9-16 含氨5%(摩尔分数,下同),流率为 1kmol/h 的水溶液,预热至泡点后送入精馏塔顶以回收其中的-|||-氨。塔釜间接蒸汽加热,塔顶不回流。要求塔顶产品中含氨18.2 %,塔釜排出废液中含氨0.664%。-|||-操作条件下,物系的相对挥发度为6.3。试求:(1)所需的理论板数;(2)在设计条件下若板数不-|||-限,塔顶产物可能达到的最高浓度x D.max o

步骤 1：确定物系的相对挥发度和操作条件
题目中给出的相对挥发度为6.3，操作条件为塔顶不回流，塔釜间接蒸汽加热，进料为预热至泡点的水溶液，进料流率为1 kmol/h，进料中氨的摩尔分数为5%。

步骤 2：计算所需的理论板数
根据题目要求，塔顶产品中含氨18.2%，塔釜排出废液中含氨0.664%。利用相对挥发度和操作条件，可以使用逐板计算法或图解法计算所需的理论板数。这里我们采用逐板计算法。
设塔顶产品为D，塔釜排出废液为W，进料为F，进料中氨的摩尔分数为xF，塔顶产品中氨的摩尔分数为xD，塔釜排出废液中氨的摩尔分数为xW。
根据物料平衡，有：
F = D + W
xF = (xD * D + xW * W) / (D + W)
根据相对挥发度，有：
y = α * x / (1 + (α - 1) * x)
其中，y为气相中氨的摩尔分数，x为液相中氨的摩尔分数，α为相对挥发度。
根据逐板计算法，从塔顶开始逐板计算，直到计算出的液相中氨的摩尔分数等于塔釜排出废液中氨的摩尔分数为止。计算过程中，需要根据相对挥发度和操作条件，计算出每块板上的气相和液相组成。
经过计算，可以得到所需的理论板数为4块。

步骤 3：计算塔顶产物可能达到的最高浓度
根据题目要求，若板数不限，塔顶产物可能达到的最高浓度为xD.max。根据相对挥发度和操作条件，可以使用逐板计算法或图解法计算塔顶产物可能达到的最高浓度。这里我们采用图解法。
根据相对挥发度，可以绘制出操作线和平衡线。操作线表示每块板上的气相和液相组成之间的关系，平衡线表示气相和液相组成之间的平衡关系。根据操作线和平衡线，可以绘制出操作线图。在操作线图上，从塔顶开始逐板计算，直到计算出的液相中氨的摩尔分数等于塔釜排出废液中氨的摩尔分数为止。计算过程中，需要根据相对挥发度和操作条件，计算出每块板上的气相和液相组成。
经过计算，可以得到塔顶产物可能达到的最高浓度为0.249。