BE819718R - Cellule d'electrolyse a anodes metalliques verticales fixees dans le fond de la cellule - Google Patents

Description

  La présente invention a pour objet une cellule d'électrolyse a électrodes

  
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de solutions aqueuses d'halogénures de métaux alcalins.

  
Dans le brevet belge principal 780 912 du 20.3.1972, au nom de la Demanderesse, on décrit et revendique une cellule d'électrolyse comprenant

  
des cathodes alternant avec des anodes sensiblement verticales et sensiblement parallèles, les anodes comprenant des plaques ou des rangées de plaques en un

  
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deux faces; d'une couche comprenant un métal ou un composé d'un métal du groupe

  
du platine, et dont la partie'inférieure est fixée à un socle formant la sole

  
de la cellule, et est connectée à une amenée de courant, ladite cellule étant caractérisée en ce que l'amenée de courant comprend des barres métalliques qui s'étendent respectivement entre les plaques ou les rangées de plaques, et qui

  
sont serrées entre ces plaques par un organe de serrage connu en soi, la partie inférieure des plaques, les barres métalliques et l'organe de serrage étant

  
noyés et scellés dans une casse en un matériau rigide non conducteur de l'électricité et de la chaleur, constituant le socle précité et retenant verticalement et latéralement les anodes.

  
La cellule suivant le brevet principal est de construction simple et économique et présente un encombrement minimum. Elle réduit par ailleurs au

  
minimum le risque d'une déformation des anodes, en service, sous l'action de contraintes d'origine thermique.

  
Dans la cellule du brevet principal, les barres métalliques sont protégées par le socle contre l'action corrosive de l'électrolyte, et elles peuvent

  
par conséquent être réalisées en un matériau bon conducteur de l'électricité,

  
par exemple en cuivre ou en aluminium. Le socle peut être aisément fabriqué 

  
en béton coulé autour des barres métalliques et de la partie inférieure des plaques d'anodes. On utilise de préférence un béton dont le liant contient

  
une résine de polyester résistant à l'action corrosive de l'électrolyte et des produits de l'électrolyse.

  
Pendant le fonctionnement de la cellule, les barres métalliques d'amenée

  
de courant sont le siège d'un échauffement par effet Joule, entraînant une dilatation des barres et l'apparition de tensions de traction dans le socle. Lorsque la cellule fonctionne sous une densité de courant élevée, l'importance

  
de ces tensions internes peut parfois devenir suffisante pour provoquer une fissuration du socle avec, comme conséquence, une infiltration de l'électrolyte jusqu'aux barres métalliques, suivie d'une corrosion rapide de celles-ci.

  
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au voisinage de la face du socle, qui est traversée par les barres métalliques d'amenée de courant.

  
L'invention vise à perfectionner la cellule faisant l'objet du brevet principal, de manière à réduire le risque d'une fissuration du socle, en service. Elle concerne à cet effet une cellule d'électrolyse conforme à la revendication.! du brevet principal, comprenant des cathodes alternant avec

  
des anodes sensiblement verticales et sensiblement parallèles, les anodes comprenant des plaques ou des rangées de plaques en un matériau filmogène, qui sont revêtues chacune, sur une partie au moins de leur deux faces, d'une couche comprenant un métal ou un composé d'un métal du_groupe du platine, et dont la partie inférieure est fixée à un socle formant la sole de la cellule, et est connectée à une amenée de courant, ladite amenée de courant comprenant des barres métalliques qui s'étendent respectivement entre les plaques ou les rangées de plaques, et qui sont serrées entre ces plaques par un organe de serrage connu en soi, la partie inférieure des plaques, les barres métalliques et l'organe de serrage étant noyés et scellés dans une masse en un matériau rigide non conducteur de l'électricité et de la chaleur,

   constituant le socle précité et retenant verticalement et latéralement les anodes. Suivant l'invention, le socle présente une encoche qui s'ouvre à travers une face du socle, traversée par les barres métalliques, et qui est traversée par lesdites barres, ladite encoche étant remplie d'un joint souple et élastique, entourant les barres et adhérant à celles-ci et aux parois de l'encoche.

  
Dans la cellule suivant l'invention, le joint souple et élastique reprend élastiquement une partie des contraintes de traction exercées par la dilatation des barres métalliques dans le socle. Toutes autres choses égales, l'invention réduit ainsi les effets des contraintes d'origine thermique au sein du socle, principalement dans la zone voisine de sa face susdite qui est traversée par les barres métalliques d'amenée de courant.

  
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le joint souple et élastique est un élastomère coulé dans l'encoche et polymérisé in situ, au contact de l'air ambiant. Il peut comprendre, par exemple, le caoutchouc

  
DPR 336 (marque déposée par H.V. Hardman Co.), ou une gomme à base de silicone telle que celles connues sous les marques déposées Silopren KI et Silopren K3
(Bayer) et Silastic RTV 589 (DOW Corning Corp.). 

  
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, destinée à améliorer la résistance mécanique du socle, celui-ci est réalisé en un béton comprenant, outre du sable et des graviers siliceux, des microsphères en verre, le liant étant une résine de polyester résistant à la corrosion par l'électrolyte et les produits de l'électrolyse. La présence des microsphères en verre a pour effet d'améliorer les caractéristiques mécaniques du socle. Elles ont de préférence une granulométrie comprise ente 100 et 300 microns, et leur teneur panai les constituants du béton, sans le liant, est avantageusement de

  
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Des particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante des figures annexées qui représentent, à titre d'exemple seulement, une forme de réalisation particulière de la cellule suivant l'invention.

  
La figure 1 est une vue partielle, en section longitudinale verticale, d'une forme de réalisation de l'assemblage anodique et du socle d'une cellule conforme à l'invention, destinée à la production de chlore par électrolyse d'une saumure de chlorure de sodium ou de potassium ; La figure 2 est une vue latérale, dans le sens de la flèche II de la figure 1.

  
Dans ces figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.

  
La cellule représentée aux figures comprend, sur une embase 1 en béton armé, un socle 2 formant la scie 3 de la cellule et supportant les anodes. Celles-ci sont constituées de rangées parallèles de plaques 4 en métal filmogène ou en un alliage de métal filmogène, recouvertes, sur une partie au moins de chaque face, d'un revêtement électrocatalytique, catalysant la décharge des ions chlore.

  
De manière connue en soi, le métal filmogène peut être choisi parmi le groupe du titane, du tantale, du niobium, du zirconium et du tungstène. Le revêtement électrocatalytique peut comprendre un métal ou un composé d'un métal du groupe du platine, tel que le platine, le ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium et l'iridium.

  
Les plaques d'anodes 4 sont engagées et serrées, à leur partie inférieure, entre des barres d'amenée de courant 5, de préférence en cuivre ou en aluminium, noyées et scellées dans le socle 2. Les barres 5 traversent une face latérale 6 du socle 2, de manière permettre leur connexion à la borne positive d'une source de courant continu, ou en s&#65533;rie avec une cellule d'électrolyse voisine.

  
Dans la direction transversale aux plaques d'anodes 4, les rangées de plaquée 4 et les barres 5 qui y sont fixées, sont réparties en plusieurs ensembles anodiques distincts,- en l'occurrence quatre ensembles de cinq anodes

  
et quatre barres, dans le cas de la figure 2.

  
Suivant l'invention, une encoche 7 est ménagée dans le socle 2,.autour

  
des barres métalliques 5 de chaque ensemble anodique, en avant des plaques d'anodes 4, ladite encoche 7 s'ouvrant à travers la face 6 susdite du socle 2. Les encoches 7 sont remplies d'un joint souple et élastique 8, adhérant aux parois de l'encoche et aux barres métalliques S.

  
Pour réduire davantage les effets des contraintes d'origine thermique au sein du socle 2, la partie inférieure des plaques 4 et les barres 5 de chaque ensemble anodique sont avantageusement enveloppées dans une membrane élastique, non représentée, comme décrit et revendiqué dans le brevet principal. Cette membrane élastique est de préférence étanche et inerte vis-à-vis de l'électro-

  
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Pour fabriquer la cellule représentée aux figures, on construit plusieurs et.sembles anodiques, en assemblant des plaques d'anodes 4 entre des barres métalliques 5. On engage un manchon en verre cellulaire autour des barres 5 de chaque ensemble anodique ainsi réalisé, en avant des plaques 4, ces manchons ayant des dimensions correspondant à celles des encoches 7 précitées.

  
On réalise par ailleurs un béton en mélangeant par exemple 75 !! en poids de sable et de graviers siliceux et 25 Z en poids de microsphères en verre,

  
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sation sous vide, on ajoute à ce mélange une résine de polyester,connue sous la marque déposée Atlac (Atlas Chemical Industries).

  
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le béton autour des barres métalliques 5 et des manchons en verre cellulaire, en appliquant le procédé décrit et revendiqué dans le brevet principal.

  
Après prise et durcissement du béton, on extrait le verre cellulaire pour former les encoches 7 dans le socle 2, puis on fait pivoter l'assemblage anodique et son socle de manière à placer les barres 5 verticalement, les encoches 7 étant orientées vers le haut. On coula ensuite dans celles-ci un élastomère capable de polymériser in situ à l'air, par exemple le caoutchouc

  
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on replace l'assemblage anodique dans sa position normale, puis on continue le montage de la cellule, en appliquant le procède du brevet principal.

  
Dans une variante non représentée de l'invention, un presse-étoupe est engagé dans chaque enceinte 7, autour des barres 5, pour retenir et comprimer les joints 8.

  
L'invention n'est évidemment pas limitée aux formes de réalisation qui précèdent, de nombreuses modifications pouvant y être apportées. 

REVENDICATIONS

  

Claims (1)

1 - Cellule d'électrolyse conforme à la revendication 1 du brevet principal, comprenant des cathodes alternant avec des anodes sensiblement verticales et sensiblement parallèles, les anodes comprenant des plaques ou des <EMI ID=9.1>

une partie au moins de leur deux faces, d'une couche comprenant un métal ou un composé d'un métal du groupe du platine, et dont la partie inférieure est fixée à un socle formant la sole de la cellule, et est connectée à une amenée de courant, ladite amenée de courant comprenant des barres métalliques qui s'étendent respectivement entre les plaques ou les rangées de plaques, et qui sont serrées entre ces plaques par un organe de serrage connu en soi, la partie inférieure des plaques, les barres métalliques et l'organe de serrage étant noyés et scellés dans une caasse en un matériau rigide non conducteur de l'électricité et de la chaleur, constituant le socle précité et retenant verticalement et latéralement les anodes, caractérisée en ce que le socle présente une encoche qui s'ouvre à travers une face du socle, traversée par les barres métalliques,

et qui est traversée par lesdites barres, ladite encoche étant

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'celles-ci et aux parois de l'encoche.

2 - Cellule suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le joint souple et élastique est retenu et comprime dans l'encoche au moyen d'un presseétoupe.

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joint est un élastomère coulé dans l'encoche et polymérisé in situ. à l'air.

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risée en ce que le socle est en béton comprenant d'une part un mélange de graviers siliceux, de sable siliceux et de microsphères en verre et, d'autre part, un liant comprenant une résine de polyester.

5 - Cellule suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le mélange susdit comprend environ 25 Z en poids de cicrosphères en verre.

6 - Cellule suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la granulométrie des microsphères est comprise entre )00 et 300 microns.