水处理中级(氯碱)理论考试题库(含答案)

水处理中级(氯碱)理论考试题库(含答案)一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在氯碱工业中，电解饱和食盐水时，阳极室产生的气体主要是（）。A.H₂  B.O₂  C.Cl₂  D.CO₂答案：C2.离子膜法电解槽中，对阳极液pH值控制的关键目的是（）。A.降低槽电压  B.抑制副反应生成O₂  C.提高NaOH浓度  D.减少Cl₂溶解答案：B3.下列关于氯气冷却工艺的说法，正确的是（）。A.直接水冷可避免Cl₂与水反应  B.钛管冷却器需保持干燥防止点蚀C.冷却温度越低越好，无需防结晶  D.冷却水可用普通碳钢材质答案：B4.氯碱装置中，硫酸干燥Cl₂时，硫酸浓度通常控制在（）。A.60%  B.75%  C.85%  D.98%答案：C5.离子膜出现“针孔”时，最先反映的在线监测参数是（）。A.槽电压升高  B.阴极液NaCl升高  C.阳极液Cl₂纯度下降  D.阴极液NaOH下降答案：B6.脱氯塔真空度突然下降，最可能的原因是（）。A.塔顶冷却器结垢  B.脱氯酸加入过量  C.塔底泵气蚀  D.真空泵水环破裂答案：D7.下列材质中，可长期用于湿氯气管道的是（）。A.304L  B.316L  C.钛  D.碳钢衬PTFE答案：D8.氯碱装置中，氯气压缩机常用密封形式为（）。A.迷宫密封  B.机械密封+干气密封  C.填料密封  D.浮环密封答案：B9.电解槽阴极液中NaCl含量升高，首先应检查（）。A.离子膜是否破损  B.阳极涂层是否脱落  C.阴极液循环量  D.加酸量答案：A10.氯气液化过程中，液化效率与下列哪项无关（）。A.冷媒温度  B.Cl₂纯度  C.液化压力  D.冷却水pH答案：D11.氯碱装置中，脱氯后淡盐水pH一般控制在（）。A.1.5  B.2.5  C.4.5  D.6.5答案：C12.下列关于螯合树脂塔的说法，错误的是（）。A.可去除Ca²⁺、Mg²⁺  B.再生液为盐酸  C.运行流速越高越好  D.出口Ca²⁺<20μg/L答案：C13.氯气紧急吸收塔循环液常用吸收剂是（）。A.NaOH  B.Na₂CO₃  C.Ca(OH)₂  D.FeCl₂答案：A14.离子膜电解槽阳极涂层失效的直接标志是（）。A.槽电压下降  B.氯中含O₂升高  C.电流效率升高  D.阴极液NaOH升高答案：B15.氯碱装置中，硫酸根在系统中的积累主要来源于（）。A.原盐  B.盐酸  C.硫酸钡添加剂  D.脱氯酸答案：A16.氯气液化尾气中不凝气主要成分是（）。A.O₂  B.H₂  C.N₂  D.CO₂答案：B17.氯碱装置中，淡盐水脱氯前需加酸调节pH，其目的是（）。A.抑制ClO⁻分解  B.促进Cl₂逸出  C.防止设备腐蚀  D.降低硫酸根答案：B18.氯气冷却器出口温度一般控制在（）。A.5℃  B.12℃  C.25℃  D.40℃答案：B19.氯碱装置中，氯气干燥塔出现“泛酸”现象，应首先（）。A.降低硫酸浓度  B.降低Cl₂流量  C.检查酸分布器  D.提高塔压答案：C20.离子膜法电解槽电流效率计算公式中，实际产碱量指（）。A.阴极液NaOH总量  B.阴极液NaOH净产量  C.阳极液NaOH损失量  D.系统NaOH库存差答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，请将所有正确选项字母填入括号内，漏选、错选均不得分）21.下列属于离子膜法电解槽阴极副反应的有（）。A.2H₂O+2e⁻→H₂+2OH⁻  B.Cl₂+2OH⁻→Cl⁻+ClO⁻+H₂OC.O₂+4e⁻+2H₂O→4OH⁻  D.2ClO⁻→2Cl⁻+O₂答案：B、D22.氯气液化系统设置尾气回收塔的目的包括（）。A.回收Cl₂  B.降低尾气含Cl₂  C.提高液化率  D.降低H₂含量答案：A、B、C23.下列操作可降低电解槽槽电压的有（）。A.提高阳极液温度  B.降低阳极液NaCl浓度  C.优化离子膜润湿  D.减小极距答案：A、C、D24.氯碱装置中，导致离子膜早期失效的原因有（）。A.钙镁超标  B.机械损伤  C.阳极液pH过低  D.电流密度波动大答案：A、B、C、D25.下列属于氯气紧急处理设施的有（）。A.事故氯吸收塔  B.氯气捕集器  C.碱液循环泵  D.氯气压缩机回流阀答案：A、B、C26.脱氯塔运行中，出现“氯气倒窜”现象的可能原因有（）。A.真空度不足  B.塔底液封高度不足  C.脱氯酸中断  D.塔顶冷却器泄漏答案：A、B、C27.下列属于氯碱装置中硫酸根去除方法的有（）。A.钡法  B.冷冻法  C.树脂法  D.膜过滤法答案：A、B、C28.氯气冷却器钛管发生缝隙腐蚀的必要条件包括（）。A.存在Cl⁻  B.缝隙尺寸0.1–0.3mm  C.温度>80℃  D.氧去极化答案：A、B、D29.下列关于氯气压缩机的说法，正确的有（）。A.液环压缩机可耐受少量水分  B.离心式压缩机效率高但怕液击C.干气密封需N₂作为缓冲气  D.压缩机出口需设安全阀答案：A、B、C、D30.氯碱装置中，属于重大危险源的有（）。A.液氯储罐  B.氯气压缩机  C.电解厂房  D.硫酸储罐答案：A、C三、填空题（每空1分，共30分）31.离子膜法电解槽阳极反应式为：2Cl⁻−2e⁻→Cl₂↑，阴极反应式为：__________。答案：2H₂O+2e⁻→H₂↑+2OH⁻32.氯碱装置中，原盐溶解后的一次盐水钙镁离子总量要求小于__________mg/L。答案：1.033.氯气在常温常压下的密度为__________kg/m³（保留一位小数）。答案：3.234.离子膜电解槽电流效率典型设计值为__________%。答案：9635.氯气液化常采用__________作为冷媒，其常压沸点为−33.4℃。答案：氨36.脱氯塔真空度一般控制在__________kPa（绝压）。答案：15–2037.氯气干燥塔出口含水量要求小于__________ppm（wt）。答案：5038.氯碱装置中，硫酸根在盐水中允许上限为__________g/L。答案：739.液氯储罐设计压力为__________MPa（表压）。答案：1.640.氯气紧急吸收塔循环碱液浓度一般保持__________%（wt）。答案：15–2041.离子膜运行温度上限为__________℃。答案：9042.氯气压缩机出口氯气温度需低于__________℃，以防后续设备腐蚀。答案：4043.氯碱装置中，淡盐水脱氯后游离氯要求小于__________mg/L。答案：1044.电解槽阴极液NaOH浓度通常控制在__________%（wt）。答案：3245.氯气液化尾气含氢要求小于__________%（vol）。答案：446.氯碱装置中，螯合树脂塔再生时，盐酸浓度为__________%。答案：5–747.氯气冷却器钛管壁厚一般不小于__________mm。答案：1.248.氯碱装置中，液氯充装系数为__________kg/L。答案：1.2549.离子膜电解槽极距定义为__________之间的距离。答案：阳极活性面至阴极活性面50.氯气干燥塔硫酸循环量与氯气量之比（质量比）一般为__________。答案：0.8–1.2四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）51.离子膜法电解槽阳极液pH越低越好，可抑制O₂生成。（）答案：×52.氯气液化尾气中H₂含量超标时，可直接排放至大气。（）答案：×53.脱氯塔加酸量越大，脱氯效果越好，无负面影响。（）答案：×54.钛在干氯气中会发生剧烈燃烧，因此氯气管道必须保持湿润。（）答案：√55.氯碱装置中，硫酸根可通过加入BaCO₃去除，生成BaSO₄沉淀。（）答案：√56.氯气冷却器采用海水直接冷却可节约能耗，无腐蚀风险。（）答案：×57.离子膜出现“水泡”后，可通过降低电流密度临时维持运行。（）答案：√58.氯气压缩机出口设置止回阀是为了防止氯气倒窜至电解槽。（）答案：√59.氯碱装置中，液氯储罐必须设置遮阳棚，防止温度升高。（）答案：√60.氯气紧急吸收塔碱液温度越高，吸收速率越快。（）答案：×五、简答题（共30分）61.（封闭型，6分）简述离子膜法电解槽电流效率下降的三大主要原因。答案：（1）离子膜破损或针孔，导致阳极液NaCl向阴极室泄漏，阴极液NaCl升高，产碱量折减；（2）阳极涂层老化，析氧副反应增加，消耗电量；（3）钙镁等杂质在膜内沉积，膜电阻增加，局部极化加剧，水迁移效率下降。62.（开放型，8分）结合工艺流程，说明氯碱装置中硫酸根积累的机理及冷冻法去除硫酸根的工艺要点。答案：机理：原盐携带SO₄²⁻进入系统，脱氯酸（HCl）中亦含少量SO₄²⁻，系统无硫酸根出口，导致循环盐水中SO₄²⁻浓度逐渐升高，高浓度SO₄²⁻会降低NaCl溶解度、增加膜电阻、促进结垢。冷冻法要点：将部分盐水冷却至−5～−10℃，Na₂SO₄·10H₂O结晶析出，离心分离后母液回系统；需控制冷却速率防止NaCl共晶；设置淘洗柱降低NaCl损失；结晶器材质选用2205双相钢防低温氯离子腐蚀。63.（封闭型，6分）列出氯气液化系统尾气含氢超标的四种处理措施。答案：（1）提高液化压力，降低尾气量；（2）增设尾气回收塔，用低温氯硅油吸收Cl₂，富氢尾气去废气处理；（3）引入惰性气体稀释，使H₂<4%；（4）设置尾气催化氧化反应器，将H₂转化为H₂O。64.（开放型，10分）某氯碱装置电解槽电流效率由96%降至93%，阴极液NaCl由20ppm升至80ppm，槽电压无显著变化，分析诊断步骤并给出处理方案。答案：诊断步骤：（1）在线取样确认阴极液NaCl数据准确性，排除仪表误差；（2）停机抽槽，肉眼检查膜表面有无针孔、划痕、水泡，并用亚甲基蓝染色法定位泄漏点；（3）取样膜片做SEM/EDS，分析钙镁沉积及膜结构变化；（4）检查阳极液pH、温度、流量历史曲线，确认无异常波动；（5）核对电流密度记录，排除过载运行。处理方案：若膜出现针孔<1mm²，可采用在线补丁法：降低电流至3kA/m²，用5%HF+缓蚀剂局部浸泡30min，再用去离子水冲洗，恢复运行；若膜破损面积>5%或钙镁沉积严重，则整体更换新膜；同步优化一次盐水质量，保证Ca²⁺+Mg²⁺<20μg/L，螯合树脂塔出口增设在线分析仪，建立钙镁超标自动切塔逻辑；加强阳极液加酸控制，避免pH<1.5导致膜水解。六、计算题（共30分）65.（基础计算，10分）某离子膜电解槽运行电流为120kA，电流效率95%，求每日产100%NaOH量（吨）。已知法拉第常数F=96485C/mol，NaOH摩尔质量40g/mol。答案：电量Q=120000A×86400s=1.0368×10¹⁰C理论产碱n=Q/(F×1)=1.0368×10¹⁰/96485=1.074×10⁵mol实际产碱n′=n×0.95=1.020×10⁵mol质量m=n′×40g=4.08×10⁶g=4.08t答：每日产100%NaOH4.08吨。66.（综合计算，10分）某氯气液化装置处理氯气量8000kg/h，液化率90%，尾气量800kg/h，其中Cl₂质量分数5%，H₂质量分数3%，求：（1）尾气中H₂质量流量（kg/h）；（2）若将尾气H₂稀释至1%（质量分数），需加入多少空气（kg/h）？（空气不含H₂、Cl₂）答案：（1）尾气H₂=800kg/h×3%=24kg/h（2）设加入空气xkg/h，则24/(800+x)=1%解得x=1600kg/h答：（1）24kg/h；（2）需加入空气1600kg/h。6