化工工艺自学考试大纲.docx
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化工工艺自学考试大纲
市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：
大气污染控制工程课程代码：
3289
第一部分课程性质与目标
一、课程性质与特点
本课程是高等教育自学考试环境工程（环境生物治理方向）专业所开设的课程之一，它是一门理论联系实际、应用性较强的课程。
本课程以大气污染为研究对象，研究燃烧、挥发性有机物的性质与特点，利用大气污染气象学的知识，研究大气颗粒的运动规律，进而寻找气态污染物控制技术，并进行管道系统的设计，并进行设备的选型，最优化工艺路线等，以实现产品的工业化、经济化。
二、课程设置目的和要求
本课程通过对大气气象学分析和大气污染现状的分析，使学生掌握该大气污染的各种影响因素，控制方式与处理方法，并进行设备的选型以及探讨最新技术动向，建立起一个较为完整大气污染控制的基本知识，指导生产实践。
通过本课程学习，要求学生正确理解大气污染控制工程中有关的基本概念、基本原理、掌握科学的学习方法和理论联系实际的方法，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
三、与本专业其它课程的关系
《大气污染控制工程》是环境工程（环境生物治理方向）专业学生的主要专业课程，它与环境工程类的其他许多课程有密切关系。
《分析化学》、《有机化学》、《微生物工程》、《环境生物学》都是本课程的基础。
第二部分课程容和考核目标
第一章概论
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解自然界大气与大气污染的概念、形式、来源及影响，介绍大气污染的综合防治思想，了解和学习在控制大气污染过程中应理解的环境空气质量控制标准，确立为我国的环境科学事业的发展做出贡献的思想。
二、考核知识点和考核目标
（一）大气与大气污染（一般）
识记：
大气污染，温室效应，臭氧层破坏、酸雨等概念。
（二）大气污染物及其来源（一般）
识记：
大气污染物的概念。
理解：
大气污染物的主要容与来源。
（三）大气污染的影响（次重点）
理解：
大气污染对人体健康、植物、器物、材料、大气能见度和气候的重要影响。
（四）大气污染的综合防治（一般）
（五）环境空气质量控制标准（一般）
识记：
空气污染指数的概念。
第二章燃烧与大气污染
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解燃料燃烧过程的基本原理、污染物的生成机理，了解燃烧的性质，以及如何控制燃烧过程以便减少污染物的排放量。
二、考核知识点和考核目标
（一）燃烧的性质（一般）
识记：
煤的分类和主要成分，石油、天然气的主要成分。
（二）燃料燃烧过程（重点）
识记：
燃烧的概念，燃料燃烧的理论空气量、空气过剩系数、空燃比，燃料的发热量等概念。
理解：
弄清影响燃烧过程的主要因素或条件，了解燃料燃烧的理论空气量，掌握燃烧所产生的污染物的成分。
应用：
利用热化学关系式计算发热量。
（三）烟气体积及污染物排放量计算（重点）
应用：
烟气体积的计算，污染物排放的计算。
（四）燃烧过程硫氧化物的形成（重点）
理解：
燃料中硫的氧化机理，SO2和SO3之间的转化过程。
（五）燃烧过程中颗粒污染物的形成（次重点）
识记：
积炭的生成过程，石油焦和煤胞的生成过程。
理解：
燃煤烟尘的形成，影响燃煤烟气中飞灰排放特征的因素。
（六）燃烧过程中其他污染物的形成（一般）
理解：
有机污染物的形成，一氧化碳的形成，汞的形成与排放。
第三章大气污染气象学
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解大气污染气象学的基本知识，包括大气圈的结构及气象要素，以及大气热过程、大气的运动和风的容。
二、考核知识点和考核目标
（一）大气圈结构及气象要素（一般）
识记：
大气圈的圈层分布，气象要素的概念：
气温、气压、气湿、风向、风速、云况、能见度等。
（二）大气的热力过程（重点）
识记：
大气稳定度、逆温的基本概念
理解：
大气的绝热过程和泊松方程的物理意义，
（三）大气的运动和风（一般）
识记：
水平气压梯度力、重力、地转偏向力、惯性离心力、摩擦力等概念。
理解：
大气边界层中风随高度的变化，近地层中的风速廓线模式，地方性风场。
第四章大气扩散浓度估算模式
一、学习目的和要求
通过本章学习，了解污染物在大气中的扩散规律及浓度估算模式，研究在各种气象条件下的扩散模式，从而进行建厂选址和烟囱高度的计算。
二、考核知识点和考核目标
（一）湍流扩散的基本理论（一般）
识记：
湍流的概念。
理解：
湍流扩散理论。
（二）高斯扩散模式（重点）
理解：
高架连续点源在正态分布假设下的高斯扩散模式。
应用：
地面连续点源扩散模式、颗粒物扩散模式。
（三）污染物浓度的估算（重点）
理解：
霍兰德公式、布里格斯公式等基本概念。
应用：
扩散参数的确定。
（四）特殊气象条件下的扩散模式（次重点）
识记：
封闭型扩散模式，熏烟型扩散模式的基本概念。
应用：
地面轴线上的污染物浓度表达式，熏烟型扩散模式的浓度表达式。
（五）城市及山区的扩散模式（一般）
理解：
城市大气扩散模式，山区大气扩散模式
（六）烟囱高度的设计（重点）
识记：
烟囱高度设计中的三个问题。
应用：
烟囱高度的计算方法。
（七）厂址选择（一般）
理解：
厂址选择的气象资料的研究与判断。
第五章颗粒污染物控制技术基础
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解粉尘颗粒的大小等物理性质，在研究颗粒的分离、沉降和捕集机理以及选择、设计和使用除尘装置的基础上。
对粉尘颗粒在各种力场的空气动力学行为——分离、沉降、捕集等进行研究。
二、考核知识点和考核目标
（一）颗粒的粒径及粒径分布（次重点）
识记：
粒径的概念和分类，粒径的分布及表示方式等基本概念。
理解：
平均粒径与粒径分布函数。
（二）粉尘的物理性质（一般）
识记：
粉尘的密度、安息角、滑动角、比表面积、含水率、润湿性、荷电性、导电性、粘附性自然性、爆炸性等概念。
（三）净化装置的性能（次重点）
识记：
处理气体流量、净化效率、压力损失，总效率、通过率、分级除尘效率的概念。
应用：
分级效率与总除尘效率之间的关系。
（四）颗粒捕集的理论基础（重点）
识记：
流体阻力、重力、离心力、静电力、热力、惯性力的沉降概念。
理解：
除尘过程的机理。
第六章除尘装置
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解除尘装置的分类与使用方式、特点、围，要求掌握机械除尘器，电除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘器的工作原理，设备设计机理与计算方式等。
二、考核知识点与考核目标
（一）机械除尘器（重点）
识记：
重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器的概念。
理解：
重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器的工作原理与特点；旋风除尘器的结构形式。
应用：
旋风除尘器的除尘效率。
（二）电除尘器（次重点）
识记：
电除尘器的概念和优点。
理解：
电除尘器的工作原理与应用过程，电晕放电机理，荷电粒子的运动和捕集，被捕集粉尘的清除，电除尘器结构。
（三）湿式除尘器（次重点）
识记：
湿式除尘器的概念与特点，湿式除尘器的类型。
理解：
湿式除尘器的除尘机理，包括惯性碰撞参数、接触效率、分割粒径与除尘效率的关系。
应用：
文丘里洗涤器的除尘效率计算。
（四）过滤式除尘器（重点）
识记：
过滤式除尘器的概念、分类和特点。
理解：
袋式除尘器的工作原理、压力损失、滤料选择、清灰方式。
应用：
袋式除尘器的设计与应用。
（五）除尘器的选择与发展（一般）
理解：
除尘设备的发展现状与方向。
第七章气态污染物控制技术
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解气体扩散、气体吸收、吸附、催化的基本原理以及气态污染物控制中的一些问题。
二、考核知识点与考核目标
（一）气体扩散（次重点）
识记：
扩散、分子扩散、湍流扩散的概念。
应用：
气体在气相中的扩散，气体在液相中的扩散系数的确定。
（二）气体吸收（重点）
识记：
双膜理论，吸收系数，溶解度，
理解：
气体吸收机理，气相分传质速率方程、液相分传质速率方程，气液相平衡关系式，亨利定律，吸收操作线方程，吸收剂用量与液气比，化学吸收的气液平衡。
应用：
物理吸收填料层高度计算，化学吸收的填料层高度计算。
（三）气体吸附（重点）
识记：
气体吸附、吸附剂、吸附平衡、吸附速率的概念。
理解：
吸附剂的性质与条件，影响气体吸附的因素，吸附机理。
应用：
吸附工艺与设备计算。
（四）气体催化净化（重点）
识记：
催化净化、催化作用、催化剂的概念。
理解：
气固催化反应动力学方程。
应用：
气-固相催化反应器的设计计算。
第八章硫氧化物的污染控制
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解硫循环和硫排放的基本理论，系统讨论二氧化硫的各种控制方法，包括基本原理、操作工艺条件、设备选择、适用围及经济特性。
二、考核知识点与考核目标
（一）硫循环及硫排放（次重点）
识记：
硫循环及二氧化硫的排放分析。
（二）燃烧前燃料脱硫（重点）
识记：
煤的气化、煤的液化的概念。
理解：
煤的气化、煤的液化的工艺路线。
（三）流化床燃烧脱硫（重点）
识记：
流化床燃烧技术的概念，钙硫比、煅烧温度、脱硫剂的概念。
理解：
流化床燃烧脱硫的化学过程、主要影响因素。
应用：
脱硫剂的再生反应方程式。
（四）高浓度二氧化硫尾气的回收与净化（次重点）
理解：
高浓度二氧化硫尾气的回收与净化分析。
应用：
二氧化硫尾气回收与净化的反应机理与方式。
（五）低浓度二氧化硫烟气脱硫（重点）
识记：
烟气脱硫的抛弃法与再生法概念，烟气脱硫工艺的综合比较。
理解：
石灰石/石灰洗涤工艺的原理与过程，改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫工艺，喷雾干燥法烟气脱硫工艺，氧化镁法、海水脱硫法、氨法湿式脱硫技术的原理，干法烟气脱硫技术。
应用：
同时脱硫脱氮反应机理与工艺。
第九章固定源氮氧化物污染控制
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解氮氧化物性质和来源，研究燃烧过程中氮氧化物的形成机理，掌握学习固定氮氧化物污染的控制技术。
二、考核知识点与考核目标
（一）氮氧化物性质及来源（一般）
识记：
N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5的主要性质与来源。
（二）燃烧过程中氮氧化物的形成机理（重点）
理解：
热力型NOx形成的热力学、动力学，包括NO生成量与温度的关系，NO、NO2之间的转化，泽利多维奇模型等；瞬时NO的形成。
应用：
燃料型NOx形成过程与理论。
（三）低氮氧化物燃烧技术（重点）
理解：
传统的低NOx燃烧技术，包括低氧燃烧、烟气循环燃烧、分段燃烧、浓淡燃烧技术等。
应用：
先进的低NOx燃烧器技术，包括炉膛整体空气分级的低NOx旋流燃烧器、空气分级的低NOx直流燃烧器、空气/燃料分级的低NOx燃烧器。
（四）烟气脱硝技术（次重点）
理解：
选择性催化还原法脱硝，选择性非催化还原法脱硝，吸收法净化烟气中的NOx。
应用：
吸附法净化烟气中的NOx。
第十章挥发性有机物污染控制
一、学习目的与要求
通过本章学习，分析挥发性有机物的成分、组成、特征，学习和掌握挥发性有机物污染的控制措施与方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）蒸汽压及蒸发（次重点）
识记：
蒸汽压的概念，挥发与溶解的概念。
理解：
克劳修斯-克拉佩龙（Clausius-Clapyron）方程、安托万（Antoine）方程的含义和使用。
应用：
利用克劳修斯-克拉佩龙（Clausius-Clapyron）方程、安托万（Antoine）方程计算规定温度下的蒸汽压。
（二）VOCs污染控制（一般）
识记：
VOCs的替代用品概念，工艺改革思想。
理解：
汽油的转移和呼吸损耗。
应用：
使用汽油的蒸汽压、分子量随挥发量的变化曲线图计算汽油置换时损失的比例。
（三）燃烧法控制VOCs污染（重点）
识记：
燃烧法净化、燃烧反应、燃烧热的概念。
理解：
VOCs燃烧转化原理、燃烧动力学分析。
应用：
燃烧工艺介绍包括直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧。
（四）吸收（洗涤）法控制VOCs污染（重点）
识记：
吸收剂、吸收法的概念。
理解：
吸收工艺与吸收设备介绍。
（五）冷凝法控制VOCs污染（次重点）
识记：
冷凝法、露点温度、泡点的概念。
理解：
冷凝原理、冷凝的类型（接触冷凝和表面冷凝），冷凝设备介绍。
应用：
冷凝的热量衡算。
（六）吸附法控制VOCs污染（次重点）
识记：
吸附法的概念。
理解：
吸附工艺流程，多组分吸附。
应用：
吸附容量的估算，活性炭的吸附热。
（七）生物法控制VOCs污染（重点）
识记：
微生物膜、生物洗涤塔、生物滴滤塔、生物过滤塔的概念。
理解：
生物法控制VOCs污染的原理，生物法工艺性能比较。
应用：
生物法处理VOCs工艺。
第十一章城市机动车污染控制
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解城市交通趋势及影响，研究汽油机、柴油机排气污染的形成及控制，研究先进世界上流行的和发展工程中的技术，探讨改善交通方式对污染控制的有效性。
二、考核知识点与考核目标
（一）城市交通趋势及影响（一般）
识记：
汽车保有量的概念。
理解：
交通源对城市空气污染的影响，汽车排放法规的发展历程。
（二）汽油发动机污染物的形成与控制（重点）
识记：
奥托循环的概念。
理解：
汽油机工作原理，汽油机的污染来源和燃烧过程中污染物的形成方式，降低污染排放的发动机技术，曲轴箱的污染物排放与控制，燃油蒸发排放控制。
应用：
汽油车尾气排放后处理技术。
（三）柴油发动机污染物的形成与控制（重点）
识记：
柴油发动机的燃烧过程的四个时期，即着火落后期、速燃期、缓燃期和后燃期。
理解：
四冲程柴油机的工作原理，柴油机的污染来源和燃烧过程中污染物的形成方式，控制柴油机污染物排放的发动机技术。
应用：
柴油车排放后处理技术。
（四）新型动力车（次重点）
识记：
电动汽车、燃料电池汽车、混合动力车的概念。
理解：
电动汽车、燃料电池汽车、混合动力车的设计原理、种类、发动机技术。
（五）交通规划与交通管理（一般）
理解：
城市交通规划的思想、方法、实施战略；减少空气污染的交通管理对策。
第十二章大气污染和全球气候
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解全球环境问题的特点与形势分析，主要对臭氧层破坏核算与问题进行研究，提出应对措施、控制措施与策略。
二、考核知识点与考核目标
（一）温室气体和气候变化（一般）
识记：
全球气候的概念。
理解：
温室效应机理，人类活动对气候的影响，气候变化对自然界和人类的影响。
影响气候变化的大气成分。
应用：
应对措施与策略。
（二）臭氧层破坏问题（次重点）
了解：
臭氧层的概念。
理解：
平流层臭氧形成及破坏机理。
臭氧层破坏的危害。
应用：
消耗臭氧层的物质分析。
（三）致酸前体物与酸雨（重点）
了解：
酸雨的概念。
理解：
致酸前体物。
应用：
控制措施与策略。
第十三章集气罩
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解净化系统的组成及设计容，介绍集气罩的集气原理、基本型式、性能指标和设计方法。
二、考核知识点与考核目标
（一）净化系统的组成及系统设计的基本容（次重点）
识记：
局部净化系统的组成及系统设计的基本容
理解：
净化系统的组成及系统设计的基本容
（二）集气罩的集气机理（重点）
识记：
吸入口气流的吸入流动原理，吹气口气流的吹出流动原理。
理解：
了解吸入气流与吹出气流的差异。
应用：
吹吸气流的形式。
（三）集气罩的基本类型（一般）
识记：
密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩、吹吸式集气罩的概念。
理解：
密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩、吹吸式集气罩的原理与构造。
（四）集气罩性能参数及设计（重点）
应用：
排风量的确定，压力损失的确定。
（五）集气罩的设计方法（次重点）
理解：
密闭罩的设计、外部集气罩的设计、槽边集气罩的设计、热源上部接受式集气罩的设计、吹气式集气罩的设计。
第十四章管道系统设计
一、学习目的与要求
通过本章学习，了解管道系统的压力损失计算、管道布置、管道保温、防腐、防爆、管道热补偿设计。
二、考核知识点与考核目标
（一）管道系统压力损失计算（重点）
理解：
摩擦压力损失的计算，局部压力损失的计算。
应用：
管道系统压力损失的计算。
（二）管道系统布置与部件（次重点）
理解：
系统划分、管网配置、管道布置的容；管道和部件的材料、连接形式、结构。
（三）管道系统保温、防腐和防爆（重点）
理解：
保温材料的选择、保温层厚度计算、保温层结构设计。
第三部分有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次表达
本课程的考核目标共分三个能力层次：
了解、理解、应用，它们之间是递进等级关系，后者必须建立在前者基础上。
其具体含义为：
了解：
能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达，是低层次的要求。
理解：
在了解的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：
在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法分析和解决有关的理论问题和实际问题。
一般分为“简单运用”和“综合运用”，“简单运用”指在理解的基础上能用学过的一两个知识点分析和解决简单的问题；“综合运用”指在简单运用的基础上能用学过的多个知识点综合分析和解决比较复杂的问题，是最高层次的要求。
二、指定教材
《大气污染控制工程》郝吉明，马广大主编高等教育2002年版
三、自学方法指导
1、考生自学时，应先仔细阅读本大纲。
明确大纲规定的课程容和考试目标及所列各章中考核的知识点和考核要求，以便突出重点，有的放矢地掌握课程容。
2、在了解考试大纲容的基础上，根据考核知识点和考核要求，认真阅读教材，把握各章节的具体容，吃透每个知识点，对基本概念和基本原理必须深刻理解，对基本方法牢固掌握，并融会贯通，在头脑中形成完整的容体系。
3、在自学各章节容时，能够在理解的基础上加以记忆，切勿死记硬背；同时在对一些知识容进行理解把握时，联系实际问题思考，从而达到深层次的认识水平。
4、在本课程学习过程中，不可避免的要涉及到数学问题，但只限于初等数学与微积分以及常微分方程，及少量的概率论和数理统计方面的基本知识。
因此，在自学过程中也应对相关数学知识进行复习，以便熟练运用。
5、为了提高自学效果，应结合自学容，尽可能地多看一些例题和动手做一些练习。
在指定教材中，每章中均提供了例题，这些例题多为工业生产实际反应的例子，具有代表性，考生应在自学过程中仔细阅读，从而帮助理解概念和应用知识；此外，在各章末附有丰富的习题，动手做练习是达到理解、记忆、应知应会的好办法。
四、社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删容，以免与大纲脱节。
4、辅导时，应对学习方法进行指导。
提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法。
5、辅导时要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问必答，要积极启发引导。
6、注意对应考者能力的培养，特别是对自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，解决问题的能力。
7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在不同难度的试题。
8、助学学时：
本课程共3学分，建议总课时数不少于48学时，其中自学时数分配如下：
章次
课程容
助学时数
1
概论
1
2
燃烧与大气气候
3
3
大气污染气象学
2
4
大气扩散浓度估算模式
3
5
颗粒污染控制技术基础
4
6
除尘装置
4
7
气态污染物控制技术基础
8
8
硫氧化物的污染控制
4
9
固定源氮氧化物污染控制
4
10
挥发性有机物污染控制
5
11
城市机动车污染控制
3
12
大气污染和全球气候
2
13
集气罩
3
14
管道系统的设计
2
总计
48
五、关于命题考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的容和考核目标都是考试容。
试题复盖到章，适当突出重点。
2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是“识记”为10%，“理解”为30%，“应用”为60%。
3、试题难易程度应合理：
易、较易、较难、难比例为2:
3:
3:
2。
4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：
重点占65%，次重点占25%，一般占10%。
5、本课程命题采用的基本题型包括填空题、单项选择题、多项选择题、判断改正题、名词解释题、简答题、计算题等。
6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分为及格。
六、题型示例（样题）
（一）填空题
大气污染物的来源可分为污染源和污染源两类。
（二）单项选择题
大气污染系指由于人类活动或使得某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利，甚至危害了生态环境
A.工业生产B.自然过程C.火山喷发D.汽车尾气排放
（三）多项选择题
根据主要除尘机理，目前常用的除尘器可分为、、、湿式除尘器。
A.机械除尘器B.电除尘器C.旋风除尘器D.袋式除尘器
（四）判断改正题
微生物膜是包含细菌及其他生物群落的粘质膜，由好氧区、好氧生物组成，其厚度、生物量是由有机物负荷决定。
（）
（五）名词解释题
1、燃烧
2、湍流扩散
（六）简答题
1、简述生物法控制VOCs污染的原理。
2、简述用石灰石或石灰湿法脱硫的原理，要求写出主要反应方程式。
（七）计算题
在填料塔中，用清水吸收尾气中的SO2，进塔气体SO2的摩尔分数为10%，要求出塔气体的摩尔分数不大于0.5%。
水的流量为1.5倍最小流量，入塔气体流量（不含SO2）为500kg/（m2•h），操作条件为1atm、303K，求所需的填料层高度。
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