Metanizacja to katalityczne uwodornienie tlenków węgla do metanu. Kluczowe są współczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji:
- CO + 3H2 → CH4 + H2O (na 1 mol CO potrzeba 3 mole H2)
- CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O (na 1 mol CO2 potrzeba 4 mole H2)
W podanym syngazie obecne są jednocześnie CO i CO2, czyli dwa "tlenki węgla", które wymagają doprowadzenia wodoru, aby mogły zostać przereagowane do CH4. Jeśli w mieszaninie jest relatywnie dużo CO oraz CO2, a wodoru jest zbyt mało, to to wodór staje się reagentem limitującym, a konwersja tlenków węgla do metanu nie może zajść w pełnym zakresie.
Dlatego właściwym działaniem jest uzupełnienie mieszaniny wodorem. Odpowiedź "H2" jest poprawna, bo zwiększa dostępność substratu wymaganego w obu szlakach metanizacji (dla CO i dla CO2).
Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne:
- "CO2" nie usuwa ograniczenia stechiometrycznego, bo CO2 także wymaga dużej ilości H2; jego dodanie bez równoczesnego zwiększenia H2 pogłębia niedobór wodoru.
- "CO" również zwiększa zapotrzebowanie na H2 (3:1), więc przy braku wodoru pogarsza warunki metanizacji zamiast je poprawiać.
- "CH4" jest produktem procesu; jego dodanie nie dostarcza reagentu potrzebnego do reakcji i nie poprawia spełnienia warunków stechiometrycznych.
W praktyce przemysłowej skład syngazu koryguje się często przez zwiększanie udziału H2 (np. doprowadzenie wodoru lub pośrednio przez konwersję CO z parą wodną), ponieważ reaktory metanizacji zwykle wymagają nadmiaru H2 dla wysokiej konwersji i stabilnej pracy katalizatora.
