Installation d'électrolyse La présente invention a pour objet une installation d'électrolyse comportant des cel lules munies chacune d'une anode et d'une cathode et alimentées par une conduite de dis tribution reliée à une pompe d'alimentation, chaque cellule étant en outre munie de deux conduites d'échappement des gaz produits sur l'anode et la cathode, ces conduites plongeant dans deux séparateurs reliés chacun à un ga zomètre et à un réservoir d'électrolyte dans le quel plonge la tubulure d'aspiration de la pom pe d'alimentation.
De telles installations existent actuellement par exemple pour la production d'hydrogène et d'oxygène par électrolyse de l'eau. L'élec trolyte utilisé est généralement constitué par une solution de potasse. Dans ces installations les cellules sont isolées électriquement les unes des autres par des joints isolants car leurs enveloppes sont sous tension. Il s'ensuit que toutes les conduites reliées à ces cellules doi vent comporter un tronçon en une matière iso lante. C'est ainsi par exemple que les deux con duites d'échappement des gaz de chaque cellule comportent généralement un tronçon consti tué par un tube de verre dont les deux extré mités sont reliées à des conduits métalliques par des joints étanches.
Or, le verre est attaqué par l'électrolyte d'une part, et d'autre part, il présente de mau vaises qualités mécaniques. Il s'ensuit que ces tubes de verre se fendent et se cassent fréquem ment, ce qui provoque chaque fois la mise hors service de l'installation pendant le temps nécessaire au remplacement du ou des tubes cassés ou fendus.
L'installation, objet de l'invention, tend à remédier à cet inconvénient et est caractérisée par le fait qu'au moins une partie de la lon gueur de chacune des conduites d'échappement des gaz de chaque cellule est en une matière isolante, résistant à l'action chimique de l'élec trolyte, pratiquement incassable et déformable sous une action mécanique.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de l'installation d'électrolyse selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective de cette forme d'exécution.
La fig. 2 en est une vue partielle en coupe. La fig. 3 est un schéma des conduites re liant entre eux les divers éléments de l'installa tion.
La fig. 4 est une vue partielle en coupe d'une variante d'exécution. La fig. 5 est une vue partielle en coupe de la conduite de distribution. La fig. 6 est une vue partielle en coupe d'une variante d'exécution de cette conduite de distribution. L'installation représentée comprend des batteries de cellules serrées les unes contre les autres. Chaque cellule comporte un cadre mé tallique 1 (fig. 2) portant un diaphragme 2 en toile d'amiante par exemple, deux électro des 3 et 4 reliées électriquement aux deux pôles d'une génératrice non représentée. Le cadre 1 est isolé électriquement d'une plaque de séparation 6 par des joints annulaires 7 en matière isolante.
L'ensemble des cellules est serré à l'aide de tirants 5, d'écrous et de res sorts.
Chaque cellule comporte un conduit d'ali mentation 8 débouchant dans sa partie infé rieure. Toutes les conduites d'alimentation sont reliées à une conduite de distribution 9 ali mentée en électrolyte par une conduite 10 re liée à une pompe d'alimentation 11. La tubu lure d'aspiration 12 de cette pompe plonge dans un réservoir d'électrolyte 13. La con duite de distribution 9 est constituée par des tronçons de tubes métalliques 14 (fig. 5) dis posés bout à bout avec interposition entre cha cun d'eux d'un joint d'étanchéité isolant 15. L'ensemble des tronçons de tubes 14 est serré au moyen de tirants 16 prenant appui sur deux pièces d'extrémités 17 par l'intermédiaire d'écrous 18.
Chaque cellule est encore munie de deux conduites d'échappement 19 et 20 reliées cha cune à un tube plongeur 21. Ces derniers plongent dans deux séparateurs de gaz 22 et 23 remplis partiellement d'électrolyte. Chaque séparateur est relié par une conduite 24 et 25 à un gazomètre (non représenté) et par une conduite 26 au réservoir d'électrolyte.
Les conduites d'échappement 19 et 20 doi vent être isolées électriquement des parois des séparateurs. Dans la forme d'exécution de l'in vention représentée à la fig. 1, une partie 28 de chaque conduite 19 et 20 est constituée par un tube 28 en une matière isolante. Ce tube 28 est relié à chacune de ses extrémités par un joint d'étanchéité 27 et 29 aux parties métal liques de ces conduites. Ce tube 28 est en une matière isolante, capable de supporter sans se casser, ni se fissurer 1) les déformations dues par exemple aux al longements des cadrés des cellules sous l'action de la chaleur développée par le processus d'électrolyse.
2) les tensions et déformations dues à l'échauf fement des conduites 19 et 20 parcourues par des gaz chauds. 3) les tensions internes dues par exemple aux variations brusques de la température de la surface externe des tubes lorsqu'ils sont lé chés par un courant d'air froid.
En outre, ces tubes sont en une matière transparente qui résiste à l'action chimique de l'électrolyte, de sorte que la durée de vie de ces tubes isolants est pratiquement illimitée. En conséquence, l'installation peut rester de manière permanente en fonction, ce qui per met d'augmenter dans une mesure notable la production journalière d'une installation d'élec trolyse.
De très bons résultats ont été obtenus à l'aide de tubes en matières synthétiques plasti ques, telles que des matières polymérisées à base d'ester méthacrylique, présentant un mo dule d'élasticité de 15 000 à 40 000 kg/cm2, une résistance à la flexion de 600 à 2000 kg/cm , une dureté très faible, de très bonnes qualités d'isolants électriques, résistant à des températures d'au moins 80 C, et aux ac tions chimiques des acides et des bases contenus dans les électrolytes, et qui, de plus est déformable sous une ac tion mécanique car sa dureté est très faible.
En conséquence, des variations brusques de température subies par l'une des faces des tu bes provoquent simplement des déformations de ceux-ci sous l'action des tensions internes mais ne peuvent pas être la cause de fissures ou de cassures. Enfin, cette matière plastique est transparente ou au moins translucide, ce qui permet de vérifier le fonctionnement de cha que cellule.
Dans la variante d'exécution représentée par la fig. 4, les conduites 19 et 20 sont entiè rement en matière synthétique plastique iso lante et transparente présentant les qualités mécaniques physiques et chimiques indiquées ci-dessus. Dans cette variante d'exécution il est possible donc de supprimer pour chaque cellule deux joints d'étanchéité, ce qui permet de réduire le prix de montage de l'installation.
Toutefois, le grand avantage d'une installation, dont les conduites 19 d'échappement du gaz d'hydrogène sont en une matière synthétique plastique, est dû au fait que ce genre de ma tière résiste à l'action combinée de ce gaz ré ducteur et de l'électrolyte, alors que les mé taux sont attaqués par l'action réductrice de l'hydrogène, combinée à l'action .chimique de l'électrolyte entraîné par les gaz s'échappant à travers cette conduite. Ces gaz pouvant at teindre des températures de 60 à 80o C, cette matière plastique résiste à une température d'au moins 801, C sans se ramollir.
Ainsi, une installation d'électrolyse, dont les conduites d'échappement du gaz hydrogène sont en une matière synthétique plastique ayant les caractéristiques mécaniques et chimiques indiquées, présente le grand avantage que ces conduites sont pratiquement inusables de sorte qu'il n'est plus nécessaire d'arrêter l'installation périodiquement pour changer ces conduites d'échappement.
En outre, dans la variante d'exécution re présentée par cette fig. 4, les tubes plongeurs 21 sont également en une matière synthétique plastique présentant les qualités physiques, mé caniques et chimiques indiquées plus haut. Ces tubes ne sont dès lors plus attaqués par les électrolyses secondaires qui prennent naissance dans la partie inférieure de chaque séparateur 22 et 23.
Dans la variante d'exécution représentée par la fig. 6, la conduite de distribution 9 est venue d'une seule pièce en une matière syn thétique plastique isolante présentant les qua lités physiques, mécaniques et chimiques rele vées plus haut, mais pouvant être transparente, ou opaque. En examinant la fig. 6 on peut ai sément se rendre compte de la très grande simplification de montage qu'il est possible d'obtenir en réalisant la conduite de distribu tion 9 en une seule pièce.
Il va sans dire que dans une variante, la conduite de distribution 9 pourrait être métallique et en une seule piè- ce, tandis que les conduites d'alimentation 8 seraient en une matière synthétique plastique isolante présentant les qualités mécaniques, physiques et chimiques mentionnées.
Dans tous les cas, la suppression des phéno mènes d'usure des différents tubes métalliques utilisés jusqu'ici, diminue considérablement les chances de formation des dépôts ferreux que l'on constate à chaque démontage dans le bas des cellules, où ils créent une cause de danger pour le matériel et une baisse de rendement.
De ce qui précède et de l'examen du dessin annexé, il est aisé de se rendre compte des très grands avantages que présente l'installation dé crite par rapport aux installations connues, soit du point de vue de la simplification des opé rations de montage de l'installation et donc de la réduction du prix de revient de l'installation, soit du point de vue de la sécurité du fonction nement ainsi que de la réduction des frais d'en tretien et de l'augmentation du rendement jour nalier par suppression des arrêts fréquents.