De Nora
World Leader in Electrochemical Science, Technology and New Markets’ Applications
1° UHDENORA-DENORA Chlorine Symposium Suzhou March 2008
IEM Anode and Cathode Coating Operation 离子膜电解阴极和阳极涂层
AGENDA 要讨论的话题
March 08 2
Importance of Coatings. 涂层的重要性 Causes of Coating Failure. 涂层失效的原因 How Maintain good coating performances all along the guaranteed life. 在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能 Measuring the Residual coating load. 检测剩余的涂层 Measuring coating and membrane condition during the operation. 在电槽操作期间，检测涂层及膜的状况
Importance of Coatings 涂层的重要性
A good Anode coating: 好的阳极涂层
March 08 3
9Keeps your plant in business, with a very flat cell voltage profile over 8 years. 可在保证期八年时间内，维持平稳的电槽电压。 A good Cathode coating: 好的阴极涂层 9Reduces hydrogen overvoltage by more than 200 mV over bare nickel. 相对于无涂层的镍，阴极涂层可降低氢过电位200mV 以上
Importance of Coatings 涂层的重要性
March 08 4
A Bad Anode Coating: 坏的阳极涂层 9 Will cause a very sharp voltage increase in a short period of time up to the point where plant has to be shut down. 可在短时间内造成槽电压迅速上升，直至使电槽被迫停车 A Bad Cathode coating: 坏的阴极涂层 9 Will cause a quick increase of the cell voltage of about 100/150 mV: every 100 mV increase is equivalent to ~ 3% increase in power cost. 会导致槽电压快速上升100~150mV; 槽电压上升 100mV,电耗约增3%
Causes of Anode and Cathode Coating Failure
阴、阳极涂层失效的原因
Causes of Anode coating failure 阳极涂层失效的原因
March 08 6
Anode coating failure can be caused by some impurities present in the feed brine such as: 盐水中的一些杂质会导致阳极涂层失效 Fluoride: Parts per million levels in brine will strip the DSA? coatings to bare Ti in hours. 氟：盐水中ppm级的氟也会在数小时内使涂层脱落 Manganese: Will cover existing DSA? catalyst with pseudo-catalytic coating which is almost impossible to remove. 锰：会覆盖掉阳极活性涂层，形成一层伪涂层，且几乎不可能除去 Barium/Strontium/Silica: Form tenacious deposits which are very difficult to remove.
钡/锶/硅：会沉积在活性涂层表面，且很难除去
Causes of Anode coating failure
阳极涂层失效的原因
Other possible reason of anode coating failure are: 其它可能导致阳极涂层失效的因素： Caustic back-migration: 碱的反向迁移
9 OH- ion back-migration through membrane scratch. OH-离子通过膜的划伤部位反向迁移 9 OH- ion back-migration through membrane pin hole. OH-离子通过膜上的小孔反向迁移 9 Tear in the membrane. OH-离子通过撕裂的膜反向迁移
March 08 7
Normal coating ageing: 正常的涂层的老化
9 Occurs after years of anode service. 使用数年后，涂层会渐渐老化 9 Difficult to detect. 这种情况很难探测 9 Requires regeneration (recoating) of the substrate or mesh replacement. 必须进行重涂或换活性网
Causes of Cathode coating failure 阴极涂层的失效
阴极涂层的失效可能由下列原因造成： High Fe content in the catholyte: 阴极液中含铁太高
March 08 8
Cathode coating failure can be caused by:
9Fe deposition on the cathode will cause an over coating layer that reduces the cathode coating activity. Fe在阴极表面沉积形成覆盖层，会导致阴极活性降低
Causes of Cathode coating failure 阴极涂层的失效
High number of plant unprotected shut down: 过多的无保护停车
March 08 9
9 In presence of an high number of plant unprotected (no polarizator rectifier) shut downs there is a double effect: 过多的无保护停车（无极化整流器的投用），会造成： ? Cathodic coating peel off due to reversal current phenomena. 反向电流造成阴极涂层脱落 ? Coating deactivation and substrate corrosion due to Cl2 back migration from the anodic compartment. Cl2反向迁移到阴极室，造成阴极涂层失去活性及镍基体的腐蚀
March 08 10
How to maintain good coating performance all along the guaranteed life
在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能
How to maintain good coating performance all along the guaranteed life 在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能
March 08 11
To maintain good anodic coating performance all along the guaranteed life is necessary to stress two main aspects of the plant operation: 要在寿命保证期内，保持好的阳极涂层性能，操作中必须注意两点： Brine Purity: 盐水质量 Apart from the impurities seen before, brine quality does not effect directly the coating life but the monitoring and good maintenance of all the brine purification section will avoid the loose of efficiency of the membrane that is among the primary reasons of early anodic coating deactivation. 除了上面提到的杂质，其它杂质不会直接影响到涂层寿命，但会 降低膜的效率。膜效率是影响阳极涂层寿命的基本因素之一
How to maintain good coating performance all along the guaranteed life 在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能
March 08 12
Brine Purity: 盐水质量 Monitor and record any brine impurity excursions and do not over run the plant in presence of Ca, Mg, Sr and Ba pick. 监测并记录盐水中的杂质，不要让电槽在Ca、Mg、Ba、Sr 等杂质超标的情况下运行。
Recommended Brine Specs 推荐的盐水规格
Component or Impurity 成分 NaCl Concentration 盐水浓度 Temperature 温度 pH Allowable Level 允许范围 310 gpl (Typical) 250~315 allowable
允许范围250~315 g/l 一般采用310 g/l
March 08 13
Analysis Frequency 分析频率 1 per 4 hours by operator in primary brine area 4小时一次，在一次盐水 1 per 8 hours shift, recorded automated data log 1 per 8-hour operator check to verify continuous Al reading with AAL/AAH
8小时一次由操作工分析
65oC ~ 80oC As required based on electrolyzer condition Value as required for chlorine purity 2~11 allowable range
根据对氯气纯度的要求 允许范围2-11
Recommended Brine Specs (continued)
推荐的盐水规格（续）
Component 成分 Calcium plus Magnesium 钙+镁 Strontium 锶 Barium 钡 BaSO4 Na2SO4 Chlorates 氯酸盐 Allowable Level 允许范围 < 0.020 ppm < 0.40 ppm < 0.01 ppm < 0.01 ppm < 10 gpl < 14.0 gpl as ClO3Analysis Frequency 分析频率
March 08 14
1 per 8 hours by Lab (ICP) 1 per 24 hours of storage retention, by field operator 1 per day by Lab (ICP) 1 per day by Lab (ICP) 1 per day 1 per day 每天一次 每天一次
1 per week 每周一次
Recommended Brine Specs (continued)
推荐的盐水规格（续）
Component 成分 SiO2 Aluminium Iron Nickel 铁 镍 铝 Allowable Level 允许范围 < 5.0 ppm < 0.10 ppm < 0.1 ppm < 0.003 ppm 99% Light transmittance as referred to distilled water 99%透光度 < 0.30 ppm as Pb < 0.30 ppm 按铅计 < 0.04 ppm
March 08 15
Analysis Frequency 分析频率 1 per week 每周一次 1 per week 每周一次 1 per week 每周一次 1 per week 每周一次 1 per week 每周一次 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次
Total Suspended solid 固体悬浮物 Total Heavy Metals 总重金属 Mercury 汞
Recommended Brine Specs (continued)
推荐的盐水规格（续）
Component or Impurity 成分 Chromium 铬 Fluoride 氟 Iodine 碘 Bromine 溴 Manganese 镁 Chlorine 游离氯 TOC 化学耗氧量 Allowable Level 允许范围 < 1.0 ppm < 1.0 ppm < 0.20 ppm < 30.0 ppm < 0.01 ppm < 0.1 ppm < 1.0 ppm
March 08 16
Analysis Frequency 分析频率 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次 1 per month 每月一次
How to maintain good coating performance all along the guaranteed life
在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能
March 08 17
Second main aspect of the plant operation to be strictly monitored in order to maintain good anodic coating performance is: 另一个对阳极涂层有着非常重要影响的因素是：
Membrane condition: 离子膜的状况 9 Avoid circumstances which lead to damages or pin holes.
避免会导致膜产生针孔的情况的出现
9 Avoid drying of membranes during shut down (strictly follow membrane supplier indication).
避免膜在停车期间变得干燥（严格按照膜供应商的要求）
9 Control Down stream operation and DP fluctuation.
控制好下游的操作，保持稳定的压差
How to maintain good coating performance all along the guaranteed life
在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能
March 08 18
To maintain good cathodic coating performance all along the guaranteed life is necessary to strictly monitor two main aspects of the plant operation: 要在寿命保证期内保持好的阴极涂层性能，在操作过程中要严格监控 下面两点： Catholyte purity: 阴极液纯度 Fe content in the catholyte must be carefully checked and kept within the specification given by the coating supplier. 必须认真检测阴极液中的铁的含量，一定要达到电槽供应商的 要求
How to maintain good coating performance all along the guaranteed life
在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能
Plant smooth operation: 装置的操作要平稳
March 08 19
Unprotected (no polarizator rectifier) and unexpected shut downs should be reduced for two reasons: 应尽量避免无保护停车（极化整流器没投运）和意外停车 9 Reversal current that happened during shut down may cause cathodic coating early detachment from the substrate. 停车期间的反向电流会导致阴极涂层脱落 9 Cl2 gas back migration after shut down will cause cathodic substrate corrosion and early coating peel off. 停车期间氯气的反向迁移会导致阴极基体的腐蚀及阴极涂层脱落
Measuring the Residual Coating Load
测定剩余的涂层量
离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过，其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电，生成C1 2 ，从电解槽顶部放出，同时Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H + 放电，生成H 2 ，也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗；不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过，所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。 离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽：主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。 电极均为网状，是粗糙的可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。
从当前世界离子膜电解技术发展来看，采用自然循环复极式电槽、高电流密度、单元面积大型化、零（膜）极距是其方向，故本项目推荐采用自然循环高电流密度复极槽技术。 进口离子膜技术/电槽与北化机技术/电槽的技术性能比较 离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工[wiki]机械[/wiki]厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中，旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。- f1 v ^4 K n( J: h A．伍德及伍德诺拉电解槽特点: ?6 e4 P% U6 W ●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构，易于更换电槽，维修时间短，主装好的单元最长存放时间可达2年。 ●电槽单元的焊接由激光自动焊接，均匀，电流接触好，使用寿命稳定，有益于高电流密度下运行。- c) P1 Q9 A8 h+ c: F% ` ●电解槽材料使用好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积2.7 m2，操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。 ●系统设计报警连锁多，安全性考虑周到。 B．氯工程公司BiTAC®电槽特点 ●复极式电解装置，结构简单。1 p+ ` O8 m( `' C9 ? ●电极波浪式结构，电解液分布和电流分布较均匀，较低的电压降，功率消耗低，高电流密度操作。; \' ]5 z* p- V7 z* |1 @ ●操作压力低，溢流式，操作较安全 ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积3.276 m2，操作电流密度一般5~6KA/m2适于高电流密度下运行。. E7 t) p$ e0 w$ o2 D! F3 O- k C．日本旭化成复极NCH型电解槽特点 旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术，以及离子交换膜的公司。 ●电槽板框为压滤机型（由许多单元槽串联组成），独立组成供电线路。" F2 B. i6 E( y( y% T ●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。( G6 f/ m9 X1 K4 Z! f ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。* u3 R) s. v3 I8 s+ o3 y' r. M; j1 x/ k ●单元面积2.7m2，适于的电流密度 4.5~5.5KA/m2。
模拟试题六 单选题 第1题：下列()情况需全面紧急停车。 A、检修 B、停电 C、某设备损坏 正确答案：B 第2题：系统氮气置换前安全附件应()。 A、隔离 B、齐全好用 C、关闭根阀 正确答案：B 第3题：当生产经营单位的生产工艺和技术发生变化时,应急预案()。 A、应当废弃不用 B、可以免于重新备案 C、应当及时修订 正确答案：C 第4题：蒸发操作中,将所产生的二次蒸汽不再利用,经直接冷凝后排去的蒸发操作称为()。 A、简单蒸发 B、单效挥发 C、单效蒸发 正确答案：C
第5题：《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》规定,使用有毒物品作业场所应当设置警示标识、中文警示说明和()。 A、黄色区域警示线 B、红色区域警示线 C、黄色警示牌 正确答案：A 第6题：以下()项,属于高毒物品目录。 A、氯乙烯 B、氯丙烯 C、二氯乙烷 正确答案：A 第7题：氢气系统必须保持()。 A、正压 B、负压 C、0 正确答案：A 第8题：充装量为500kg和1000kg的液氯气瓶使用时应()放置。 A、直立 B、卧式 C、倾斜 正确答案：B 第9题：不属于使用劳动防护用品的一般要求是()。
A、防护用品应定期进行维护保养 B、使用前应首先做一次外观检查 C、劳动用品的使用必须在其性能范围内,不得超极限使用 正确答案：A 第10题：可燃性气体或蒸气与空气形成的混合物,遇明火能发生爆炸的最低浓度称为该气体或蒸气的爆炸()。 A、极限 B、下限 C、上限 正确答案：B 第11题：国家为加强环境保护管理而采取的最主要手段是()。 A、建立和强化环境行政管理机构 B、应用环境经济调节措施 C、强化环境刑事制裁 正确答案：A 第12题：离子膜电解工艺一次盐水安全生产技术指标中,化盐水硫酸根含量为≤()g/L。 A、5 B、8 C、10 正确答案：A 第13题：液氯气瓶泄漏时()向气瓶喷水。 A、不应
职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生产操作》课程案例教学内容 离子膜电解槽电解精制盐水的操作 ⒈ 案例选取的内容 ⑴ 离子膜电解槽型号 BiTAC -859复极式离子膜电解槽 ⑵ 电极尺寸为1400×2340mm ⑶ 阴阳极室内设计工作压差：350±20mmH 2O ⑷ 设计温度：0-100℃ （温差变化要缓慢） ⑸ 有效面积为3.276m 2 ⑹ 日产100%NaOH 的量：101.5t ⑺ 运行温度：82～88℃ ⑧ 板片材料 阳极：钛材（包括钛网与活性涂层）；阴极：镍材（包括镍网与活性涂层） ⑨ 工作介质 阳极室含NaCl 量为250g/l 左右的盐水，并含有NaClO 3、NaClO 和新生态的Cl 2和少量的新生态的O 2；阴极室含30%左右的NaOH 溶液，并含有新生态的H 2。 ⑩ 工作地点：离子膜烧碱生产精制盐水电解生产工序 ⑾ 完成任务的工作人员：顶岗实习的学生小赵、小阚与班长乙 其整体结构见图1所示。 图1 BiTAC -859复极式离子膜电解槽的基本结构示 紧固螺 阴极终端板 电解单元 单元取样 阳极终端 阳极液流出 盐水入槽汇总 压紧螺帽、弹性垫片 槽框横梁 槽框 阴极液流出管 碱液入槽汇总管
图2 离子膜电解槽阴阳极液气液分离装置 ⒉工作任务要求 在二次盐水精制生产岗位上已经生产出含NaCl为310g/l左右，PH=8～10，总硬度为12PPb的合格盐水（Ca2++Mg2+≤20PPb），需要送入电解槽阳极室进行电解；另有合格的30%NaOH 的烧碱溶液和高纯水作为阴极室循环使用，现在准备离子膜电解开车的其他准备工作已由调度安排妥当，本岗位需要生产合格的烧碱产品。 工作时间：每天24小时连续生产。 ⒊工作流程 阴极液系统中的循环碱经流量控制阀调节适当的流量，加入适量的高纯水后，使之碱液的浓度在28%～30%，通过烧碱换热器加热或冷却循环碱液，确保电解槽的操作温度保持在85～90℃，送入电解槽底部的碱液分配器，进入电解槽底部的碱液分配器，分配到电解槽的每个阴极室进行电解。 二次精制合格的盐水经盐水预热器（正常开车时很少用）预热后，调节到合适的流量与高纯盐酸、循环淡盐水在混合器中混合，使之显酸性，但PH值须大于2，然后送入电解槽底部的盐水分配器到电解槽的每个阳极室进行电解。 从电解槽流出的淡盐水通过流量控制阀加酸，调节PH值为2左右，进入阳极液接收罐后，用淡盐水泵送出，并分成两路：一部分与精盐水混合后送往电解槽，循环使用；另一部分送往脱氯塔进行脱除游离氯。 从电解槽阳极侧产生的湿氯气送到氯气总管，去氯气处理系统。当总管Cl2压力过大，可直接高压安全水封去事故氯处理系统，避免Cl2外溢。当总管Cl2负压过大，可由低压安全水封吸入空气，避免膜受到机械损坏。 电解槽溢流而出的烧碱依靠重力流入碱循环罐，由碱循环泵分成两路：一部分产品添加
电解岗位题库 一、填空： 1、电解食盐水溶液的产品有三种，即氢氧化钠，联 产氯气、氢气。 2、烧碱的生产方法主要有苛化法、水银电解法、隔 膜电解法、离子膜电解法、本厂使用的是隔膜电解法和离子膜电解法。 3、离子交换膜电解食盐水，向阳极室提供盐水、向阴 极室提供纯水，并通以直流电进行电解的方法。 4、用于氯碱工业的阳离子交换膜，目前已经工业化的离 子膜有全氟磺酸膜，全氟羧酸膜，全氟羧酸/全氟磺酸复合膜。 5、电解过程的实质是电解质水溶液在直流电的作用 下，溶液中的离子在电极上分别放电而进行的氧化还原反应。 6、如果氯内含氢量超过4% 时，就有爆炸的危险。 7、为了防止氢气与空气混合，一般电解槽的氢气系统都 采用正压操作。 8、对于复极槽，通过各个单元槽的电流是相等的，其总
电压则是各个单元槽的电压之和，所以每台复极槽运转的特点是低电流，高电压了。 ※※9、离子膜电解槽通电后，用数字式电压表测量每个单元槽的电压，如果某单元槽的电压偏离平均槽电压 0.3v 以上，则该单元槽为异常。在进行膜渗漏试验时， 如果膜的渗漏量大于1000ml/h ，则需进行更换。 ※※10、在检修烧碱设备或管道时，不准带压操作，必须戴上防护面罩与橡胶手套，如果遇到碱液溅入眼睛或皮肤时，应立即用大量清水或硼酸水进行冲洗。 ※※11、氢气是易燃易爆气体，氢气与空气混合其爆炸范围是氢气在空气中浓度达到 4.1%~74.2% 。遇到氢气着火，首先要保氢气正压，严禁降电流和停电处理，造成H2系统倒压，同时用二氧化碳灭火器灭火或用石棉手套或湿布隔绝空气灭火。 12、在化工生产中，控制和消除着火源主要是：明火、火花和电弧、危险温度、化学反应热。 二、问答题：
设备维护检修规程 离子膜电解槽维护检修规程
1总则 1.1规程适用范围 本规程适用于意大利De Nora2×19DD350复级式离子膜电解槽的维护和检修。 1.2设备结构简述 De Nora2×19DD350复级式离子膜电解槽由38个单元槽组成，有效电解面积为3.5m2，每个单元槽都由三部分组成：10mm厚不锈钢为基础的单元基体、阳极室及阴极室。 a.单元基体分为三部分：
1)中间一层是5mm钢板为导电支承体，上面均匀分布着238个不锈钢柱，等距穿过钢板两侧，进行焊接固定。 2)将1mm钛盘（上面有与钢板对应的238个凹槽）焊接在钢板的不锈钢柱上，同样方式将1mm镍盘焊接在钢板的另一侧。 3)在钛盘和镍盘侧面分别焊接1mm厚的钛网和镍网，作为阳极、阴极的支承网。 b.阳极室在钛盘的钛支承网上，采用该公司创制的贴粘涂层工艺，焊上一层阳极，组成阳极室（即由细、粗钛网及钛板等构成阳极室）。阳极的主体材质为钛，呈丝网状，上涂Ti、Ru等金属的氧化物固溶体作为活性涂层，涂层微观上呈龟裂状态，增大了涂层的表面积。 c.阴极室在镍盘的镍支承网上，覆盖一层由镍丝编织成的弹性镍，在弹性镍上平铺一层1mm的活性镍阴极，组成阴极室（即由粗、软、细三种镍网构成阴极室）。阴极的主体材质为镍，由于弹性镍网有成百万个小孔，可以压缩50%以上，所产生的弹性力将阴极压向膜，从而形成零极距。 1.3设备主要性能 工作介质：盐水、烧碱、氯气、氢气； 工作负荷： 11.5KA 电流密度： 3.285KA/m2 额定电流负荷： 13KA 额定电流密度： 3.71KA/m2 循环方式：自然循环 单元槽电压： 3.07V(新膜) 槽温：正常85℃ 电流效率： 93%（二年平均）、92%（三年平均） O 氯气压力： -20～-50mmH 2 O 氢气压力： +80～+120mmH 2 阳极主体材质：钛 通电面积： 3.5m2 阴极主体材质：镍
零极距离子膜电解槽 近年来，中国新建和改造项目基本都采用离子膜法烧碱工艺，离子膜法烧碱产能已占到总产能的69%，其中采用的电解槽多为高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽。近两年出现的新型零极距离子膜电解槽也开始在我国逐步推广应用，该离子膜电解槽比普通离子膜电解槽节能减排效果明显。 离子膜法烧碱电解装置中，电解单元的阴阳极间距（极距）是一项非常重要的技术指标，其极距越小，单元槽电解电压越低，相应的生产电耗也越低，当极距达到最小值时，即为零极距，亦称之为膜极距。 一般用的电解槽都是窄极距的，即阴阳电极间距约2~3mm，从而避免电解单元槽挤坏离子膜，且电压也稍高一些；而零极距是在窄极距的基础上将阴极上加一层弹性缓冲网和面网，即弹性阴极，从而将阴阳电极间距缩小到离子膜的厚度，从而使电解槽的欧姆降大大减小了。不仅提高的电流密度和产量，且电耗明显降低许多。 零极距电解槽通过降低电解槽阴极侧溶液电压降，从而达到节能降耗的效果。原有电解槽阴阳极之间的极间距为1.8~2.2毫米，溶液电压降为200毫伏左右，零极距电解槽就是改进阴极侧结构，增加弹性构件，使得阴极网贴向阳极网，电极之间的间距为膜的厚。与普通电槽相比，同等电密下零极距电槽电压降低约180毫伏，相应吨碱电耗下降约127千瓦时。此外，零极距复极式离子膜电解槽操作方便、运行平稳，可满足大规模生产工艺要求。
我国目前烧碱年产量为1850万吨，如果全部改造为零极距电解槽，年节约电能约23.5亿千瓦时。我国已提出推广该项新技术，根据安排，2012年之前将完成300万吨烧碱产能应用零极距离子膜电解槽的目标，年可节约电能约3.81亿千瓦时。 附：相关介绍 1.弹性网 弹性网是由金属线材（镍）编制，由机械压花折弯使其具备一定弹性的丝网产品。 2.极网 极网由纯镍线材编制加工，有特殊涂层（各个公司有自己不同专利）是膜极距电解槽电极重要组成部分。 3.保护网 保护网是保护膜极距电解槽电极产品，也是由金属线材编织 防止电极弹性网、极网脱落。 4.零极距电解槽生产厂家 零极距电解槽生产厂家有中国的蓝星北化机和日本的旭化成公司。另外，德国伍迪公司的伍德电解槽极距较之零极距多0.04mm 其不采用弹性阴极，也是一种比较节能的选择。 5.零极距电解槽的操作要求以及其他工艺指标可以控制为与高电流密度自然循环电解槽一样。因此 还可以自己购买弹性阴极网在相关厂家的指导下将其改造为零极距电解槽。
化学工艺学习题 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
离子膜烧碱工艺标准操作说明 第四部分电解槽操作 2010年12月 旭化成化学株式会社
-目录- IV. 电解槽操作 IV-A 电解槽操作一般指导 IV-A-1 单元槽 IV-A-2 支架 IV-A-3 管口附件 IV-A-4 一次盐水中的悬浮固体（离心脱水） IV-A-5 软管和软管垫片 IV-A-6 总管 IV-A-7 固定头和活动头的隔离（片/板） IV-B 电解槽组件的定期更新和检查 (1) 单元槽垫片 (2) 软管垫片 (3) 阳极液管口处的辅助电极 (4) 单元槽和总管上的阳极液管口 (5) 单元槽和总管上的阴极液管口 (6) 阳极 (7) 阴极 IV-C 电解槽的安装 IV-C-1 安装单元槽 (1) 准备工作 (2) 安装 IV-C-2 在单元槽上贴垫片 (1) 准备工作 (2) 垫片粘贴及垫片位置的设定 IV-C-3 膜安装 (1) 确认和准备工作 (2) 安装膜到单元槽（除了阳极端槽） (3) 安装膜到阳极端框 (4) 记录 IV-C-4 电解槽软管的安装 (1) 准备工作 (2) 电槽软管安装 IV-C-5 充液前检查电解槽 IV-D 膜的更换IV-D-1 局部膜的更换 (1) 确认 (2) 准备工作 (3) 膜的置换 IV-D-2 拆除全部的膜 (1) 确认 (2) 准备工作 (3) 从阳极端框取出膜 (4) 其他膜的取出 (5) 膜取出后所需进行的工作 IV-E 从电解槽中取出单元槽 (1) 准备工作 (2) 把单元槽放在搬运车上
(3) 把单元槽放在木制平台上 IV-A 电解槽操作一般指导 IV-A-1 单元槽 单元槽被复合隔板分成两部分，称作阳极室和阴极室。阳极室的内部是由钛材制成以防止氯气的腐蚀，阴极室的内部侧是镍材制成以防止碱的腐蚀。阳极室和阴极室的隔板两侧分别焊接固定的筋板，筋板上焊接阳极和阴极。每个电解室安装有电解液进口和出口的2个管口。单元槽臂的两边用螺栓固定有支架，单元槽通过支架挂在侧杠上。 图IV-1 图IV-2
氯碱电解工艺 1、【判断题】企业要充分利用国家对安全生产专用设备所得税优惠、安全生产费用税前扣除等财税支持政策。在年度预算中必须保证应急救援装备、设施和演练、宣传、培训、教育等投入,提高救护队员的工资福利及其他相关待遇。（√） 2、【判断题】废催化剂属于危险废物。（√） 3、【判断题】液化气是一种易燃、易爆、不易压缩的气体。（×） 4、【判断题】防火用石棉布、石棉板不属于危险废物。（×） 5、【判断题】清洁生产的目的之一就是减少排放。（√） 6、【判断题】设有自动消防设施的单位,应当不定期对其自动消防设施进行全面检查测试,并出具检测报告,存档各查。（×） 7、【判断题】槽电压总是低于理论分解电压。（×） 8、【判断题】管道安全隔绝可采用插入盲板、拆除一段管道、水封或者关闭阀门进行隔绝。（×） 9、【判断题】增产增污是正常的生产行为。（×） 10、【判断题】二级重大危险源应配备温度、压力、液位、流量、浓度等信息的不间断监测、显示和报警装置,并具备信息远传、连续记录等功能。（√）
11、【判断题】离子膜电解工艺中,Fe(OH)3具有吸附和共沉淀作用。（√） 12、【判断题】事故氯系统吸收液碱浓度越高越好。（×） 13、【判断题】氯气冷却过程中,温度低于10℃以下,氯气遇水容易生成水合物结晶,堵塞管路。（√） 14、【判断题】触电是由于电压通过人体造成的损伤。（×） 15、【判断题】离子膜电解工艺中,经过膜过滤后,盐水的钙镁含量为0。（×） 16、【判断题】有关危险化学品单位可以为危险化学品事故应急救援提供技术指导和必要的协助。（×） 17、【判断题】氢气储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关可以设在仓内。（×） 18、【判断题】为了从根本上解决工业污染问题,就是要采用少废无废技术即采用低能耗、高消耗、无污染的技术。（×） 19、【判断题】一次盐水中如存在游离氯,将会对螯合树脂造成严重破坏,因此必须除去。（√） 20、【判断题】固废物分类收集应该遵循危险废物与一般废物分开的原则。（√） 21、【判断题】氯气液化效率表示被液化的氯气量与原料氯气中纯氯气的量之比。（√） 22、【判断题】多效蒸发的目的是提高产量。（×）
电解工段复习题 一、填空 1、用于氯碱工业的阳离子交换膜目前主要有全氟磺酸膜、全氟羧酸膜和全氟磺酸/羧酸复合膜，现在主要使用全氟磺酸/羧酸复合膜类型。 2、离子膜电解槽有单极槽和复极槽两种型式。不管那种槽型，每台电解槽都是由若干个电解单元组成。每个电解单元都有阴极、阳极和离子膜。 3、单极槽运转特点是低电压、大电流。复极槽运转特点是低电流、高电流。 4、树脂再生分为吸附、脱吸、再生三个过程。 5、树脂主要吸附钙、镁两种离子。树脂塔出口要求指标小于20PPB 。 6、进树脂塔盐水温度应控制在55-65 °C。 7、离子膜主要有杜邦、旭硝子、旭化成厂家生产。 8、树脂塔长时间停车，树脂塔内盐水浓度应稀释到10 。 9、树脂塔再生时进树脂塔的稀释酸浓度 4 ％，稀释碱浓度5 ％。 10、首次开车要求槽温应该大于75 °C。 11、在降电流过程中应先降电流，后根据流量表降低流量。 二、选择 1、遇有碱液灼伤，处理方法是(C A、立即离开现场 B、立即进行包扎 C、立即用自来水或鹏酸水彻底冲洗 后，送保健站治疗D、立即到空气新鲜透风处 2、电解槽温度指标一般控制在( B ) A、70～80℃ B、80～90℃ C、75~85℃ D、78～93℃ 3、电流效率低的可能原因有( ABCD ) A、碱浓度过低 B、电流密度低 C、二次盐水中杂质超标 D、膜出现针孔 4、氯气是一种有毒、有害气体，当氯气外溢时，工作人员应( A ) A、离开现场，到上风向 B、离开现场，到下风向 C、原地不动，坚 守岗位D、立即躺倒，做人工呼吸 5、在空气中混有氢气也是有危险的，为了确保安全，当氢气排入大气时( D ) A、要先分析氢气纯度 B、要准备好灭火器材 C、要先让有关人员离开 现场D、要先经过阻火器 6、再生后二次盐水中钙、镁超标的原因（ABCD ） A、树脂量不足 B、树脂性能下降 C、镁离子含量高导致钙镁总量超标 D、一次盐水温度及PH不合适 7、如果氯气中含氢气超过（B ）时，就有爆炸的危险。 A、0.4~0.5%(vol) B、4%(vol) C、1%(vol) D、0.1%(vol) 8、烧碱中氯化物含量高，可能的原因是( ACE ) A、电流密度低 B、槽温低 C、阳极液中氯化钠浓度低 D、阴极液中NaOH浓度高 E、膜机械性能损伤或针孔
离子膜烧碱工艺流程 第一章 盐水精制甲元 1.盐水精制的目的 氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。 2.盐水精制工艺简述 直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。 第二章 电解单元 92.离子膜电解槽电解反应的基本原理 离子膜电解槽电解反应的基本原理是将电能转换为化学能，将盐水电解，生成NaOH、Cl2、H2，如图20所示，在离子膜电解槽阳极室(图示左侧)，盐水在离子膜电 解槽中电离成Na+和Cl－，其中Na+ 阴极室(图示右侧)，留下的Cl－在阳极电解作用下生成氯气。阴极室内的H2O
H+和OH－，其中OH－被具有选择性的阳离子挡在阴极室与从阳极室过来的Na+结合成为产物NaOH，H+在阴极电解作用下生成氢气。 93.离子膜电解槽的类型 离子膜电解槽按照单元槽的结构形式不同，分为单极式离子膜电解槽(图21)和复极式离子膜电解槽(图22)。单极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上只有一种电极，即单元槽是阳极单元槽或阴极单元槽，不存在一个单元槽上既有阳极又有阴极的情况。复极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上，既有阳极又有阴极(每台离子膜电解槽的最端头的端单元槽除外)，是阴阳极一体的单元槽。 94.不同类型离子膜电解槽的供电方式 离子膜电解槽的供电方式有两种∶并联和串联。在一台单极式离子膜电解槽内部(参见图23)，直流供电电路是并联的，因此总电流即为通过各个单元槽的电流之和，各单元槽的电压基本相等，所以单极式离子膜电解槽的特点是低电压大电流。 复极式离子膜电解槽(参见图24)则正好相反，
氯碱电解工艺模拟考试 1、【判断题】在氢气输送过程中产生的静电如不能及时导出,可能发生集聚并放电,有引发氢气燃烧或爆炸的危险。（√） 2、【判断题】在工厂临时参观的时候可以不必穿戴防护服装。（×） 3、【判断题】化学品安全技术说明书中“稳定性和反应性”主要叙述化学品的稳定性和反应性以及理化性质。（×） 4、【判断题】氨分、冷交液位计失灵,可根据放氨压力、放氨声音和放氨管结霜等变化情况进行操作,必要时进行停车处理。（√） 5、【判断题】沉降操作是根据重力作用的原理。（√） 6、【判断题】燃点又叫着火点,是可燃物质开始持续燃烧所需要的最低温度。（√） 7、【判断题】经费保障就是明确应急专项经费来源、使用范围和监督管理措施,保障应急状态时生产经营单位应急经费的及时到位。（×） 8、【判断题】安全带使用两年后,按批量购入情况,抽验一次。（√） 9、【判断题】众所周知重金属对人体会造成中毒,而轻金属则不会。因此我们可以放心地使用铝等轻金属制作的餐具。（×）
10、【判断题】化学品安全技术说明书中“废弃处理”指对被化学品污染的包装和无使用价值的化学品的安全处理方法。（√） 11、【判断题】建设项目职业病防护用品必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。（×） 12、【判断题】配有余热回收锅炉的合成塔出口管线,凡温度在200℃以上的高压管道及管件、紧固件,必须按设计规定用耐高温防氢脆材质,严禁用一般材料代用。（√） 13、【判断题】我国对水污染排放物实行总量控制。（√） 14、【判断题】二氧化碳的伤害途径为呼吸道吸入。（√） 15、【判断题】一氧化碳比空气重,二氧化碳比空气轻。（×） 16、【判断题】装置停车检修,需要降温时,要按降温速率进行,一般设备内介质温度要低于70℃。（×） 17、【判断题】负有危险化学品安全监督管理职责的部门的工作人员,在危险化学品安全监督管理工作中滥用职权、玩忽职守、徇私舞弊,构成犯罪的,依法追究刑事责任;尚不构成犯罪的,依法给予处分。（√） 18、【判断题】自控设备检修时无需改为手动状态,只需悬挂“禁止开动”的警示牌即可。（×） 19、【判断题】在安全生产工作中,通常所说的“三违”现象是指违章指挥、违章作业、违反劳动纪律。（√）
氯碱电解工艺模拟考试 1、【判断题】石油加工过程的废水是有机废水。（√） 2、【判断题】钙镁杂质过量,在二次盐水精制时采用螯合树脂处理时,螯合树脂塔的生产负荷会减小。（×） 3、【判断题】防止静电累计消除静电危害,采用静电接地时简易可行,十分有效的方法。（√） 4、【判断题】在相同当量下,钠型树脂体积约是氢型树脂的1.2-1.4倍。（√） 5、【判断题】报废设备无需置换干净,以节约能源。（×） 6、【判断题】综合演练是检验指挥、协调和救援专业队的救援能力及其配合情况,各种保障系统的完善情况及群众的避难能力等。（√） 7、【判断题】过量氢气不能充分混合燃烧,可能会引发氯化氢合成生产过程中爆炸事故的发生。（√） 8、【判断题】用人单位安排劳动者在高温天气期间作业,当日最高气温达到37℃以上时,应当停止当日室外作业。（×） 9、【判断题】非法人单位的主要负责人是单位的消防安全责任人,对本单位的消防安全工作全面负责。（√）
10、【判断题】石油化工企业中,无飞火的明火设备,应布置在有散发可燃气体的设备、建筑物的主导风向下风头。（×） 11、【判断题】打扫卫生时,可以用水冲洗电机等带电设备。（×） 12、【判断题】工业粉尘危害分大,在我国,车间空气中有害物质的最高容许浓度是工作地点空气中几次有代表性的采样测定不得超过的浓度。（×）13、【判断题】每次充装液氯前,应有专人对钢瓶进行严格检查,符合充装规定的钢瓶才允许充装液氯。（√） 14、【判断题】使用供风式面具时,必须安排专人监护供风设备。（√） 15、【判断题】不得安排怀孕女职工,在33℃以上的高温天气作业及室内温度在35℃以上的工作场所作业。（×） 16、【判断题】高毒作业场所设置应急撤离通道和必要的泄险区。（√） 17、【判断题】装有催化剂的反应器、有填充物的大型压力容器全面检验每六年一次。（×） 18、【判断题】在化工生产中,为了保证安全生产,一般都在爆炸极限之外的条件下选择安全操作的温度和压力。（√） 19、【判断题】隔膜电解工艺法电解时槽电压一般为3.0V-3.8V。（√） 20、【判断题】自控设备检修时无需改为手动状态,只需悬挂“禁止开动”的警示牌即可。（×）
电解岗位试题 1：电解食盐水溶液的产品有三种，即氢氧化钠，联产氯气、氢气。 2:离子交换膜电解食盐水，向阳极室提供盐水、向阴极室提供纯水，并通以直流电进行电解的方法 3:用于氯碱工业的阳离子交换膜，目前已经工业化的离子膜有全氟磺酸膜，全氟羧酸膜，全氟羧酸/全氟磺酸复合膜。 4:电解过程的实质是电解质水溶液在直流电的作用下，溶液中的离子在电极上分别放电而进行的氧化还原反应。 5:如果氯内含氢量超过4% 时，就有爆炸的危险 6:为了防止氢气与空气混合，一般电解槽的氢气系统都采用正压操作。 7:在检修烧碱设备或管道时，不准带压操作，必须戴上防护面罩与橡胶手套，如果遇到碱液溅入眼睛或皮肤时，应立即用大量清水或硼酸水进行冲洗。 8:氢气是易燃易爆气体，氢气与空气混合其爆炸范围是氢气在空气中浓度达到 4.1%~74.2% 。遇到氢气着火，首先要保氢气正压，严禁降电流和停电处理，造成H2系统倒压，同时用二氧化碳灭火器灭火或用石棉手套或湿布隔绝空气灭火。
1：写出电解氯化钠水溶液的主要反应式 答：阳极：2CL-－2e→CL2 阴极：2H2O+2e→H2↑+2OH- Na++OH-→NaOH 直流电 总反应式：2NaCL+2H2O＝CL2↑+H2↑+2NaOH 2：影响电耗的因素有哪些？ 答：（1）槽电压与电耗成正比，如果安装不好，管理不善，即便是增加一点槽电压，如增加0.1V就可造成增加7Kwh/tNaOH的电耗。（2）电流效率与电耗成反比，电流效率越高，电耗越低。 （3）电流密度增加，槽电压增加，电耗增加。 （4）断电不良造成漏电，增加电耗。 3：为什么槽电压随阴极液NaOH浓度的升高而上升？ 答：因为阴极液NaOH浓度升高，膜的含水率降低，离子膜发生收缩，使离子扩散系数明显降低下来，膜电阻增大，从而导致槽电压的上升。4：离子膜电解槽阳极液浓度偏低或过低会对膜的性能产生什么不良影响？ 答：浓度偏低时会导致电流效率下降，碱中含盐量上升，水迁移量增加。当浓度过低时，离子膜将会出现鼓泡，轻微的鼓泡对电流效率影响不大，但过多的鼓泡则导致槽电压上升和电流效流的下降；如浓度低至某一极限，则离子膜将会出现分层现象，导致膜永久性损坏。5：向离子膜电解槽阳极液加盐酸的目的是什么？加酸过量会对离子膜产生什么影响？
De Nora
World Leader in Electrochemical Science, Technology and New Markets’ Applications
1° UHDENORA-DENORA Chlorine Symposium Suzhou March 2008
IEM Anode and Cathode Coating Operation 离子膜电解阴极和阳极涂层
AGENDA 要讨论的话题
March 08 2
Importance of Coatings. 涂层的重要性 Causes of Coating Failure. 涂层失效的原因 How Maintain good coating performances all along the guaranteed life. 在寿命保证期内，如何保持好的涂层性能 Measuring the Residual coating load. 检测剩余的涂层 Measuring coating and membrane condition during the operation. 在电槽操作期间，检测涂层及膜的状况
Importance of Coatings 涂层的重要性
A good Anode coating: 好的阳极涂层
March 08 3
9Keeps your plant in business, with a very flat cell voltage profile over 8 years. 可在保证期八年时间内，维持平稳的电槽电压。 A good Cathode coating: 好的阴极涂层 9Reduces hydrogen overvoltage by more than 200 mV over bare nickel. 相对于无涂层的镍，阴极涂层可降低氢过电位200mV 以上
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 R-N +M2+ R-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 4、精制盐水的合格指标是：Ca2++Mg2+≤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
化学工艺学试卷（两套） 一、选择题（2分/题） 1.化学工业的基础原料有( ) A石油 B汽油 C乙烯 D酒精 2.化工生产中常用的“三酸二碱”是指( ) A硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、氢氧化钾 B硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钠、氢氧化钾 C硫酸、盐酸、硝酸和氢氧化钠、碳酸钠 D硫酸、盐酸、磷酸和氢氧化钾、碳酸钾 3.所谓“三烯、三苯、一炔、一萘”是最基本的有机化工原料，其中的三烯是指( ) A乙烯、丙烯、丁烯 B乙烯、丙烯、丁二烯 C乙烯、丙烯、戊烯 D丙烯、丁二烯、戊烯 4.天然气的主要成份是（） A乙烷 B乙烯 C丁烷 D甲烷 5.化学工业的产品有( ) A钢铁 B煤炭 C酒精 D天然气 6.反应一个国家石油化学工业发展规模和水平的物质是( ) A石油 B乙烯 C苯乙烯 D丁二烯 7.在选择化工过程是否采用连续操作时，下述几个理由不正确的是( ) A操作稳定安全 B一般年产量大于4500t的产品 C反应速率极慢的化学反应过程 D工艺成熟 8.进料与出料连续不断地流过生产装置，进、出物料量相等。此生产方式为( ) A间歇式 B连续式 C半间歇式 D不确定 9.评价化工生产效果的常用指标有（） A停留时间 B生产成本 C催化剂的活性 D生产能力 10.转化率指的是( ) A生产过程中转化掉的原料量占投入原料量的百分数 B生产过程中得到的产品量占理论上所应该得到的产品量的百分数 C生产过程中所得到的产品量占所投入原料量的百分比 D在催化剂作用下反应的收率 11.电解工艺条件中应控制盐水中Ca2+、Mg2+等杂质总量小于（ ) A 10μg/L B 20mg/L C 40μg/L D 20μg/L 12.带有循环物流的化工生产过程中的单程转化率的统计数据（）总转化率的统计数据。 A大于 B小于 C相同 D无法确定 13.（）表达了主副反应进行程度的相对大小，能确切反映原料的利用是否合理。A转化率 B选择性 C收率 D生产能力 14.三合一石墨炉是将合成、吸收和（）集为一体的炉子。 A 干燥 B 蒸发 C 冷却 D 过滤 15.转化率X、选择性S、收率Y的关系是（） A Y=XS B X=YS C S=YX D以上关系都不是 16.化工生产一般包括以下( )组成 A原料处理和化学反应 B化学反应和产品精制
电解槽槽型简介 离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工机械厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中，旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。 A．伍德及伍德诺拉电解槽特点●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构，易于更换电槽，维修时间短，主装好的单元最长存放时间可达2年。●电槽单元的焊接由激光自动焊接，均匀，电流接触好，使用寿命稳定，有益于高电流密度下运行。 ●电解槽材料使用好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。●单元面积2.7 m2，操作电流密度一般为5"6KA/ m2适于高电流密度下运行。●系统设计报警连锁多，安全性考虑周到。 B．氯工程公司BiTAC?电槽特点●复极式电解装置，结构简单。 ●电极波浪式结构，电解液分布和电流分布较均匀，较低的电压降，功率消耗低，高电流密度操作。●操作压力低，溢流式，操作较安全●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。●单元面积3.276 m2，操作电流密度一般5"6KA/m2适于高电流密度下
运行。 C．日本旭化成复极NCH型电解槽特点旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术，以及离子交换膜的公司。●电槽板框为压滤机型（由许多单元槽串联组成），独立组成供电线路。●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。●单元面积2.7m2，适于的电流密度4.5"5.5KA/m2。 D．北化机电解槽从1984年开始，北京化工机械厂在国家计委批准下，先后引进了日本旭化成和旭硝子公司的离子膜电槽制造技术，采用国外进口材料配套制造离子膜电解槽，日前已发展到离子膜电解槽可全部进行国产化设计制造阶段。该厂氯碱装备设计研究所自行开发、设计的第一套MBC-2.7型复极式离子膜电槽，于1993年7月在沧州投入运行，经过多年来不断的改进和完善技术水平得以提高，特别是近2"3年通过引进日本旭化成的高电流密度自然循环复极式电解槽制造技术，生产出的电槽已接近国际先进水平，适于的电流密度为4.5KA/m2。 E．INEOS电解槽特点●槽电压较低，电耗低：每个单元槽具有512个十字导电爪，电流分布均匀。●电解槽材料使用好，镍材多，钛材少，其电耗及维修费用低。●电流效率高，离子膜寿命长。电槽阴极室内部设有挡板，以增强电解液的混合，完全浸润的离子膜，能充分利用膜的有效面积。●电解槽操作简单，停车时间少。其单元槽采用螺栓紧固，单元槽之间压紧要求不严，只要求保证通电，每个单
BM2.7离子膜电解槽涂层修复方案 根据目前离子膜电解槽A、B槽运行情况及离子膜电解槽厂家建议，伍迪电解槽投运行八年必须对其单元槽阴阳极半槽涂层进行修复重涂，否则将造成槽电压的普遍升高及电槽效率的降低，对于能耗成本控制将造成很大影响。我公司离子膜电解槽A、B槽自05年6月份投运行至今已达7年，且在开车初期因自身操作原因、工艺配置缺陷及热电厂供电不稳定等诸多因素，频繁地开停车，且电解槽压差大幅度波动，A、B槽涂层脱落严重，网袋凹陷，极片不平整造成运行电压整体偏高，直接影响到直流电耗及成产成本的控制。现A槽单槽电压大于3.4V共计62台，高于3.5V共计9台；两槽框间电压偏差过大，B槽达到4V，因电压的不平衡电解槽单个槽电压保护联锁无法投入运行，一旦出现膜运行过程中针孔或气相区域孔洞将造成严重的安全事故；且离子膜在运行之后期，膜本身老化及抗撕裂性能的减弱，膜本体会出现大面积的水泡及针孔，严重影响到生产系统的安全稳定运行。我公司在2012年6月13日因膜运行至后期，各项安全指标监控工作未及时跟上，造成运行过程中D-90#单元槽爆炸，D-90#单元槽严重损坏，相邻12台电解槽不同程度损坏事故，后拆检D槽、C槽发现膜中下部大面积出现水泡，联系膜供应方及外方专家，认为除我公司操作监管方面的原因外（电解槽槽电压联锁系统未投用），主要原因在于离子膜达到运行周期（离子膜电解槽C、D槽为2006年11月25日开车投运行）。为保证生产系统的安全稳定经济运行，急需对A、B槽进行阴阳极重涂及换膜工作。 2012年7月份公司同意实施AB槽换膜涂层修复方案，并于2012年8月份签订离子膜购买合同，现离子膜已到达我公司现场，电解槽涂层修复具备条件，联系伍迪电解槽使用单位及国内离子膜电解槽涂层修复重涂厂家，现有三套方案实施方案： 第一种方案为电解槽停车，将单元槽拆除运送至涂层修复厂家进行修复重涂，重涂完毕重新组装系统开车；单元槽涂层由一家完成，其中将全部142台单元槽拆除需时间5天，电解槽修复重涂往返需时间15天，电解槽厂家修复重