一、课程和案例的基本情况

课程名称：发电厂环境保护和安全管理

授课对象：工学大类/应用化学

课程性质：专业课程

课程简介：

发电厂环境保护和安全管理是应用化学专业主要课程之一。其目的是通过本课程的学习，使学生理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，了解环境保护的相关方针、政策和法律法规。了解火电生产对环境质量的影响和污染防治，掌握燃煤电厂的除尘技术、脱硫技术、氮氧化物控制技术，相应的技术标准，各种设备装置的结构、组成、日常运行管理的注意问题和方法。使学生具有节能减排意识，从事电厂环境保护的研究、开发的基本技能和承担业务管理的初步能力。

案例简介：

以创新破解污染难题，用担当守护“中国蓝”

一、课程知识点

围绕“选择性催化还原（SCR）脱硝技术”“选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术”等核心内容展开，系统讲解脱硝技术的化学反应机理、催化剂性能优化、工艺参数调控、设备选型与系统集成，以及脱硝过程中二次污染防控与副产物资源化利用等关键技术要点。

二、思政融入点

1.国家战略与使命担当：结合我国大气污染防治行动计划和“双碳”目标，阐释烟气脱硝对控制氮氧化物排放、遏制光化学烟雾和酸雨危害的重要性，引导学生将个人专业学习与国家生态文明建设战略紧密结合，树立“为蓝天而战”的使命感。

2.科技创新与自主突破：通过我国烟气脱硝技术从依赖进口到自主创新的发展历程，展现科研工作者突破“卡脖子”技术的拼搏精神，激发学生敢于质疑、勇于探索的创新意识。

3.工匠精神与责任意识：强调脱硝工程设计、催化剂制备及系统运维中对精准度和稳定性的严苛要求，培养学生精益求精的工作态度，使其深刻认识到自身工作对环境质量和公众健康的重大责任。

三、案例内容

京津冀地区曾因工业燃煤、机动车尾气等污染源集中，氮氧化物排放量居高不下，频繁出现雾霾天气和臭氧超标现象，严重威胁生态环境与居民健康。早期，我国大型燃煤电厂普遍采用国外进口的SCR脱硝技术，但因进口催化剂价格高昂、针对我国燃煤特性的适应性差，导致脱硝成本高且效率不稳定，难以满足日益严格的环保标准，核心技术依赖进口成为制约大气污染治理的瓶颈。

为攻克这一难题，国内科研团队联合企业组建专项攻关小组。研发初期，团队面临催化剂活性温度窗口窄、抗硫中毒能力弱、寿命短等技术难题。科研人员扎根实验室与电厂现场，历经数百次配方调整和工况模拟试验，创新性地将稀土元素掺杂技术与纳米级载体优化工艺结合，成功研制出具有自主知识产权的高性能蜂窝式催化剂。该催化剂不仅将活性温度范围拓宽至280 - 500℃，抗硫性能提升40%，成本还降低了30%。

在工程应用阶段，技术人员秉持工匠精神，对脱硝系统的喷氨格栅布局、流场均匀性、温度梯度控制等细节进行反复优化。某百万千瓦级燃煤电厂应用国产脱硝技术后，氮氧化物排放浓度从800mg/m³降至50mg/m³以下，远超国家标准。目前，国产脱硝技术和装备已广泛应用于全国数千家燃煤电厂、钢铁企业，市场占有率超85%，助力我国氮氧化物排放量连续多年大幅下降，为蓝天保卫战提供了坚实的技术支撑。

四、教学过程设计

1.数据引入：展示京津冀地区大气污染物变化数据及雾霾天气影像资料，提出“如何从技术层面降低氮氧化物排放”的问题，导入课程知识点。

2.知识剖析：结合案例讲解SCR、SNCR等脱硝技术原理，重点分析国产催化剂的创新点及其对脱硝效率提升的作用机制。

3.案例研讨：组织学生分组讨论科研团队突破技术瓶颈的过程，引导学生思考创新精神、团队协作在科研攻关中的重要性，分享自身对“技术报国”的理解。

4.实践拓展：布置课后任务，要求学生调研本地工业企业的脱硝技术应用现状，分析存在的问题并提出改进建议，强化学生的实践能力与环保责任感。

五、教学反思与总结

本案例通过国产烟气脱硝技术的创新实践，将专业知识与思政元素深度融合，有效激发了学生的创新热情和家国情怀。后续教学中，可结合氢能助燃脱硝、等离子体脱硝等前沿技术，持续深化课程思政内涵，培养兼具专业素养和社会担当的新时代环保人才。