《大气污染控制工程》教学大纲.docx
- 文档编号:17725486
- 上传时间:2023-08-03
- 格式:DOCX
- 页数:18
- 大小:79.69KB
《大气污染控制工程》教学大纲.docx
《《大气污染控制工程》教学大纲.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《大气污染控制工程》教学大纲.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
《大气污染控制工程》教学大纲
《大气污染控制工程》教学大纲
一、课程及教师基本信息
课程名称
(中/英文)
大气污染控制工程
AirPollutionControlEngineering
课程编号
21013920
学分
3
课程性质
专业必修
授课对象
高年级本科生
先修课程要求
环境科学与工程导论,画法几何与工程制图,物理化学等课程
任课
教师
信息
姓名
常化振
职称
副教授
办公时间及地点:
工作日8:
00-17:
00,环境学院
办公电话、邮箱地址:
无,chz@
助教
信息
姓名
助教办公(答疑或辅导)时间
邮箱地址
课程
教学
目标
本课程结合大气污染控制工程实验、课程设计及毕业设计(论文)等其它教学环节,为学生进行大气污染控制工程设计、科研及技术管理打下必要的基础。
课程
简介
大气污染控制工程是高等学校环境工程专业的一门主干专业课。
本课程主要讨论大气污染控制的基本理论、各种控制方法的过程分析及典型控制设备的工艺设计计算,并培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的能力。
结合大气污染控制工程实验及毕业设计(论文)等其它教学环节,为学生进行大气污染控制工程设计、科研及技术管理打下必要的基础。
考核
方式
平时考核(包括实验)(60%)
考核类型
课堂表现及作业
课程实验
课程报告
占总考核比例(%)
20
20
20
期末考核(40%)
闭卷考试
学习
要求
Ø了解主要大气污染物及其发生源,环境空气质量标准和综合防治措施;
Ø掌握有关除尘技术的基本理论,具有选用除尘设备、设计除尘系统的能力;
Ø掌握气态污染物控制的基本原理及其方法,能进行一般气态污染物控制系统的设计和典型设备的工艺计算;
Ø了解大气扩散的基本原理,初步学会估算大气污染物浓度和烟囱高度。
注1:
平时考核(%)=课程作业(%)+研讨交流(%)+期中考核(%);
2:
平时考核应占总成绩的40-70%。
二、教学进度及基本内容
教
学
进
度
安
排
教学周
章节名称
讲授内容及掌握程度
研究型学习要求
学习内容
学习时间(小时)
第1周
第一章绪论
第二章燃烧过程中污染物形成机理
第一章:
大气污染、污染物、来源及其危害
第二章:
1.燃料的性质
2.燃料燃烧过程
第2周
第二章燃烧过程中污染物形成机理
3.烟气体积及污染物排放量计算
4.燃烧过程中硫氧化物的形成
5.燃烧过程中氮氧化物的形成
6.燃烧过程中颗粒污染物的形成
7.燃烧过程中其它污染物的形成
课程作业
2
第3周
第三章大气污染气象学
1.大气圈结构与气象要素
2.大气的热力过程
3.大气的运动和风
第4周
第四章大气污染物扩散模式
1.湍流扩散的基本理论
2.高斯扩散模式
3.污染物浓度的估算方法
4.特殊气象条件下的扩散模式
5.城市及山区的扩散模式
6.烟囱高度的设计
课程作业
2
第5周
第五章颗粒污染物控制技术基础
1.粉尘的粒径及粒径分布
2.粉尘的物理性质
3.净化装置的性能
4.颗粒捕集理论基础
第6周
第六章颗粒物污染控制技术
1.机械式除尘器
2.电除尘器
第7周
第六章颗粒物污染控制技术
3.湿式除尘器
4.过滤式除尘器
5.除尘器的选择与发展
课程作业
2
第8周
第七章气态污染物控制技术基础
1.吸收法
2.吸附法
3.催化法
文献综述
2
第9周
第八章硫氧化物污染控制
1.硫循环和硫排放
2.燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺
3.燃烧后烟气脱硫技术及其研究进展
4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价
5.中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策
课程作业
2
第10周
第九章氮氧化物污染控制
1.氮氧化物性质及来源
2.燃烧过程中氮氧化物的形成机理
3.低氮氧化物燃烧技术
4.烟气脱硝技术
课程作业
2
第11周
第十章挥发性有机化合物污染控制
1.蒸气压及蒸发;
2.VOCs污染预防;
3.VOCs污染控制方法和工艺
课程作业
2
第12周
第十一章城市机动车污染控制
1.城市交通趋势与机动车污染状况;
2.内燃机污染物形成机理;
3.机动车排放控制技术评;价;
4.城市机动车排放污染控制综合规划
第13周
第十二章大气污染与全球气候
全球气候变化与大气污染
第14周
课程教学实验
第15周
课程教学实验
第16周
习题及讨论课
习题答疑及课程研讨交流
第17周
课程考试
注:
1.掌握程度指学生应掌握教师讲授内容的程度,分为“熟练掌握、熟悉、了解”等;
2.学习内容包括课前阅读、课程作业、课后复习、文献综述、课下实验、课程论文等;
3.在教学过程中,“教学进度及基本内容”可以根据实际情况有小幅度调整。
三、推荐教材及阅读文献(包括按章节提供必读文献和参考文献)
Ø郝吉明、马广大、王书肖主编,《大气污染控制工程(第三版)》,高等教育出版社,2002
Ø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
ØNoelDeNevers,《AirPollutionControlEngineering》,McGRAW-HILLInternationalEditions,清华大学出版社,2000
课程负责人(签字):
基层教学组织(教研室)负责人(签字):
学院(系)、部主管领导(签字):
学院(系)、部(盖章)
_________年____月____日
《大气污染控制工程》实验教学部分教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
(中文)大气污染控制工程
(英文)AirPollutionControlEngineering
课程编号
21013920
课程性质
专业必修
先修课程
环境科学与工程导论,画法几何与工程制图,物理化学等课程
授课对象
高年级本科生
总学分(课时)
3学分
其中:
理论教学课时
2学分
其中:
实验教学课时
1学分
课程简介
大气污染控制工程是高等学校环境工程专业的一门主干专业课。
本课程主要讨论大气污染控制的基本理论、各种控制方法的过程分析及典型控制设备的工艺设计计算,并培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的能力。
结合大气污染控制工程实验及毕业设计(论文)等其它教学环节,为学生进行大气污染控制工程设计、科研及技术管理打下必要的基础。
教学目标
本课程结合大气污染控制工程实验、课程设计及毕业设计(论文)等其它教学环节,为学生进行大气污染控制工程设计、科研及技术管理打下必要的基础。
二、教师基本信息
教师
信息
姓名
常化振
职称
副教授
办公时间及地点工作日8:
00-17:
00,环境学院
办公电话、邮箱地址无,chz@
助教
信息
姓名秦萱
助教办公(答疑或辅导)时间第十五、十六周
邮箱地址
三、实验项目
序号
实验项目名称
实验
场所
实验周次
实验
课时
分组
人数
实验一
SCR催化剂制备
理工楼909
14
4
-
实验二
催化转化法去除氮氧化物
理工楼909
14
5
-
实验三
袋式除尘器性能测定实验
理工楼909
15
4
-
四、实验安排
实验一SCR催化剂制备
一、实验目的:
深入了解SCR催化转化研究领域,加深对催化剂制备的认识,掌握相关的实验方法与技能。
二、实验步骤:
1.称取一定量的仲钨酸胺和偏钒酸胺加入40mL去离子水中,加少量草酸促进溶解,适当加热促进溶解,至其完全溶解,制备一系列的不同钒、钨质量比的V-W溶液。
2.将TiO2(P25型)浸渍于活性组分溶液中,搅拌1h后,缓慢加热搅拌至浆糊状,
3.置于烘箱中,在110度下干燥过夜。
4.最后于马弗炉上500度焙烧4h,自然冷却至室温。
5.研磨制得40-60目的V2O5-WO3/TiO2粉末。
三、实验数据记录
实验二催化转化法去除氮氧化物
一、实验意义和目的
随着我国烟气和机动车尾气排放标准日益严格,对烟/尾气中的主要污染物氮氧化物(NOx)在富氧条件下的排放控制变得越来越紧迫,而其中最有效易行的就是选择性催化还原法(SCR)——通过在SCR装置或催化转化器将NOx转化为无害的氮气。
通过本实验的学习,不但可以深入了解该研究领域,更可加深对课程中催化转化法去除污染物相关章节的理解,并掌握相关的实验方法与技能。
二、实验原理
在催化剂的作用下,烟气/汽车尾气中的氮氧化物被外加的氨气还原剂选择性还原,总的反应方程式为
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
本试验以钢瓶气为气源,以高纯氮气为平衡气,模拟烟气/汽车尾气中一氧化氮(NO)和氧气(O2)浓度,并设定其流量,在不同温度下,通过测量催化剂反应器进出口气流中NOx的浓度,评价催化剂对NOx的去除效率。
通过改变气体总流量改变反应的空速(GHSV,气体量与催化剂样品量之比,h-1),通过调节NO的进气量改变其入口浓度,评价催化剂在不同空速、不同NO入口浓度条件下的活性。
三、实验装置、流程和仪器
本实验采用自行设计和加工的固定床反应器实验系统。
利用高压钢瓶气N2、NO、O2、NH3模拟汽车尾气,反应器进出口的NOx浓度由尾气分析仪测定。
本实验采用的催化剂为自制SCR催化剂。
实验装置见下图所示:
四、实验方法和步骤
(一)催化剂的制备
制备方法采用浸渍法,具体参数略。
(二)催化剂活性评价
1.称取催化剂样品约200mg,装填于反应器中。
2.连接实验系统气路,检查气密性。
3.调节质量流量计设置各气体流量,使总流量约为200mL/min,NO浓度约为500ppm,NH3约为500ppm,O2约为5%,设置气路为旁通(气体不经过反应器),测量并记录不经催化转化的NOx浓度,即入口浓度。
4.切换气路使气体通过反应器,设定反应器初始温度为150C。
5.待温度稳定后测定NOx浓度,待其稳定后记录数值,即为NOx的出口浓度;
6.以5C/min的速率将反应器温度升至450C,每隔20C记录一次数据,到达指定温度后实验结束,关闭NO、O2和NH3,降温。
7.关闭气瓶及仪器,关闭系统电源,整理实验室。
(三)空速对催化转化效率的影响
在催化剂活性最高的两个温度下,通过改变总气量改变反应空速,测定催化剂的活性,每个流量下待出口浓度稳定后记数。
流量设定为200mL/min,400mL/min,600mL/min,800mL/min。
五、实验数据记录
参考以下表格对每一部分的实验结果进行记录。
催化剂制备
实验日期:
记录人:
催化剂:
制得催化剂重量(g):
前驱体
称取重量(g)
最终组成及比例
实验步骤:
1
称量
种类及质量
2
溶解
溶液种类
去离子水体积(mL)
操作顺序及现象
3
浸渍
搅拌时间(h)
转速(r/min)
加热时长(min)
4
烘干及焙烧
烘干温度及时间
焙烧温度及时间
升温速率(oC/min)
对转化效率影响实验部分
实验日期:
记录人:
催化剂:
重量(mg):
气体
N2
NO
O2
NH3
流量(mL/min)
浓度
——
空速:
温度(℃)
150
170
190
210
230
250
NOX出口浓度(ppm)
转化效率(%)
温度(℃)
270
290
310
330
350
370
NOX出口浓度(ppm)
转化效率(%)
温度(℃)
390
410
430
450
NOX出口浓度(ppm)
转化效率(%)
六、实验结果分析与讨论
1.作效率~温度、效率~空速曲线。
2.计算最佳条件下催化剂的活性,对实验条件下的催化剂去除氮氧化物的性能进行评价。
3.思考催化反应动力学及反应机理,设计实验方案。
4.实验中存在的问题及尚需改进的地方
实验二、袋式除尘器性能测定实验
一、实验目的
1.深入理解布袋除尘器的构造及运行机理、过程。
2.掌握除尘器性能测定的主要内容和方法,并对影响除尘器性能的主要因素有较全面的了解。
二、实验原理
一、袋式除尘器
袋式除尘器是采用纤维织物作为滤料的过滤式除尘器。
气流通过布袋的孔隙时,粉尘被捕集于其上,沉积在滤料上的粉尘可在机械振动作用下从布袋表面除去。
二、采用位置选择
实验中通风管直径比较小,可认为在管内气流速度均匀分布,测量时选取管道中心作为采样点。
三、除尘器阻力的测定
使用U型管压力计测定
六、除尘效率计算
式中:
So为除尘器出口颗粒物浓度,g/m3;
Si为除尘器入口颗粒物浓度,g/m3;
Qo为除尘器出口气体流量,m3/s;
Qi为除尘器入口气体流量,m3/s;
m为滤筒采集粉尘质量,g
V为采样体积,m3;
v为气体流速,m/s;
t为采样时间,s;
三、实验装置和仪器
一、实验装置示意图:
二、实验仪器
粉尘添加设备1套
分析天平1台
四、实验方法与步骤
1.接通电源,启动风机和发尘装置,使实验系统运行达到稳定。
2.除尘器阻力的测定,在采样的同时,可以由U型压差计读出压降。
3.改变烟道入口调节阀开启程度为1/2,重复上述步骤。
五、实验记录
表1除尘实验记录表
调节阀开启程度
动压
粉尘浓度
除尘器阻力
A
B
C
袋式除尘器
袋式除尘器
全开
1/2
五、考核方式
考察。
六、使用教材及参考书目
无。
课程负责人(签字):
基层教学组织(教研室)负责人(签字):
学院(系)、部主管领导(签字):
学院(系)、部(盖章)
_________年____月____日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大气污染控制工程 大气污染 控制工程 教学大纲