CA1052731A - Electrode bipolaire et electrolyseur a electrodes bipolaires - Google Patents
Electrode bipolaire et electrolyseur a electrodes bipolairesInfo
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- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
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Abstract
RESUME Electrode bipolaire pour un électrolyseur à diaphragme, ladite électrode comprenant une paroi de support sensiblement verticale, qui porte transversalement, sur une face, des plaques d'anodes sensiblement verticales et parallèles et, sur l'autre face, des cathodes en forme de poches sensiblement verticales et parallèles, à parois ajourées, alternant avec les anodes, dans laquelle une partie au moins de la paroi de support est formée par des longerons sensiblement verticaux, supportant les poches cathodiques et disposés chacun entre deux plaques d'anodes, des ouvertures étant ménagées dans ces longerons, pour mettre les poches cathodiques en communication les unes avec les autres.
Description
iO5;~7~
La présente invention vise a perfectionner les cellules d'électrolyse, notamment les cellules destinées a la production de chlore, a partir de solutions aqueuses de chlorures de métaux alcalins.
, Elle concerne plus particulierement une électrode bipolaire pour une cellule - 5 d'électrolyse, ladite électrode comprenant une paroi de support sensiblement verticale, qui porte transversalement, sur une face, des plaques d'anodes sensible-ment verticales et parallèles et, sur l'autre face, des cathodes en forme de poches sensiblement verticales et parallèles, à parois ajourées, alternant avec les anodes.
Dans des électrodes bipolaires connues de ce genre, par exemple celle ' 10 décrite dans le brevet belge 752 380 du 23 juin 1970 au nom de PPG INDUSTRIES Inc., la plaque de support est constituée d'une tôle en acier à laquelle les anodcs ~, (constituées de plaques en titane recouvertes d'un revêtement catalytique) et les cathodes (en forme de poches à parois ajourées destinées à recevoir un diaphrag~e) sont fixées par soudure, rivets ou boulons. Du côté anodique, la tôle d'acier :i 15 est recouverte d'un revêtement de protection contre la corrosion par l'électrolyte ~;
. et les produits de l'électrolyse.
Ces électrodes bipolaires connues présentent de nombreux désavantages. Leur . . ~
`~ construction est difficile, notamment à cause de l'encombrement occasionné par la tôle de support, habituellement de grandes dimensions. L'assemblage des anodes et des cathodes sur cette tôle est également rendu difficile par la nécessité
d'assurer à la tôle une planéité rigoureuse, et de réaliser en outre une répar-... .
tition régulière et précise tes anodes et des cathodes sur ladite tôle.
Un autre désavantage appréciable de ces électrodes bipolaires connues réside -~ dans la difficulté de les désassembler, par exemple pour y remplacer l'une ou $ 25 l'autre anode ou cathode détériorée.
.
;~ Pour faciliter l'assemblage des anodes en titane sur la tôle de support et s réduire la résistance électrique de cet assemblage, on réalise parfois la tôle de support sous la forme d'une tôle composite constituée d'un feuillard en acier ! et d'un feuillard en titane appliqués l'un contre l'autre et solidarisés intimement - 30 l'un à l'autre, par exemple par soudage par explosion. Les plaques d'anodes en titane peuvent alors être facilement fixées sur le feuillard en titane.
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La présente invention vise a perfectionner les cellules d'électrolyse, notamment les cellules destinées a la production de chlore, a partir de solutions aqueuses de chlorures de métaux alcalins.
, Elle concerne plus particulierement une électrode bipolaire pour une cellule - 5 d'électrolyse, ladite électrode comprenant une paroi de support sensiblement verticale, qui porte transversalement, sur une face, des plaques d'anodes sensible-ment verticales et parallèles et, sur l'autre face, des cathodes en forme de poches sensiblement verticales et parallèles, à parois ajourées, alternant avec les anodes.
Dans des électrodes bipolaires connues de ce genre, par exemple celle ' 10 décrite dans le brevet belge 752 380 du 23 juin 1970 au nom de PPG INDUSTRIES Inc., la plaque de support est constituée d'une tôle en acier à laquelle les anodcs ~, (constituées de plaques en titane recouvertes d'un revêtement catalytique) et les cathodes (en forme de poches à parois ajourées destinées à recevoir un diaphrag~e) sont fixées par soudure, rivets ou boulons. Du côté anodique, la tôle d'acier :i 15 est recouverte d'un revêtement de protection contre la corrosion par l'électrolyte ~;
. et les produits de l'électrolyse.
Ces électrodes bipolaires connues présentent de nombreux désavantages. Leur . . ~
`~ construction est difficile, notamment à cause de l'encombrement occasionné par la tôle de support, habituellement de grandes dimensions. L'assemblage des anodes et des cathodes sur cette tôle est également rendu difficile par la nécessité
d'assurer à la tôle une planéité rigoureuse, et de réaliser en outre une répar-... .
tition régulière et précise tes anodes et des cathodes sur ladite tôle.
Un autre désavantage appréciable de ces électrodes bipolaires connues réside -~ dans la difficulté de les désassembler, par exemple pour y remplacer l'une ou $ 25 l'autre anode ou cathode détériorée.
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;~ Pour faciliter l'assemblage des anodes en titane sur la tôle de support et s réduire la résistance électrique de cet assemblage, on réalise parfois la tôle de support sous la forme d'une tôle composite constituée d'un feuillard en acier ! et d'un feuillard en titane appliqués l'un contre l'autre et solidarisés intimement - 30 l'un à l'autre, par exemple par soudage par explosion. Les plaques d'anodes en titane peuvent alors être facilement fixées sur le feuillard en titane.
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2 ~l35;~`7;~
On a toutefois constaté, à l'usage, que ces tôles composites acier-titane se détérioraient rapidement, par formation d'hydrure de titane dan~ le feuillard en titane suite à une diffusion d'hydrogene atomique formé a la surface des cathodes.
La présente invention remédie a ces désavantages des électrodes bipolaires S connues. Elle concerne, à cet effet, une électrode bipolaire pour une cellule d'électrolyse, cette électrode bipolaire comprenant une paroi de support sensiblement verticale, qui porte transversalement, sur une face, des plaques d'anodes sensible-ment verticales et paralleles et, sur l'autre face, des cathodes en forme de poches sensiblement verticales et parallèles à parois ajourées. Suivant l'invention, une partie au moins de la paroi du support est formée par des longerons sensiblement verticaux, supportant les poches cathodiques et disposés chacun entre deux plaques d'anodes, des ouvertures étant ménagées dans ces longerons, pour mettre les poches cathodiques en communication les unes avec les autres.
L'électrode bipolaire suivant l'invention présente l'avantage de pouvoir être facilement et rapidement assemblée et désassemblée. Elle peut par ailleurs .
être construite au départ d'éléments préfabriqués~ assemblés en un nombre plus ou ' moins grand suivant les dimensions demandées pour l'électrode.
Dans l'électrode bipolaire suivant l'invention, les longerons de la paroi de , support peuvent être en acier, recouverts du côté anodique, d'un revêtement de s 20 prGtection contre la corrosion par l'électrolyte. Les anodes sont de préférence ~, constituées de plaques en titane engagées entre les longerons en acier, ces pla-ques en titane étant revêtues, au moins partiellement, d'un revêtement catalytique, par exemple un revêtement conducteur contenant un métal ou un composé d'un métal du groupe du platine. On a constaté que, dans cette forme de réalisation de l'élec-trode bipolaire suivant l'invention, les anodes en titane ne sont pas le siège d'une formation d'hydrure de titane, ce qui constitue un avantage supplémentaire appréciable. Par ailleurs, la possibilité de conférer à ces plaques d'anodes une forme essentiellement plane, facilite grandement le dépot du rev8tement catalytique.
I Suivant l'invention, les surfaces de chaque plaque d'anode, qui sont en i 30 contact avec des longeronsdel~paroi de support, sont de préférence recouvertes d'un revêtement meilleur conducteur de l'électricité que le titane, par exemple ... . . -. - .. - . . .
On a toutefois constaté, à l'usage, que ces tôles composites acier-titane se détérioraient rapidement, par formation d'hydrure de titane dan~ le feuillard en titane suite à une diffusion d'hydrogene atomique formé a la surface des cathodes.
La présente invention remédie a ces désavantages des électrodes bipolaires S connues. Elle concerne, à cet effet, une électrode bipolaire pour une cellule d'électrolyse, cette électrode bipolaire comprenant une paroi de support sensiblement verticale, qui porte transversalement, sur une face, des plaques d'anodes sensible-ment verticales et paralleles et, sur l'autre face, des cathodes en forme de poches sensiblement verticales et parallèles à parois ajourées. Suivant l'invention, une partie au moins de la paroi du support est formée par des longerons sensiblement verticaux, supportant les poches cathodiques et disposés chacun entre deux plaques d'anodes, des ouvertures étant ménagées dans ces longerons, pour mettre les poches cathodiques en communication les unes avec les autres.
L'électrode bipolaire suivant l'invention présente l'avantage de pouvoir être facilement et rapidement assemblée et désassemblée. Elle peut par ailleurs .
être construite au départ d'éléments préfabriqués~ assemblés en un nombre plus ou ' moins grand suivant les dimensions demandées pour l'électrode.
Dans l'électrode bipolaire suivant l'invention, les longerons de la paroi de , support peuvent être en acier, recouverts du côté anodique, d'un revêtement de s 20 prGtection contre la corrosion par l'électrolyte. Les anodes sont de préférence ~, constituées de plaques en titane engagées entre les longerons en acier, ces pla-ques en titane étant revêtues, au moins partiellement, d'un revêtement catalytique, par exemple un revêtement conducteur contenant un métal ou un composé d'un métal du groupe du platine. On a constaté que, dans cette forme de réalisation de l'élec-trode bipolaire suivant l'invention, les anodes en titane ne sont pas le siège d'une formation d'hydrure de titane, ce qui constitue un avantage supplémentaire appréciable. Par ailleurs, la possibilité de conférer à ces plaques d'anodes une forme essentiellement plane, facilite grandement le dépot du rev8tement catalytique.
I Suivant l'invention, les surfaces de chaque plaque d'anode, qui sont en i 30 contact avec des longeronsdel~paroi de support, sont de préférence recouvertes d'un revêtement meilleur conducteur de l'électricité que le titane, par exemple ... . . -. - .. - . . .
3 10~;~73~
du platine~
L'invention est également relative a un electrolyseur ~ diaphragme du type serie pour l'électrolyse de solutions aqueuses d'halogenures de metaux alcalins, cet electrolyseur comprenant au moins deux cellules elementaires successives équi-pées chacune d'anodes alternant avec des cathode~ sensiblement verticales et paral-lèles, les anodes d'une cellule et les cathodes de l'autre cellule étant fixees transversalement à une paroi de support commune, sensiblement verticale, qui constitue une cloison de separation des deux cellules et qui forme avec les anodes . ~
et les cathodes qui y sont fixees, une électrode bipolaire, chaque cellule élemen-taire etant en communication avec un conduit d'admission d'une solution à élec-trolyser et avec des conduits d'évacuation des produits de l'électrolyse.
Suivant l'invention, l'électrode bipolaire susdite de l'électrolyseur est conforme à l'invention, telle que décrite plus haut.
Dans une forme de réalisation particulière de l'électrolyseur selon l'inven-tion, l'électrode bipolaire comprend deux longerons d'extrémité constituant une partie au moins de deux parois longitudinales d'une des cellules élémentaires.
..:, , D'autres particularités et détails de l'invention appara~tront au cours de '`i .
; la description suivante des figures du dessin annexé, qui représentent schémati-: quement, à titre d'exemple, quelques formes de réalisation de l'électrode bipo--i 20 laire et de l'électrolyseur suivant l'invention.
La figure I montre partiellement, en section horizontale, une première forme de réalisation te l'électrode bipolaire suivant l'invention ;
La figure 2 est une coupe verticale suivant le plan II-II de la figure I ;
La figure 3 montre une variante de la forme de réalisation de la figure I ;
~i 25 Les figures 4 à 8 sont des vues partielles, en section horizontale, de cinq ~ autres formes de réalisation de l'électrode bipolaire suivant l'invention ;
.,~
La figure 9 montre schématiquement, en section horizontale, une forme de réalisation particulière d'un électrolyseur à diaphragme conforme à l'invention.
Dans ces figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Dans une première forme de réalisation, représentée aux figures I et 2, ., :' ~-: ~ .
du platine~
L'invention est également relative a un electrolyseur ~ diaphragme du type serie pour l'électrolyse de solutions aqueuses d'halogenures de metaux alcalins, cet electrolyseur comprenant au moins deux cellules elementaires successives équi-pées chacune d'anodes alternant avec des cathode~ sensiblement verticales et paral-lèles, les anodes d'une cellule et les cathodes de l'autre cellule étant fixees transversalement à une paroi de support commune, sensiblement verticale, qui constitue une cloison de separation des deux cellules et qui forme avec les anodes . ~
et les cathodes qui y sont fixees, une électrode bipolaire, chaque cellule élemen-taire etant en communication avec un conduit d'admission d'une solution à élec-trolyser et avec des conduits d'évacuation des produits de l'électrolyse.
Suivant l'invention, l'électrode bipolaire susdite de l'électrolyseur est conforme à l'invention, telle que décrite plus haut.
Dans une forme de réalisation particulière de l'électrolyseur selon l'inven-tion, l'électrode bipolaire comprend deux longerons d'extrémité constituant une partie au moins de deux parois longitudinales d'une des cellules élémentaires.
..:, , D'autres particularités et détails de l'invention appara~tront au cours de '`i .
; la description suivante des figures du dessin annexé, qui représentent schémati-: quement, à titre d'exemple, quelques formes de réalisation de l'électrode bipo--i 20 laire et de l'électrolyseur suivant l'invention.
La figure I montre partiellement, en section horizontale, une première forme de réalisation te l'électrode bipolaire suivant l'invention ;
La figure 2 est une coupe verticale suivant le plan II-II de la figure I ;
La figure 3 montre une variante de la forme de réalisation de la figure I ;
~i 25 Les figures 4 à 8 sont des vues partielles, en section horizontale, de cinq ~ autres formes de réalisation de l'électrode bipolaire suivant l'invention ;
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La figure 9 montre schématiquement, en section horizontale, une forme de réalisation particulière d'un électrolyseur à diaphragme conforme à l'invention.
Dans ces figures, des mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
Dans une première forme de réalisation, représentée aux figures I et 2, ., :' ~-: ~ .
4 l~S;~73~
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l'électrode bipolaire suivant l'invention comprend une paroi de support désignée,d'une manière générale, par la notation de référence 1. -Cette paroi de support 1 ~` comprend une série de longerons verticaux 2, par exemple en acier, entre lesquels sont insérées des plaques d'anodes 3. Celles-ci peuvent être en titane,revêtues sur une partie au moins de leurs deux faces, d'un revêtement catalytique contenant un métal ou un composé d'un métal du groupe du platine. Les longerons 2 et les anodes 3 sont serrés énergiquement les uns contre les autres en sorte de former un assemblage rigide, au moyen d'une série de boulons 4 et d'écrous non représentés.
Des joints d'étanchéité 5 peuvent être insérés entre les longerons 2, dans le pro-]o longement des anodes 3.
Chaque longeron 2 présente, sur sa face opposée aux anodes 3, deux prolonge-ments transversaux verticaux 6, auxquels est fixée une cathode 7 profilée en forme de poche à parois ajourées. Celles-ci peuvent être formées, par exemple, d'un treillis métallique ou de tôles perforées ou déployées.
Les poches cathodiques 7 sont raccordées successivement les unes aux autres par des ailes latérales ajourées 9, qui peuvent être obtenues par pliage des parois longitudinales 8 des poches cathodiques 7 et qui sont appliquées l'une ~5 contre l'autre, de préférence élastiquement.
;' Les poches cathodiques 7, leurs ailes latérales 9 et les longerons 2 délimitent ainsi une chambre cathodique de l'électrode bipolaire. Pour assurer la circulation des produits de l'électrolyse dans la zone périphérique 10 de cette chambre catho-; dique, les prolongements 6 précités présentent des découpes 11 et 12.
- Les parois des poches cathodiques 7 et leurs ailes latérales ajourées 9 sont destinées à recevoir un diaphragme sur leur face extérieure à la chambre cathodi-~ 25 que précitée.
- Les longerons 2 sont recouverts, du côté des anodes, d'un revêtement 16 de protection contre la corrosion par l'électrolyte et le chlore, par exemple une couche de béton à base d'un polyester résistant au chlore.
Dans le but de renforcer l'étanchéité de l'assemblage des anodes 3 et des longerons 2, et pour réduire en outre la résistance de contact entre ces anodes et ces longerons, il est avantageux d'interposer entre ces anodes 3 et ces longe-, .
~' .
105;~731 rons 2 une couche 27 d'un ciment connu en soi, bon conducteur de l'électricité et r~sistant à la corrosion.
Suivant une variante, représentée à la figure 3, de la forme de r~alisation des figures 1 et 2, chaque poche cathodique 7 ; est engagée autour d'un prolongement 6 d'un longeron 2, et fixée ~ ce prolongement 6. Celui-ci peut être prolongé d'une tôle mé-diane 26 fixée à la partie supérieure et à la partie inférieure ; de la poche cathodique 7 de manière à faciliter la circulation du courant électrique.
Suivant une autre variante, non représentée, l'organe de serrage amovible des longerons 2 et des plaques d'anodes 3 est analogue à celui décrit dans le brevet belge 755 900 du 9 septem-bre 1970 au nom de la Demanderesse. Il comprend une série de bou-lons creux traversant respectivement les longerons 2 et vissés l'un dans l'autre. Chacun de ces boulons comprend, d'une part, une tête prenant appui contre un épaulement du longeron 2 qu'il traverse et, d'autre part, un corps fileté engagé dans un orifice taraudé dans la tête d'un écrou voisin.
`! Dans la forme de réalisation représentée à la figure 4, `~ 20 les poches cathodiques 7, analogues a celles de la forme de réali-. ~ .
;~ sation de la figure 3, sont supportées par des tôles internes mé-i~ dianes 26 des longerons verticaux 2 s'étendant contre les plaques d'anodes 3. Des barreaux métalliques sensiblement verticaux 30 sont interposés et serres entre ces tôles 26 et les plaques d'ano-des 3, d'une part, et deux de ces barreaux sont disposés de part ;1 et d'autre d'une tôle 26, d'autre part. Des entretoises 29 peuvent être disposées entre les tôles médianes 26 et les parois longitu-dinales 8 des poches cathodiques, pour renforcer la rigidité de celles-ci.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 5, les deux parois longitudinales verticales 8 des poches cathodiques 7 sont repliées l'une vers l'autre au voisinage de la paroi de . ~ .
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10S'~731 support 1, en sorte de former une paire de prolongements médians 15 insérés et serrés entre deux longerons verticaux 2 de la paroi de support 1. Les ailes latérales ajourées 9 sont rapportées di-rectement sur les parois ajourées 8 des poches cathodiques.
Une plaque conductrice 28 est de préférence insérée entre les prolongements 15 et s'étend à l'intérieur de la poche cathodi-que 7, en sorte d'y faciliter la circulation du courant électrique.
On a représenté schématiquement à la figure 6 une autre forme de réalisation ,:
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~ - 5a -6 lq.75;~73~ ' de l'électrode bipolaire suivant l'invention. Dans celle-ci, les anodes sont en forme de boîtes verticales comprenant chacune une paire de plaques 3, dispo-sées de part et d'autre d'un barreau vertical intercalaire 13. Les barreaux intercalaires 13 font partie intégrante de la paroi de support 1, où ils alternent ave~ les longerons 2 supportant les cathodes 7 par l'intermédiaire des prolonge-ments 6~
Dans la forme d'éxécution de la figure 6, les plaques 3 peuvent être pleines ou ajourées dans leur zone qui n'est pas encastrée dans la paroi de support 1.
. ~ .
Suivant une variante, représentée partiellement à la figure 7, la paire de plaques 3 constituant chaque boîte anodique, est fixée sur la semelle d'un profilé
vertical en T 14, dont l'âme est insérée entre deux longerons 2 de la paroi de -` support 1.
On a représenté à la figure 8 une forme de réalisation préférée de l'électrode ~3 bipolaire suivant l'invention. Dans celle-ci, les anodes sont en forme de boîtes ~ 15 et comprennent chacune une paire de plaques 3 disposées de part et d'autre d'un `~ longeron vertical 2 de la paroi de support. Les poches cathodiques 7 sont prolon-~ gées par des ailes latérales 9 obtenues, par exemple, par pliage des extrémités de -~; leurs parois 8. Les poches cathodiques 7 sont fixées par paires, par 1'intermédiaire des ailes latérales 9, à des prolongements 25 des longerons verticaux 2. Chaque poche cathodique 7 est ainsi supportée par deux longerons de la paroi de support.
~, Des barreaux intercalaires 13 sont interposés entre les paires successives de plaques 3.
Dans l'électrode bipolaire de la figure 8, les poches cathodiques 7 et leurs ailes latérales 9 peuvent par exemple être formées ensemble d'une structure ajourée, ontulée.
La forme d'exécution de la figure 8 présente l'avantage de raccourcir les lignes de courant électrique circulant des cathodes aux anodes, à travers la paroi de support 1.
On a représenté schématiquement et en section horizontale, à la figure 9, une forme de réalisation préférée d'un électrolyseur à diaphragme suivant l'invention.
Celui-ci comprend cinq cellules d'électrolyse élémentsires 17 séparées l'une ~' .
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7 ~ ~5~7;~
de l'autre par des cloisons transversales verticales I formant chacune une paroide support d'une électrode bipolaire conforme a l'invention, telle que décrite plus haut. Cette cloison ou paroi de support ] comprend, comme décrit plus haut,une série de longerons verticaux 2 serrés les uns contre les autres, avec
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l'électrode bipolaire suivant l'invention comprend une paroi de support désignée,d'une manière générale, par la notation de référence 1. -Cette paroi de support 1 ~` comprend une série de longerons verticaux 2, par exemple en acier, entre lesquels sont insérées des plaques d'anodes 3. Celles-ci peuvent être en titane,revêtues sur une partie au moins de leurs deux faces, d'un revêtement catalytique contenant un métal ou un composé d'un métal du groupe du platine. Les longerons 2 et les anodes 3 sont serrés énergiquement les uns contre les autres en sorte de former un assemblage rigide, au moyen d'une série de boulons 4 et d'écrous non représentés.
Des joints d'étanchéité 5 peuvent être insérés entre les longerons 2, dans le pro-]o longement des anodes 3.
Chaque longeron 2 présente, sur sa face opposée aux anodes 3, deux prolonge-ments transversaux verticaux 6, auxquels est fixée une cathode 7 profilée en forme de poche à parois ajourées. Celles-ci peuvent être formées, par exemple, d'un treillis métallique ou de tôles perforées ou déployées.
Les poches cathodiques 7 sont raccordées successivement les unes aux autres par des ailes latérales ajourées 9, qui peuvent être obtenues par pliage des parois longitudinales 8 des poches cathodiques 7 et qui sont appliquées l'une ~5 contre l'autre, de préférence élastiquement.
;' Les poches cathodiques 7, leurs ailes latérales 9 et les longerons 2 délimitent ainsi une chambre cathodique de l'électrode bipolaire. Pour assurer la circulation des produits de l'électrolyse dans la zone périphérique 10 de cette chambre catho-; dique, les prolongements 6 précités présentent des découpes 11 et 12.
- Les parois des poches cathodiques 7 et leurs ailes latérales ajourées 9 sont destinées à recevoir un diaphragme sur leur face extérieure à la chambre cathodi-~ 25 que précitée.
- Les longerons 2 sont recouverts, du côté des anodes, d'un revêtement 16 de protection contre la corrosion par l'électrolyte et le chlore, par exemple une couche de béton à base d'un polyester résistant au chlore.
Dans le but de renforcer l'étanchéité de l'assemblage des anodes 3 et des longerons 2, et pour réduire en outre la résistance de contact entre ces anodes et ces longerons, il est avantageux d'interposer entre ces anodes 3 et ces longe-, .
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105;~731 rons 2 une couche 27 d'un ciment connu en soi, bon conducteur de l'électricité et r~sistant à la corrosion.
Suivant une variante, représentée à la figure 3, de la forme de r~alisation des figures 1 et 2, chaque poche cathodique 7 ; est engagée autour d'un prolongement 6 d'un longeron 2, et fixée ~ ce prolongement 6. Celui-ci peut être prolongé d'une tôle mé-diane 26 fixée à la partie supérieure et à la partie inférieure ; de la poche cathodique 7 de manière à faciliter la circulation du courant électrique.
Suivant une autre variante, non représentée, l'organe de serrage amovible des longerons 2 et des plaques d'anodes 3 est analogue à celui décrit dans le brevet belge 755 900 du 9 septem-bre 1970 au nom de la Demanderesse. Il comprend une série de bou-lons creux traversant respectivement les longerons 2 et vissés l'un dans l'autre. Chacun de ces boulons comprend, d'une part, une tête prenant appui contre un épaulement du longeron 2 qu'il traverse et, d'autre part, un corps fileté engagé dans un orifice taraudé dans la tête d'un écrou voisin.
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;~ sation de la figure 3, sont supportées par des tôles internes mé-i~ dianes 26 des longerons verticaux 2 s'étendant contre les plaques d'anodes 3. Des barreaux métalliques sensiblement verticaux 30 sont interposés et serres entre ces tôles 26 et les plaques d'ano-des 3, d'une part, et deux de ces barreaux sont disposés de part ;1 et d'autre d'une tôle 26, d'autre part. Des entretoises 29 peuvent être disposées entre les tôles médianes 26 et les parois longitu-dinales 8 des poches cathodiques, pour renforcer la rigidité de celles-ci.
Dans la forme de réalisation représentée à la figure 5, les deux parois longitudinales verticales 8 des poches cathodiques 7 sont repliées l'une vers l'autre au voisinage de la paroi de . ~ .
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Une plaque conductrice 28 est de préférence insérée entre les prolongements 15 et s'étend à l'intérieur de la poche cathodi-que 7, en sorte d'y faciliter la circulation du courant électrique.
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~ - 5a -6 lq.75;~73~ ' de l'électrode bipolaire suivant l'invention. Dans celle-ci, les anodes sont en forme de boîtes verticales comprenant chacune une paire de plaques 3, dispo-sées de part et d'autre d'un barreau vertical intercalaire 13. Les barreaux intercalaires 13 font partie intégrante de la paroi de support 1, où ils alternent ave~ les longerons 2 supportant les cathodes 7 par l'intermédiaire des prolonge-ments 6~
Dans la forme d'éxécution de la figure 6, les plaques 3 peuvent être pleines ou ajourées dans leur zone qui n'est pas encastrée dans la paroi de support 1.
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Suivant une variante, représentée partiellement à la figure 7, la paire de plaques 3 constituant chaque boîte anodique, est fixée sur la semelle d'un profilé
vertical en T 14, dont l'âme est insérée entre deux longerons 2 de la paroi de -` support 1.
On a représenté à la figure 8 une forme de réalisation préférée de l'électrode ~3 bipolaire suivant l'invention. Dans celle-ci, les anodes sont en forme de boîtes ~ 15 et comprennent chacune une paire de plaques 3 disposées de part et d'autre d'un `~ longeron vertical 2 de la paroi de support. Les poches cathodiques 7 sont prolon-~ gées par des ailes latérales 9 obtenues, par exemple, par pliage des extrémités de -~; leurs parois 8. Les poches cathodiques 7 sont fixées par paires, par 1'intermédiaire des ailes latérales 9, à des prolongements 25 des longerons verticaux 2. Chaque poche cathodique 7 est ainsi supportée par deux longerons de la paroi de support.
~, Des barreaux intercalaires 13 sont interposés entre les paires successives de plaques 3.
Dans l'électrode bipolaire de la figure 8, les poches cathodiques 7 et leurs ailes latérales 9 peuvent par exemple être formées ensemble d'une structure ajourée, ontulée.
La forme d'exécution de la figure 8 présente l'avantage de raccourcir les lignes de courant électrique circulant des cathodes aux anodes, à travers la paroi de support 1.
On a représenté schématiquement et en section horizontale, à la figure 9, une forme de réalisation préférée d'un électrolyseur à diaphragme suivant l'invention.
Celui-ci comprend cinq cellules d'électrolyse élémentsires 17 séparées l'une ~' .
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7 ~ ~5~7;~
de l'autre par des cloisons transversales verticales I formant chacune une paroide support d'une électrode bipolaire conforme a l'invention, telle que décrite plus haut. Cette cloison ou paroi de support ] comprend, comme décrit plus haut,une série de longerons verticaux 2 serrés les uns contre les autres, avec
5 interposition de plaques d'anodes verticales 3. Ces longerons verticaux 2 portent des poches cathodiques 7 en treillis métallique, alternant avec les anodes 3 d'une cellule elementaire 17 voisine.
Suivant l'invention, les longerons d'extremite 18 de chaque paroi de support I comprennent des prolongements lateraux 19 qui constituent respectivement les 10 deux parois laterales verticales d'une cellule elementaire 17 jouxtant la cloison : .:
~ 1. Des joints d'etancheite appropries 20 sont interposes entre ces prolongements `i 19 et la cloison I suivante.
y Les deux cloisons d'extremite 21 et 22 de l'electrolyseur sont agencées d'une manière analogue à la cloison 1, à la seule différence qu'elles sont unipolaires, ~, 15 respectivement cathodique et anodique. Elles sont munies, sur leur face extérieure à l'électrolyseur, de barres collectrices de courant 23.
L'ensemble des cloisons transversales 1, les cloisons t'extrémite 21 et 22 ,. j,l, ~, et les parois latérales 19 sont fixées de manière etanche à une base non représen--~ tée formant la sole des cellules elementaires. Celles-ci sont en outre recouvertes : .~
~ 20 t'un couvercle non represente.
. ~, .
~ L'électrolyseur de la figure 9 comprend en outre des conduits, non repré~entés, ~ . 1 pour l'admission de la solution à électrolyser dans les cellules élémentaires et1 pour l'extraction, hors de celles-ci, des produits de l'électrolyse.
;' La présente invention n'est évidemment pas limitée aux formes de réalisation . 25 qui viennent d'être decrites à titre d'exemple. De nombreuses modifications peuvent être apportees dans la forme et la nature des éléments qui les constituent sans sortir du cadre des revendications suivantes.
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Suivant l'invention, les longerons d'extremite 18 de chaque paroi de support I comprennent des prolongements lateraux 19 qui constituent respectivement les 10 deux parois laterales verticales d'une cellule elementaire 17 jouxtant la cloison : .:
~ 1. Des joints d'etancheite appropries 20 sont interposes entre ces prolongements `i 19 et la cloison I suivante.
y Les deux cloisons d'extremite 21 et 22 de l'electrolyseur sont agencées d'une manière analogue à la cloison 1, à la seule différence qu'elles sont unipolaires, ~, 15 respectivement cathodique et anodique. Elles sont munies, sur leur face extérieure à l'électrolyseur, de barres collectrices de courant 23.
L'ensemble des cloisons transversales 1, les cloisons t'extrémite 21 et 22 ,. j,l, ~, et les parois latérales 19 sont fixées de manière etanche à une base non représen--~ tée formant la sole des cellules elementaires. Celles-ci sont en outre recouvertes : .~
~ 20 t'un couvercle non represente.
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~ L'électrolyseur de la figure 9 comprend en outre des conduits, non repré~entés, ~ . 1 pour l'admission de la solution à électrolyser dans les cellules élémentaires et1 pour l'extraction, hors de celles-ci, des produits de l'électrolyse.
;' La présente invention n'est évidemment pas limitée aux formes de réalisation . 25 qui viennent d'être decrites à titre d'exemple. De nombreuses modifications peuvent être apportees dans la forme et la nature des éléments qui les constituent sans sortir du cadre des revendications suivantes.
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Claims (12)
1. Electrode bipolaire pour un électrolyseur à dia-phragme, ladite électrode comprenant une paroi de support sensible-ment verticale, qui porte transversalement, sur une face, des pla-ques d'anodes sensiblement verticales et parallèles et, sur l'autre face, des cathodes en forme de poches sensiblement verticales et parallèles, à parois ajourées, alternant avec les anodes et fixées sur des longerons métalliques verticaux, caractérisée en ce qu'une partie au moins de la paroi de support est formée d'un alternance de prolongement des plaques d'anodes et des longerons susdits, et en ce que les longerons sont percés d'ouvertures reliant les po-ches des cathodes entre elles.
2. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque poche cathodique est supportée par deux longerons en regard l'un de l'autre, et en ce que chaque anode comprend au moins une paire de plaques disposées vis-à-vis l'une de l'autre, de part et d'autre d'un longeron relié à deux poches cathodiques successives.
3. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chaque longeron porte une poche cathodique unique et est disposé entre une paire de plaques d'anodes appartenant à deux anodes distinctes.
4. Electrode suivant la revendication 3, caractérisée en ce que chaque longeron comprend une plaque disposée axialement dans la poche cathodique qu'il supporte et une paire de barreaux parallèles disposés de part et d'autre de la plaque.
5. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les poches cathodiques sont raccordées successivement les unes aux autres, au voisinage de la paroi de support, par des ailes latérales, sensiblement verticales.
6. Electrode suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les ailes latérales des poches cathodiques successives sont ajourées et appliquées élastiquement l'une contre l'autre.
7. Electrode suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble des longerons verticaux porte une feuille ajourée, qui est profilée en sorte de former des ondulations qui correspondent chacune à la paroi ajourée d'une des poches catho-diques.
8. Electrode suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'un ciment, conducteur de l'électricité et résistant à la corrosion, est interposé entre les plaques d'anodes et les longe-rons, respectivement les barreaux.
9. Electrode suivant la revendication 1, 2 ou 3, carac-térisée en ce que des joints d'étanchéité sont interposes entre les longerons dans le prolongement des plaques d'anodes.
10. Electrode suivant la revendication 1, 2 ou 3, carac-térisée en ce que les longerons sont en acier et portent, du côte des anodes, un revêtement de protection contre la corrosion.
11. Electrolyseur à diaphragme du type série, comprenant au moins deux cellules élémentaires successives équipées chacune d'anodes alternant avec les cathodes sensiblement verticales et parallèles, les anodes d'une cellule et les cathodes de l'autre cellule étant fixées transversalement à une paroi de support com-mune, sensiblement verticale, qui constitue une cloison de sépara-tion des deux cellules et qui forme, avec les anodes et les catho-des qui y sont fixées, une électrode bipolaire, chaque cellule élémentaire étant en communication avec un conduit d'admission d'une solution à électrolyser et avec des conduits d'évacuation des produits de l'électrolyse, caractérisé en ce que l'électrode bipolaire est conforme à la revendication 1.
12. Electrolyseur suivant la revendication 11, carac-térisé en ce que l'électrode bipolaire comprend deux longerons d'extrémité constituant une partie au moins de deux parois laté-rales d'une des cellules élémentaires.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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-
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