Reakcja konwersji tlenku węgla(II) z parą wodną (tzw. reakcja przesunięcia gazu wodnego) ma stechiometrię 1:1: z 1 mola (lub 1 jednostki objętości w tych samych warunkach) CO i 1 mola H2O powstaje 1 mol CO2 i 1 mol H2. W praktyce na egzaminie dane do obliczeń podawane są zwykle jako skład mieszaniny gazowej na wejściu i wyjściu reaktora w % objętości.
Jak rozumieć "wydajność objętościową" w tym typie zadania?
Najczęściej chodzi o stopień przemiany (konwersję) reagenta CO wyrażony procentowo. Ponieważ dla gazów (przy tym samym ciśnieniu i temperaturze) udziały objętościowe odpowiadają udziałom molowym, można liczyć konwersję na podstawie danych procentowych z tabeli (o ile odnoszą się do porównywalnych strumieni: "przed" i "po").
Procedura obliczeń
- Odczytaj z tabeli wartość odpowiadającą zawartości CO na wejściu do procesu (COin) oraz zawartości CO na wyjściu (COout).
- Oblicz ubytek CO: COin − COout.
- Podziel ubytek przez wartość wejściową i przemnóż przez 100%: X = (COin − COout) / COin · 100%.
Dlaczego odpowiedź "99,5%" pasuje do tego typu obliczeń?
Wynik bliski 100% oznacza, że po konwersji pozostaje tylko śladowa ilość CO w gazie po reaktorze. Taki rezultat jest typowy dla poprawnie działającego etapu konwersji CO, którego celem jest maksymalne obniżenie zawartości CO w strumieniu.
Dlaczego pozostałe wartości mogą kusić i kiedy są błędne?
- Wyniki około 95% często biorą się z pomyłki rachunkowej (np. użycia niewłaściwej kolumny tabeli, zaokrągleń lub błędnego podstawienia wartości) albo z policzenia relacji COout/COin i błędnego uznania jej za konwersję.
- Wynik około 79% bywa skutkiem mylenia "spadku udziału" z konwersją, gdy jednocześnie zmienia się udział innych składników (np. przy zmianie sumy składników w mieszaninie) albo nieuwzględnienia, że konwersja dotyczy CO, a nie np. wzrostu H2.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy liczysz konwersję właściwego składnika (CO) i czy wzór ma postać "1 minus coś" (czyli ubytek w stosunku do wartości początkowej). To minimalizuje ryzyko odwrócenia ułamka.
