CH4 + H2O = CO + 3 H2
16 18 28 6
1 тонна синтез-газа состоит из 823,53 кг СО (1000*28/34) и 176,47 кг Н2 (1000*6/34).
Учитывая потери синтез-газа 4% в результате реакции образовалось:
m (синтез-газа) = 1000/0,96 = 1041,667 кг.
Такое количество синтез-газа образовалось при выходе 85 %, а при 100% выходе:
m (синтез-газа)теор = 1041,667/0,85 = 1225,49 кг.
Найдем массу метана и воды для получения 1225,49 кг синтез-газа.
По пропорции:
На 1225,49 кг с-г требуется х, кг СН4
На 34 - 16
х (СН4) = 1225,49*16/34 = 576,701 кг.
Аналогично для воды:
На 1225,49 кг с-г требуется х, кг Н2О
На 34 - 18
х (Н2О) = 1225,49*18/34 = 648,789 кг.
Учитывая соотношение (мольное) воды к метану = 2:1
m (Н2О) = 648,789*2 = 1297,578 кг.
В результате реакции образовалось 1041,667 кг с-г (при выходе 85%)
Найдем массу метана и воды израсходованных для получения 1041,667 кг синтез-газа.
По пропорции:
На 1041,667 кг с-г требуется х, кг СН4
На 34 - 16
х (СН4) = 1041,667*16/34 = 490,196 кг.
Аналогично для воды:
На 1041,667 кг с-г требуется х, кг Н2О
На 34 - 18
х (Н2О) = 1041,667*18/34 = 551,471 кг.
Оставшееся количество метана и воды:
m (СН4) = 576,701-490,196 = 86,505 кг.
m (Н2О) = 1297,678-551,471 = 756,107 кг.
Составляем материальный баланс:
Приход:
1. СН4 – 576,701 кг
2. Н2О – 1297,578 кг.
Итого: 1874,279 кг.
Расход:
1. Синтез-газ – 1000 кг, в т.ч.:
СО – 823,53 кг
Н2 – 176,47 кг.
2. Потери синтез-газа – 41,667 кг
3. СН4 – 86,505 кг
4. Н2О – 746,107 кг.
Итого: 1874,279 кг.