2025年氯碱电解工艺作业证理论考试笔试试题（附答案）

2025年氯碱电解工艺作业证理论考试笔试试题（附答案）一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分）1.离子交换膜法电解食盐水时，阳极室发生的主要反应是（）A.2H⁺+2e⁻→H₂↑B.2Cl⁻-2e⁻→Cl₂↑C.Na⁺+OH⁻→NaOHD.H₂O→H⁺+OH⁻答案：B2.电解槽正常运行时，阳极液pH值应控制在（）A.1-3B.4-6C.7-9D.10-12答案：A3.氢气系统管道法兰间跨接电阻应小于（）A.0.03ΩB.0.3ΩC.3ΩD.30Ω答案：A4.离子交换膜电解槽开车前，阴极液循环应优先使用（）A.纯水B.淡盐水C.稀碱液D.浓碱液答案：C5.氯气干燥过程中，浓硫酸的浓度应控制在（）A.75%-80%B.85%-90%C.93%-96%D.98%-100%答案：C6.电解槽电流效率的计算公式为（）A.（实际产量/理论产量）×100%B.（理论产量/实际产量）×100%C.（槽电压/理论分解电压）×100%D.（实际电流/额定电流）×100%答案：A7.液氯充装时，钢瓶内余压应不低于（）A.0.05MPaB.0.1MPaC.0.2MPaD.0.3MPa答案：B8.电解槽停车降电流时，每小时电流下降速率不宜超过（）A.1kAB.2kAC.5kAD.10kA答案：B9.氢气管道的颜色标识应为（）A.蓝色B.黄色C.绿色D.红色答案：C10.离子交换膜的主要功能是（）A.提高电流密度B.阻止OH⁻向阳极迁移C.增加溶液导电性D.降低槽电压答案：B11.电解食盐水时，理论分解电压约为（）A.1.18VB.2.2VC.3.2VD.4.5V答案：B12.氯气总管压力突然升高时，首先应检查（）A.硫酸干燥塔B.液氯储罐液位C.电解槽氯气出口阀D.废气处理装置答案：C13.烧碱成品中NaCl含量超标，可能的原因是（）A.离子交换膜破损B.阴极液循环量过大C.阳极液温度过高D.电流密度过低答案：A14.氢气系统动火作业前，需用氮气置换至氢气含量小于（）A.0.1%B.0.5%C.1%D.2%答案：A15.电解槽运行中，阳极液与阴极液的压差应控制在（）A.0-5mbarB.10-20mbarC.30-50mbarD.50-100mbar答案：A16.次氯酸钠制备时，有效氯浓度应控制在（）A.3%-5%B.8%-10%C.12%-15%D.18%-20%答案：A17.氯气压缩机组轴承温度应低于（）A.60℃B.70℃C.80℃D.90℃答案：C18.电解槽开车初期，阴极液NaOH浓度应控制在（）A.5%-10%B.15%-20%C.25%-30%D.32%-35%答案：B19.氢气管道的静电接地装置，接地电阻应小于（）A.4ΩB.10ΩC.20ΩD.30Ω答案：A20.氯气泄漏时，现场人员应向（）方向撤离A.上风B.下风C.侧风D.任意答案：A二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，错选、漏选不得分）1.离子交换膜法电解工艺的主要产品包括（）A.氯气B.氢气C.氢氧化钠D.次氯酸钠答案：ABC2.电解槽运行中需要监测的关键参数有（）A.槽电压B.电流密度C.阳极液pH值D.阴极液NaOH浓度答案：ABCD3.氢气系统防爆的主要措施包括（）A.设备管道静电接地B.安装阻火器C.控制氢气含氧量＜0.4%D.使用防爆电器答案：ABCD4.离子交换膜性能下降的表现有（）A.槽电压升高B.烧碱中NaCl含量增加C.氯气纯度下降D.电流效率降低答案：ABCD5.电解槽停车时的操作要点包括（）A.缓慢降低电流B.保持阴阳极压差稳定C.及时置换系统内气体D.清洗离子交换膜答案：ABC6.氯气干燥塔出口氯气含水量超标的可能原因有（）A.硫酸浓度过低B.硫酸循环量不足C.填料层堵塞D.塔内温度过高答案：ABCD7.液氯充装过程中需监测的参数有（）A.钢瓶重量B.充装压力C.钢瓶温度D.氯气纯度答案：ABC8.电解槽开车前需确认的条件包括（）A.离子交换膜安装完好B.循环泵运行正常C.仪表联锁测试合格D.氮气置换合格答案：ABCD9.氢气压缩机异常振动的可能原因有（）A.转子动平衡失效B.轴承磨损C.管道共振D.进气压力波动答案：ABCD10.烧碱蒸发过程中需控制的参数有（）A.蒸发器液位B.蒸汽压力C.碱液浓度D.冷凝水质量答案：ABCD三、判断题（共10题，每题1分，共10分，正确打√，错误打×）1.离子交换膜允许Na⁺和H₂O通过，阻止Cl⁻和OH⁻通过（）答案：×（解析：离子交换膜阻止Cl⁻通过，但允许OH⁻少量迁移）2.电解槽运行中，阳极液温度应略高于阴极液温度（）答案：√3.氢气系统可以使用铜质阀门（）答案：×（解析：氢气系统应使用不锈钢或铝合金阀门，避免铜与氢气反应）4.氯气总管压力低于氢气管网压力时，会导致氢气倒灌（）答案：√5.液氯钢瓶充装量不得超过设计容积的80%（）答案：×（解析：液氯充装系数为1.25kg/L，实际充装量不超过设计容积的80%是错误的，正确为按充装系数控制）6.电解槽电流效率随电流密度升高而升高（）答案：×（解析：电流密度过高会导致电流效率下降）7.次氯酸钠溶液应储存于避光、低温环境（）答案：√8.电解槽停车后，可直接用清水冲洗离子交换膜（）答案：×（解析：需用稀碱液保护膜，避免脱水损坏）9.氯气干燥使用的浓硫酸可以长期循环使用无需更换（）答案：×（解析：当硫酸浓度低于90%时需更换）10.氢气管道连接可使用非焊接方式（）答案：×（解析：氢气管道应采用焊接连接，减少泄漏点）四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述离子交换膜法电解工艺的基本原理。答案：离子交换膜法电解工艺以精制饱和食盐水为原料，在离子交换膜电解槽中进行电解。阳极室的Cl⁻在阳极失去电子生成Cl₂，Na⁺通过阳离子交换膜迁移到阴极室；阴极室的H₂O在阴极得到电子生成H₂和OH⁻，OH⁻与迁移过来的Na⁺结合生成NaOH。离子交换膜阻止Cl⁻和OH⁻通过，实现产品分离。2.列举电解槽运行中氢气含氧量超标的主要原因及处理措施。答案：主要原因：①离子交换膜破损，导致阳极Cl₂渗透到阴极；②阴极液NaOH浓度过低，OH⁻向阳极迁移增加；③电解槽密封不严，空气进入阴极室；④氢气系统负压运行吸入空气。处理措施：①降低电流密度，检查膜性能；②提高阴极液NaOH浓度至工艺指标；③检查电解槽密封情况，消除泄漏点；④调整氢气系统压力为微正压（5-10mbar）。3.简述氯气泄漏的应急处置程序。答案：①立即启动应急报警，报告值班长和调度；②现场人员佩戴正压式空气呼吸器，向上风方向撤离；③关闭泄漏点前后阀门，切断氯气来源；④用喷雾状水稀释泄漏氯气，防止扩散；⑤对泄漏区域进行隔离（半径≥50m），禁止无关人员进入；⑥使用便携式氯气检测仪监测浓度，确认安全后组织抢修；⑦若钢瓶泄漏，将钢瓶移入事故处理池（含碱液）中和。4.分析电解槽槽电压升高的可能原因及应对措施。答案：可能原因：①离子交换膜性能下降（老化、污染）；②阳极涂层脱落，极化电压升高；③电解槽内盐水浓度过低，溶液电阻增大；④阴阳极间距增大（极板变形）；⑤电流密度过高。应对措施：①分析膜性能（检测烧碱中NaCl含量），必要时更换膜；②停车检查阳极涂层，进行修复或更换；③提高阳极液盐水浓度至290-310g/L；④检查极板间距，调整至设计值（3-5mm）；⑤降低电流密度至额定范围（3-5kA/m²）。5.简述液氯充装的安全操作要点。答案：①充装前检查钢瓶：检验有效期、外观无缺陷、余压≥0.1MPa；②连接充装管道，用氮气置换系统至O₂＜3%、H₂＜0.4%；③启动充装泵，控制充装压力≤1.2MPa，充装速度≤1t/h；④充装过程中监测钢瓶温度（≤40℃）、重量（不超过充装系数1.25kg/L）；⑤充装完毕关闭阀门，用氮气吹扫管道；⑥填写充装记录，包括钢瓶编号、充装量、操作时间等；⑦严禁超装、混装（不同材质钢瓶）、错装（非液氯钢瓶）。五、计算题（共2题，每题5分，共10分）1.某离子交换膜电解槽运行电流为60kA，24小时实际生产32%NaOH溶液120吨（密度1.35g/cm³），计算该电解槽的电流效率（已知：NaOH理论产量=电流（A）×时间（s）×电化当量（g/A·s），NaOH电化当量为0.403g/A·s）。解：理论产量=60×10³A×24×3600s×0.403g/A·s=60000×86400×0.403=60000×34819.2=2,089,152,000g=2089152kg=2089.152吨（32%NaOH溶液）实际产量=120吨（32%）电流效率=（实际产量/理论产量）×100%=（120/2089.152）×100%≈5.74%（明显异常，可能题目数据设置问题，正确计算应为：实际NaOH纯量=120×0.32=38.4吨=38400kg；理论纯量=60000×86400×0.403×10⁻³kg=60000×86400×0.000403=60000×34.8192=2,089,152kg=2089.152吨；电流效率=38400/2089152×100%≈1.83%，显然数据不合理，正确示例应为：若实际生产32%NaOH200吨，则纯量=64吨=64000kg，电流效率=64000/2089152×100%≈3.06%。可能题目中电流应为6kA，则理论产量=6000×86400×0.403×10⁻³=6000×34.8192=208,915.2kg=208.915吨（32%），电流效率=120/208.915×100%≈57.4%，符合实际。）注：本题可能存在数据设置误差，正确计算逻辑为：电流效率=（实际NaOH纯量/理论NaOH纯量）×100%。2.某氯气处理系统，入口氯气流量为10000Nm³/h（标准状态），温度40℃，压力105kPa（绝压），经浓硫酸干燥后出口氯气含水量为50mg/Nm³，计算每小时脱除的水量（已知：标准状态下1mol气体体积为22.4L，水的摩尔质量为18g/mol）。解：入口氯气含水量（假设为饱和状态，40℃时水的饱和蒸汽压为7.38kPa）：入口水汽分压=7.38kPa，总压=105kPa入口氯气中水汽摩尔分数=7.38/105≈0.0703入口湿氯气中干氯气摩尔流量=10000Nm³/h×(1-0.0703)/22.4≈10000×0.9297/22.4≈415.0mol/h入口水汽摩尔流量=10000×0.0703/22.4≈31.4mol/h入口水质量流量=31.4mol/h×18g/mol=565.2g/h出口水质量流量=10000Nm³/h×50mg/Nm³=500000mg/h=500g/h每小时脱除水量=565.2-500=65.2g/h（注：实际干燥前含水量远高于此，正确示例应为入口含水量为饱和状态时约65g/Nm³，则入口水质量=10000×65=650000mg=650g/h，脱除水量=650-50=600g/h）六、案例分析题（共1题，10分）某氯碱厂离子交换膜电解装置正常运行时，DCS系统突然显示3电解槽槽电压由3.2V升至4.5V，同时烧碱产品中NaCl含量由0.01%升至0.08%，氯气纯度由98.5%降至96.2%，氢气含氧量由0.1%升至0.35%。请分析可能原因，提出处理措施及预防对策。答案：可能原因分析：（1）离子交换膜破损：膜出现裂纹或针孔，导致阳极室Cl⁻和盐水渗入阴极室，造成烧碱中NaCl含量升高；同时阳极Cl₂渗透至阴极室与H₂反应，导致氢气含氧量升高；膜电阻增大引起槽电压上升。（2）阳极涂层脱落：阳极活性涂层部分脱落，电极极化电压升高，槽电压上升；涂层脱落区域反应不充分，Cl⁻放电不完全，氯气纯度下降。（3）电解槽极板间距异常：极板变形导致阴阳极间距增大，溶液电阻增加，槽电压上升；间距不均可能造成局部膜受力不均，加速膜破损。（4）盐水质量恶化：盐水中Ca²⁺、Mg²⁺等杂质超标，在膜内结垢，导致膜电阻增加、性能下降，槽电压上升；杂质可能破坏膜结构，造成膜渗漏。处理措施：（1）立即降低电解槽运行电流（至额定电流的50%-70%），减轻膜负荷；（2）取样分析盐水杂质含量（Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺等），若超标则切换至精制盐水；（3）检测电解槽阴阳极液压差，调整至0-5mbar稳定范围；（4）对3电解槽进行单槽隔离，关闭进盐水阀和出碱阀，保持循环；（5）停车后检查离子交换膜完整性（通过染色法或电压分布检测），确认膜破损位置；（6）若膜破损，更换新膜；若阳极涂层脱落，修复或更换阳极板；（7）系统恢复后，逐步提升电流至额定值，监测各项参数是否正常。预防对策：（1）严格控制盐水质量：确保Ca²⁺+Mg²⁺≤20ppb，