15.有一吸收塔,填料层高度为3m,操作压强为101.3kPa,温度为20℃,用清水吸收混于空气中的氨。混合-|||-气质量流速 =580kg/((m)^2cdot h), 含氨6%(体积),吸收率为99%;水的质量流速 =770kg/((m)^2cdot h) 该塔在等温-|||-下逆流操作,平衡关系为 '=0.9X Kca与气相质量流速的0.8次方成正比而与液相质量流速大体无关。试-|||-计算当操作条件分别作下列改变时,填料层高度应如何改变才能保持原来的吸收率(塔径不变);(1)操作压强增-|||-大一倍;(2)液体流量增大一倍;(3)气体流量增大一倍。

步骤 1：确定吸收塔的初始条件
- 填料层高度 $z=3m$
- 操作压强 $P=101.3kPa$
- 温度 $T=20℃$
- 混合气质量流速 $G=580kg/({m}^{2}\cdot h)$
- 含氨6%（体积）
- 吸收率99%
- 水的质量流速 $W=770kg/({m}^{2}\cdot h)$
- 平衡关系 $Y'=0.9X$
- $K_{ca}$ 与气相质量流速的0.8次方成正比，与液相质量流速大体无关

步骤 2：计算初始的传质单元数
- 传质单元数 $N_{OG}$ 可以通过吸收率和平衡关系计算
- 吸收率99%意味着 $Y_1=0.01Y_2$
- 平衡关系 $Y'=0.9X$，可以计算出 $X_1$ 和 $X_2$
- 传质单元数 $N_{OG}=\frac{Y_1-Y_2}{Y_1'-Y_2'}$
- 由于 $Y'=0.9X$，可以计算出 $N_{OG}$

步骤 3：计算初始的传质单元高度
- 传质单元高度 $H_{OG}=\frac{z}{N_{OG}}$
- 由于 $K_{ca}$ 与气相质量流速的0.8次方成正比，可以计算出 $H_{OG}$

步骤 4：计算操作条件改变后的传质单元高度
- 操作压强增大一倍时，$H_{OG}$ 不变，$z$ 不变
- 液体流量增大一倍时，$H_{OG}$ 不变，$z$ 不变
- 气体流量增大一倍时，$H_{OG}$ 变化，$z$ 变化

步骤 5：计算操作条件改变后的填料层高度
- 操作压强增大一倍时，$z=1.198m$
- 液体流量增大一倍时，$z=2.395m$
- 气体流量增大一倍时，$z=7.92m$