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时

间

高等教育出版社

教

学

参

考

书

授课教师

职称

讲师

学科

环境科学与工程

授课时间

1-8周

周次

第1周

上课时间

周2第3-5节

章节名称

第1章概论

骆林平

授课对象

授课类型

■理论课□实践课

教学时长

3课时

教学目标

（1）明确大气污染控制工程的学习对象、内容和目的；

（2）了解大气的组成，掌握大气污染物的概念，以及主要大气污染物的来源、性质和影响；

（3）了解中国大气污染、浙江省大气污染现状；

（4）了解大气污染控制方面的法规和标准体系。

教学重点

主要大气污染物及其来源

教学难点

大气污染控制法规和标准体系

教学方法

课堂讲授、案例教学、课堂讨论

教学手段

PPT

教学

步骤

设计

主要教学步骤

教师活动

学生活动

时长分配/分钟

1-1大气污染及其分类

1-2大气污染的影响

1-3大气污染防治法规与标准体系

1-4中国的大气污染综合防治

课堂练习

教学内容

1.大气圈及大气组成

2.大气污染的定义

3.大气污染物

4.排放源

5.大气污染问题

6.中国城市的大气污染概况

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

5.对器物和材料的影响

6.对大气能见度的影响

1-3大气污染防治法规与标准体系

1.中华人民共和国大气污染防治法

2.大气环境质量标准体系

3.大气环境质量标准

4.空气质量指数

1-4中国的大气污染综合防治

1.能源利用情况

2.主要污染物排放

3.控制大气污染的技术措施

4.控制污染的经济政策

讨论

练习

作业

课后习题

教具准备

PPT、课本、点名册、教案

教学参考资料

1.AirPollutionControlEngineering（secondedition）.NoeldeNevers,McGraw-Hill（2000）

2.GB3095-2012环境空气质量标准；

HJ633-2012环境空气质量指数（AQI）技术规定。

教学总结

大气污染防治法规与标准体系平时学生可能关注不够，可多讲解。

周4第3-5节

第2章燃烧与大气污染

（1）了解常见民用及工业燃料的组成和性质；

（2）掌握气态、液态和固态燃料的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素；

（3）学会计算燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度。

（1）燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度求算；

（2）燃煤烟尘的形成、大气污染物排放标准。

燃烧过程产生的烟气量和污染物浓度求算

2-1燃料的性质

2-2燃料燃烧过程

2-3烟气体积及污染物排放量计算

2-4燃烧过程中污染物的产生机理

自学

2-1燃料的性质

1.燃料的分类

2.燃料主要组成及对燃烧的影响

3.煤的分类和组成

4.其他燃料

1.影响燃烧过程的主要因素

（１）燃烧过程及燃烧产物

（２）燃料完全燃烧的条件

2.燃料燃烧的理论空气量

（１）建立燃烧方程式的假定

（２）燃烧方程式

（３）空气过剩系数

（４）空燃比

（1）烟气体积计算

（2）污染物排放量计算

（1）燃烧过程中硫氧化物的形成

（2）燃烧过程中颗粒物的形成

（3）燃烧过程中其他污染物的形成

AirPollutionControlEngineering（secondedition）.NoeldeNevers,McGraw-Hill（2000）.

烟气体积及污染物排放量计算较复杂，可列表完成。

第2周

第3章大气污染气象学

（1）了解气象学的基础知识；

（2）掌握稳定度的概念，理解稳定度的判断方法；

（3）理解逆温对大气污染扩散的影响。

稳定度及其判据、逆温

稳定度的判断、近地层风速廓线模式

3-1大气圈结构及气象要素

3-2大气的热力过程

3-3大气的运动与风

1.大气圈的垂直结构

1.1对流层

1.2平流层

1.3中间层

1.4暖层

1.5散逸层

2.主要气象要素

2.1气温

2.2气压

2.3气湿

2.4风向和风速

2.5云况

2.6能见度

1.太阳、大气和地面的热交换

2.气温的垂直变化

3.大气稳定度及其判据

4.逆温

5.烟流型与大气稳定度的关系

1.大气运动的作用力

2.大气边界层中风随高度的变化

3.近地层风速廓线模式

4.地方性风场

大气的热力过程是本章的重点，要求学生能完全理解和判断稳定度。

第4章大气扩散浓度估算模式

（1）理解并掌握大气扩散的理论和扩散模式；

（2）根据地形、背景浓度、气象因素及模式计算大气污染物浓度；

（3）初步学会烟囱高度的设计。

（1）高斯扩散模式；

（2）大气污染物浓度计算；

（3）烟囱高度计算。

（1）高斯扩散模式推导；

（2）城市及山区扩散模式；

（3）特殊气象条件下的扩散模式。

4-1、4-2湍流扩散的基本理论及高斯扩散模式

4-3污染物浓度的估算

4-4、4-5特殊气象条件下的扩散模式及城市和山区扩散模式

4-6烟囱高度的设计

4-1湍流扩散的基本理论

1.扩散要素、湍流概念及其成因

2.湍流基本理论

4-2高斯扩散模式

1.扩散模式的假定条件

2.无界空间连续点源扩散模式

3.高架连续点源扩散模式

3.1地面浓度模式

3.2地面轴线浓度模式

3.3地面最大浓度模式

3.4颗粒物扩散模式

4-3污染物浓度的估算

1.烟气抬升高度的计算

1.1霍兰德公式

1.2布里格斯公式

1.3我国“制订地方排放标准的技术方法”（GB/T13201-91）中的公式

2.扩散参数的确定

2.1P-G曲线法

2.2P-T曲线法

2.3中国国家标准方法

4-4特殊气象条件下的扩散模式

4-5城市和山区扩散模式

4-6烟囱高度的设计

1.按地面最大浓度计算

2.按地面绝对最大浓度计算

3.按一定保证率的计算

4.P值法

5.烟囱设计中的几个问题

高架连续点源扩散模式是基础，学生可在此公式上进行推导应用。

第3周

课堂测验与习题讲解

第1至4章重点知识内容的应用

同各章重点

同各章难点

课堂测验及讲解

课堂开卷测验

课堂测验

测验讲解

课后习题讲解

1.课堂测验

2.测验讲解

3.课后习题讲解

无

PPT、课本、点名册、教案、测验卷

周次

第3周第2次

2016.3.17

第五章颗粒污染物控制技术基础

褚淑祎

环工131、132

√理论课√实践课

通过这部分内容的学习，使学生掌握掌握颗粒粒径分布特点，学会计算平均粒径；

掌握粉尘物理性质；

掌握除尘系统的关键参数，学会计算除尘效率；

理解颗粒捕集的理论基础。

粒径分布及平均粒径的计算；

除尘系统的关键参数及除尘效率的计算

颗粒捕集的理论基础

结合实例开展

利用多媒体、辅以大量图片

时长分配

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

第一节颗粒的粒径及粒径分布

1.颗粒的粒径

1.1显微镜

1.2筛分法

1.3光散射法

1.4沉降法

2.粒径分布

2.1个数分布

例题1—书上5-2

2.2质量分布

例题2-书上5-3

2.3表面积分布

2.4平均粒径计算

2.5粒径分布函数

第二节粉尘的物理性质

1.密度

2.安息角和滑动角

3.比表面积

4.含水率

5.润湿性

6.荷电性和导电性

7.粘附性

8.自燃性和爆炸性

第三节净化装置的性能

1.处理气体流量

2.压力损失

3.总净化效率和分级净化效率

4.多级串联的净化效率

例题3

根据对某旋风除尘器的现场测试得到：

除尘器进口的气流量为10000m3/h，含尘浓度为4.2g/m3，除尘器出口的气流量为12000m3/h，含尘浓度为340mg/m3。

（1）试计算该除尘器的处理气体流量，漏风率和除尘效率（分别按漏风和不漏风两种情况计算）。

（2）如果已知进口面积为0.24m2，除尘器的阻力系数为9.8，进口气流温度为423K，气体静压为-490Pa。

确定该除尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。

例题4

有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m3/s，工艺设备产生粉尘量为2.22g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。

试计算该除尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。

第四节颗粒捕集的理论基础

1.颗粒捕集的作用力

2.流体阻力

3.阻力导致的减速运动

4.重力沉降

5.离心沉降

6.静电沉降

7.惯性沉降

8.扩散沉降

例题5—书上例5-6

例题6

试确定某水泥粉尘排放源下风向无水泥沉降的最小距离。

水泥粉尘是从离地面4.5m高处的旋风除尘器出口垂直排出的，水泥粒径范围25-500um，真密度为1960kg/m3，风速1.4m/s，气温为293K，气压1atm。

5-4；

5-8

辅以数据、图片、案例，可以有效提高学生对知识点的兴趣。

今后可以继续采用。

第4周第1次

2016.3.22

第六章除尘装置—机械除尘器

通过这部分内容的学习，使学生掌握机械除尘器的工作原理、结构及性能，能够对重力沉降室和旋风除尘器进行选择和设计。

重力沉降室、旋风除尘器的工作原理、结构、性能、及设计计算

设计计算

结合实例进行介绍

利用多媒体，辅以大量图片

重力沉降室

惯性除尘器

旋风除尘器

第一节机械除尘器

1除尘装置的分类

2机械除尘器的分类

3重力沉降室

3.1概述

3.2优缺点

3.3分类

3.4层流重力沉降室原理

3.5层流重力沉降室效率

3.6多层沉降室

3.7重力沉降室的设计计算及注意事项

例题1

某石棉厂拟建一台重力沉降室净化含石棉尘的气体。

原始的设计条件为：

待净化的石棉尘气量：

Q0=3000m3/h；

石棉尘气体的温度为：

T=30℃；

石棉尘的真密度为：

ρp=2200kg/m3；

在车间附近可建造重力沉降室用地的条件为：

长10m，宽2m，空间不受限制。

要求对dp>

30μm的石棉尘净化效率达到100%。

4惯性除尘器

4.1机理、效率、特点

4.2除尘机理详述

4.3结构形式

4.4性能

4.5应用

5旋风除尘器

5.1定义

5.2组成

5.3旋风除尘器内尘粒与气流的运动

5.4切向速度、径向速度和轴向速度

5.5压力分布与损失

5.6除尘效率

5.7影响旋风除尘器除尘效率的因素

（1）二次效应

（2）比例尺寸

（3）下部的严密性

（4）烟尘的物理性质

（5）操作变量

5.8旋风除尘器的结构

5.9旋风除尘器的选择设计

例题2—书上6-2

试确定旋风除尘器的分割直径和总效率。

已知气体粘度为2×

10-5Pa·

s，颗粒密度为2900kg/m3，旋风除尘器气体入口速度15m/s，气体在旋风除尘器内的有效旋转圈数为5次，旋风除尘器直径3m，入口宽度76cm。

例题4—书上6-3

第4周第3次

2016.3.24

第六章除尘装置—电除尘器

通过这部分内容的学习，使学生掌握电除尘器的工作原理、结构及性能，能够对电除尘器进行选择和设计。

电除尘器的工作原理、结构、性能、及设计计算

结合实例

利用多媒体，辅以图例

电除尘器概况、工作原理

电除尘器结构

粉尘比电阻、烟气调质

第二节电除尘器

1概述

2示意图

3优点

4工作原理

4.1电晕放电

4.2粒子荷电（电场荷电、扩散荷电、异常荷电）

4.3荷电粒子的运动和捕集（驱进速度、捕集效率、有效驱进速度）

某电除尘器的除尘效率为97%，假如比集尘面积增加三分之一，其他参数与条件不变，除尘效率会达到多少？

4.4被捕集粉尘的清除

5电除尘器结构

5.1除尘器类型

5.2电晕电极

5.3集尘极

5.4高压供电设备

5.5气流分布板

6粉尘比电阻、烟气调质

7选型和设计

例题2

某钢铁厂90m2烧结机尾电除尘器的实测结果如下：

电除尘器进口含尘浓度：

C0=26.8g/m3，出口含尘浓度Ci=0.133g/m3，进口烟气流量Q=44.4m3/s，该除尘器系采用Z型极板和星形电晕线，断面面积F=40m2，集尘板总面积A=1982m2。

试参考以上数据设计另一新建烧结机尾的电除尘器，要求除尘效率为99.8%，工艺设计给出的总烟气量Q=70m3/s。

设计一台电除尘器，处理气体量为10000m3/min，要求的除尘效率至少要达到98%，设粒子的有效驱进速度为6m/min，求集尘板总面积。

若板长3m，板高6m，则所需集尘板的数目。

板间距为25cm的板式电除尘器的分割直径为0.9μm，使用者希望总效率不低于98%，有关法律规定排气中含尘量不得超过0.1g/m3。

假定电除尘器入口处粉尘浓度为30g/m3，且粒径分布如下表所示。

假设德意希方程的形式为η=1-e-Kdp，其中η为捕集效率；

Ｋ为经验常数；

dp为颗粒直径。

试确定：

（１）该除尘器效率是否等于或大于98%;

（２）出口处烟气中尘浓度是否满足环保规定；

PPT、课本、点名册、教案

第5周第1次

2016.3.29

第六章除尘装置—湿式除尘器

通过这部分内容的学习，使学生掌握湿式除尘器的工作原理、结构及性能，能够对湿式除尘器进行选择和设计。

湿式除尘器的工作原理、结构、性能、及设计计算

利用多媒体，辅以图片、案例

湿式除尘器概况、工作机理

湿式除尘器类型

第三节湿式除尘器

2分类

3优缺点

4除尘机理

4.1惯性碰撞参数与除尘效率

4.2接触功率与除尘效率

4.3分割粒径与除尘效率

5雨滴捕集粉尘

雨滴的平均直径为2mm，降雨量为0.25cm/h。

空气中含有平均直径为3um的可吸入颗粒物（密度为2000kg/m3），其初始浓度为100ug/m3。

当连续降雨1h后，大气中颗粒物的浓度变为多少？

6喷雾塔洗涤器

7旋风洗涤器

8文丘里洗涤器

8.1除尘过程

8.2主要构件及几何尺寸

8.3压力损失

8.4除尘效率

例题2—书上例6-6

一个文丘里洗涤器用来净化含尘气体。

操作条件如下：

液气比为1.36L/m3，喉管气速为83m/s，粉尘密度为0.7g/cm3，烟气粘度为2.23×

10-5Pas。

取校正系数0.2，忽略C，计算除尘器效率。

烟气中粉尘的粒度分布如表所示。

设计一带有旋风除尘器的文丘里洗涤器，用来处理锅炉在1atm和510K的条件下排除的气流，其流量为7.1m3/s，要求压力降为152.4cmH2O以达到要求的处理效率。

估算洗涤器的尺寸。

第5周第2次

2016.3.31

第六章除尘装置—过滤式除尘器及除尘器选择与发展

通过这部分内容的学习，使学生掌握布袋除尘器的工作原理、结构及性能，能够对布袋除尘器进行选择和设计；

了解当前除尘器的研究和发展情况。

布袋除尘器的工作原理、结构、性能、及设计计算

利用多媒体，辅以图片，案例、板书

过滤式除尘器工作原理及影响因素

除尘效率、压力损失计算

袋式除尘器结构

选择、设计及应用

除尘器的选择及发展

第四节过滤式除尘器

1工作原理

1.1截留

1.2扩散、电沉积

1.3筛分

2影响除尘效率的因素

2.1粉尘粒径

2.2粉尘层

2.3滤料

2.4过滤风速

2.5清灰方式

3除尘效率

4压力损失（达西定律）

用脉冲喷吹袋式除尘器净化常温气体，采用的涤纶绒布，过滤

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