g)最終組成及比例實驗步驟：1稱量種類及質量2溶解溶液種類去離子水體積（mL）操作順序及現象3浸漬攪拌時間（h）轉速（r/min）加熱時長（min）4烘干及焙燒烘干溫度及時間焙燒溫度及時間升溫速率（oC/min） 對轉化效率影響實驗部分實驗日期： 記錄人：催化劑：重量(mg)：氣體N2NOO2NH3流量(mL/min)濃度空速：溫度（）15017019021023025

15、0NOX出口濃度(ppm)轉化效率(%)溫度（）270290310330350370NOX出口濃度(ppm)轉化效率(%)溫度（）390410430450NOX出口濃度(ppm)轉化效率(%)六、實驗結果分析與討論1作效率溫度、效率空速曲線。2計算最佳條件下催化劑的活性，對實驗條件下的催化劑去除氮氧化物的性能進行評價。3思考催化反應動力學及反應機理，設計實驗方案。4實驗中存在的問題及尚需改進的地方實驗二、袋式除塵器性能測定實驗一、實驗目的1. 深入理解布袋除塵器的構造及運行機理、過程。2. 掌握除塵器性能測定的主要內容和方法，并對影響除塵器性能的主要因素有較全面的了解。二、實驗原理一、袋式除塵器袋式除塵器是采用纖維織物作為濾料的過濾式除塵器。氣流通過布袋的孔隙時，粉塵被捕集于其上，沉積在濾料上的粉塵可在機械振動作用下從布袋表面除去。二、采用位置選擇實驗中通風管直徑比較小，可認為在管內氣流速度均勻分布，測量時選取管道中心作為采樣點。三、除塵器阻力的測定使用U型管壓力計測定六、除塵效率計算式中：So為除塵器出口顆粒物濃度，g/m3；Si為除塵器入口顆粒物濃度，g/m3；Qo為除塵器出口氣體流量，m3/s；Qi為除塵器入口氣體流量，m3/s；m為濾筒采集粉塵質量，gV為采樣體積，m3；v為氣體流速，m/s；t為采樣時間，s；三、實驗裝置和儀器一、實驗裝置示意圖：二、實驗儀器粉