氯堿電解工藝作業(yè)考試試題及答案(完整版)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.氯堿工業(yè)中，離子膜電解槽的陽極材料通常采用（）。A.石墨B.鈦基釕銥涂層C.鎳合金D.不銹鋼答案：B2.離子交換膜電解法中，陽離子交換膜的主要作用是（）。A.允許Cl?通過，阻擋Na?B.允許Na?通過，阻擋Cl?和OH?C.允許OH?通過，阻擋Na?D.允許H?通過，阻擋Cl?答案：B3.隔膜法電解槽中，隔膜的主要功能是（）。A.提高電流效率B.防止氯氣與氫氣混合C.降低槽電壓D.提高燒堿濃度答案：B4.氯堿電解過程中，陽極發(fā)生的主要反應(yīng)是（）。A.2H?O+2e?→H?↑+2OH?B.2Cl?2e?→Cl?↑C.Na?+e?→NaD.4OH?4e?→2H?O+O?↑答案：B5.離子膜電解槽正常運(yùn)行時(shí)，陽極液（淡鹽水）的pH應(yīng)控制在（）。A.12B.24C.56D.78答案：B6.氯堿生產(chǎn)中，氫氣系統(tǒng)的爆炸極限是（）（體積分?jǐn)?shù)）。A.4%75%B.1%10%C.10%20%D.50%80%答案：A7.電解槽開車前，需對(duì)離子膜進(jìn)行預(yù)處理，主要目的是（）。A.去除膜表面雜質(zhì)B.提高膜的機(jī)械強(qiáng)度C.激活膜的離子交換性能D.降低膜電阻答案：C8.隔膜法電解槽產(chǎn)出的燒堿濃度通常為（）。A.30%32%B.10%12%C.45%50%D.98%答案：B9.氯堿生產(chǎn)中，鹽水精制的關(guān)鍵是去除（）。A.Ca2?、Mg2?、SO?2?B.Na?、Cl?C.H?、OH?D.Fe3?、Al3?答案：A10.離子膜電解槽運(yùn)行時(shí)，槽電壓突然升高的可能原因是（）。A.鹽水濃度過高B.膜發(fā)生破損C.電流密度降低D.膜表面結(jié)垢答案：D11.氯氣干燥過程中，常用的干燥劑是（）。A.濃硫酸B.生石灰C.硅膠D.分子篩答案：A12.電解槽停車時(shí)，需先降低電流，再切斷電源，主要目的是（）。A.保護(hù)離子膜B.減少氯氣泄漏C.防止氫氯混合爆炸D.降低能耗答案：A13.隔膜法與離子膜法相比，最大的缺點(diǎn)是（）。A.能耗高B.燒堿純度低C.氯氣純度低D.設(shè)備投資大答案：B14.氯堿生產(chǎn)中，氫氣的處理流程通常不包括（）。A.冷卻B.壓縮C.干燥D.中和答案：D15.離子膜電解槽的操作溫度一般控制在（）。A.5060℃B.8090℃C.100110℃D.120130℃答案：B16.電解過程中，若鹽水含銨量過高，可能導(dǎo)致（）。A.離子膜結(jié)垢B.氯氣中含氮量增加C.電解槽爆炸D.燒堿顏色發(fā)黃答案：C17.氯氣壓縮通常采用（）。A.往復(fù)式壓縮機(jī)B.離心式壓縮機(jī)C.液環(huán)式壓縮機(jī)D.螺桿式壓縮機(jī)答案：C18.離子膜電解槽的電流效率一般可達(dá)到（）。A.80%85%B.90%95%C.95%98%D.98%100%答案：C19.隔膜法電解槽中，陰極材料通常為（）。A.鈦B.鎳C.鐵D.銅答案：C20.氯堿生產(chǎn)中，“三廢”處理不包括（）。A.含汞廢水B.廢離子膜C.鹽泥D.壓縮空氣答案：D二、判斷題（每題1分，共15分）1.離子膜法燒堿的純度高于隔膜法燒堿。（）答案：√2.電解槽運(yùn)行時(shí)，氯氣壓力應(yīng)略高于氫氣壓力，防止氫氣滲入氯氣系統(tǒng)。（）答案：√3.鹽水精制中，加入碳酸鈉主要是為了去除Ca2?。（）答案：√4.氫氣系統(tǒng)可以使用銅質(zhì)閥門。（）答案：×（氫氣與銅在高溫下可能反應(yīng)生成脆化層，需使用不銹鋼或鋁合金）5.離子膜電解槽停車后，需保持膜濕潤，防止脫水損壞。（）答案：√6.隔膜法電解槽的電流效率高于離子膜法。（）答案：×（離子膜法電流效率更高）7.氯氣干燥塔中，硫酸濃度越低，干燥效果越好。（）答案：×（硫酸濃度需保持98%左右，濃度過低會(huì)吸收氯氣）8.電解過程中，陽極液pH過低會(huì)導(dǎo)致氯氣中含氧量增加。（）答案：√（pH過低時(shí)，OH?放電生成O?）9.氫氣管道應(yīng)采用明裝，且接地良好，防止靜電積聚。（）答案：√10.隔膜法電解槽產(chǎn)出的淡鹽水可直接循環(huán)使用，無需處理。（）答案：×（需脫氯、精制后循環(huán)）11.離子膜的使用壽命通常為23年，主要受雜質(zhì)和操作條件影響。（）答案：√12.電解槽開車時(shí)，應(yīng)先通入鹽水，再送電啟動(dòng)。（）答案：√13.氯氣泄漏時(shí)，可用濕毛巾捂住口鼻，向上風(fēng)方向撤離。（）答案：√（氯氣密度大于空氣，上風(fēng)處安全）14.隔膜法電解槽的槽電壓高于離子膜法。（）答案：×（離子膜法槽電壓更高，但電流效率高，綜合能耗低）15.電解過程中，提高電流密度可增加產(chǎn)量，但會(huì)導(dǎo)致槽電壓升高、能耗增加。（）答案：√三、填空題（每空1分，共20分）1.氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品是______、______和______。答案：燒堿（NaOH）、氯氣（Cl?）、氫氣（H?）2.離子交換膜按功能可分為______和______，氯堿生產(chǎn)中常用______。答案：陽離子交換膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜3.鹽水精制過程中，常用______去除Mg2?，______去除Ca2?，______去除SO?2?。答案：氫氧化鈉（NaOH）、碳酸鈉（Na?CO?）、氯化鋇（BaCl?）4.離子膜電解槽的陰極反應(yīng)式為______，陽極反應(yīng)式為______。答案：2H?O+2e?→H?↑+2OH?；2Cl?2e?→Cl?↑5.氯氣干燥通常采用______流程，濃硫酸的作用是______和______。答案：兩段逆流；吸收水分；部分脫除有機(jī)物6.氫氣系統(tǒng)的安全控制指標(biāo)包括______、______和______。答案：含氧量（＜0.4%）、壓力（穩(wěn)定）、溫度（≤40℃）7.電解槽停車時(shí)，需先______，再______，最后______。答案：降低電流、切斷電源、排盡電解液四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述離子膜法電解工藝的主要優(yōu)點(diǎn)。答案：①燒堿純度高（濃度30%32%，雜質(zhì)少）；②電流效率高（95%98%）；③能耗較低（綜合電耗約22002400kWh/t）；④無汞、石棉污染；⑤氯氣純度高（含氫量低，安全性好）。2.分析鹽水質(zhì)量對(duì)離子膜電解槽運(yùn)行的影響。答案：①Ca2?、Mg2?超標(biāo)：會(huì)在膜表面形成沉淀，增加膜電阻，導(dǎo)致槽電壓升高；②SO?2?超標(biāo)：競(jìng)爭(zhēng)Cl?放電，降低電流效率，且可能腐蝕陽極；③有機(jī)物超標(biāo)：污染離子膜，降低離子交換性能；④懸浮物超標(biāo)：堵塞膜孔，影響離子遷移。3.列舉氫氣系統(tǒng)的主要安全措施。答案：①設(shè)備、管道使用防爆電器，接地良好（接地電阻≤10Ω）；②系統(tǒng)內(nèi)氫氣含氧量嚴(yán)格控制（＜0.4%）；③管道設(shè)阻火器、水封，防止回火；④定期檢測(cè)泄漏（用肥皂水或氫氣檢測(cè)儀）；⑤操作區(qū)域禁止明火，穿防靜電工作服；⑥配備氫氣濃度報(bào)警裝置（閾值1%LEL）。4.隔膜法與離子膜法電解槽的核心區(qū)別是什么？答案：①隔離材料：隔膜法使用多孔石棉或聚合物隔膜（允許溶液通過），離子膜法使用陽離子交換膜（僅允許Na?通過）；②產(chǎn)品純度：離子膜法燒堿濃度高（30%32%）、雜質(zhì)少（NaCl＜50ppm），隔膜法燒堿濃度低（10%12%）、雜質(zhì)多（NaCl約10g/L）；③能耗：離子膜法電流效率高（95%以上），綜合能耗低于隔膜法；④環(huán)保：離子膜法無汞、石棉污染，隔膜法可能含石棉粉塵。5.電解槽運(yùn)行中，氯氣純度突然下降的可能原因及處理措施。答案：可能原因：①鹽水濃度過低（NaCl＜290g/L），導(dǎo)致OH?放電生成O?；②陽極液pH過高（＞4），OH?濃度增加；③離子膜破損，陰極OH?滲入陽極室；④陽極涂層脫落，析氧副反應(yīng)增加。處理措施：①提高鹽水濃度至300310g/L；②調(diào)節(jié)鹽酸加入量，控制陽極液pH在24；③停車檢查離子膜，更換破損膜；④檢修或更換陽極板。五、綜合分析題（共20分）某氯堿廠離子膜電解槽運(yùn)行過程中，出現(xiàn)槽電壓持續(xù)升高（從3.2V升至3.8V）、氯氣產(chǎn)量下降、燒堿濃度降低的現(xiàn)象。請(qǐng)結(jié)合工藝原理，分析可能原因及應(yīng)對(duì)措施。答案：可能原因分析：（1）離子膜污染或結(jié)垢：鹽水中Ca2?、Mg2?、Sr2?等二價(jià)陽離子超標(biāo)，在膜內(nèi)形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀，堵塞離子通道，增加膜電阻；有機(jī)物（如腐殖酸、表面活性劑）吸附在膜表面，降低離子交換能力；長(zhǎng)期運(yùn)行后，膜內(nèi)磺酸基團(tuán)脫落，膜性能下降。（2）鹽水質(zhì)量惡化：鹽水濃度過低（＜290g/L），導(dǎo)致Cl?遷移量減少，槽電壓升高；硫酸根（SO?2?）濃度過高（＞5g/L），與Cl?競(jìng)爭(zhēng)放電，降低電流效率；懸浮物（如鹽泥顆粒）堵塞膜孔，阻礙離子遷移。（3）電解槽操作參數(shù)異常：電流密度過高（＞6kA/m2），膜表面離子遷移速率超過擴(kuò)散速率，導(dǎo)致“濃差極化”；電解溫度過低（＜80℃），離子遷移速率下降，膜電阻增大；陰陽極液循環(huán)量不足，局部區(qū)域離子濃度失衡。（4）膜機(jī)械損傷：開車/停車過程中壓力波動(dòng)過大，膜受到機(jī)械應(yīng)力破損；電解槽墊片老化，導(dǎo)致膜局部受壓不均。應(yīng)對(duì)措施：（1）立即檢測(cè)鹽水質(zhì)量：分析Ca2?、Mg2?、SO?2?、懸浮物等指標(biāo)，若超標(biāo)則加強(qiáng)精制（如增加螯合樹脂塔再生頻率，調(diào)整BaCl?、Na?CO?加入量）；（2）對(duì)離子膜進(jìn)行酸洗：配制0.5%1%的鹽酸溶液，循環(huán)沖洗膜表面，溶解二價(jià)金屬沉淀（注意控制酸洗時(shí)間，避