高炉渣一种工业固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁排出～1吨渣，矿石品位越低,排渣量越大。1589年德国即开始利用高炉渣。20世纪中期以后,高炉渣综合利用迅速发展。日本1980年利用率为85%，苏联1979年利用率在70%以上，中国1981年利用率为83%。
高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。高炉渣属于硅酸盐材料。它化学性质稳定，并具有抗磨、吸水等特点，可供广泛应有，国内对高炉渣的应用都很重视，美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%，甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。我国高炉渣的利用率已达85%以上。为了适应不同的用途，高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。1、水渣：就是将熔融状态的高炉渣用水或水与空气的混合物给予水淬；使其成为砂粒状的玻璃质物质。这也是我国处理高炉渣的主要方法。具体水淬方式很多，常用的有过滤池法水淬工艺和搅拌槽泵送法水淬工艺等。2、矿渣碎石：是高炉渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较致密的矿渣后，再经过破碎、筛分等工序所得到的一种碎石材料。为此常用热泼法。近年来，德、法、英、美等国多采用薄层多层热泼法。该法具有操作容易、渣密度高等优点。3、膨胀矿渣：是用水急冷高炉渣而形成的多孔轻质矿渣。为此可用喷射法、喷雾器堑沟法、流槽法等生产。较新的工艺是加拿大矿渣有限公司发明的用流筒法生产膨胀矿渣珠，简称“膨珠”。
钢铁工业是基础工业之一，在国民经济中起到举足轻重的作用，同时也是高能耗、高排放行业，因此节能减排一直是钢铁行业技术进步的主旋律。我国是钢铁的生产和消费大国，21世纪以来，我国的钢铁工业迅速发展，2019年我国的粗钢产量为亿吨，占全球粗钢产量的。随着钢铁产量的增加，产生的固体废弃物也越来越多，在高炉炼铁中，每生产一吨生铁就会产生300~500公斤的废渣[1-3]。目前高炉渣的利用方式有很多，包括用于筑路、水泥、混凝土骨料、矿渣棉、和微晶玻璃等。中国有90%以上的高炉渣用于制作水泥[4]。对高炉渣的综合利用不但能减少工业固体废弃物的污染、保护环境，而且能够创造出优质的产品，产生良好的经济效益。因此，对高炉渣的处理和再利用是实现我国钢铁行业绿色发展和循环经济的重要途径之一。高炉渣的处理方式包括水淬法和干渣法两种。水淬法就是将熔融状态的高炉渣倾倒于水中急速冷却，并使其在热应力作用下粒化。经水淬后得到的渣粒绝大部分（95％以上）为非晶态，是优良的水泥掺合料，这一途径实现了高炉渣的大宗消纳。干渣法是利用炉渣与空气等传热介质直接或间接接触，在不消耗新水的条件下进行热交换。目前干渣法还处于试验研究阶段，在世界上还没有形成工业化。二、水淬法高炉渣处理工艺在高炉生产中，水淬法是最简洁、高效的渣处理方法，目前的水淬法包括拉萨法（RASA）、图拉法（TYNA）、明特法（MTC）、底滤法（OCP）、因巴法（INBA）[5]。1. 拉萨法拉萨法的处理工艺是由英国的RASA公司和日本的钢管公司一起研发的，在1967年首次应用于日本福山钢铁的1号高炉（2000m3）。在国内第一家应用该技术的企业是上海宝钢。其工艺流程为高炉渣由渣沟倒入冲制箱进行水淬，之后进入粗分槽；渣浆泵将渣送进脱水槽进行脱水处理，将渣粒送至沉淀池，经沉淀后的渣粒再次送入脱水槽；沉降池中的水经过冷却处理后再返回去进行冲渣处理，以此形成循环利用。2. 图拉法图拉法首次应用在俄罗斯图拉厂的2000m3的高炉上。国内首次应用的厂家是首钢。其工艺流程为采用圆筒形的转鼓对渣进行脱水处理。首先转鼓带动四周的筛板旋转把渣水混合物带上来，在外壁的滤网处进行脱水。然后将落在转鼓内接料罐中的渣通过胶带机传送到渣料场。3. 明特法明特法最早应用于首钢3#高炉（2536m3）上，该工艺是由北京明特克冶金炉技术有限公司和首钢联合研制的。明特法采用螺杆旋转的方式将储渣池底部的渣向上传送，渣的脱水过程通过重力和螺杆片对渣的旋转力和挤压力的共同作用下完成。脱水后的渣被搅拌器的凹槽输送到皮带传送系统上，再到残渣场。渣池中的冲渣水经过过滤器过滤后在排渣泵的作用下回送至渣水系统，实现整个排渣系统中水的闭路循环。4. 底滤法底滤法的工艺流程为：当炉渣进入炉渣沟并落到底部时，高压水流立即将其击碎，矿渣经水淬后被冲到矿渣池，抓斗将矿渣吊起进行脱水，矿渣池中的水经过滤池过滤后经水泵送到冷却塔，形成循环利用。该冲渣工艺中的水压：～；渣水比为 1:10～1:15，水渣含水率为10%～15%[6]。5. 因巴法因巴法是20世纪80年代由比利时西德玛公司与卢森堡公司联合研发的一项熔渣处理工艺。我国于1991年6月首次应用于宝钢2号高炉上。因巴法的工艺流程为：熔渣从渣沟流向重制箱，被里面的高压水水淬后进入渣沟，经分配器、缓冲槽进入滚筒过滤器进行过滤，脱水后的渣经皮带机运出，然后由外部皮带机运送到储渣槽内。因巴法有冷INBA、热INBA和环保型INBA之分。3种因巴法的炉渣粒化、脱水的方法均相同，都是使用水淬粒化，采用转鼓脱水器脱水，不同之处主要在水系统。冷INBA水系统中设有冷却塔，粒化水冷却之后再进行循环；热INBA中没有冷却塔，粒化水直接进行循环；环保型INBA水系统中分粒化水和冷凝水两个系统，冷凝水系统主要用来吸收二氧化硫、蒸汽、硫化氢。与冷、热INBA比较，环保型INBA最大的优点是硫的排放量很低，它把大部分硫转移到循环水系统中。三、干渣法高炉渣处理工艺1. 滚筒法滚筒法分为双滚筒法和单滚筒法。双滚筒法由日本NKK公司研究开发[7]，它的主要技术原理是将1400℃的熔渣倒进两个反向转鼓，经过转鼓的旋转作用将熔渣粒化并同时进行热交换，经冷却后的渣温度约900℃，生成的蒸汽经回收后用于蒸汽发电。NKK在福山4号高炉上进行了工业试验，渣玻璃化率达95%，热回收率达40%。单滚筒法是由日本住友金属公司与石川岛播磨重工于20世纪80年代联合开发的。其工艺原理为：熔渣从一定的高度落下撞击到旋转的滚筒表面而被粒化，之后进入固体介质的流化床进行热交换。此工艺热量回收效率较低，处理能力小，因此至今未能实现工业化应用。2. 风淬法风淬法的技术原理是熔融态的高炉渣在高速的气流冲击下被喷射粒化，粒化渣在余热回收设备里进行换热冷却，收集的显热用于蒸汽发电。此方法在日本、德国、瑞典、韩国等国家均有研究，其中日本新日铁、川崎制铁、住友金属等公司联合进行了高炉渣风淬粒化试验[8-10]。国内也有一些风淬法相关研究。王子兵[11]等人以高炉熔渣为热源，以空气为风淬介质，以空气和水作为换热介质，利用回转式冷渣机，进行高温渣粒余热回收试验。该工艺将粒化与余热回收分开，大大减少动力消耗。研究调质剂比例、风淬压力和喷嘴结构对系统热回收效率的影响。刘振超[12]通过建立数学模型研究了高炉渣的气淬成珠原理，利用热力学模型和实验探究了颗粒在空气中的换热过程和成珠效果。研究表明，喷嘴直径、气体的流量和压力、高炉渣表面张力和粘度等都会影响成珠过程，据此确定了最佳工艺条件。李书磊[13]等人根据高炉熔渣具有巨大显热的特性，设计了一种通过风淬粒化、余热锅炉回收余热的新工艺。该工艺不仅余热回收率高，而且具有结构简单、不消耗新水、有害气体零排放等多种优势。3. 离心法转杯粒化法转杯粒化工艺是由英国的Pickering[14-15]等人在上个世纪80年代提出的。主要工艺流程为：高温熔渣进入高速旋转的转杯，在离心力和表面张力的共同作用下熔渣沿半径被甩出并形成颗粒，同时转杯周围的环形空气射流使渣膜产生不稳定的波动，进一步促进熔渣的破碎粒化。粒化渣撞击粒化室内壁，与水管中的冷却水进行热交换，然后反弹进流化床再次进行热交换。该方法粒化渣玻璃相大于95%，性能优于水淬渣，但设备复杂，控制起来较为困难。Mizuoehi[16]等人研究了转杯形状、转速、熔渣粘度、气流速度等对高炉渣粒化的影响。结果表明，具有浅薄边缘和平缓内壁的转杯更有利于粒化；转杯的转速越大，渣粒的平均尺寸越小，当转速为3000r/min时，渣粒尺寸<1mm，形状多为球形；粘度增大，粒化效果变坏，同时增加气流速度将有利于高炉渣的粒化。转盘粒化法转盘粒化原理与转杯粒化相似，依靠转盘旋转的离心力将熔渣甩出粒化。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)研究了转盘干法粒化的原理[17]，优化了工艺流程。2015年，北京中冶设备研究设计总院有限公司与CSIRO合作进行转盘粒化的工业化试验，目前已经建成了处理量30t/h的粒化设备，运行效果良好。该技术采用两步法工艺，第一步是采用特殊设计的气流旋转式粒化装置，对熔渣进行离心粒化与余热一次回收，即借助转盘的离心力对高炉渣进行干法粒化处理并利用一次冷却风进行快速冷却和一次余热回收；第二步是已凝结的高炉渣粒冷却和二次余热回收，进一步提高余热回收率，既采用特殊设计的具有缓冲功能的回转式逆流余热回收装置进行二次余热回收。转筒粒化法2010年日本京东大学的Kashiwaya[18]等人开发了转筒粒化工艺，其工艺流程为：将高温熔渣从旋转的转筒中心注入筒身，筒身侧面设有喷嘴装置，在离心力作用下熔渣被挤入喷嘴，并以一定的速度喷出。转筒分为双喷嘴和多喷嘴两种形式。此工艺生产的产品多为玻璃相球体，具有较高的球形度。四、高炉渣处理技术的发展趋势目前钢厂对高炉渣普遍采用水淬粒化的“湿法”处理，然后用作生产水泥的原料。但是，这种“湿法”处理存在以下三个突出问题：1）“湿法”处理过程中消耗了大量水资源。为保证渣与水充分接触，对冲渣水的用量有一定要求；同时，在与高温渣的接触过程中，还有水的大量蒸发耗散，需要相应补充新水。据测算，处理1吨渣约需消耗新水1吨，循环用水10吨；2）水淬过程中伴有SO2和H2S等酸性气体污染物的排放。在高温熔渣与水接触的过程中，发生相应的化学反应，产生SO2和H2S等污染物。根据国内高炉渣的水淬处理量估算，每年水淬处理过程中排放气体污染物约40万吨；3）渣所含高值显热得不到有效回收利用，能源浪费巨大。采用水淬工艺处理后，熔渣的高值显热被转化成冲渣水的低温余热，只能用于冬季供暖等方式由此每年造成了熔渣所带大量高品质热能（折合上千万吨标煤）的损失和浪费。“干法”处理是利用空气与高温炉渣进行直接接触和热交换。与水淬法相比较，“干法”处理既节省了大量水资源，又避免了因水与炉渣接触产生有害气体，特别是可以实现熔渣高品质余热的回收。因此，干渣法处理技术是高炉渣处理技术的未来发展趋势
高炉造渣对生铁的品种和质量有着重大的影响和作用。通过造渣可控制炉渣的成分和性质，抑制一些元素的还原，或促进另一些元素的还原，达到富集元素，提高元素回收率。例如钒钛磁铁矿的冶炼中抑制Ti的还原，促进V的还原；又如高炉冶炼铁合金时，提高Mn的回收率；在冶炼普通生铁时，则控制Si的还原，使产品成为铸造生铁或炼钢生铁。造渣的另一个重要作用是脱硫，生产中可通过造渣选择合适的炉渣碱度控制生铁中的含硫量。高炉造渣对炉衬有很大的影响和作用。中国包头铁矿石中含有CaF2，含CaF2熔渣对炉衬有强烈的侵蚀作用，为此高炉造渣时添加足够的CaO，以防止炉渣的熔化性和粘度过低，削弱其侵蚀作用，以保护炉衬。近年来中国推广了低钛渣护炉法，即在高炉配料中加入含TiO2物料，使渣中TiO2含量达到2%～3%左右。由于TiO2还原生成的高熔点化合物TiC、TiN及Ti(C、N)在铁液中的溶解度是有限的，它们自铁液中析出和沉积，对炉缸、炉底的砖衬起到了保护作用。高炉造渣对冶炼过程极为重要，无论对炉内料柱高gao透气性、炉况的稳定顺行和热状态等方面都有很大的影响。可以说：炼铁就是炼渣，要炼好铁就要炼好渣。炉渣的组成高炉渣主要由酸性氧化物SiO2、A12O3和碱性氧化物CaO、．MgO4种成分组成。在用普通铁矿石冶炼炼钢生铁的情况下，这4种成分之和在95%以上，另有少量的FeO、MnO和硫化物(CaS、MnS等)。在冶炼特殊矿石时，炉渣中还含有其他成分。例如，在冶炼攀枝花钒钛磁铁矿时，炉渣中含有20%～30%TiO2；(见钒钛磁铁矿的高炉冶炼)在冶炼含氟矿石时，炉渣中含有18%左右的caF：；(见白云鄂博矿的高炉冶炼)在冶炼锰铁时，炉渣中含有较高的MnO。造渣过程高炉内的炉料在下降过程中，其中焦炭始终保持固体状态，除少部分碳素参加还原和生铁渗碳外，绝大部分到达风口时才燃烧和气化。炉料中的矿石和熔剂逐渐被上升的煤气流加热而发生还原、分解和固相反应，在达到一定温度后就出现粘结，进而软化和熔融成初渣。熔融的初渣在向下滴落过程中，其中FeO和MnO不断被还原而减少，同时不断地吸收熔剂中的Ca0和MgO，以及随煤气流上升的焦炭燃烧后残留的灰分，因而其化学成分在不断变化着。当熔渣在炉缸中完成脱硫和还原反应以后，最后作为终渣定期地或连续地被排出炉外。20世纪50年代以来，特别是在70年代，日本等国家对高炉进行的解体研究，对查明炉内的造渣过程起到了十分重要的作用。图ln是日本广烟1号高炉(1407m)，b是洞同4号高炉(1279m)的炉内解体状况图。c是中国首都钢铁公司(首钢)23m试验高炉的炉内解体状况图。根据高炉解体研究的结果，高炉内的料柱结构(图2)由上而下可分为块状带、软熔带、滴落带等。在块状带中，矿石和焦炭保持着原来的层状结构而下降，随着温度的升高进行着还原、分解等固相反应，例如CaO与SiO2，SiO2与Fe3O4，Ca与Fe2O3，SiO2与FeO以及CaO与A12O3之间都能进行着固相反应。随着炉料的下降，固相反应生成的低熔点化合物首先呈现出少量的局部的熔化，即矿石开始软化。随着温度的继续升高和还原反应的继续进行，液相不断增多，最终完全熔融成为液相的炉渣向下流动。这个矿石开始软化到完全熔融的区域，就是软熔带。在软熔带中矿石软熔层和焦炭层仍保持层状结构。煤气主要是穿过焦炭层这个“焦窗”向上流动。软熔带的形状有倒V形、W形和V形三种，分别与高炉内煤气流分布的中心气流发展、边缘和中心两道气流和边缘气流发展相对应。中国首钢试验高炉和日本广烟1号高炉的软熔带属倒V形，日本洞同4号高炉的属w形，前苏联叶那基耶夫426m高炉的属V 形。一般，软熔带形成的温度为1100℃左右，完全熔化滴落的温度为1400～1500℃。在软熔带中生成的液相炉渣，以珠状和冰凌状穿过软熔带下面焦炭区域(文献中常称之为死料柱)向下滴落。这个区域就是滴落带。高炉炉渣按其在炉内形成过程可以分为初渣、中间渣和终渣。初渣 指在高炉软熔带中刚开始出现的液态渣。其中含有较多的。FeO和MnO。这是因为由矿石中Fe2OnFe3O4还原生成的FeO和由矿石中MnO2、Mn2O3、Mn3O4还原生成的MnO，易与SiO。结合成低熔点的硅酸铁、硅酸锰。矿石的还原性愈差，或矿石在242高炉上部的还原程度愈低，初渣的FeO含量就愈高。这是初渣与终渣在化学成分上的最大差别。中间渣 指处于滴落过程中的，其成分和温度在不断变化着的液态渣。渣中FeO、MnO不断被还原而减少。熔渣的流动性随温度的升高而增大。由于焦炭灰分的酸性组分主要是在风口处释放后才被吸收，因而中间渣的碱度常常比终渣高。实际上，中间渣就是在软熔带以下、风口水平以上的处于滴落过程中的炉腹渣。中间渣能否顺利滴落通过焦炭层，取决于原料成分和炉温的稳定。使用天然矿石冶炼时，尤其是在矿石成分波动大时，大量石灰石直接入炉，往往产生炉温和中块状带软熔带滴落带构及软熔带分布示意图间渣成分的激烈波动，造成中间渣熔化性和黏度的激烈变化，导致炉况不顺，难行、悬料、崩料甚至结瘤。使用成分稳定的自熔性熟料或使用高碱度熟料加酸性料冶炼时，只要注意图2高炉内料柱结保持炉温的稳定及炉料和煤气流的合理分布，就可以基本排除以上弊病。焦炭是滴落带中惟一的固态骨架物料，因而焦炭的冷态强度和热态强度是保持中间渣顺利滴落的基本条件。终渣 指已经下达炉缸渣铁积存区的液态渣。中间渣在降落过程中，其化学成分有一次重大变化。即吸收燃烧带中焦炭和喷吹煤粉燃烧后残留下来的灰分参与造渣，使渣中Al2O3和SiO2含量明显升高，而CaO和MgO含量则相对降低。这样的熔渣流入炉缸下部的渣铁积存区，其成分和性质已基本稳定，不会再有明显的变化。铁滴穿过炉缸下部熔渣层以及熔渣层和铁液层之间渣铁界面上发生的脱硫反应和各种还原反应使熔渣成分发生一些相应的变化。但是这些变化对终渣成分影响都很小。一般泛称的高炉渣就是指终渣。高炉操作者必须通过合理的配料，保证终渣具有适宜的成分和性质。造渣过程对高炉冶炼的影响高炉内煤气流上升过程中受到阻力最大的区域是软熔带。根据实测数据，软熔带及其以下区域的煤气压差大约为全部压差的60%～80%。因此，软熔带的位置、厚度、形状等对高炉冶炼的顺行、强化和煤气的分布等有着重大的影响。软熔带位置软熔带的位置高，意味着透气性差的软熔带及其以下区域向上延伸，将导致整个料柱透气性变差；反之，软熔带的位置低，将会使整个料柱透气性得到改善。此外，软熔带位置高，使在块状带内进行的气固相还原反应减少，造成初渣中FeO含量高。这种熔化温度低、流动性好且未充分加热的初渣，能以较快的速度降落到高炉下部高温区，大量FeO的直接还原使下部消耗的热量增多，导致焦比升高和产量下降。软熔带位置过低也不利于炉况顺行。若矿石降落到炉腹部位才开始软化，将会因炉腹断面的收缩而使炉料卡塞，造成难行和悬料。因此，保持软熔带位置适当，对高炉冶炼的顺行和强化是十分重要的。软熔带厚度软熔带愈薄，对上升煤气流的阻力愈小，愈有利于高炉冶炼的顺行和强化；反之，软熔带愈厚，上升煤气流遇到的阻力愈大，愈不利于高炉冶炼的顺行和强化。决定软熔带厚度的关键是矿石的软熔性质。一般说来，与天然矿石相比较，自熔性和高碱度的烧结矿和球团矿具有较高的开始软化温度和较窄的软熔温度区间；与低品位和高SiO2含量的矿石相比较，高品位和低SiO2含量的矿石具有较高的开始软化温度和较窄的软熔温度区间。故而高炉使用自熔性烧结矿和球团矿，将使软熔带变薄，有利于改善料柱透气性，有利于高炉冶炼的顺行和强化。当使用天然矿石的品种较多时，由于各种矿石的还原性质和软熔性质的不同，也将使软熔带变厚，从而不利于炉况顺行和强化。软熔带形状软熔带的形状对高炉内煤气流的分布，煤气热能和化学能的利用以及高炉冶炼的顺行和强化十分重要。倒V形软熔带，促进中心气流发展，有利于活跃中心，使燃烧带产生的煤气易于穿过中心焦炭柱，并横向穿过软熔带的焦窗，折射向上，因而有利于降低高炉内煤气流压差和改善煤气流的二次分布，提高煤气热能和化学能的利用率。同时，由于边缘煤气流相对减弱，可减轻其对炉衬的冲刷并降低炉衬承受的热负荷。V形软熔带则与之相反，是中心过重而边缘煤气流过分发展的结果。在这种情况下，中心炉料堆积，料柱透气性差，煤气流压差升高；大量煤气从边缘通过，极不利于煤气能量的利用，对炉衬的破坏也十分严重。w形软熔带是适当发展中心和边缘两道煤气流的结果，是长时期来，在原料不精，上下部调节手段少的情况下高炉操作的传统形式。在这种情况下，高炉能保持顺行，但冶炼的技术经济指标达不到最好的水平，尤其是焦比偏高，已不能满足大型高炉进一步强化和降低燃料比的要求。造渣过程的稳定无论使用生矿或熟矿，保持稳定的造渣过程是高炉冶炼顺行和强化所必须的。高炉内造渣过程的剧烈波动，必然导致炉况不顺，严重时将出现炉况难行、悬料(见悬料与坐料)等现象。造成炉内造渣过程不稳定的原因主要有两个方面。一是原燃料品种、质量不稳定；二是高炉操作制度波动或发生设备事故等。因为不论是入炉矿石的品位、性质、粒度组成和配比等经常性的波动或变化，还是操作制度的变动或失误均必然引起炉内软熔带位置、厚度和形状的波动或变化，从而破坏炉况顺行和煤气流的合理分布。渣量矿石品位低，高炉冶炼时生成的吨铁渣量大，不但使焦比升高，而且由于高炉下部渣焦比的增大，使软熔带和滴落带的透气性降低，不利于高炉冶炼的顺行、强化以及喷吹燃料。因此，提高矿石品位，减少渣量，不仅可以降低焦比，而且可增加喷吹燃料量，提高冶炼技术经济指标。造渣过程与结瘤高炉结瘤的根本原因之一是正常的造渣过程受到严重的破坏。不同FeO含量和不同碱度的初渣，其抵抗温度和成分急剧变化而保持稳定的能力是不同的。高FeO含量的初渣，当温度急剧升高使Fe()被大量迅速还原时，炉渣的熔化性急剧升高，已熔化的初渣会重新凝固，严重时会粘结于炉墙，结成铁质炉瘤。如此反复，炉瘤愈长愈大，从而破坏高炉的正常生产。若炉顶装料时石灰石被集中装到炉墙边缘处，造成初渣碱度局部增高也会使已熔化的初渣重新凝固，严重时结成石灰质炉瘤。炉渣性能包括其化学性能和物理性能。化学性能指炉渣碱度、组分的活度、脱硫性能(见高炉脱硫)和排碱性能(见炉渣排碱)等，物理性能指炉渣熔化性、流动性、表面性能和炉渣稳定性等。碱度通常用炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物的质量百分数的比值表示。炉渣中CaO/SiO2的比值称为碱度或二元碱度；(CaO+MgO)/SiO2的比值称为总碱度或三元碱度；而(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)的比值称为全碱度或四元碱度。炉渣碱度是炉渣的一个特性指数。在一定的冶炼条件下，Al2O3和MgO含量相对稳定。为简便起见，实际生产中通常采用二元碱度。在普通矿石冶炼的情况下，习惯上把CaO/SiO2>1的炉渣称为碱性渣，CaO/SiO2<1的炉渣称为酸性渣。炉渣碱度的选择主要根据矿石的成分、冶炼铁种对炉渣性质的要求而定。它对高炉炉况和生铁质量有很大的影响。熔化性指炉渣熔化的难易程度，可用熔化温度和熔化性温度两个指标来表示。熔化温度是炉渣加热过程中固相完全消失的温度，或液态炉渣在冷却过程中开始析出固相的温度。它影响软熔带与滴落带的界面位置。高炉冶炼过程要求适当的熔化温度，如果这一温度过高，表明炉渣过分难熔，在冶炼所能达到的温度下只能达到半熔融、半流动的状态，炉料粘结成糊状，244煤气很难通过，造成炉况难行、渣铁不分等。这一温度过低，物料在固态时受热就不足，熔滴温度过低，使炉缸高温热量消耗过多，影响难还原元素的还原和渣铁温度，以及产品的质量。高炉冶炼要求炉渣熔化后必须具有良好的流动性，但是一些炉渣在达到熔化温度以上时流动性并不好。因此生产上用炉渣可以自由流动的最低温度，即熔化性温度来表示炉渣的熔化性。它把熔化温度和流动性两者联系在一起，通过测定炉渣在不同温度下的黏度，画出黏度一温度曲线，然后用45切线的切点确定熔化性温度。实际生产中高炉渣的熔化性温度常为1250～1350℃，控制适宜的熔化性温度，并相应地控制适宜的炉温水平，有利于高炉顺行、强化冶炼和降低燃料比。黏度 具有不同流动速度的各液层问的内摩擦力，常以η表示，其物理意义是，在单位面积上相距单位距离的两液层之间，为维持单位速度差所必须克服的内摩擦力，以Pa·s(N·s/m。)为单位。它是说明炉渣流动性的参数，与流动性互为倒数。在正常冶炼情况下，适宜的高炉渣黏度范围在～2Pa·s之间。影响炉渣黏度的主要因素是温度和炉渣成分。一般，炉渣黏度随温度的升高而降低，其变化规律由实验测得的可一￡曲线表示。在一定的温度下，炉渣黏度主要决定于化学成分。对于通常的CaO—SiO2A12O3MgO四元系高炉渣来说，最低黏度区处于二元碱度为～三元碱度为～的情况。随渣中SiO2含量的增加，炉渣黏度不断升高。CaO对炉渣黏度的影响与SiO2相反。在冶炼温度超过炉渣熔化性温度的条件下，随着渣中CaO含量的增加，炉渣黏度逐渐降低，直至达到最低黏度值。超过最低黏度区再继续增加CaO或减少SiO2，将引起黏度的急剧升高。其原因是渣中CaO含量过高，炉渣二元碱度过大，致使在一定的冶炼温度下炉渣不能完全熔化成均一的液相，在液相中悬浮着固相颗粒所致。Mg()对炉渣黏度的影响与CaO相似。在一定的范围内增加Mg()含量可以降低炉渣黏度。当保持CaO/SiO2比值不变而增加．Mg()时，这种作用很明显。当保持(CaO+Mg(O)/SiO2不变而以MgO代替CaO时，这种作用就有所降低。炉渣中的MgO含量不宜过大，否则会由于熔化性温度的升高而使黏度升高。在碱度和MgO含量相同的情况下，炉渣黏度随着渣中Al2O3含量的增加而升高。一般高炉终渣中FeO和MnO含量很少(左右)，对炉渣黏度影响不大。但在初渣和中间渣中Fe()含量较高，且波动范围较大，因而影响很大。无论炉渣碱度如何，在FeO低于25%时增加FeO含量会显著地降低炉渣的熔化性和黏度。MnO对炉渣黏度的影响与FeO相似。在MnO含量低于15%时增加MnO含量，同样显著地降低炉渣的熔化性和黏度。黏稠的初渣和中间渣能堵塞固体焦炭颗粒间的空隙，恶化料柱透气性，阻碍高炉的顺行，严重时引起炉况难行和悬料，影响冶炼过程的强化，且易在炉墙上黏结，甚至结瘤。黏稠的终渣造成炉缸堆积，炉墙结厚，风口和渣口大量烧坏，出渣时渣流不畅，且渣中带铁严重影响高炉的正常生产。黏度过低，流动性太大的炉渣，尤其是熔化性也过低的炉渣，如含氟炉渣，则会加剧对高炉下部炉衬的化学侵蚀和机械冲刷作用，加剧炉衬的破坏。炉渣黏度适中方能保证料柱良好的透气性，保护炉衬，活跃炉缸，渣铁畅流，保证炉况顺行和冶炼强化，而且也有利于渣铁之间的脱硫反应和各种还原反应的进行，获得良好的技术经济指标。稳定性指炉渣的化学成分或温度波动时其物理性质(熔化性温度、粘度等)保持稳定的能力。化学稳定性好的炉渣当其化学成分波动时物理性质变化不大或保持在允许范围内；热稳定性好的炉渣当温度波动时其物理性质变化不大或保持在允许范围内。采用稳定性良好的炉渣冶炼，有利于炉况顺行和冶炼的强化，也有利于在炉衬上结成稳定的渣皮，保护炉衬，获得良好的技术经济指标。稳定性差的炉渣在原料成分波动或炉温波动时，易造成炉况失常，如难行、悬料、崩料、结瘤或砖衬破坏等。
甲醇锅炉属于绿色能源锅炉，现在因为国家大力改革燃煤锅炉所以很多锅炉如：甲醇乙醇锅炉，燃油燃气锅炉，生物质锅炉都有很好的前景。 想了解更多的绿色燃料的锅炉可以参考：
锅炉是否环保要看锅炉的排放和燃烧效率，相较而言，甲醇作为新能源排放相对较小，但是主要甲醇供应商需要正规，有些不良商家售卖的甲醇还有对人有害的杂质，使用时需要注意。因为甲醇锅炉的主要燃料是甲醇，所以在使用这种锅炉的时候一定要注意多方面的问题，因为这种锅炉的燃料，跟皮肤接触的话，会对皮肤造成一定的伤害，所以如果一旦有这种情况出现应该立即用大量的清水和肥皂水进行冲洗，如果情节严重的话一定要及时的去医院。另外，这种类型的锅炉也是一种易燃设备。所以对于它的使用环境和放置环境都有着严格的要求大家一定要清楚。
需要多大的呢？您是做什么用？是供暖还是什么??
醇基燃料锅炉改造的可行性分析 在国家防治大气污染，取缔燃煤锅炉形势下，我公司对替代燃煤的几种燃料的优劣性进行了对比，经过综合分析，醇基燃料（甲醇）在实用性，环保性和经济性中在各种清洁能源中占有很大的优势，具体对比分析如下： 一、实用性 1、改造便捷：醇基燃料（甲醇）锅炉可以在现有的燃煤锅炉基础上直接进行改造，并加装相应大小的醇基燃料燃烧机和控制系统，对锅炉本体进行一些简单的技术处理，快捷方便，不会对用户的生产生活造成影响。 2、燃料供应充足：甲醇燃料是醇基燃料的一种，是目前政府大力推广的环保洁净能源；醇基燃料来源广泛——既可来源于石化燃料（如煤、石油、天然气可以生产甲醇），又可以由生物质发酵生产。目前我国醇基燃料（甲醇）产能丰富，目前华北市场供过于求，在燃料的供给方面比天然气有着巨大的优势。 3、安全性高：醇基燃料（甲醇）属于液体燃料，相对于天然气、液化气等，易运输和储存，使用中安全性较高。二、环保性醇基燃料（甲醇）是国际上公认的清洁燃料。醇基燃料（甲醇）的燃烧排放物是水和二氧化碳，完全符合国家出台的“防治大气污染条例”中排放标准。三、经济性 1、改造成本低：因为醇基燃料（甲醇)锅炉可以在原燃煤锅炉上进行改造，对用户来说，只需负担甲醇燃烧机的安装和改造费用，电锅炉和燃油、燃气锅炉就必须整体更换，大大节约了用户的改造费用，而且醇基燃料（甲醇）改造过程中对用户生产造成的影响最小，这也极大的减少了因停产而给用户造成的经济损失。 2、运行成本低：锅炉运行成本包括燃料成本，脱硫除尘设备成本和人工、耗电成本三个方面，其中，醇基燃料（甲醇）锅炉燃料成本是最低的；脱硫除尘设备运行成本为零；经过综合比较分析，醇基燃料（甲醇）锅炉是运行成本最低的。
低碳经济与低碳生活论文摘要：阐述了低碳经济与低碳生活的概念和两者之间的关系。“低碳经济”是国际社会应对人类大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳引起全球气候灾害性变化而提出的新概念。它不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力，而且意味着要引导公众反思那些浪费能源、增排污染的不良嗜好。从而充分发掘消费和生活领域节能减排的巨大潜力。指出“低碳经济”仅有先进技术的支撑是不够的。必须依托于“低碳生活”才能实现减排的目的。而“低碳生活”是一种简单、简约、俭朴和町持续的生活方式，要实现“低碳生活”，宣传引导和制度保障是缺一不可的。论文关键词：环境科学；低碳经济；低碳生活；可持续消费我国现在正处于工业化、城市化、现代化加快推进的阶段。基础设施建设规模庞大。能源需求快速增长。“高碳经济”特征突出的现实，成为我国可持续发展的一大制约。怎样走出一条既确保经济社会快速发展。又不重复西方发达国家以牺牲环境为代价谋求发展的老路，同时又不盲目让西方国家牵着鼻子走，是我们必须面对的课题。新能源二氧化碳排放量的不确定性从技术创新的角度看，“低碳经济”的理想形态是充分发展太阳能光伏发电、风力发电、氢能以及生物质能技术。一般把太阳能光伏发电、风力发电、氢能等称为新能源或替代能源，生物质能是替代能源中的可再生能源。风力发电虽然近年来发展很快。技术有一定程度的突破，但目前它的成本也还是高于煤电、水电。此外，由于风力发电在发电过程中不排放二氧化碳。而火力发电过程要排出大量二氧化碳。因此人们认为风电不排放二氧化碳。这实际上是一种误解！与火力发电相比，风力发电在发电过程中虽然不排放或很少排放二氧化碳。但在制造风力发电设备及其维修、维护过程中却是一定要排放二氧化碳的。我们不能光比较发电过程的二氧化碳排放量，应当比较火力发电和风力发电发出单位电量全程的二氧化碳排放量。由此可见，认为风力发电、电动汽车不污染环境，不排放二氧化碳的观念并不是很科学的。现阶段太阳能发电的成本是煤电、水电的5～10倍。作为二次能源的氢能，目前离商业化目标还很远。技术还很不成熟。应认识到。一方面由于技术不过关，目前新能源开发的成本高：另一方面。由于新能源二氧化碳排放量的不确定性。在没有进行全程二氧化碳排放量的计算之前，不能轻言新能源是低二氧化碳排放的能源。低碳经济应依托于低碳生活“低碳经济”的重要含义之一，不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力，而且意味着要引导公众反思那些浪费能源、增排污染的不良嗜好。从而充分发掘消费和生活领域节能减排的巨大潜力。在市场经济的体制和观念下，“低碳经济”高能效、低能耗技术状态下的生产仍然是追逐最大利润。因此大量的生产就不可避免，所生产的产品最终一定要想办法卖出去，而且卖得越多越好。然而大量生产必然会产生大量污染、大量排碳。单位能耗虽然降低了。但能耗总量因大量生产而大大增加。二氧化碳的排放量不会减少多少或许还会增加。举例来说，通过几十年的努力，小汽车行驶100km的耗油量下降了约50％，但由于小汽车的总量增加了几十倍。显然污染和二氧化碳排放量也增加了许多倍。因此说。“低碳经济”仅有先进技术的支撑是不够的。必须依托于“低碳生活”才能实现真正的节能减排目的。低碳生活”是可持续的生活方式“低碳生活”是一种简单、简约和俭朴的生活方式。人们的衣食住行都与二氧化碳的排放量乃至于气候变化有关。比如一张A4纸的能源含量接近于·h电，由此就可算出它的二氧化碳排放量。如果绝大多数人的生活能够采取低排碳的适度消费的方式。那么“低碳经济”的实现是有可能的。什么样的生活方式就有什么样的经济。“低碳生活”不只包括制造业、建筑业中许多节能技术改进的细节，还包括人们日常生活习惯中许多节能的细节。对于目前世界上第一人口大国的中国，每个人生活中浪费的能源和二氧化碳排放量看似相对微小。而一旦以众多人口乘数计算。就是巨大的数量。如今在许多发达国家。很多人已经自觉第接受了支撑低碳经济的低碳生活方式，他们愿意放弃享受，从生活的点点滴滴做起。从关掉暖气到放弃驾车上班。今天欧洲人越来越喜欢乘坐火车出行。一个主要原因是乘高速列车带来的人均碳排放只有飞机的1／10。简约生活，也正在成为更多中国人家庭生活的准则。一些收入早已进入中产阶级的市民，也会穿着旧衣服去早市买便宜青菜。骑自行车出行。使用最老款的手机。煮鸡蛋早关一分钟煤气、用洗衣服的水冲厕所、随手关灯、打印用双面纸等习惯早已深入到那些最有教养的阶层中去，从而带来心灵的宁静。然而，能够自觉接受可持续消费价值观指导，做到适度消费的人是不多的。追求高消费依然是社会生活的主旋律。绝大部分情况下低碳经济还只是人们心目中的一个概念。低碳生活也只是处在令人尴尬的纸上谈兵阶段。在实际生活中，以大量消耗能源、大量排放温室气体为代价的“面子消费”、“奢侈消费”的比例太高。一方面在努力实现“低碳经济”，一方面又不停地挥霍。这些都是消费主义文化使然。消费主义文化总是不断刺激你去换最新款的手机、电视、衣服、鞋子：轰炸般的商业广告煽动着公众一浪高过一浪的消费欲望，把人变成商业利润的工具。不少刚参加工作不久的年轻人，用一个月的收入买一款新式手机或一个名牌皮包眼睛都不眨一眨。中国现在每年平均淘汰近7000多万部手机，产生着大量的电子垃圾。不少年轻女性家里堆满了各种款式的鞋子和皮包。但还是要去买更新的款式。在提倡“低碳生活”的今天，“能挣会花”的口号不再象征着现代化理念。而象征着一种浪费资源的野蛮消费方式。大量生产、大量消费、大量废弃的生活方式，正走向人类文明的反面，严重制约了可持续发展战略的实施。不但污染了生态环境，而且污染了人们的心灵。正是这种无限膨胀的消费欲望造成了世界能源、资源的紧缺。低碳生活其实并不难 多份研究报告呼吁关键在行动,注意你的衣食住行就可减半碳足迹人们应该怎么做，才能实现低碳生活方式，并进而推动低碳经济发展？联合国环境规划署(UNEP)在今年世界环境日发布的两份报告给出的答案出人意料——实现“消除碳依赖”这一目标也许比想象的要容易:你只需采用气候友好的生活方式，这不会对你的生活方式造成太大改变，更不用做出什么大的牺牲！这两份报告中的一份名为《改变生活方式:气候中和联合国指南》(Kickthe Habit:TheUNGuideto Climate Neutrality)，是以低碳生活方式为目标的概略性指南；另一份名为《旅游业如何适应和缓解气候变化》(Climate *****ge Adaptationand Mitigationinthe Tourism Sec－tor)，是由同UNEP、世界旅游组织合作的专家们共同编写的。6月10日，中国环境与发展国际合作委员会和世界自然基金会(WWF)共同发布了《中国生态足迹报告》，表明在中国推行低碳生活方式、推进低碳经济发展形势紧迫。报告指出，自20世纪60年代以来，中国的人均生态足迹持续增长了约两倍。中国如果希望减少生态赤字，可以从两个方面入手，即从简单的事情做起和优先解决见效慢的问题。接踵而至的这几份报告，从不同角度呼应了今年世界环境日主题——“转变传统观念，推行低碳经济”，一方面表明如果人们能够改变传统的高排放生活方式，那么对于低碳经济具有积极的促进作用；另一方面也凸显，在全球变暖日益加剧的背景下，世界各国正努力减少碳足迹，以推进低碳经济发展。生活在发达国家以及一些快速发展的城市里的人们可以马上“消除碳依赖”——实际上，这并不难。《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出，只要采取一些很简单的措施，就可以减少一个人每天一半的温室气体排放量。如果像电力公司、汽车制造商、以及航空设备制造商这样的企业也努力实现绿色经济，那么我们可以削减更多的温室气体排放。研究表明，如果每个飞机旅客将携带的行李减少到低于20公斤，就可能在全球范围内，每年削减200万吨二氧化碳的排放。其他在家里或在旅行中可以采用的低碳生活方式包括:鼓励航空公司提供免费公交车或铁路奖励里程，而不是免费的飞行里程，以便促进旅客采用更环保的交通工具；使用传统的发条闹钟，取代电子闹钟，每人每天可以节省48克的二氧化碳排放；选择晾晒衣物，避免使用滚筒式干衣机，每天可以减少公斤的二氧化碳排放；用在附近公园中的慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼，这样可以节省近1公斤的温室气体排放。开始你的“低碳的一天”:将碳足迹减半《改变生活方式:气候中和联合国指南》中有很多小的“不后悔的选择”，可以帮助减少每天的温室气体排放量。这些方法的使用者可能来自澳大利西亚、欧洲或北美洲——这是历史上造成全球变暖的几个主要地区，采取以上方法有可能将人均排放量从38公斤减至14公斤。这些建议对人们生活舒适造成的影响很小甚至没有，同时也可能部分地与一些发展中国家、城市、部门和人有关，因为他们的碳足迹正在急剧升高。造成温室气体排放的一半是我们可以人为控制的，例如我们的驾车方式、航空旅行方式、房屋的能源以及取暖方式。在余下的个人难以控制的50％中，有大约一半间接来源于为我们的工作提供能源，有10％以上来源于对基础设施和政府部门的维护，剩下的大约20％来自于商品的生产。《改变生活方式:气候中和联合国指南》提出，应怎样开始“低碳的一天”呢？在你关掉发条时钟后，穿上日晒干燥的衣服，接下来的刷牙和早餐应该怎么做呢？请考虑以下几方面:选择非电动牙刷将避免近48克的二氧化碳排放量；用烤面包机烤面包，而不是用15分钟的烤箱，这样可以少排放近170克的二氧化碳；用节能灯替换60瓦的灯泡，可以将产生的温室气体减少4倍；将火车而不是汽车作为日常上下班的工具，仅仅8公里的路程，就可节省公斤的二氧化碳排放；在午休和下班后关掉你的电脑和平板显示器，将使这些设备造成的排放减少1/3；购买使用节水型淋浴头，不但每分钟会节省10公升的水，而且也将洗3分钟热水澡造成的二氧化碳排放量大幅削减到一半。如何尽力减少航空旅游排放量《改变生活方式:气候中和联合国指南》指出，跨大西洋的飞行所造成的碳排放相当于驾驶汽车1年。对于经常飞行的人士——不论你是成功人士还是普通游客，乘飞机是目前导致全球变暖的主要原因。短距离空中旅行与铁路相比较，每名旅客产生约3倍以上的二氧化碳排放，而作为一个行业整体，则约占全球温室气体排放量的2％~3％。长途公交车可能是市际旅行的很好选择，因为一些新的超高速铁路服务会造成可观的碳排放。同时，技术创新可以帮助提高运送人员和货物的效率。《旅游业如何适应和缓解气候变化》报告提出了其他的一些方法，使航空和旅游业可能有助于过渡到低碳经济。除了削减手提行李、削减飞机上的免税额等措施外，专家们还提出了其他建议:鼓励旅游经营者预订直航航线，而不是那些绕路或是中途需要经停的航线；鼓励航空公司之间更加紧密的合作，将载客率提高到80％，目前欧盟的平均载客率是65％；大幅增加公务舱旅客票价，以真正反映其占据的额外空间，这些空间可以被用来运送更多的旅客，从而使飞机更加环保；制定措施减少服役飞机的平均年龄。在瑞典，飞机的平均年龄刚刚超过10年，而在美国，1/3的飞机的平均年龄是25年。先进飞机可以减少每名旅客每公里高达30％的废气排放量。“低碳生活”向人类提出的是前所未有的问题，没有现成的经验、理论与选择模式，我们唯一的选择就是创新，创新我们的生活模式，以保护地球家园、为人类未来造福为宗旨。
低碳环保的城市其实就是一种比较复杂的低碳经济的发展方式，这是我为大家整理的低碳生活的科技论文，仅供参考!低碳生活的科技论文篇一 探讨低碳环保城市规划设计 摘要：生态城市规划建设是促进人与自然和谐共处的良性规划，基于这种情况，必须立足长远，特别是设计人员在设计中要坚持生态原则，通过实现现代城市规划的发展目标，满足人们的生活需求和城市增长需要。本文对低碳环保的城市的规划进行了分析探讨，仅供参考。 关键词：城市规划;低碳环保;发展 中图分类号：TU984 文献标识码： A 一、低碳环保城市的概述 低碳环保的城市其实就是一种比较复杂的低碳经济的发展方式，并且通过改变人们的消费理念和社会经发展形式，从而提高人们的生活质量，保障人们的生活水平，与此同时也要做到减少城市发展过程中碳的排放量，随着社会的不断发展，人们生活的环境也在不断的恶化，出现了大气污染、气候变暖等情况，此时，人们对低碳环保理念的发展也逐渐的产生兴趣，受到越来越多的人民群众的关注，也是城市可持续发展必不可少的。由于气候变暖很大一部分的可能性是由人们的活动造成的，所以在进行城市规划与建设时，应该大力宣传低碳环保的重要性，促进城市向低碳城市发展的进程。 二、生态城市规划的重要性、必要性 1、生态城市规划的必要性 当前，我国面临着水土严重流失，森林植被锐减、水资源匮乏、水体、大气污染严重等现象，这些现象同时又影响了城市化发展进程，也直接影响了经济发展和社会进步，而生态城市化建设是本着保持生态平衡促进环境良好的规划，既减轻环境负担又给人们创造舒适的居住环境。 2、生态城市规划的重要性 城市不仅要满足人们生产生活的需求，还要满足生理、精神生活需求，是居民生活的重要载体。所以，在城市规划过程中要考虑环境与生态协调和谐发展，从而，生态城市的概念应运而生，随着人类 文化 文明的不断进步和发展，人们对生态自然的追求和品质生活的向往也越来越高，生态城市的发展能够促进人与自然的和谐进步、经济稳步发展的生态良性循环，生态城市规划设计是一项可持续发展的计划，更是一项利国利民、时间久远、意义重大的任务。 三、生态城市规划的原则 生态性。在城市规划过程中，通过衡量环境承载能力，合理利用自然条件，根据城市发展规划因地制宜，加大城市绿化面积，优化水资源，减少噪音污染，着重保护自然环境和生态平衡。 经济性。生态化城市规划既能促进经济增长，又能在一定程度上使数量和质量增加，并在原有城市发展的基础上，推动经济发展，生态环境的经济性需要是减轻对人类健康和环境的危害，提高资源的再生和综合利用率，改进生产技术和生产工艺、使用清洁能源和高效率的设备、改善管理维护的 方法 都是促进城市经济增长的办法。 可持续性。从长远来看，生态城市规划是实现未来发展的目标，考虑到现在整个城市的生态平衡性和完整性，兼顾历史和原有城市本色，在发展过程中，不破坏原有生态系统，整体为城市规划需求服务。 科学性。科学合理的设计和规划生态城市，能满足人们生活和精神需要，充分体验城市整体功能，经过全方位调查和研究，结合城市生态系统的具体情况，从以前单一的绿化变为注重人们对居住环境的感受和注重城市建筑实用性、美观性。 四、低碳城市与碳的排放 随着城市的发展，全球气温在逐渐的变暖，那到底是什么原因导致了全球气温的变化?这就成为我们研究的关键所在。从社会发展的方面看，在过去的很长一段时间内，由于社会发展的需求，工业化革命的发展导致大量的化石燃料的使用，使得全球的二氧化碳的排放量日益的增加，目前，还有持续增加的趋势。从碳的排放源头来看，在人口密集、交通、建筑、工业都发达的城市中，其对碳的使用与排放都是高消耗的，根据统计数据，全球的大城市能源的消耗占全球的75%，二氧化碳的排放量占全球的80%，最终，碳的排放量主要来源于居民生活、城市交通、工业发展三个方面。人为的二氧化碳的排放主要来自交通运输、居家取暖做饭、火力发电、金属冶炼等方面。 从自然的科学角度看，土地覆盖率与土体利用的变化、太阳的活动强度、海洋的作用等都是导致气候变暖的因素。其中有不少人为的因素的存在，例如，土地的覆盖与使用的变化，尤其是进入工业化的时代后，城市的发展可能是直接导致气候变暖的重要原因之一。总而言之，城市低碳环保理念的提出已经成为减少碳的排放量的关键所在。为了能更好的应对气候的变暖和能源的危机，研究城市的低碳环保是必不可少的，我们要努力建立一个低排放、高效率的低碳城市，通过对产业的调整和发展模式的改变，合理、有效的促进低碳城市的发展。低碳城市的发展不仅仅是对未来发展的一种约束，同时也是对快速跨入城市低碳发展模式的契机，从而减少气候的改变，增加经济效益。 五、城市规划中低碳环保理念的应用 1、低碳生活 低碳生活实际上就是指生活中所耗费的能量的减少，进而降低碳的使用，减少二氧化碳的排放。并且通过对社会生活时能源与物质的消耗的减少、废弃物与垃圾的减少，实现减排节能的作用，提高低碳城市的发展。崇尚简朴的生活，尽量避免资源的浪费，政府应当鼓励宣传人人都要做到低碳的生活方式，促进低碳理念的发展，改变以往的不良习惯，为低碳城市的发展做出一份贡献。 2、低碳交通 (1)想要进行城市交通的低碳应当考虑到交通条件的内部优化。实际上就是对城市的交通进行系统的、完善的规划，并且制定出相应的交通规划，在以节约能源与资源的基础上，尽量做到最大限度的减少碳的排放量。还应当在满足人们的日常交通生活的基础上，尽可能的减少城市的压力。例如，有些城市的做法就是相当可取的，在城市建立基础道路以外，建立相应的快速道路，比如地铁等，同时也要加强公交系统的完善，提高城市交通的高效性，从而减少碳的排放。也要对环保型交通设施研究与探索，增加低碳理念在城市交通建设的使用，增加城市的低碳规划。 (2)做好城市交通规划的外部协调。把城市的交通规划和城市的一些其他政策进行协调，并以交通规划来支持土地的规划，并且把低碳城市的理念深入到规划中。进而进行全方位的对城市交通的发展以及城市现状进行合理的分析，并进行合理的完善。真正做到实现城市交通的减排和节能，到达低碳城市发展的需求;建立合理的体制进行相应的管理，不断提高人民的综合素质，培养生活居民的低碳交通的意识，形成完善的交通观念，促进低碳城市的发展。 3、低碳产业 产业结构是衡量经济发展与经济整体素质的重要指标，也是决定经济增长方法的重要因素，同时也是能源发展需求的重要成分。从工业结构的方面分析，重工业产生的排放物比较多;从产业结构分析，服务行业的能源消耗强度相对比较低，而工业的能源消耗强度相对较大。所以要通过降低二氧化碳的排放量与提高附加值的方法来拉动低碳化的发展。一方面，增大对高耗能产业的控制力度，降低碳的排放量;另一方面，提高生产方式的创新，以资源节约、循环的经济方式来改变以往的产业经济，提高产业的技术水平，最大限度的减少碳的排放，也要把低碳环保的生活理念引入到城市的产业调整中，积极的开展循环型经济的策略，改变固有的产业结构，从而促进低碳城市经济的形成，增加城市的发展。 结束语 随着社会的飞速发展，城市的建设问题已经逐渐引起了社会各界的关注，但是随着气候变化的影响，碳排放量的的增加已经影响着全球气温的攀升，所以碳的排放与城市的规划息息相关，因而，发展低碳环保的城市规划策略已经逐渐发展为城市建设必不可少的重要手段，有利于促进城市的减排、节能，从而降低空气污染。目前，我国城市规划的发展体系，是建立在促进国民经济发展的前提下，我国正处于经济快速发展的时期，碳的排放量也逐渐的增加，进行低碳环保的城市规划策略也是我国经济发展的关键所在。 参考文献 [1]云利波，魏延军.基于城市规划管理对城市规划设计的影响[A].科技部.2014年全国科技工作会 议论文 集[C].科技部：，2014：1. [2]时蒙蒙.山东省低碳生态城市发展战略研究[D].山东师范大学，2014. [3]刘存发，刘芳.分析基于低碳理念的城市规划设计策略[J].中外建筑，2014，04：72-73. [4]刘羽佳.论城市规划设计如何体现环保节能[J].石油石化节能，2014，05：58-59. 低碳生活的科技论文篇二 浅谈低碳环保简约别墅设计 摘要：气候变化使人们更加认识到发展低碳经济的重要性。随着低碳理念在国内的大肆宣传与低碳经济在国内的大力发展,低碳设计一词也应运而生,并成为21世纪全世界最热门的话题之一。目前，我国的建筑节能设计重点往建筑设计中的低碳设计方向发展，这样能够增强我国的能源可持续发展战略。别墅景观设计是一个重要方面，其对于设计水平的高低有着很大的要求，在别墅设计中贯彻低碳环保简约的理念，对于别墅设计的发展有着重要的意义。 关键词：低碳环保简约;别墅设计;方法 中图分类号：TU2文献标识码： A 引言 随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，建筑材料已经从简单几类发展到品种繁多，但是，由于我们以前的环保意识不是很强，因而导致了工业的污染，资源的浪费，环境的破坏。比如私自乱开矿厂，野蛮地开垦耕地，塑料制品的随意乱扔和焚烧，垃圾的乱倒，树木的乱砍滥伐，等等，造成了环境的污染。因此，当代新型的低碳环保材料就更应该引起人们的重视。以前，人们运用的装饰材料主要注重的是外观和功能性，但现在不但要有功能和使用性，而且应该具备环保性和二次利用的功能。时至今日，环保、绿色、低碳的设计理念已经成为了别墅设计的主旋律。 一、别墅的简约环保低碳 自20世纪60年代出现了别墅设计中的简约主义。著名现代主义建筑与设计大师迈斯・凡德洛提出了一句经典设计 名言 “少即多”(Lessismore)，可以说是简约主义的一个重要的宣言。它可以删繁就简，并且以获得建筑本质元素的再现，在获得简洁明快的空间的同时，往往隐藏着复杂精巧的结构。简约主义的唯美不但在西方现代美学得以延伸，在东方也有继承和发扬。在现代的生活中我们承受了过多的压力，人们渴望拥有自由，回归自然的生活环境和氛围。让我们的心趋向平和，自然，纯净。简约的生活态度，环保的生活环境，低碳的生活品质，已达到人与自然相和谐。 二、别墅建筑设计中涉及的“碳” 我们经常会忽略到,二氧化破的排放总量中,建筑行业就占到了50%,远高于工业领域和运输领域。别墅建筑的低碳设计指的是在整个别墅的建设过程中，利用景观的资源优势，减少人工材料的运用的一种设计方式，从而使得二氧化碳的排放量尽量减少，达到低碳的目的。如今,低碳建筑设计已经慢慢成为国际建筑行业的主流趋势。“低碳经济”的概念首次提出是在2003年英国出版的能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》中。低破经济细细说来,就是在可持续发展观的支持之下,通过新能源开发、产业转型、制度创新、技术创新等多种手段,最大可能地降低石油、煤炭、天然气等含碳量高的能源消耗。通过减少温室气体的排放,以期达到保护生态环境和发展经济社会双�效果的一种经济发展形态。 三、低碳环保设计理念 (一)能源组合优化 关于能源组合的优化，主要是对一些新兴能源的合理利用，尽可能地减少矿产资源的消耗量，从而方便人们对大气污染气体排放进行有效的控制，而且在我国工业发展的过程中，人们也可以采用相关的技术来对其燃煤设备进行适当的改造，这样不仅降低了工业生产的成本，还有利于自然环境的保护。 (二)节能 节能一直是近年来人们关注的话题，而且随着科学技术的不断进步，人们也研发了许多新兴的节能设备和技术，而在别墅设计的过程中，人们也可以将这些节能设备和技术应用到其中，使得建筑耗能量可以得到有效的控制。而且议计师们也可以通过叶科学技术和自然条件的紧密结合，进而满足低碳建筑结构的节能、通风以及自然采光的相关要求。不过，由于不同的地区其气候条件也存在着一定的差异，因此在对其结构进行设计时，设计人员也应该根据当地的气候条件，采用适当的技术手段来对其进行节能处理。 (三)节约资源 对于建筑节能材料和技术的采用，在低碳环保的别墅设计中也有着十分重要的意义，它不但可以对别墅的结构进行优化，降低对自然资源的浪费，还有效地提高了资源的利用率。 四、低碳环保技能设计方法与技术 (一)设计与自然地形的结合 在别墅景观设计中采用低碳环保简约的手法，是指在特定的地形内创造一个具有形态、形式因素构成的较为独立的、具有一定的社会文化内涵、有观赏功能、改善环境及使用功能。可以通过其内涵，引发人的情感、意趣、联想、移情等心理反映。即所谓景观效应。别墅景观设计必须要合理的利用地形，所选的地段要平坦、或缓缓凹地起坡、或险峻陡峭。以便减少土方工程工作，将别墅的每个部分与所处地段的起伏的地理进行有机地结合。这是别墅景观设计的重要环节之一，地势平坦是建筑平面灵活布局的有利条件。虽然坡地有时带给设计师在空间设计一定的难度。但在景观设计中恰恰也能有针对性地利用空间特性和运用设计者空间想象和设计能力，成为创造出优美建筑造型的有利因素，使得建筑更为活泼和富有表现力。 (二)设计与环境景色的交融 生态别墅户外的环境设计除了满足观赏的需求，在建筑景观上往往要设计一些自然环境的景色。除此以外还要设计多处风景优美的郊外配套设施，也要配色设计实现环境景色锦上添花。这些集借景、用景、造景、点景为一体，把别墅的景观与自然充分融合，使居住者拥有一种置身在大自然中的美感，同时体现了建筑与自然环境之间微妙的的流畅感，真正体现生态理念。晴帘纵秀、山岭岩崖、青石绿树，这些大自然景观勾划出的画面可以说是别墅占有地段得天独厚的优越条件，还为其他的建筑景观所共享，建筑师可以充分利用其自然环境景色的特点，使居住者能观赏到周边的旖旎风光。 (三)借景造景手法的运用 景观设计里运用静态的“借景”与动态的“造景”是目前别墅景观设计中最基本的2个要素，“借景”即借用外部的景色资源，如山间小溪“人文景点”。“造景”则是营造社区内部已有的景点，改良已有的居住环境。两者互相谐调，构成了所谓的双景别墅，这也是很多别墅项目的重要卖点。在社区内部景观的营造上，又分为“自然风景”和“人工造景”。一是恰当利用了内部的自然条件，如坡地、河流、树木等等，达到节约资源和有效利用资源的目的。二是大力投入金钱成本，营造出一个人工景观。景观设计的手法日益多元化，既有本土化的元素也有舶来品，既有传统风格，也有大胆前卫的作品，但借景造景的手法一直为众多的设计师所重视和青睐。同样以蚌埠淮上区曹老集镇杨树林高档别墅为例，别墅区周围树木种类和数量繁多，放眼望去绿荫片片，不远处又有龙子湖相伴，龙子湖区的优美风景实为借景的首选，同时别墅区整体的景观风格以私密幽静、自然和谐为主，让人不禁流连忘返。 五、低碳简约设计理念在别墅设计中的应用 低碳环保的别墅设计涉及的面很广，但是设计的主要内容可以归纳为三个方面，这些方面的内容，它们之间相互存在着一定的内在联系：第一，低碳别墅设计里的空间组织，它主要包括平面布置。首先我们需要对原有建筑设计的意图进行充分的理解，并且对建筑物的功能分析、总体布局、人流动向以及结构体系，等等，要有很深入的了解，我们在对低碳别墅设计时，应该对空间和平面布置给予完善、调整和再次的创造。第二，低碳别墅景观的界面设计处理，它主要是指对整个景观中的各个围合、隔断、墙面、地面、平顶等进行设计，使得的各景观界面的形状、图形线脚、肌理构成合理的设计。第三，低碳别墅的光照设计，它主要是指环境的自然采光和人工照明的相互关系，光照除了能满足人们正常的工作生活环境的采光和照明要求以外，还要满足一定的光照和光影效果，对室内外的环境起到烘托气氛的作用。 结束语 随着生活水平的提高，对于人们的生活空间就变得更大、更自由，在生活水平提高的同时，对我们居住的环境也提出了更高的要求，环保的室内外环境受到了更多的欢迎，简约的设计风格、私密的个人空间逐渐成为新的时尚。在这个风格的引导下，别墅的设计就更应该趋向于优化和环保。通过运用绿色环保的建筑材料以及技术，使得别墅的设计更趋于低碳环保，更重要的是能够为人们带来一个更加舒适的、高质量的生活环境。 参考文献： [1]夏洪亮,郑伟. 小议别墅景观环境[J]. 科技信息(学术研究),2007,18:311. [2]栗军,李美玲. 探讨景观设计中生态设计的重要性[J]. 现代园艺,2014,02:108. [3]龙渡江. 基于生态设计理论的低碳景观设计特征及应用模式研究[J]. 柳州师专学报,2014,01:66-69.
一些元素同位素的原子核可以自发地以一定的速率进行蜕变，放出某种射线后形成新的原子核，这部分同位素称为放射性同位素。放射性蜕变是不稳定同位素原子核的一种特性，是由于原子核中中子过剩（即中子数与质子数之比大于）而引起的，其蜕变还具有一定的规律性。
（一）放射性同位素的衰变（或蜕变）定律
根据卢瑟福和索迪的理论，在任一时刻内不稳定同位素原子核（母核）的衰变速率正比于当时尚未衰变的原子数N，当列入一个比例常数（衰变常数λ）之后，就有下列数学式：
水文地球化学基础
式中：dN/dt——母核原子数的变化速率，此速率随时间而减小，故在其前面加一负号；
λ——衰变常数，它表示天然放射性同位素在单位时间内衰变机率的大小；
N——当时尚未衰变的母核原子数。
将上式整理与积分后为：
水文地球化学基础
得-lnN＝λt+C
式中：lN是以e为底的N的对数；C是积分常数，它可以从初始条件t=0时N=N0给出，
故有：
C=lnN0
将其代入上式，则有：-lnN＝λt-lnN0
整理后，
式中：N0——初始放射性母核原子数（即t=0时刻的放射性母核原子数）；
N——t时刻剩余的放射性母核原子数；
λ——放射性衰变常数；
t——衰变时间；
e——自然对数的底数（e=）。
（5-4）式为放射性同位素衰变定律的一般表达式。它表明原始放射性同位素原子核数（N0）的减少是按指数规律进行的。
描述放射性核衰变的特征值是半衰期。所谓半衰期是指具有一定数目的放射性原子核衰变到一半时所花费的时间，通常以T表示，当t=T时， 代入上式得：
水文地球化学基础
另一个描述放射性核衰变的特征值是平均寿命。所谓平均寿命是指放射性原子的平均概率寿命，并用τ表示。τ被定义为：
水文地球化学基础
据前式—dN/dt＝λN，代入则有：
水文地球化学基础
又知 ，则有：
水文地球化学基础
即τ＝T/
由此可见，平均寿命τ就等于衰变常数的倒数，它是半衰期T的倍，因此放射性衰变即可用半衰期，也可用衰变的平均寿命来描述，但通常多用半衰期来描述。在水文地质研究中常用的氚的半衰期为年，14C为5568±30年。
在水文地质工作中，可以通过这种衰变作用来计算地下水的年龄。下面仅以在地下水中研究得较好应用得较多的氚（T）和14C这两种放射性同位素为例加以说明。
（二）放射性同位素氚（T）在水文地质中的应用
氚 是氢的一种宇宙射线成因的放射性同位素，发现于1939年，原子量为，衰变时发射出β-射线，生成氦 。
水文地球化学基础
氚的半衰期是年。β-射线的最大能量是（兆电子伏特），最小能量是。氚在水中以氚水（HTO）形式存在，它是水的组成部分，随水一起运动。在天然水的循环中不会生成易沉淀的化合物，也不易被吸收，是最理想的天然示踪剂。
天然水中的氚是用液体闪烁计数方法测定的，一般用两种单位来度量，即放射性单位和浓度单位。测量放射性的基本单位用贝可（Bq）表示，它的定义为任何放射性核素只要每秒衰变数为1就称为1个贝可（Bq）。氚的浓度单位用氚单位表示，记作TU（Trit-iumunit）。1TU相当于在1×1018个氢原子中含有一个氚原子，即
水文地球化学基础
天然水中氚的主要补给来源有两个：天然氚和人工氚。
天然氚是在大气层上部由宇宙射线产生的快中子 与稳定的14N原子反应形成的。当14N与能量超过400万电子伏特以上的中子作用时，可产生
水文地球化学基础
人工氚主要由空中热核试验产生。据历史资料，1949—1950年大气降水中氚的平均浓度为5—10TU。1952年11月美国在低纬区进行的卡赛尔爆炸（核试验）之后14天，纽约的雨水中氚浓度为1240TU。1953—1963年，由于不断进行核试验，使大量人工氚进入空中，氚的浓度均大大超过天然背景值。1963年北半球大气降水中氚的浓度出现高峰值，可达数千TU。据统计，截止到1968年，由于核试验人们在大气圈内抛下了约220kg人工氚，而天然氚仅5—20kg（据）。
大部分氚在同温层积累，形成氚标记水分子，逐渐扩散到对流层，并以大气降水的方式到达地面。因此，雨水、地表水和浅层的地下水中都含有一定量的氚。
近20年来积累的大量天然水的氚含量分布资料表明，北半球的大气降水中氚含量随纬度增高而增加，而且以每年春末夏初时最高。这是因为在同温层积累的氚，大多在春末夏初由北半球高纬度地区进入对流层，然后被大气降水带至地表的缘故。
河水中氚的含量取决于流域范围内大气降水中氚的含量，以及那里的地质、地理条件。一般说来，河水中的氚含量与当地的大气降水是相当的，但若在河水的补给量中，循环时间较长的地下径流占较大比重时，则每年氚含量高峰值的出现时间会有些滞后。
通过对地下水中氚的研究，可以解决下列水文地质问题：
1.计算地下水的年龄
在空中氚原子生成后，很快就同大气中的氧原子化合生成HTO水分子。然后，HTO与大气水混合并随之一起降落到地表，随普通水分子一起渗入地下，成为地下水的组成部分。由于氚的半衰期为年，其寿命很短，在高空生成到进入地下成为地下水的一部分，在此过程中，氚在不断地进行衰变。也就是说，氚在水中的浓度在不断减低，特别是当氚进入地下以后，其浓度随地下水埋深的增加而减少。这样，根据氚自身的衰变而在地下水中的浓度不断减少的事实，客观上就起到了对地下水的地质计时作用。
用氚法测定地下水年龄称为氚法测龄。氚法测龄是通过测定地下水中氚含量（浓度）来计算地下水的年龄，其计算公式为：
水文地球化学基础
式中：t——地下水的年龄（储留时间）；
A0——补给区降水输入的氚含量；
A——排泄点地下水输出的氚含量。
但是由于人工核试验破坏了氚的自然平衡，再加上含水层的埋藏条件十分复杂，致使降水输入含水层的氚含量在时间和空间上有很大变化，要想正确地确定原始氚的输入量（A0）是比较困难的。在我国，缺乏1952年以来降水中氚含量的长期观测记录，更难以得到原始氚输入量的直接数据。此外，含水层中的地下水在径流过程中还可能发生弥散和混合作用，使地下水的氚含量与地下水储留时间之间的关系也发生改变。由此可见，式（5-7）的实际应用范围很小，它仅可以近似地应用于简单水流的年龄计算，否则必须加以修正。修正的方法有等提出的数学模拟法和提出的衰减比率法等。另外，还可以用经验估算法来大致确定地下水的年龄。据国际原子能委员会（IAEA,1972）同位素水文小组的建议，根据地下水中氚含量的多少，来确定地下水的年龄：
氚含量＜3TU的地下水，从补给区到采样点大约是20年（1952—1972年）；
氚含量为3—20TU的地下水，含有少量热核试验生成的氚，地下水可能是1954—1961年间补给的；
氚含量＞20TU的地下水，是最近形成的。
水中氚含量的多少，与氚的来源有关，也与地区的自然地理及水文地质条件有关。在干旱少雨地区，大气中蓄积了一定数量的氚，导致雨水中氚的富集。蒸发作用强的地区，由于蒸发而引起水中同位素分馏减弱，因此有利于氚在地下水中富集。地层岩性同样也影响着地下水中氚的含量，在黄土状亚粘土和中、细粒砂岩含水层中氚的含量明显减少。
氚（T）法测龄只适用于测定浅部的较年轻的地下水，一般只在50年以内的水，而不适于测定时间较久的深部循环水。
2.确定地下水的流向和渗透速度
根据地下水中氚含量资料可作出氚含量的等值线图（图5-1），从图中确定地下水的流向，分析地下水的径流条件。在某些情况下，若能计算出不同取样点处地下水的年龄，那么还可以计算地下水的渗透速度。
3.确定地下水与地表水之间的水力联系
图5-11975年5月北京市区地下水氚含量等值线图
根据地下水中的氚含量及其动态，与地表水（或大气降水）的资料相对比，可以判断它们相互间补给关系，研究水的来龙去脉。在某些情况下还可以据此进行补给量的计算。
此外，通过测定氚的含量，还可以研究包气带水的运动状况及解决工程地质中的渗漏问题。
（三）放射性同位素14C在水文地质中的应用
自然界存在着六种碳的同位素（10C、11C、12C、13C、14C、15C），主要有三种，它们的丰度分别为（12C）;（13C）;×10-10%（14C）。12C和13C是稳定同位素，14C是碳的一种宇宙射线成因的放射性同位素。自1934年在耶鲁大学首次提出14C的存在迹象以后，迄今，人们已14C有了清楚认识并对其进行了广泛应用。
14C是由于大气中N、O、C等稳定同位素原子在宇宙射线所产生的慢中子 与稳定的14N之间核反应产生的。其反应为：
水文地球化学基础
式中：P是由核反应发射出的一个质子。产生的14C原子将很快地被氧化并生成 ，或者通过与CO2（或CO）分子中的碳稳定同位素发生交换反应而存在于CO2中。 分子随着气体的流动很快混合在CO2中，并均匀地分布在整个大气圈。达到固定的稳定态平衡的浓度。这一平衡状态，一方面在大气中不断产生14C，另一方面又维持着连续的衰变。
14C在衰变时，放出一个电子（β-）重新恢复成14N。其反应为：
水文地球化学基础
式中：β-是β粒子；ν是反微中子；Q是终点能，等于（百万电子伏特）。
14CO2分子通过光合作用和从根部吸收进入植物组织中。活植物中14C的浓度是通过从大气中的连续吸收和连续衰变来维持平衡的。草食动物食用植物或者动物通过大气圈或水圈吸收含碳离子或分子也获得恒定的14C，所以，整个生物圈中都含有14C。由于大部分CO2溶解在海洋水中，形成含有14C的碳酸盐和重碳酸盐，一方面溶解，一方面又释放CO2，二者相互转换。在海洋中部分CO2被海洋生物吸收，二者之间又发生交换循环。由于上述情况，所以碳在整个大气圈—生物圈—水圈中交换循环。
通过对地下水中14C的研究，可以解决下列水文地质问题：
1.计算地下水的年龄
自然界中所有参加碳交换循环的物质都含有14C。但是，如果某一含碳物质一旦停止与外界发生交换，例如生物死亡或水中14C以碳酸钙形成沉淀，与大气及水中的二氧化碳不再发生交换，那么，有机体和碳酸盐所含14C将得不到新的补充，其原始的放射性14C就开始按照衰变定律而减少。根据放射性衰变定律，就可以计算出含碳样品脱离交换系统的时间。
为了研究地下水的年龄，还应当明确两点：
（1）系统应该是封闭的，没有其它放射性碳的补充。
（2）在关闭时刻，系统14C的放射性比度应该与同期大气圈中14C的放射性比度相同。
对于植物的遗体来说，关闭系统的概念是很容易理解的，即在它们死亡以后，被埋藏起来，停止了交换，系统也就被关闭起来。对于地下水中的碳酸盐或重碳酸盐来说，只有承压含水层才可能形成关闭系统。因此，计算地下水的年龄，主要是对承压水而言的。当大气降水进入地下，储存在承压含水层中，可以认为它被关闭起来，构成封闭系统，水中的14C不再得到外界补充。自大气降水进入地下以后，地下水中的14C就开始衰变。据此，来大致确定地下水的年龄。
具体计算地下水的年龄，可按下式进行：
水文地球化学基础
式中：t——地下水年龄（储留时间）；
T——14C的衰半期；
——地下水补给区14C初始放射性比度；]]
——待测地下水样品中14C的放射性比度。]]
，即地下水补给区14C的初始放射性比度。一般假定， 是一个常数，而且与大气圈中14C的放射性比度一致。即用地下水补给区大气降水中14C的放射性比度，来作为14C的初始放射性比度。
14C法测定地下水的年龄，一般可测得距今500—50000年以内的地下水年龄。
2.确定地下水的渗透速度
使用14C也可以确定地下水的渗透速度。基本方法是沿着地下水的流向选两个点（a、b），分别取水样测定其14C的含量，代入下式：
水文地球化学基础
式中：tb——b点水样的年龄；
ta——a点水样的年龄；
——b点水样中14C的放射性比度；]]
——a点水样中14C的放射性比度。]]
从化学角度说氚是氢元素的同位素。原子核内有1个质子，2个中子 。它具有放射性，可以与氘发生核聚变。可以用于制作核武器。
自1934年Soddy首次发现氚以来，氚的研究和生产已经有60多年的历史。对氚的研究和生产可分为两个阶段，在1954年热核武器的首次试验之前，人们对氚的研究纯属科学性的，主要研究氚的物理化学性质和测定氚在自然界中的含量。1954年前，人闪发现地球上约有2公斤的天然氚，其中10克存大气中，13克在地下水中，而其余的氚大都存海水中。首次热核爆炸后，人们开始大规模的生产氚，并对氚的各种化合物进行了广泛的研究，氚不仅用于军事目的，而且也有广泛的民用领域。目前世界上大规模生产氚都是采用在反应堆中辐照天然锂的办法。氚的生产包含铝—锂靶件的制备，靶件在堆中辐照，从靶件中提取氚，以及氚的纯化和浓缩。2H(d,p)H3反应导致了氚的发现，但是由于难以制备能抗大通量的加速器用的产氚靶，此法没有得到实际应用。在回旋加速器中轰击铍靶可以制备大量的氚，氚也可以作为核动力堆的废物，从载热剂(D2O)和慢化剂(D2O)中提取。自50年代初以来，美国已经大规模地生产氚，到1982—84年氚的产量达到最高峰，年产氚约10公斤，而1988年全部关闭了军用产氚堆，到1990年美国累积产氚约225公斤，而氚的贮量约100公斤。俄罗斯的产氚堆至今还在运行，估计氚的累积产量和贮存量大体与美国相当。据国外估计，英国和法国氚的贮量大约在5公斤左右。当前尽管美、俄正在进行一系列核裁军谈判，但他们没有全部销毁核武器，而且还在不断改进核武器性能，因此氚的生产仍是两国优先考虑的项目，以改进氚的供应，维持先进核武器系统的有效性。美国核武器用氚最初是由建在汉福特的轻水冷却石墨慢化反应堆提供的。表1列出汉福特生产的氚。早已知道，汉福特的8座生产堆在1971年即已全部停运，而氚的生产继续到1973年，这说明轻水冷却石墨慢化生产—发电两用堆也参加了氚的生产。 表：美国汉福特轻水石墨堆生产的氚年 度 产氚量(g) 年 度 产氚量(g)1949 15 1962 9051950 45 1963 9981951 121 1964 17761952 398 1965 8571953 257 1966 511954 770 1967 10961955 538 1968 12451956 79 1969 1351957 71 1970 111958 109 1971 791959 149 1972 01960 258 1973 1491961 447 合计 10600为了增加氚的供应和保证氚的来源，美国在萨凡纳河基地建造了5座以生产氚为主要目的之一的大型重水堆。其中一座(R堆)于1953年末投入运行，其余四座(P，L，K和C)于1954年—1955年投入生产。关于萨凡纳河重水堆的产氚量，美国官方至今仍未公布，表2所列数据是估计得出的2。1964年和1968年美国先后停闭了萨凡纳河两个重水堆(R堆和L堆)，氚的产量大幅度下降，1965年—1981年，美国年产氚约3公斤。1982年开始，里根政府实施扩大核武器积累计划，重新启动萨凡纳河L堆，氚的产量大幅度增加，80年代初，美国年产氚约为10公斤。据Cochran等估计，美国到1984年大约累计生产了190公斤氚，而1985年—88年间它生产了35公斤氚，总共生产了225公斤氚。1988年，美国停止了所有的生产堆，从此，美国停止了大规模地生产氚。由于氚每年要衰变掉，因此美国氚的储备量少于生产积累量。估计美国氚的储备量在100公斤左右，此数小于原先计划的储备量，而大体上与美国现有核武器所需的氚量相当。据报道，美国现有中子弹约400颗，核弹头约20000个，如果按每个中子弹需要氚15克和每个核弹头需要氚4克计算，则美国装备这些核武器需氚约90公斤。由于氚每年衰变减少，氢如要维持这些核武器每年需要补充6公斤的氚，但自1988年8月以来，美国的产氚堆一直没有运行，因此氚的供应发生了短缺。为了克服氚的短缺，美国采取了一些措施，包括短期措施与长期措施。 表：萨凡纳河工厂氚的释放量和以此估计的生产量及库存量 生 产 量 和 库 存 量F 和H 分离区 根据释放量估计 高 低年份 例行释放的氚 年度产量 库存量 年度产量库存量 年度产量 库存量kCi kg kg kg kg kg kg1955 20 420 1120 2250 820 645 654 736 736 963 311 301 308 411 272 246 379 530 312 189* 143* 125 192 192 180 200 231 257 407 合计 * 不包括11974年5月2日事故释放的470000居里和1975年12月31日事故释放的182000居里。短期措施主要对库存氚进行有效管理，具体办法是：①拆除原子弹，回收氚，重新制造；②加速陈旧核武器的退役；③减少某些核弹头的威力；④放慢一些新核弹头的部署；⑤延长氚存核弹头组合芯的存放时间；⑥从国外购买氚；⑦减少出售氚的量。 产氚堆的氚生产或建造新的产氚设施。80年代末，美国考虑了许多产氚的长期方案，这些方案包括：①建造新的产氚堆，曾考虑了9种堆型，后来集中在新建重水堆和高温气冷堆的两种堆型，两种新建堆的建造费用大约各需要55亿美元。②修复萨凡纳河重水堆(K堆)，为了修复萨凡纳河K堆，使之备用，每年的总费约2亿美元。③用加速器生产氚，加速器产氚在技术上可行的，而且放射性废物产生少、安全和环境保护问题易于解决，但投资高，建一台大型加速器多氚，投资约50亿美元。④利用研究堆产氚。美国可以用来生产氚的研究堆很多(表3)。但最有前途的是快中子通量试验堆。用它来生产氚，每年运行费用约为8800万美元，最大和最佳产氚量 为分别为公斤和公斤/年。表：美国热功率30兆瓦以上研究堆的核材料生产能力 热功率， 燃 料 堆的时 产氚量,最 产钚量，最 运行费堆 名 兆瓦 235U的 类型 间利用 大—最佳，大—最佳， 用*美元丰度，% 率，% 公斤/年 公斤/年 /年快中子 400 12%240Pu 氧化物芯块 75 — 140—44 8800万能量试验装置(FFTF)先进试验堆 25 93 Al/U金属 70 — 55— 1900万(ATR)工程试验堆 175 93 Al/U金属 90 — 49— 820万(ETR)高通量同位素 100 93 Al/U金属 94 — 29— 470万反应堆(HFIR)高通量束反应 40 93 U3O8—Al 80 — 10— 270万应堆(HFBR) 金属陶瓷芯块橡树岭研究反30 93 U3O8—Al 85 — 8— 180万应堆(ORR) 金属陶瓷芯块总 计 995 — — — — 291— —* 1994年美元值。⑤利用商业核电站产氚。
氚亦称超重氢，是氢的同位素之一，元素符号为T或H。它的原子核由一个质子和两个中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为年，原子量。对于如何处置核污水，生态环境部核与辐射安全中心首席专家刘新华认为，日本政府应采用去污因子高的废水处理技术和装置，对超标核素进一步净化处理，尽可能降低处理后废水中放射性核素含量；研究氚的处理技术，并及时公开研究进展和成果，如有可行技术应立即用于废水中氚的处理。