尿素合成工艺条件的优化
年产20万吨尿素生产工艺设计

尿素是一种重要的氮肥,使用广泛。
设计年产20万吨尿素的生产工艺需要考虑以下几个方面:原料选择、反应工艺、分离工艺以及能耗控制等。
1.原料选择:尿素生产的主要原料是氨气和二氧化碳。
需要考虑原料的供应稳定性和成本优势。
一般来说,可以选择从天然气中制取氢气,然后与氮气反应生成氨气。
另外,可从化肥厂的氨、尿素等副产物中回收再利用。
2.反应工艺:尿素的生产通常采用尿素合成反应,即将氨气和二氧化碳在催化剂的作用下生成尿素。
反应温度一般在140-180℃之间,催化剂常用铁和钴。
反应过程需要对压力、温度、氨气和二氧化碳的流量进行严格控制,以提高反应效率和产量。
3.分离工艺:尿素合成反应生成的产物中包含大量的不纯物质,需要进行分离和纯化。
一般通过蒸发-结晶法进行尿素精制,利用尿素在溶液中的溶解度变化特性进行分离。
分离工艺需要考虑能耗控制和产品质量保证。
4.能耗控制:尿素生产工艺中能耗较高,因此需要采取措施进行能耗控制和能源回收。
可以通过优化反应条件、改进分离工艺、采用废热回收和再利用等措施来降低能耗。
总之,设计年产20万吨尿素的生产工艺需要考虑原料选择、反应工艺、分离工艺以及能耗控制等多个方面。
这些方面的综合考虑将有助于提高生产效率、降低成本,并确保产品质量。
影响尿素产品质量的因素及解决措施

影响尿素产品质量的因素及解决措施尿素是一种重要的氮肥产品,用于提供作物所需的氮元素。
尿素产品的质量直接关系到农业生产的效果和经济效益。
影响尿素产品质量的因素主要包括原材料质量、生产工艺控制、产品贮存和运输条件等。
下面将对这些因素进行详细的阐述,并提出相应的解决措施。
一、原材料质量尿素的主要原料是氨和二氧化碳,其中氨作为氮源,二氧化碳提供碳源。
因此,原材料的质量直接影响尿素产品的质量。
低纯度的氨和二氧化碳会导致尿素中杂质含量较高,从而影响产品的肥效。
解决措施:1.严格选择供应商,确保原材料符合国家相关标准。
2.加强原材料检验,建立合理的质量控制系统。
3.优化原料的提纯过程,确保原材料的纯度。
二、生产工艺控制尿素的生产工艺包括氨合成、尿素合成、蒸发结晶和粒化等环节。
每个环节的工艺控制都会对产品的质量产生影响。
例如,合成温度、压力和催化剂的选择都会影响尿素合成过程中的反应速率、选择性和产率。
解决措施:1.建立科学合理的工艺参数,通过实验和数据分析确定最佳的生产条件。
2.引进先进的生产技术和设备,提高生产效率和产品质量的稳定性。
3.加强生产过程中的监控,及时发现和纠正生产异常。
三、产品贮存和运输条件尿素是一种易吸湿的化肥,如果贮存和运输条件不当,容易吸湿结块,从而影响产品质量。
解决措施:1.优化尿素产品的包装和密封方式,减少湿气和空气的接触,防止产品吸湿结块。
2.控制仓库温度和湿度,保持贮存环境干燥,避免产品吸湿。
3.优化运输方式,减少货物受潮和受振情况。
综上所述,影响尿素产品质量的因素主要包括原材料质量、生产工艺控制、产品贮存和运输条件等。
通过选择优质原材料、科学合理的工艺控制、优化贮存和运输条件等措施,可以提高尿素产品的质量稳定性和肥效。
农业生产者和相关企业应密切关注尿素质量问题,采取有效的措施确保产品质量,促进农业生产的发展。
水溶液全循环法尿素生产工艺降低蒸汽消耗途径分析

水溶液全循环法尿素生产工艺降低蒸汽消耗途径分析摘要:本文研究结合近年来水溶液全循环法尿素生产工艺的新技术,从降低蒸汽消耗的角度出发,探讨和论述了装置提升改造常用的方式和方法,对于实现企业经济效益的提升具有积极意义。
关键字:尿素生产,水溶液全循环法,蒸汽消耗1 引言本文研究针对于传统的水溶液全循环法尿素生产工艺,该套工艺设备设计的生产能力为每年48万吨,属于中型的尿素生产工艺流程。
近年来,在需求端对尿素质量要求不断提升和环保问题日益突出的背景下,针对于水溶液全循环法尿素生产,通过引进先进生产工艺和节能新型技术,实现尿素生产的节能降耗具有重要的现实意义。
另一方面,实现水溶液全循环法尿素生产工艺能耗优化,也能发挥传统装置的内在潜能,为企业带来更加丰厚的经济效益,并创造一定的社会效益。
2降低装置蒸汽消耗的途径2.1 .新技术的运用推广,从工艺自身降低装置蒸汽消耗(1)增设预分离及一吸塔外冷器系统尿素装置预分离器技术是目前国内水溶液全循环法尿素工艺的一项先进节能技术。
改造后使尿素装置的预分离和预蒸发串联使用,物料从合成塔出来后进入预分离器进行自然减压。
与此同时,将一段分解气和预分离气相混合,混合后一起进入一蒸加热器,然后进入一段吸收塔内,可明显降低一段吸收塔的实际热负荷,增加操作的灵活性。
实践证明,该种操作模式下,操作弹性提升40%以上。
另一方面,一段收集系统的收集能力明显提升。
后期在外冷器中设置了温控系统,保证进入一段收集塔的气体温度更加恒定,操作也更加简便。
该装置投用完成后,优于一段收集塔温度过高引起的超负荷运行情况明显减少,停工情况基本没有出现。
对比改造前后水溶液循环法尿素生产在相同工况下的蒸汽消耗,每吨尿素生产实际消耗的蒸汽下降了0.14吨,蒸汽消耗降低效果明显。
此外,场内的装置负荷进一步提升,日产量相较于改造之前提升6%以上。
认为改造后的氨泵、一甲泵和压缩机使用效率得到改善,装置整体耗电量得到有效控制。
年产10万吨尿素工艺设计

尿素是一种重要的氮肥产品,广泛应用于农业生产中。
设计年产10万吨尿素的工艺需要满足以下几个关键要求:高效率、低成本、环保节能。
本文将详细介绍一个适合年产10万吨尿素的工艺设计方案。
1.原材料准备尿素的原料主要有天然气和氨气。
因此,在工艺设计中,需要准备充足的天然气和氨气供应,并保证其质量和稳定性。
同时,还需要准备一定数量的水和卫生粉(用于尿素结晶过程中)。
2.反应器设计反应器是尿素工艺设计中最核心的部分。
一般采用尿素合成反应器和碳酸铵气化反应器。
合成反应器中,将氨气和二氧化碳按一定比例介入反应器,反应生成尿素。
碳酸铵气化反应器中,用水将碳酸铵气化为二氧化碳和氨气。
在反应器设计中,需要考虑反应温度、反应压力、反应速率等因素,并采用适当的催化剂。
3.分离和结晶反应后的混合物需要进行分离和结晶。
常用的方法是采用蒸发、冷凝、聚集等技术,将尿素溶液中的水蒸发掉,使尿素结晶。
结晶过程中,需要注意控制结晶条件,使得尿素结晶度高,减少杂质。
4.干燥和包装结晶后的尿素需要进行干燥,以去除结晶过程中残留的水分。
干燥过程中,可以采用常规的烘箱或气流干燥器等设备。
干燥后的尿素可以根据需要进行分装,通常采用50公斤或500公斤的包装。
在进行工艺设计时,还需考虑以下几个因素:1.优化反应条件反应条件的优化可以提高反应速率和反应转化率,从而提高尿素的产量和质量。
常见的优化方法包括改变反应温度和压力、增加催化剂用量等。
2.持续监测和控制在工艺运行过程中,需要持续监测反应温度、压力、氨气和二氧化碳的用量等指标。
通过及时调整反应条件,保证工艺的稳定运行。
3.节能减排尿素工艺设计中需要考虑节能减排的问题。
可以采用余热回收技术,利用反应过程中产生的余热进行发电或供暖。
同时,还要考虑废水和废气的处理,以达到环境保护的要求。
4.安全措施工艺设计时需要充分考虑安全因素。
包括防火、防爆等设施的建立,并制定相应的应急预案,以应对可能发生的安全事故。
关于CO2汽提法尿素生产工艺研究分析

关于CO2汽提法尿素生产工艺研究分析摘要:为了明确二氧化碳汽提尿素生产工艺的具体应用价值。
在本次研究过程中主要分析二氧化碳汽提法的应用原理和特点,深入探索二氧化碳汽提尿素生产工艺的具体流程。
从而为二氧化碳汽提尿素生产工艺的创新和优化提供一定参考。
关键词:二氧化碳;汽提法;尿素生产前言我国作为尿素生产大国,尿素生产能力和产量也居世界首位,但是我国能源工业面临着经济快速增长以及生态环境保护、社会发展等多重压力。
在尿素生产工艺研究过程中,需要对先进的技术进行充分应用。
尿素合成反应受化学平衡的影响比较大,在反应产物中有未反应的氨和二氧化碳。
因此,加强尿素合成工艺改进工作至关重要。
目前,在尿素生产工艺研究中,二氧化碳汽提尿素生产工艺具有突出的应用优势。
为了明确该工艺的应用价值,需要深入掌握二氧化碳汽提法的应用原理和尿素生产工艺流程。
1二氧化碳汽提法简介二氧化碳汽提尿素生产工艺指的是在一定气压条件下利用二氧化碳提取甲铵溶液,在汽提期间可以分解形成二氧化碳和NH3,在特定压力下对这些气体进行冷凝.在冷凝期间形成的热源主要供二段分解应用以及一段蒸发进行加热[1]。
二氧化碳汽提尿素生产工艺可以作为系统的保温能量和蒸汽喷射器动力能量发挥作用,具有较强的节能降耗作用。
二氧化碳汽提尿素生产工艺的主要特点表现在以下方面:(1)汽提与合成等压。
在二氧化碳和NH3回收方面的整体效率比较高,并且反应压力大约为14MPa,压力小,动力消耗能量也比较小,有利于开展热量回收。
(2)低压系统负荷相对较低。
该装置未设置中压分解回收工序,可以缩减工艺流程,开车时间比较短,工艺的稳定性更强,方便进行操作和管理。
(3)高压圈中物料循环能量低。
高压圈的物料可以直接利用重力进行循环,具有较强的节能降耗作用。
汽提塔高压甲铵冷凝器以及合成塔的设备在框架内进行安装,可以缩小装置面积,适用范围更广。
并且在生产过程中的工艺冷凝液通过解析水解之后,可以直接送往其他工段,能够对冷凝液中的氨进行有效回收,降低尿素生产过程中的生态环保压力。
燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化

燃煤电厂烟气SCR脱硝尿素制氨方案研究与优化发布时间:2022-11-29T09:50:06.133Z 来源:《科学与技术》2022年8月15期作者:骆跃[导读] 在我国电力行业中,随着安全生产水平的不断提高骆跃单位:长安益阳发电有限公司湖南益阳 413000摘要:在我国电力行业中,随着安全生产水平的不断提高,以液氨为原料的脱硝还原剂将逐渐被尿素所替代。
因此,如何选用适宜的尿素制氨技术已成为烟气脱硝项目的一个重要内容。
本文主要介绍了目前燃煤电厂采用的各种尿素制氨技术,并对其技术特点进行了分析。
本研究表明,常规尿素水解工艺要优于传统尿素制氨,呈现出一定的安全性和稳定性,相对来说运行成本较低,这对于燃煤电厂尿素供氨工艺选择和优化具有非常重要的现实意义。
关键词:燃煤电厂;尿素制氨;研究与优化0 引言催化还原法是目前火力发电厂应用最广泛的工艺之一,具有广阔的应用前景。
以往的脱硝技术大多采用液氨,但是根据GB18218-2018《危险化学品重大危险源辨识》,液氨总量超过10t就属于严重危险源,因此,国内对液氨使用的限制非常严格。
考虑到尿素具有性状相对稳定、对环境无直接危害、运输储存安全方便等特点,采用尿素替代液氨将成为国内脱硝还原剂工艺发展的必然趋势,已然成为火电厂SCR脱硝装置液氨替代品首选[1]。
1尿素制氨工艺我公司燃煤4台燃煤机组(2×330?MW+2×650?MW)脱硝均采用SCR工艺,在技术改造之前,脱硝还原剂为液氨。
在2021年,该火电厂对脱硝氨区进行技术改造,采用尿素水解制氨代替液氨,以消除危险化学品重大危险源。
尿素水解和尿素热解是目前较为成熟、应用广泛的尿素生产工艺。
尿素水解分为电加热尿素和烟气加热两类。
上述两条工艺路线所需尿素均为50%,因此尿素转化为50%浓度尿素时,各工艺路线基本相同,区别在于尿素溶液转化方式为50%[2]。
1.1尿素水解制氨工艺1.1.1常规水解制氨工艺我厂采用尿素为还原介质的脱硝工艺系统,无液氨存储系统,尿素利用水解系统制备为氨气(CO(NH2)2+H2O=CO2↑+2NH3↑),后经与稀释风机鼓入的稀释空气在氨/空气混合器中混合后,送达氨喷射系统。
尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范本
尿素热解制氨工艺的安全运行与节能优化范本一、引言尿素热解制氨是一种重要的工艺过程,它可以将尿素通过高温反应转化为氨气。
然而,在该过程中存在着一定的安全风险和能源浪费的问题。
为了确保该工艺的安全运行和能源的有效利用,本文将提供一份安全运行与节能优化的范本。
二、安全运行范本1. 设备安全1.1 确保设备的正常运行,及时发现和处理设备故障,确保设备的完好,并配备相应的应急排放系统。
1.2 严格执行设备的日常检修制度,按照规定对设备进行定期巡检和保养。
1.3 建立完善的设备保护装置和联锁装置,确保设备在异常情况下能够自动停机并排除故障。
1.4 定期对设备进行安全评估和隐患排查,确保设备的安全性能。
2. 危险源管理2.1 制定完善的危险源管理制度,对可能导致事故的危险源进行识别、评估和控制。
2.2 加强对危险品的储存和管理,确保其符合相关的规范和标准。
2.3 建立健全的事故应急预案,提前进行演练和培训,确保在事故发生时能够迅速响应和处理。
3. 人员培训与管理3.1 对相关人员进行岗前培训和定期培训,确保其具备相关的安全操作知识和技能。
3.2 建立健全的安全管理制度,对人员的安全行为进行监督和管理。
3.3 设立安全生产责任制,明确各级管理人员的安全职责和权限。
4. 环境保护4.1 严格执行环境保护法规和标准,确保工艺过程中的废气、废水和固体废物符合相关的排放标准。
4.2 加强对环境监测的管理,定期对环境参数进行监测和检测。
4.3 建立环境应急预案,针对可能发生的环境事故进行预防和应对。
三、节能优化范本1. 工艺优化1.1 优化反应条件,以提高反应转化率和产氨效率。
1.2 引入高效催化剂,降低反应温度和压力,以减少能量消耗。
2. 设备改造与节能技术应用2.1 对设备进行节能改造,如增加换热器、增加废热回收装置等。
2.2 使用先进的能耗监测与控制系统,对设备的运行进行动态调整,以达到最佳的节能效果。
3. 能源管理3.1 建立能源管理制度,对能源的使用进行计量和监控。
尿素的生产工艺流程
尿素的生产工艺流程
尿素是一种重要的化肥和化工原料,它被广泛应用于农业、化工和医药等领域。
尿素的生产工艺流程主要包括合成氨和尿素液相合成两个阶段。
合成氨是制备尿素的关键步骤,通常使用哈贝法或者氧化还原法进行。
哈贝法是最常用的一种合成氨方法,它的工艺流程如下:
首先,通过高温和高压条件下,将天然气和蒸汽混合进入蒸发器,使得天然气中的杂质被蒸发,得到高纯度的天然气。
然后,将高纯度天然气进入反应器,在催化剂的作用下与空气中的氧气发生催化燃烧反应,生成一氧化氮和二氧化氮。
接下来,将一氧化氮和二氧化氮通过烟气冷凝器减温,再经过吸收塔,与高压氨反应生成氮化铵。
最后,通过分离回收和再氨化,得到合成氨。
合成氨生产后,接下来是尿素液相合成过程。
该工艺流程如下:
首先,将合成氨和二氧化碳进入尿素反应器,其中使用促进剂和催化剂辅助反应。
通过高温和高压的条件下,二氧化碳与合成氨反应形成碳酸铵,并通过副反应生成脆性固体尿酸等不稳定产物。
然后,通过降解脆性固体尿酸为尿酸,以及混合和稀释尿素和尿酸溶液的方式,形成具有稳定结构的尿素溶液。
最后,尿素溶液经过过滤、浓缩和结晶等步骤进行后处理,得到成品尿素。
同时,副产物如尿酸、硫酸铵和二氧化碳等也需
要进行处理。
总体来说,尿素的生产工艺流程包括合成氨和尿素液相合成两个主要阶段。
通过合成氨和二氧化碳的反应,生成尿素溶液。
然后,通过后处理步骤得到成品的尿素。
这个工艺流程经过了多年的改进和优化,生产效率和产品质量得到了显著提高。
氮肥生产工艺优化减少能源消耗
氮肥生产工艺优化减少能源消耗随着全球人口的增加和农业发展的需求,氮肥作为一种重要的农业生产资料,在现代农业中起着不可或缺的作用。
然而,氮肥的生产也面临着能源消耗的问题,如何通过工艺优化来减少能源的消耗成为了当前亟待解决的问题。
一、氮肥生产工艺概述氮肥的生产工艺主要包括合成氨和尿素生产两个环节。
合成氨作为氮肥的基础原料,通常采用哈贝法合成或磷酸法合成。
尿素则是一种重要的氮肥品种,其生产过程主要包括合成氨和尿素合成两个步骤。
二、氮肥生产中的能源消耗问题在氮肥生产过程中,能源消耗主要为合成氨和尿素生产过程中的能源消耗。
合成氨生产通常需要高温高压条件下进行反应,从而导致能源消耗较大。
尿素生产过程中,除了合成氨的能源消耗外,尿素合成反应也需要消耗较多的能源。
三、氮肥生产工艺优化减少能源消耗的方法为了减少氮肥生产过程中的能源消耗,可以采取如下几种优化措施:1. 节约合成氨过程中的能源消耗:可以通过改进合成氨反应器的结构和运行参数,提高反应效率,降低能源消耗。
同时,选择优质催化剂和改进循环系统,减少非需氨的排放,进一步提高合成氨的产率。
2. 优化尿素生产工艺:尿素生产过程中,尿素合成反应的条件是关键,可以通过调整反应条件、使用高效催化剂和改进反应器设计,提高反应效率,降低尿素合成的能量消耗。
3. 应用新工艺和技术:氮肥生产行业不断创新,新工艺和技术的应用也可以有效减少能源消耗。
例如,采用床层循环流化床反应器、膜技术和吸附技术等新型工艺,可以提高反应效率,减少废水和废气的排放,进一步降低能源消耗。
4. 优化能源利用方式:除了在生产工艺上做出改进外,还可以优化能源的利用方式。
例如,采用余热回收技术和联合供热技术,将废热用于供热和发电,提高能源利用效率。
四、氮肥生产工艺优化带来的效益通过氮肥生产工艺的优化,可以带来以下几方面的效益:1. 减少能源消耗:优化工艺可以降低氮肥生产过程中的能源消耗,减少对能源资源的依赖,从而降低生产成本。
合成尿素工艺流程
合成尿素工艺流程
《合成尿素工艺流程》
合成尿素是一种重要的化工产品,广泛应用于农业肥料、医药和化工等领域。
其生产过程主要分为合成氨和合成尿素两个步骤。
以下是合成尿素的工艺流程:
1. 合成氨
合成氨是生产尿素的关键步骤。
首先,通过蒸汽重整法或燃煤法生产氢气,然后将氢气与氮气在高压、高温条件下进行催化反应,生成氨气。
合成氨的反应方程式如下:
N2 + 3H2 → 2NH3
2. 氨的制备
合成氨后,将其氨化,生成脲。
硫酸与氨反应,从而生成硫酸铵(NH4HSO4),之后再与钠氢化合再生成氨。
3. 尿素的合成
脲经蒸馏脱水,生成尿素。
此过程中,需控制温度、压力及流量以保证反应物的充分转化。
整个合成尿素的工艺流程需要严格控制各项参数,确保反应物能够充分转化并得到纯度较高的尿素。
此外,还需要考虑能源消耗、原料损耗以及对环境的影响等因素。
在工艺流程的实施中,需要注意设备的维护、生产过程中废水和废气的处理,以及安全生产等问题。
通过严格的操作和控制,
合成尿素的工艺流程将能够高效、安全地实施,从而得到优质的尿素产品。
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尿素合成工艺条件的优化
我们知道影响尿素合成反应平衡的主要因素 有温度、氨碳比(NH3/CO2)、水碳比 (H2O/CO2)、操作压力等因素。所以尿 素合成的工艺条件的优化也应该从这些方面 去考虑。
一:温度
适当提高反应温度有利于增大尿素的转化率, 所以温度应选择在最大转化率的温度范围内, 采用190 ℃ 时反应速率约大1倍。而平衡转化率仅下降1% 左右,而且这也与目前常用的尿素合成塔材质 的耐腐蚀温度范围上限相差不大,所以工业上 常选用185~200 ℃为尿素合成的操作温度。 尿素合成的操作温度只能等于或略低于操作压 力下的物系平衡温度。
四:操作压力
尿素合成的总反应是一个体积减少的反应,提高压力对 尿素合成有利,尿素转化率也随压力增高而增大。 压力升高至一定值,尿素转化率趋于一个定值,再提高 压力尿素转化率并不在增大,而设备投资,操作运行费 用都将增加。 综上,尿素的合成的操作压力,以合成塔顶物料沸点的 平衡压力为基准,选择的操作压力要高于平衡压力约 2~3MPa。对水溶液全循环法来说,操作压力约为 20MPa左右;对于二氧化碳气提法来说,操作压力约 为14MPa左右。
五:停留时间
尿素合成反应时间主要是指甲胺脱水生成尿素的时间,甲胺脱水 速率随温度升高和氨碳比的增大而加快,为了使甲胺脱水反应进 行得比较完全,就必须使物料在合成塔中有足够的停留时间。 但是,反应时间过长,设备体积要增大,生产能力下降,很不经 济;另外高温下停留时间太长,甲胺的不稳定性增加,尿素的水 解、缩合反应加剧,操作控制难度增加,同时,随着反应时间的 延长,尿素合成的转化率提高很少甚至出现负增长 工业生产上对于反应温度为180~190℃的装置,一般确定反应时 间为40~60min,对于反应温度为200℃或更高的装置时,反应 时间为30min左右。另外尿素合成反应时间的确定还与合成塔的 内部结构有关。
二、氨碳比( NH3/CO2 )
根据平衡移动原理可知,氨过量使反应有利于向生成物方向 移动,提高二氧化碳的转化率;同时氨能与反应生成的水结 合生成一水合氨,移出了部分产物,也促使平衡向生成尿素 的方向移动。 过量氨还可以抑制甲胺的分解和尿素的缩合等有害的副反应。 较高的氨碳比虽然能获得较大的尿素转化率,但是需要提高 尿素合成的平衡压力,增加动力消耗,同时还会增加系统回 收氨的负荷,增加设备;此外还必须尿素合成塔的热平衡, 当氨碳比过多时有可能引起自热平衡的破坏,使反应温度降 低,转化率下降。 综合以上分析,只有选择最大尿素生成速度时的氨碳比最为 适宜。对水溶液全循环法流程氨碳比以4.0左右为宜,二氧化 碳气提法流程氨碳比以2.9左右为宜
三:水碳比( H2O/CO2 )
从平衡移动原理可知,增加水即增加了生成物的浓度,将使尿素 平衡转化率下降,在实际中,当水碳比增加0.1时合成系统转化 率下降1.5%~2%。 当水碳比过高时,高压甲胺冷凝器和合成塔出液温度上升,合成 系统压力降低;同时由于转化率的下降,气提塔需分解的甲胺量 明显上升,气提蒸汽耗量上升,相应条件下低压分解回收系统负 荷将增大。 要控制系统的水碳比,只能通过调整低压甲胺溶液中的含水量来 控制,而控制低压甲胺溶液中的含水量又要从低压循环吸收系统、 水解系统进行全面调整来实现,必要时采取将部分低压分解气体 放空的办法来减少返回合成塔的水量。 实际中:水溶液全循环法中,水碳比一般为0.6~0.7;二氧化 碳气提法中,水碳比一般为0.3~0.4