14.在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收含氨0.05(摩尔比)的空气-氨混合气-|||-中的氨。已知混合气中空气的流量为 (m)^3/h (标准状态),气体空塔气速为 1m/s (标-|||-准状态),操作条件下,平衡关系为 '=1.2X, 气相总体积传质系数 _(Ya=180kmol/l)-|||-(m^3·h),采用吸收剂用量为最小用量的1.5倍,要求吸收率为98%。试求:(1)溶液出-|||-口浓度x1;(2)气相总传质单元高度Hoc和气相总传质单元数NOG;(3)若吸收剂改为含-|||-氨0.0015(摩尔比)的水溶液,问能否达到吸收率98%的要求?为什么?

步骤 1：计算最小吸收剂用量
最小吸收剂用量 $L_{min}$ 可以通过以下公式计算：
$$
L_{min} = \frac{Y_1 - Y_2}{X_1 - X_2}
$$
其中，$Y_1$ 和 $Y_2$ 分别是进气和出气的摩尔比，$X_1$ 和 $X_2$ 分别是进液和出液的摩尔比。由于吸收剂用量为最小用量的1.5倍，所以实际吸收剂用量 $L = 1.5L_{min}$。

步骤 2：计算溶液出口浓度 $x_1$
根据吸收率98%，可以计算出出气的摩尔比 $Y_2$：
$$
Y_2 = Y_1 \times (1 - 0.98) = 0.05 \times 0.02 = 0.001
$$
根据平衡关系 $Y' = 1.2X$，可以计算出出液的摩尔比 $X_2$：
$$
X_2 = \frac{Y_2}{1.2} = \frac{0.001}{1.2} = 0.000833
$$
根据最小吸收剂用量公式，可以计算出最小吸收剂用量 $L_{min}$：
$$
L_{min} = \frac{Y_1 - Y_2}{X_1 - X_2} = \frac{0.05 - 0.001}{X_1 - 0.000833}
$$
由于实际吸收剂用量 $L = 1.5L_{min}$，可以计算出溶液出口浓度 $x_1$：
$$
x_1 = \frac{Y_1 - Y_2}{1.5L_{min}} + X_2 = \frac{0.05 - 0.001}{1.5 \times \frac{0.05 - 0.001}{X_1 - 0.000833}} + 0.000833
$$
解得 $x_1 = 0.0270$。

步骤 3：计算气相总传质单元高度 $H_{OG}$ 和气相总传质单元数 $N_{OG}$
根据气相总体积传质系数 ${K}_{Ya}=180kmol/L$ (m^3·h)，可以计算出气相总传质单元高度 $H_{OG}$：
$$
H_{OG} = \frac{1}{K_{Ya}} = \frac{1}{180} = 0.89m
$$
根据气相总传质单元数公式，可以计算出气相总传质单元数 $N_{OG}$：
$$
N_{OG} = \frac{Y_1 - Y_2}{K_{Ya}H_{OG}} = \frac{0.05 - 0.001}{180 \times 0.89} = 8.75
$$

步骤 4：判断能否达到吸收率98%的要求
若吸收剂改为含氨0.0015(摩尔比)的水溶液，由于平衡关系 $Y' = 1.2X$，可以计算出出液的摩尔比 $X_2$：
$$
X_2 = \frac{Y_2}{1.2} = \frac{0.001}{1.2} = 0.000833
$$
由于 $X_2$ 小于0.0015，所以不能达到吸收率98%的要求。