【天津】02475大气污染控制工程自学考试大纲

天津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：02475

第一部分   课程性质与目标

一、课程性质与特点

    大气污染控制工程是高等教育自学考试环境工程（专升本）专业所开设的专业课程之一，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、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、课程目标与基本要求

    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、与相关课程的联系与区别：

    大气污染控制工程是环境工程（环境生物治理方向）专业本科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。大学化学、环境微生物学等都是本课程的基础。

第二部分   考核内容与考核目标

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）大气污染及其影响（重点） 

识记：大气污染的概念和分类，大气污染物的分类，全球性大气污染及其概念

理解：对流层的特点

（二）大气污染综合防治策略（一般）

理解：大气污染综合防治的基本措施

（三）防治大气污染的法规及标准（一般）

识记：空气质量指数的概念

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（一般）

识记：煤的分类，煤中硫的分类

（二）燃料的燃烧（重点）

识记：燃烧的概念，“3T”的概念，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：燃烧的基本条件，建立燃烧反应方程式的假定条件

应用：理论空气量与实际空气量的计算

（三）燃烧过程污染物排放量计算（重点）

识记：理论烟气量、干烟气、湿烟气、实际烟气量的概念

应用：理论烟气量与实际烟气量的计算

（四）燃烧过程中污染物的生成与控制（次重点）

      识记：可燃性硫与非可燃性硫，燃烧生成的NO_X的分类

理解：燃烧过程减排SO₂的主要途径，燃烧过程中氮氧化物的控制技术

第三章  大气污染控制的基础知识

一、学习目的与要求

　　通过本章学习，了解气体的物理性质，熟悉粉尘颗粒的大小及其物理性质，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）气体的物理性质（一般）

识记：气体状态方程，湿度的概念

（二）颗粒粒径及粒径分布（次重点）

识记：平均粒径的概念，粒径分布概念

理解：频率分布、频率密度分布、筛下累计频率分布

应用：识别粒径分布中众径、中位径的位置

（三）粉尘颗粒的物理性质（次重点）

识记：粉尘的密度及分类、比表面积、润湿性、休止角、黏附性、爆炸性等概念

应用：粉尘堆积密度、比表面积、润湿性、荷电性、休止角、黏附性和爆炸性等性质对除尘器选择的影响

（四）颗粒捕集的理论基础（一般）

识记：流体阻力概念

理解：不同类型除尘器中颗粒的受力

（五）净化装置的性能（重点）

识记：技术指标与经济指标分类，处理气体量、净化效率、压降的概念

应用：分级效率与总除尘效率之间的关系

第四章  颗粒污染物控制

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、范围，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。

二、考核知识点与考核目标

（一）机械除尘器（次重点）

识记：机械除尘器分类，重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器的概念，分割直径的概念

理解：旋风除尘器的工作原理、影响因素，旋风除尘器的结构形式

应用：重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器的应用

（二）湿式除尘器（重点）

识记：湿式除尘器的概念与优缺点，湿式除尘器的类型

理解：湿式除尘器的除尘机理，喷雾塔的结构及其除尘效率的影响因素，旋风洗涤器的原理，文丘里洗涤器的除尘过程

应用：喷雾塔、旋风洗涤器、文丘里洗涤器的应用

（三）电除尘器（重点）

识记：电除尘器的概念和优缺点，驱进速度的概念

理解：电除尘器的工作原理，电晕放电机理及影响因素，粒子荷电类型及其综合作用，影响捕集效率的因素，电除尘器分类

应用：利用多依奇方程计算电除尘器除尘效率

（四）过滤式除尘器（重点）

识记：过滤式除尘器的概念、分类

理解：袋式除尘器的滤尘机理，除尘效率的影响因素，压力损失的影响因素，清灰方式分类及其特点

应用：袋式除尘器的设计

（五）除尘器的选择（次重点）

应用：依据除尘器性能选出合适的除尘器

第五章  吸收法净化气态污染物

一、学习目的与要求

　　通过本章学习，掌握气体吸收的基本原理，熟悉常见的吸收设备，掌握几种典型吸收工艺的原理。

二、考核知识点与考核目标

（一）吸收平衡（重点）

识记：吸收法的概念及优缺点，物理吸收、化学吸收、吸收平衡、溶解度的概念

理解：亨利定律、溶解度的影响因素

（二）吸收速率（重点）

理解：双模理论的基本观点，提高物理吸收速率的措施，化学吸收的过程

（三）吸收设备与设计（次重点）

识记：吸收设备分类

理解：吸收塔、板式塔、喷淋塔的特点

应用：塔径的计算

（四）吸收工艺的配置（一般）

识记：典型气态污染物的吸收剂选择

理解：工艺流程设置中的问题

（五）吸收净化法的应用（重点）

识记：石灰石/石灰-石膏法的反应原理，氨法烟气脱硫的优点

理解：石灰石/石灰-石膏法的工艺流程，氨法烟气脱硫的原理

应用：常见烟气脱硫工艺

第六章  吸附法净化气态污染物

一、学习目的与要求

　　通过本章学习，掌握气体吸附的概念和机理，熟悉常见的吸附设备和工艺，了解几种典型吸附净化法的应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）吸附及吸附剂（重点）

识记：气体吸附、吸附剂、吸附质的概念，物理吸附、化学吸附的概念

理解：物理吸附的特点，化学吸附的特点，物理吸附与化学吸附的关系，常见吸附剂

（二）吸附机理（重点）

识记：平衡吸附量、动活性、静活性的概念

理解：动活性与静活性的关系，吸附等温线，吸附的过程

（三）吸附装置和工艺（次重点）

识记：吸附设备分类

理解：固定床吸附工艺，吸附剂再生方法，水蒸气再生的优势

（四）吸附净化法的应用（次重点）

理解：吸附法净化有机废气的特点、工艺流程

应用：常见吸附法净化气体污染物的应用

第七章  催化法净化气态污染物

一、学习目的与要求

　　通过本章学习，掌握催化法的原理和过程，熟悉常见的催化反应器，了解几种典型催化转化法的应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）吸附及吸附剂（重点）

识记：催化法、催化剂的概念，评价催化剂性能的指标，催化剂老化和中毒的概念

理解：催化法的优缺点，阿累尼乌斯方程，催化剂的作用特征

（二）气固相催化反应过程及速率方程（一般）

理解：气固催化反应的过程，催化反应速率的控制步骤

（三）催化反应器及其设计（一般）

理解：固定床的优缺点，固定床的分类及特点

（四）影响催化转化的因素（一般）

理解：温度、空速、操作压力和废气初始组成对催化转化的影响

（五）催化转化法的应用（重点）

识记：选择性催化还原（SCR）

理解：V₂O₅催化氧化烟气脱硫的工艺流程，汽车尾气三元催化原理，SCR烟气脱氮原理

应用：常见催化转化法净化气体污染物的应用

第八章  生物法净化气态污染物

一、学习目的与要求

　　通过本章学习，掌握废气生物处理的原理和影响因素，熟悉常见生物净化法工艺，了解几种典型生物净化法的应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）废气生物处理原理（重点）

识记：废气生物处理的概念，生物净化反应器的分类，生物洗涤器、生物过滤器、生物滴滤器的概念

理解：废气生物处理原理和过程，处理速率的控制因素，三种生物净化反应器的优缺点

（二）影响生物净化废气的主要因素（次重点）

理解：填料、温度、pH、溶解氧、湿度对生物净化的影响

（三）生物法净化废气的工艺和设计（一般）

理解：生物洗涤工艺的工艺流程，生物过滤器的工艺流程，生物滴滤器的工艺流程

第九章  气态污染物的其他净化法

一、学习目的与要求

　　通过本章学习，了解燃烧、冷凝、膜分离和等离子体法净化气体污染物的原理。

二、考核知识点与考核目标

（一）燃烧净化法（次重点）

识记：燃烧净化法的概念，燃烧法分类

理解：催化燃烧的优缺点

（二）冷凝法（一般）

识记：冷凝法的概念，冷凝方式分类

理解：冷凝原理

（三）膜分离法（一般）

识记：膜分离法的概念，气体分离膜分类

理解：气体分离膜的性能和分离机理

（四）等离子体法（一般）

识记：等离子体法的概念

理解：等离子体净化气态污染物的机理

第十章  大气扩散与污染控制

一、学习目的和要求

　　通过本章学习，了解大气的气象要素，熟悉大气热过程、大气的运动和风等内容。熟悉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）主要的气象要素（一般）

识记：气象要素的概念：气温、气压、气湿、风、云、能见度等

（二）大气的热力学过程（重点）

识记：干绝热直减率，温度层结，大气稳定度、逆温的基本概念

理解：大气稳定度判断依据，逆温的类型及其成因

应用：依据烟流扩散条件判断大气稳定度

（三）大气的运动和风（一般）

理解：地方性风场

（四）大气扩散模式（重点）

理解：高斯扩散模式建立条件及方程

应用：高架连续点源的最大地面浓度计算

（五）大气扩散计算（次重点）

识记：有效烟囱高度和烟气抬升高度的概念和关系，

理解：霍兰德公式

应用：扩散参数的确定方法

（六）烟囱计算（重点）

应用：按最大着地浓度计算烟囱高度，烟囱出口直径的计算

（七）厂址选择（一般）

理解：厂址选择的气象资料的研究与判断

第十一章  废气净化系统

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内容，介绍集气罩的集气原理、基本型式、性能指标和设计方法，学习管路设计及输送设备的选择等问题。

二、考核知识点与考核目标

（一）废气净化系统的组成及设计内容（次重点）

识记：废气净化系统的组成

理解：净化系统设计的基本内容

（二）集气罩设计（重点）

识记：集气罩气流运动方式，密闭集气罩、半密闭罩、外部集气罩、吹吸式集气罩的概念

理解：吸入气流与吹出气流的差异，不同形式集气罩的原理与构造

应用：控制速度法确定集气罩排风量，集气罩压力损失的计算

（三）管道系统设计（一般）

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

第三部分   有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

    本课程的能力考核目标共分为三个能力层次：“识记”、“理解”、“应用”。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
    识记：能够识别和记忆本课程中的有关名词、概念及规律的主要内容，并能够根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。

    理解：能够领悟和理解本课程中有关概念及规律的内涵，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，并能够根据考核的不同要求，对问题进行逻辑推理和论证，做出正确的判断、解释和说明。

应用（包含简单应用和综合应用）：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，是最高层次的要求。

二、指定教材

指定教材为考生自学、社会助学和考试命题的依据。

指定教材：《大气污染控制工程 第二版》 蒋文举主编 高等教育出版社 2020年5月

三、自学方法指导

1、自学时必须要认真阅读教材，开始阅读每一章之前，应先认真学习大纲中有关该章的考核知识点、自学要求以及对知识点的能力层次要求和考核要求。以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、使用教材时，应注意将精读与泛读相结合，应在泛读即通读的基础和掌握较全面的知识背景条件下，对考核知识点进行重点地逐段细读，逐句推敲，以求做到对基本概念深刻理解，对历史脉络彻底弄清，对基本理论牢固掌握。切忌在没有全面学习教材的情况下孤立地抓考核知识点，以免生吞活剥，不能真正地理解和灵活地运用。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，能够在理解的基础上加以记忆，切勿死记硬背，归纳出要点，从而加深对问题的认知、理解和记忆。有利于突出重点，并涵盖全部课程内容，同时锻炼提高自己的自学能力。

4、在自学过程中，既要注重理论知识，也应重视实际运用能力的培养。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。要通过完成练习思考题、撰写小论文，锻炼自己分析论证及书面表达的能力。

四、对社会助学的要求

1.社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，认真钻研自学考试指定教材，明确本课程与其他课程不同的特点和学习要求，对自学应考者进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确导向。

2.要正确处理基础知识和应用能力的关系，努力引导自学应考者将识记、理解与应用联系起来，把基础知识和理论转化为应用能力，在全面辅导的基础上，着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。

3.要正确处理重点、次重点和一般的关系。课程内容有重点、次重点和一般之分，但考试内容是全面的，而且三者之间是相互联系的，不是截然分开的。社会助学者应指导自学应考者全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。总之，要把重点学习同兼顾一般结合起来，切勿孤立地抓重点，把自学应考者引向猜题押题。

4．助学学时建议。本课程共4学分，助学建议不少于72学时，课程学时分配见下表，考生也可参考该表安排自学时间。

章 次	课 程 内 容	助学时数
1	概论	4
2	燃烧与大气污染	8
3	大气污染控制的基础知识	6
4	颗粒污染物控制	14
5	吸收法净化气体污染物	6
6	吸附法净化气体污染物	6
7	催化法净化气体污染物	6
8	生物法净化气体污染物	6
9	气态污染物的其他净化法	4
10	大气扩散与污染控制	8
11	废气净化系统	4
	总 计	72

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试的内容。

2、试卷中对不同能力层次要求和试题所占的比例大致是：“识记”为40%，“理解”为30%，“应用”为30%。

3、试题难易程度要合理，可分为四档：易、较易、较难、难，这四档在每份试卷中所占比例依次为3：3：2：2左右。

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占60%，次重点占30%，一般占10%。

5、试题题型一般分为：填空题、单项选择题、判断题、名词解释题、简答题、计算题和论述题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时需携带没有任何存储功能的普通计算器。考试时间为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

1、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

1、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）判断题

1、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。(      )

（四）名词解释题

1、燃烧

2、湍流扩散

（五）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。

（六）计算题

1、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。

（七）论述题

1、绘制旋风除尘器示意图并描述其工作原理。