大气污染控制工程

《大气污染控制工程》教案学院、系：环境科学与工程学院任课教师：任爱玲赵文霞授课专业：环境工程课程学分：4学分课程总学时：60学时课程周学时：4学时2004年8月《大气污染控制工程》教学进程周次课次章节计划学时教学手段教学环境456～78～99101111～1213～1414～15161717～182252122333213第一章绪论第二章燃烧与大气污染第三章污染气象学基础知识第四章除尘技术基础第五章机械式除尘器第六章湿式除尘器第七章袋式除尘器第八章电除尘器第九章吸收法净化气态污染物第十章吸附法净化气态污染物第十一章气态污染物的催化净化第十二章气态污染物的其它净化方法第十三章净化装置的选择、设计和运行管理4410424266642讲授，图片演示讲授，动画、图片演示讲授、图片演示；讨论讲授、图片展示讲授、图片展示、动画演示讲授、图片展示讲授、图片演示讲授、图片演示讲授、图片演示讲授、图片演示讲授、图片演示讲授、图片演示一教305大气污染控制工程教案第页3第1次课2学时上次课复习：课程简介：课程在培养计划中的作用课程内容的先进性、实用性和特色课程内容、学时分配及教学基本要求课程对实践环节及课外作业的要求主要参考书及建议的资料本次课题（或教材章节题目）：第一章绪论第一节大气及大气污染第二节大气污染的发生和发展教学要求：掌握大气组成及大气圈垂直结构分布；掌握大气污染的几种定义；了解大气污染物类型及其来源；理解并掌握全球性大气污染问题重点：大气圈垂直结构（重点对流层和平流层）；大气污染的定义；大气污染物及其来源；全球大气污染问题；难点：大气圈垂直结构；大气污染物及其来源教学手段及教具：多媒体课件讲授讲授内容及时间分配：第一节大气及大气污染第二节大气污染的发生和发展讲授2学时课后作业习题1.2，1.3参考资料《大气污染控制工程》林肇信主编，高教出版社《大气污染控制工程》郝吉明，马广大编著，高教出版社《大气污染控制工程》郭静，阮宜纶主编，化工出版社《大气污染治理工程》蒲恩奇主编，高教出版社《环保设备设计与应用》罗辉主编，高教出版社《大气污染控制工程》(影印版)NoeldeNevers主编，清华大学出版社大气污染控制工程教案第页4课程简介：1。使用教材郝吉明，马广大等编著.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社，2003。赵文霞，任爱玲.环境工程实验指导书.河北科技大学，1999。2．主要参考书蒲恩奇，任爱玲等编.大气污染治理工程.北京：高等教育出版社，1999。林肇信主编.大气污染控制工程.北京：高等教育出版社，2002。NoeldeNevers主编.大气污染控制工程(影印版)(第2版).北京：清华大学出版社，2000。郭静，阮宜纶主编.大气污染控制工程.北京：化工出版社，2001。罗辉主编.环保设备设计与应用.北京：高等教育出版社，1997.课程在培养计划中的作用：《大气污染控制工程》是高等院校环境工程专业的主干学科，本科生专业必修课之一。本课程系统地讨论大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识，大气污染防治技术的基本理论、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大气污染控制工程问题的基本能力,结合课程实验和毕业设计等教学环节,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。课程内容的先进性、实用性和特色本课程内容深度和广度适中，适时增加本学科最新成果和发展趋势，并结合实际问题有重点的引导学生理论联系实际，体现学科的前瞻性和实用性。力争使学习者形成惯性思维、产生创造性构思，其特点是面向二十一世纪社会对环保技术人才的需要，满足国家教委环境工程专业教学指导委员会《大气污染控制工程》课程的要求。基本要求：1.了解大气污染物及其主要污染源,大气环境标准及综合防治措施。2.了解大气污染与燃烧的关系。3.了解大气污染与气象的关系,初步学会大气污染物浓度分布和烟囱设计的估算方法。4.基本掌握除尘技术的基本理论,学会正确选用除尘设备、设计除尘系统。5.基本掌握气态污染物净化的基本原理,主要污染物的典型净化工艺流程和设备。6.基本掌握设计、选择和运行大气污染净化系统。大气污染控制工程教案第页5第第一一节节大大气气与与大大气气污污染染大大气气圈圈垂垂直直结结构构（（重重点点对对流流层层和和平平流流层层））根据大气圈中大气组成状况及大气在垂直高度上的温度变化，划分大气圈层的结构如下：大气污染控制工程教案第页62.大气污染的定义（试比较其差别）大气污染指大气中某种物质的浓度超过正常水平，造成可测的对人体、动物、植被和材料的影响的大气状况。大气污染指大气中某种不良成分达到一定的浓度，造成有害的影响的大气状况。这种成分可能对人体健康、植被、器物或者全球环境以及通过浑浊的空气或不愉快的气味对环境美学造成负面的影响。如果大气中的物质达到一定浓度，并持续足够的时间，以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。3.空气污染系统（AirPollutionSystems）4.排放源:（1）Anthropogenicsources（2）Naturalsources5.一次大气污染物:6.光化学烟雾7.细微颗粒物污染8.酸沉降:9.全球变暖和气候变化:10.臭氧层破坏:11.室内空气污染大气污染控制工程教案第页712.中国城市的大气污染概况第二节大气污染物及其来源1.大气污染物分类：气溶胶状污染物、气态状污染物主要污染物：TSP、PM10、PM2.5、SO2、NOX、CO、CO2、有机化合物、硫酸烟雾、光化学烟雾2.来源化石燃料燃烧、各种工业过程、生活、交通、自然灾害等。3.危害危害途径：表面接触、吸入、食入主要危害：1）对人体健康的影响，2）对植物的影响，3）对器物和材料的影响，4）对能见度和气候的影响。TSPSO2NOx大气污染控制工程教案第页8第2次课2学时上次课复习：1、大气圈垂直结构（重点对流层和平流层）；2、大气污染的定义；3、大气污染物及其来源；4、全球大气污染问题；本次课题（或教材章节题目）：第一章绪论第三节大气污染源及主要污染物；第四节大气污染综合防治；第五节大气环境质量控制标准教学要求：掌握大气污染的影响；了解我国的大气污染防治法规与标准体系；了解我国大气污染现状及大气污染综合防治对策；掌握空气污染指数的含义及应用重点：大气污染的影响；《环境空气质量标准》（GB3095－1996）中规定的几类污染物，空气污染指数的含义及应用难点：我国大气污染防治法规与标准体系组成教学手段及教具：多媒体课件讲授内容及时间分配：第三节大气污染源及主要污染物；第四节大气污染综合防治；第五节大气环境质量控制标准讲授2学时课后作业习题：1.7参考资料大气污染控制工程教案第页9第第三三节节大大气气污污染染的的影影响响1.对人体健康的影响2.对植物的伤害3.对器物和材料的影响4.对大气能见度的影响第第四四节节大大气气污污染染综综合合防防治治（一）要搞好大气污染的防治，必须掌握大气环境污染的特征。大气污染的特征：1）污染物微量（百万分之一计算），浓度用ppm、mg/m3计算；2）污染物量变化（风经常影响其浓度）；3）污染物质变化（如NOX和有机物在光的作用下会产生O3、甲醛（PAN）3等；4)与地域及气象特征密切相关我国大气环境的特征：1）普遍受到尘、SO2为主的烟煤型污染；2）在大城市或特大城市要注意NOX的污染来源：主要是汽车；3）酸雨；4）局部地区的污染：如氧化物：包头、抚顺、昆明等；铅：沈阳、广州、长春、上海等。（二）大气污染的控制途径１）控制污染源，改革工艺，合理的工业布局２）控制污染源之后的排放的污染物，应用各种各样的治理技术３）走综合防治的途径综合防治的含义：从全局出发，综合考虑生产生活等方面的诸因素，围绕经济社会发展目标，运用多科学、多途径、多种手段进行防治，达到经济效益和环境效益的统一综合防治的基本原则：1）防与治相结合，以防为主。2）回收资源与净化处理相结合，以回收资源为主3）企业治理与区域治理相结合大气污染控制工程教案第页104）人工净化与自然净化相结合5）严格环境管理6）经济政策第第五五节节环环境境空空气气质质量量控控制制标标准准1环境空气质量控制标准种类和作用2环境空气质量标准3工业企业设计卫生标准4大气污染物排放标准5空气污染指数API及报告介绍API的含义、定义、计算方法，以及城市环境空气质量预报中空气污染指数API与环境空气质量标准的关系。大气污染控制工程教案第页11第3次课2学时注：本页为每次课教案首页上次课复习：1.大气污染综合防治对策2.环境空气质量控制标准3.空气污染指数的含义及应用本次课题（或教材章节题目）：第二章燃烧与大气污染§2-1.燃料及燃烧过程§2-2燃烧计算教学要求：了解燃烧的基本原理，主要内容包括：燃料的种类（煤、石油、天然气以及非常规燃料）和性质；掌握燃烧过程的影响因素。重点：燃料燃烧过程的影响因素，理论空气量的计算难点：燃料燃烧过程的影响因素教学手段及教具：多媒体讲授内容及时间分配：§2-1.燃料及燃烧过程0.5小时§2-2燃烧计算1.5小时课后作业P622.1参考资料大气污染控制工程教案第页12第二章燃烧与大气污染烟尘、SO2、NOx、等主要是因燃烧而引起的。本章主要介绍燃料燃烧过程中的基本原理、污染物的生成机理以及如何控制燃烧过程，减少污染物的排放。§2-1.燃料的性质燃料指燃烧过程中能放出热量，且经济上可行的物质。燃料的分类：（1）常规燃料：如煤（coal）、patrolum、天然气等。（2）非常规燃料按其物理状态分为：（1）固体燃料：挥发分被蒸馏后以气态燃烧（蒸气控制）；留下的固定炭以固态燃烧（扩散控制）。（2）液体燃料：有蒸发过程控制（气态形式燃烧）。(3)气态燃料：有扩散或混合控制。燃料的性质影响大气污染物的排放。一、煤：是一种复杂的物质聚集体。主要可燃成分是C、H及少量O2、N2、S等一起构成的有机聚合物。煤中有机成分和无机成分的含量因种类、产地不同而异。１．分类：按基于沉积年代的分类法分为褐煤、烟煤、无烟煤。a.褐煤：是由泥煤形成的初始煤化物，是煤中等级最低的一类，形成年代最短。呈黑色、褐色、泥土色，象木材结构。特点：①挥发分较高，析出温度低；②燃烧热值低，不能制炭。干燥后：C含量60—75%，O2含量20—25%。b.烟煤：形成历史较褐煤长。黑色，外形有可见条纹。挥发分20—45%，C75—90%。成焦性较强，氧含量低，水分及灰分含量不高，适宜工业使用。c.无烟煤：碳含量最高，煤化时间最长的煤，具有明显的黑色光泽，机械强度高。C含量93%,无机物量10%,着火难，不易自燃，成焦性差。２．煤的组成煤的组成测定方法分为工业分析；元素分析两大类。a.工业分析：水分、灰分、挥发分、固定碳、S含量、热值。元素分析：用化学法测定去除掉外部水分的主要组分。C、H2、N2、S、O2等。大气污染控制工程教案第页13３．煤中硫的形态有机硫（CxHySz）煤中含硫硫化物硫（FeS2）无机硫无机硫（S）硫酸盐硫（MeSO4）硫酸盐硫在燃烧时不参加燃烧，留在灰渣里，是灰分的一部分，其它能燃烧放出热量。我们所说的污染物SOx只包括有机硫、硫化物，不包括MeSO4，而一般给我们的含硫量是指总硫量。应注意。a.硫化铁硫：是主要的含硫成分，主要代表黄铁矿硫。黄铁矿：硬度6—6.5比重4.7—5.2本无磁性，但在强磁场感应下能转变为顺磁性物，吸收微波能力较强，据此，可把其从煤中脱除。b.有机硫：以各种官能团形式存在。如噻吩、芳香基硫化物、硫醇等。不易用重力分选的方法除去，需采用化学方法脱硫。c.石油：石油是液体燃料的主要来源。原油是天然存在的易流动液体。比重0.78—1.00主要含C、H2、少量的S、N2、O2，此外，含有微量金属（钒、镍）、砷、铅、氯等，10ppm左右。原油中的硫大部分以有机硫形式存在，形成非碳氢化合物的巨大分子团，其含