离子膜电解考试问答和答案

工程师专业题库

一、 填空题

1、树脂塔吸附的最佳PH值的范围是 8.5~9.5 。

2、过滤盐水的合格要求是 SS≤1PPm PH值8.5~9.5 。

3、以亚胺基乙酸为例树脂吸附的反应式是：

CH2-COONa CH2-COO

2+ +

R-N +MR-N M+2Na CH2-COONa CH2-COO 用盐酸洗脱的化学反应式是：

CH2-COO CH2-COOH

+ +

R-N M +2H R-N +M

CH2-COO CH2-COOH 碱洗还原的化学反应式是：

CH2-COOH CH2-COONa

R-N +2NaOH R-N +2H2O CH2-COOH CH2-COONa

2+2+

4、精制盐水的合格指标是：Ca+Mg≤20PPb、Ba≤500 PPb、Al≤100PPb、Fe≤100PPb、Si≤5000PPb、Mn≤10PPb、Ni≤10PPb、Sr≤50PPb、I≤600PPb

5、树脂塔在日常过滤中酸性盐水造成的影响是 使树脂中已经被吸附的金属离子发生洗脱反应,造成盐水质量严重不合格 。

6、倍量再生的定义是 用正常再生酸碱量的两倍对树脂进行再生 。 7、过滤器在过滤过程中加入?—纤维素的作用是 过滤过程中在预涂层表面不断形成新的过滤层,以保证过滤器过滤时间 。 8、目前电解离子膜的型号包括 杜邦N2030 、 杜邦N2010 ，电解槽的型号是 BiTAC-899 ，其型号代号中各个部分的含义是 “BiTAC”是电解槽的结构型号，“8”代表电解槽的宽是8英尺，“99”是代表单台电解槽的单元槽数目 。

9、离子膜的主要官能团是 磺酸基团 和 羧酸基团 ，其在离子膜中主要作用都是用来进行离子交换 。

—10、电解槽内阳极发生的主反应是2Cl- 2e Cl2↑，

- 1 -

阴极发生的主反应是2H2O+2e H2↑ +2OH。

-11、电解槽阳极发生的主要副反应是4OH—2e O2↑+ 2H2O ---+6ClO+ 3H2O- 6e 2ClO3+ 4Cl+ 6H+ 3/2 O2↑ 。

--2-〈OH〉2--12、化学脱氯的反应方程式ClO+SO3 SO4+Cl。

13、正水封高度是 90mmH2O ；负水封高度是 110mmH2O 。正负水封的作用是 当压力超高时正水封对系统进行泄压；压力超低时负水封对系统进行补压，以保证氯气压力不出现大范围的波动或泄漏 。 14、电解槽的槽电压的理论分解电压是指 电解质开始电解所必须加在电极上的最低电压 ，过电位是指 离子在电极上实际放电电压与理论放电电压之差 ，溶液欧姆电压降是指 电流通过电解质溶液时的电流阻力造成的电压降 。

15、停车后电解槽发生的原电池反应原因是：停车后在形成回路的电解槽中正极得到电子产生还原反应，在负极上失去电子产生氧化反应而向电解槽以外的负载输送电流，造成后果是 电解槽内金属氧化物涂层脱落 ，抑制的手段是 外加电压抵消原电池反应或者断开回路 ，停车后控制极化电流的要求是 要求槽电压达到160V左右 。

16、电解的单路循环是指 关闭循环淡盐水，精制盐水直接进入电

3

解槽 ，停车置换电解槽的单路循环要求是 9 m/h的精盐水

3

+5 m/h的纯水进入三台电解槽阳极侧 。

17、停车后进行电解槽的排液前的工艺条件是 封槽，电解槽温度低于40℃ 。 18、停车后升电流的工艺条件是 精盐水单路循环，碱液浓度高于28%，循环碱液温度高于70℃ 。

19、电解氢气水封的作用是 自动对氢气进行泄压放空 ，密封高度是 300 mmH2O 。 20、离子膜的预处理中要求离子膜浸泡在 浓度为约2%的稀碱液中 ，时间 8小时 以上。

21、淡盐水的浓度工艺指标是 190~220g/l ，浓度控制偏低导致的后果是 离子膜发生膨胀，严重时导致起跑、分层、针孔 ，偏高造成的影响是 槽电压上升、消耗增加 。

22、安装离子膜过程中压紧单元槽的力矩是 4 N·m ，安装完毕后

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-分别 40 N·m 、 60 N·m 、 80 N·m 的力矩压紧整台电解槽； 23、针孔实验中不泄漏的标准是 3分钟内压力计上涨不超过 +30 mmH2O ；气密性实验的压力要求 20KPa ； 24、真空脱氯的原理 在酸性条件下,利用不断的降低液体表面的氯气的分压，达到脱氯的目的 。

2--2-25、PH值对脱氯的影响是 碱性介质中SO3被ClO氧化成SO4，

2-由于生成的SO4是中强酸，为避免反应物的PH值下降，故反应要在碱性条件下进行 。

26、氯气中含水的工艺指标是 ≤400PPm ，控制的原因是 含有水份的湿氯气容易生成盐酸和次氯酸，次氯酸可分解成初生态的氧、次氯酸、次氯酸盐,初生态的氧具有强烈的氧化作用，再加上盐酸的作用，使湿氯气具有较强烈的腐蚀性。

27、Ⅱ钛冷温度控制指标是 12~15℃ ，原因是 冷却后的温度越低，则其含水量越少，，对氯气干燥越有利，减少了硫酸的消耗。但是当氯气温度降低到9.6℃时，氯气与水生成Cl2·8H2O水合物结晶，堵塞管道和设备,并且会引起系统压力大幅波动。 28、浓硫酸不腐蚀钢铁的原因是 高浓度的浓硫酸能在钢铁表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止硫酸继续腐蚀钢铁内部 ，浓硫酸用于干燥的原因是 氯气中的水蒸汽和硫酸在一定条件下接触使水蒸汽溶解于硫酸中，而氯气是惰性气体不溶于硫酸，浓硫酸不腐蚀钢铁管道 。

29、次钠配碱槽倒槽的条件是 循环碱中的游离碱浓度在1~3%之间 。

30、关于判断尾氯量大小的依据是 尾气分配台的压力，吸收塔的温差 。

31、泵酸控制的标准是 ≥96% ，原因是 浓度偏低将会对氯泵造成腐蚀 。

32、烧碱吸收氯气时控制的温度是 30~42℃ ，原因是 温度高时次钠会分解 。

33、氯气在 149℃ 温度下与钢铁发生反应，反应式为 Fe+Cl2 FeCl3。 34、填料I塔硫酸控制浓度是 ≥80% , 填料II塔的酸浓度控制是 ≥95% 。

- 3 -

35、成品碱中盐超标的原因是 离子膜损坏 ， 烧碱浓度过低 ， 电解槽的负荷过高 。

二、选择题

1、树脂塔再生中的酸浓度为 D ，碱浓度为 C 。 A、2% B、3% C、4% D、5% 2、氯气在车间空气中要求的浓度上限是 B 。

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A、0.1mg/m B、1mg/m C、2mg/m D 、10mg/m 3、次钠配碱的浓度是 D ； A、8%~10% B、10%~15% C、12~15% D、15~18%

4、98%浓硫酸的结晶点是 A 。

A、0.1℃ B、1℃ C、-5℃ D、5℃ 5、电解中PH和ORP分析表要求的介质温度是 A 。 A、5~60℃ B、≥5℃ C、≤100℃ D、20~40℃

6、电解槽单槽分析的氯气中的含氢量极限是 A 。

A、≤0.1% B、≤0.5% C、≤1% D、≤2%

7、填料氯气干燥塔的填料类型是 D ； A、PVC鲍儿环填料 B、PVC拉西环填料 C、CPVC鲍儿环填料 D、CPVC十字球形环填料

8、氢气在空气中的爆炸极限是 A 。

A、4.1%~74.1% B、5%~86% C、5%~74.1% D、4.1~86%

9、碳素过滤器过滤前预涂时的?—纤维素的用量是 A 。

222

A、1Kg/m B、1.5Kg/m C、2Kg/m D、

2

0.5Kg/m

10、氯气对人体的伤害主要集中在 A 。

A、呼吸道 肺部 B、肝部 C、肾部 D、皮肤 二、计算

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1、系统电解槽槽平均电压3.18伏，直流电流符合14.5KA，三列共300单元8小时共生产烧碱折百产量45吨，计算电解槽的吨碱电耗；

ω=（V×I×n×T）/ W产量

ω=（3.18×14.5×300×8）/45 = 2459.2度/

吨

2、系统电解槽直流电流14.5KA，三列共300单元生产8小时，共生

33

产烧碱113m，分析烧碱浓度为32.1%，烧碱密度取1.342吨/ m，计算电解槽的电解效率；

-ηOH=（W实 /W理）×100%

-3

=（QOH-×COH-×ρOH-）/（1.492×10×I×N×n） --3

ηOH=（113×32.1%×1.342）/（1.492×10×14.5×300

×8）

=48.68/51.92

=93.76%

三、问答题

1、碳素过滤器的过滤原理；

盐水过滤由一次盐水岗位送到界区的一次盐水中含有的固体颗粒悬浮物对螯合树脂塔会产生不良影响，而且悬浮物中相当一部分是没有完全沉降的CaCO3、Mg(OH)2和BaSO4的微小颗粒。过滤之前须

2

将碳素管上按照1kg/m的总量预涂具有支撑、分散作用α-纤维素，形成过滤层，在过滤过程中的悬浮物和按照悬浮物量的1～2倍的量加入的α-纤维素形成新的具有多孔性的过滤层，过滤层到一定厚度时进行反洗，以保证过滤时间和碳素管的可重复使用性，过滤结束后通过反洗清洗掉粘附有悬浮物的过滤层保持碳素管的备用。

2、电解淡盐水PH控制范围是多少？原因是什么？

·阳极液PH值对电流效率的影响。阴极液中的氢氧根通过离子膜向阳极反渗，不仅直接降低阴极电流效率，而且反渗到阳极的氢氧根还会与溶解到盐水中的氯发生一系列的副反应，这些副反应导致阳极上析氧的消耗，使电流效率下降。采取向阳极添加盐酸的方法，可以将反渗过来的氢氧根与盐酸反应除去，从而提高阳极效率；

·阳极液PH值对槽电压的影响。由于离子膜中全氟羧酸在有

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-COONa存在的条件下，具有优良的性能。如果-COONa变为-COOH型，它就不能作为离子膜工作了，因此必须使阳极液的PH值高于一定值，否则膜内部就要因发生水泡而受到破坏，使膜电阻上升，槽电压急剧上升，因此电解槽加酸要均匀，严格控制阳极液的PH值在2～2.5之间；

·控制阳极液加酸可以将反渗过来的氢氧根除去，不仅可以提高阳极电解效率，而且可以降低氯气中的氧含量和阳极液中的氯酸盐含量。

3、二次盐水PH值如何控制，出现异常如何处理； 答：（1）无论盐水系统PH值何种异常，可以保持短时间（不超过8小时）不加酸，但是绝不能多加酸使PH值低于8.5；（2）当过滤盐水PH值显示在10以上时，在增加酸量以前，要对V1402和进槽盐水进行分析，如果PH值确实偏高，可以增加酸量；（3）当过滤盐水PH值在8～9时，应该立即减少酸加入量提高PH值，并对V1402和进槽盐水进行分析；（4）当过滤盐水PH值在7～8时，应该立即关闭盐酸阀门，并取样进行分析，如果在7～8之间，应该立即停树脂塔。提高过滤器流量，将V1402盐水打循环至V1401，增加分析频率，将盐水PH值提高到指标以内后，逐步开始加酸，开树脂塔；（5）当过滤盐水PH值为7以下时，立即停止加酸，立即停螯合树脂塔，立即对其中一个树脂塔进行再生；提高过滤器流量，将V1402盐水打循环至V1401，增加分析频率，将盐水PH值提高到指标以内后，开螯合树脂塔，当V1501液位较低时可以减量处理；并逐步将所有的树脂塔进行再生后投用；

4、液环式纳氏泵的工作原理；

答：液环式真空泵外壳略似椭圆形，内有一旋转叶轮装在泵壳中心线上，壳体内贮存有适量的浓硫酸一起运动，由于离心力的作用，浓硫酸被抛向壳壁形成液环。由于在运动中各个角度上的硫酸量是相同的，所以在椭圆的长轴两端有两个比短轴方向大的月牙形空间，在叶轮旋转一周时，叶轮每个间隔中的浓硫酸轮流流向和离开叶轮的中心，浓硫酸的运动情况就仿佛许多液体活塞，在椭圆长轴方向，使气体容量增大，作为气体吸入的地方，而在短轴方向，由于气体

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-+-+-+

体积缩小，气体被压缩并被排出

5、简述碳素过滤器的化学清洗方法；

答：如果堵塞物是氢氧化钙和氢氧化镁等化学物质，轻者可以用3N盐酸进行清洗，重者可以用10N的盐酸进行清洗，若堵塞物是硫酸钡则可用12N硫酸进行清洗，但是，硫酸对碳素管的腐蚀严重。清洗的方法是，首先将清洗溶液导入过滤器内，把过滤管全部浸泡在溶液中，在常温下浸泡30分钟，堵塞物就会被溶解掉，然后用脱盐水反洗干净

6、简述蒸气喷射泵的基本原理；

答：利用流体流动时的能量转变以达到输送的目的，它可以输送液体，也可以输送气体当工作水蒸汽在喷嘴中由高压转换成高速喷出，将低压气体或蒸汽带进高速流体中。吸入的气体与水蒸汽相混合并进入扩散管，速度逐渐降低，静压力应而升高，而后从压出口排出

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