Для составления материального баланса для преобразования метана в водяной пар, следует учитывать потоки входящих и выходящих компонентов.

Исходные данные:

Мольное соотношение Н2О: СН4 = 3:1Степень конверсии метана (α) = 0,9Объем маточной смеси (V) = 1000 м3

Рассмотрим баланс по метану (CH4):
Входящий поток метана (F_CH4_in) = 1000 м3 1/4 = 250 м3
Выходящий поток метана (F_CH4_out) = F_CH4_in (1 - α) = 250 м3 * 0,1 = 225 м3

Рассмотрим баланс по воде (H2O):
Входящий поток воды (F_H2O_in) = 1000 м3 3/4 = 750 м3
Выходящий поток воды (F_H2O_out) = F_H2O_in (1 - α) = 750 м3

Рассмотрим баланс по водороду (H2):
Выходящий поток водорода (F_H2_out) = 3 F_CH4_in α = 3 250 м3 0,1 = 75 м3

Рассмотрим баланс по углекислому газу (CO):
Выходящий поток углекислого газа (F_CO_out) = F_CH4_in α = 250 м3 0,1 = 25 м3

Таким образом, материальный баланс для преобразования метана в водяной пар выглядит следующим образом:

Метан: вход 250 м3, выход 225 м3Вода: вход 750 м3, выход 750 м3Водород: выход 75 м3Углекислый газ: выход 25 м3