本站原创摘 要：“清洁燃烧技术”课程是热能与动力工程专业的专业特色课程,对于学生掌握化石燃料尤其是煤燃烧过程中污染物的生成和控制机理,以及不同的新型清洁燃烧技术的原理、方法和运行机制具有重要作用.由于相关技术不断更新换代,因此对教学内容也提出了更高的要求.针对上海理工大学教学和研究的特色,对教学内容的设计进行了探讨,提出将国内外相关的最先进的污染物排放标准作为教学的主要侧重内容,以培养学生的素质,开拓学生的视野.
关 键 词：热能动力；清洁燃烧；教学内容
作者简介：金晶（1963-）,女,山东济南人,上海理工大学能源与动力工程学院,教授；林郁郁（1984-）,男,安徽金寨人,上海理工大学能源与动力工程学院,讲师.（上海 200093）
基金项目：本文系2011年度上海市教委重点课程建设项目（项目编号：1K12301001））、2011～2012年度上海理工大学研究生核心课程建设项目（项目编号：11000050）的研究成果.
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2012）34-0093-02
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国之一.长期以来,煤炭在我国能源结构中一直占主导地位,而且在今后相当长的一个时期内,这种以煤为主的能源结构不可能会有根本性的改变.煤作为一次能源,其利用方式主要是燃烧,据统计,我国每年生产煤炭总量的80%直接用于燃烧.能源消费尤其是煤炭直接作为能源燃烧是造成当今环境恶化的一个主要原因.20世纪重大的大气环境污染事件,如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、光化学烟雾污染、城市煤烟雾等都与燃煤有关.大气中的主要污染物（硫氧化物、氮氧化物、烟尘、颗粒物、有机污染物、重金属）的主要来源都是煤的燃烧,这些污染物对人类健康和生态环境造成了不可逆转的损害.[1]
随着环境问题的日益严峻,节能减排成为我国“十一五”规划的战略目标.因此研究和开发新型、高效燃煤污染物排放控制技术,实现煤炭高效、洁净、经济利用已成为我国面临的重大任务.[2]
在这种背景下,上海理工大学（以下简称“我校”）能源与动力工程学院及时修改本科生及研究生的培养计划和培养方案,自2000年起,在热动专业本科生的培养计划中加设了“清洁燃烧技术”课程.该课程面向能源与环境工程、动力机械工程、制冷与空调工程以及工程热物理四个专业方向开设,同时也面向环境工程（大气污染控制工程）专业；在热能工程学科研究生的培养计划中也加设了“清洁燃烧技术”课程.
一、课程定位
我校的办学定位是科研教学型.上海理工大学热能与动力工程专业是国家级的特色专业,得到了“国家本科教学质量工程”的支持,同时也是上海市教学高地.“清洁燃烧技术”课程是热能动力工程专业的特色课程,是热动专业以及大气污染控制工程专业的主要专业必修课,同时也是热能工程学科研究生的核心课程.
“清洁燃烧技术”课程密切结合科学研究,可以开阔和丰富学生的知识面和眼界,了解本行业内的前沿技术和发展动向,培养高素质的专业人才,该课程对于训练学生的思维能力、形成对客观世界的正确认识和提高学生的内在素质具有重要作用.
“清洁燃烧技术”课程的教学水平直接影响相关专业的质量.因此,建设好“清洁燃烧技术”课程,对于提高我校本科教学质量,增加我校在国内的影响和知名度具有重要意义,并对我国的工科高等教育水平的提高,亦有一定的影响和促进作用.
2000年至今,“清洁燃烧技术”课程对于热能工程方向的学生来说是专业选修课,共32学时；对于大气污染控制工程专业的学生来说是专业必修课,共48学时；而对于热能工程学科的研究生来说是必修课程,共36学时.
二、授课内容设计
“清洁燃烧技术”课程的特点在于不同于传统的理论基础课程,其授课内容更新很快.随着科学技术的不断发展,相关技术不断更新换代,授课内容也需要随时更新.要求授课教师要有坚实的科研基础,掌握国际上最前沿的发展动态和发展水平.
上海理工大学是我国进行燃煤污染物排放控制技术研究和培养该领域高层次人才的重要基地,近年来在煤的清洁燃烧方面进行了大量的深入的研究,承担完成了多项国家自然基金项目、国家“863”计划项目、国家科技支撑项目,“973”项目,上海市科委等多项课题研究,并取得了多项国际先进水平的研究成果.这些科研活动为“清洁燃烧技术”课程的教学提供了丰富的资料和信息,对“清洁燃烧技术”的教学改革起到了很大的推动作用.科研项目不仅取得了大量成果,同时也为“清洁燃烧技术”的师资培养提供了良好的平台.
我校“清洁燃烧技术”课程曾使用过的教材是1998年科学技术出版社出版的《煤的清洁燃烧》,作者是毛健雄.2011年我校教学团队编写了《燃煤污染物排放控制技术》教材,并在2012年1月公开出版.该教材是根据我校教学特色以及学科的研究特色进行编写的.系统地阐述了大气污染NOx、SOx的生成机理及其排放控制技术,介绍叙述了国内外前沿的煤清洁燃烧技术的最新研究成果,同时也大量引用了能源与动力工程学院教师及研究生们的研究成果.教材针对性强、内容新颖,为我校相关专业本科生奠定了理论基础,拓展了专业知识面.使学生在掌握扎实的理论基础的同时,能够获得相关理论知识和工程应用背景知识,并通过相应的配套实验教学获得感性认识和实践机会,强调了“清洁燃烧技术”课程的工程应用性,培养了学生学以致用、理论联系实际的能力和素养.
通过本课程的学习,学生可以系统了解化石燃料尤其是煤燃烧过程中污染物的生成和控制机理,进而掌握不同的新型清洁燃烧技术的原理、方法和运行机制.了解国内外相关的最先进的污染物排放标准.课程侧重硫氧化物、氮氧化物、超细粉尘、重金属污染物、碳氧化物、碳氢化合物的生成机理、控制方法和关键技术的介绍.
在教学过程中,通过不同形式的教学活动,发挥学生的主观能动性,使学生参与到教学环节中,由被动接受变为主动学习,及时广泛地查阅国内外相关的学术研究报道,掌握前沿动态.[3,4]
“清洁燃烧技术”课程先后介绍了燃煤污染物的燃烧前控制技术、燃烧中的生成控制技术、燃烧后的净化技术以及先进的煤燃烧高效低污染发电技术.内容主要包括：燃煤污染物带来的环境问题,国内外最新的大气污染物排放标准；燃煤污染物炉前控制技术,主要包括选煤技术、型煤技术和水煤浆技术；硫氧化物的产生和炉内控制技术；氮氧化物的产生和炉内控制技术,重点阐述燃料分级燃烧技术原理,总结上海理工大学的相关研究成果；重金属污染物汞的排放控制技术；烟气净化技术,主要包括静电除尘、烟气脱硫、烟气脱硝技术；二氧化碳排放控制技术,主要介绍了O2/CO2混合富氧燃烧技术、化学链燃烧技术的原理和上海理工大学相关研究成果；先进的洁净煤发电技术,主要包括大型循环流化床技术、燃气—蒸汽联合循环技术、整体煤气化联合循环发电技术、超超临界技术.
三、结论
“清洁燃烧技术”课程是当今国内能源动力类学生的专业前沿课程之一,是我校热动专业的专业特色课程和热能工程学科研究生的核心课程.该课程的教学内容既应考虑二级学科划分的能源动力类专业结构体系特点,又应体现新的热能与动力工程专业逐渐淡化原有的二级学科色彩、强调拓宽专业口径的特色,还要根据相关技术发展迅速的特点,密切跟踪国内外的前沿技术,及时更新和充实教学内容,开拓学生的学术视野,提高学生的综合素质.通过对“清洁燃烧技术”课程教学内容设计的探讨,确定了以燃煤污染 物生成机理及其相关控制技术原理与方法作为基本的教学内容,以国内外最新相关技术的原理及发展前沿作为教学的拓展内容,以期丰富学生的专业知识、开阔学生的眼界、提高学生的综合素质.