CH516344A - Cellule d'électrolyse de solutions salines, notamment des chlorures alcalins - Google Patents

Description

  
 



  Cellule d'électrolyse de solutions salines, notamment des chlorures alcalins
 Le brevet principal   No    438233 concerne une cellule d'électrolyse de solutions salines, notamment de chlorures alcalins, comprenant comme cathode une couche de mercure en circulation, caractérisée en ce qu'elle comporte deux électrodes constituées par des surfaces tronconiques de révolution de même axe vertical, la surface anodique étant disposée à l'intérieur de la surface cathodique sur laquelle s'écoule le mercure, des conducteurs respectivement d'amenée et de départ du courant sur les électrodes correspondantes, un circuit d'alimentation en mercure disposé à la partie supérieure de la cellule et comprenant un moyen pour imprimer au mercure une rotation avant qu'il ne se déverse sur la cathode,

   sous l'effet combiné de la pesanteur et de la composante tangentielle de vitesse qui lui est ainsi imposée, un circuit d'alimentation en solution riche à électrolyser, disposé dans le bas de la cellule et comprenant également un moyen pour imposer à la solution une vitesse tangentielle avant son arrivée sur la surface active de l'anode, de sorte que la solution monte ensuite dans l'espace compris entre les deux électrodes; des circuits d'évacuation respectivement d'une part de la solution appauvrie et des gaz qui y sont contenus et d'autre part de l'amalgame formé entre le mercure et le métal de la solution, et un décomposeur de l'amalgame formé lors de l'électrolyse.



   Dans cette cellule,   l'électrolyse    de la saumure entre les deux surfaces d'électrodes coaxiales dont l'une, la cathode, sert de support pour la circulation d'une mince couche de mercure, produit un amalgame entre le mercure et le métal de la solution à électrolyser.



   Cet amalgame est dirigé à la sortie de la cellule vers le décomposeur distinct.



   La présente invention a pour objet de fournir une celulle analogue à celle décrite dans le brevet principal, mais qui soit combinée avec un décomposeur de fonctionnement et de principe identiques à celui décrit dans ledit brevet principal, de manière à constituer un   ensem    ble compact, réduisant avantageusement l'encombrement de l'installation et le coût global de cette dernière.



   La présente invention vise à fournir un dispositif d'électrolyse de solutions salines, pouvant être utilisé pour les cellules fonctionnant à la pression atmosphérique ou pour des cellules fonctionnant à des pressions élevées pouvant atteindre 10 bars.



   A cet effet la cellule d'électrolyse selon l'invention est caractérisée par le fait que le décomposeur d'amalgame est disposé coaxialement avec la cellule principale qu'il entoure et comprend essentiellement un corps ou enveloppe en acier supportant intérieurement des pastilles de graphite servant de grilles de décomposition de l'amalgame qui circule en couche mince entre lesdites grilles et la cathode de la cellule principale.



   D'autres avantages de la présente invention apparaîtront dans la description qui va suivre faite à l'aide des dessins annexés sur   lesquels   
 La fig. 1 représente un ensemble cellule plus décomposeur, en coupe verticale, selon l'invention.



   La fig. 2 représente schématiquement en élévation une installation complète, utilisant le dispositif de la fig. 1.



   La cellule représentée sur la fig. 1 se compose de divers éléments détaillés ci-après. L'anode 3 est en forme de tronc de cône. Elle est en métal et plaquée d'une mince couche de métal résistant à l'action du chlore naissant. Un cône intérieur 24 (en aluminium par exemple) répartit le courant qui lui parvient par les conducteurs 8.



  L'anode 3 est guidée en bas par son prolongement 9 et un presse-étoupe 25. La cathode 1 est en acier. Elle reçoit le courant par l'intermédiaire des conducteurs 2.



  La très mince couche de mercure 13 sur la cathode 1 est alimentée par l'entrée 11 (flèche   F1)    du mercure, mettant en mouvement l'anneau de mercure 12. Le mercure entre dans l'espace d'électrolyse par la fente 27 entre la  cathode 1 et l'anneau 28 plaqué comme l'anode 3 d'une couche mince de métal résistant au chlore naissant.



  L'amalgame formé par le mercure et le métal alcalin du chlorure à électrolyser quitte l'appareil (flèche F8) par la conduite 15, après avoir été recueilli dans l'espace 14.



  La saumure riche à électrolyser entre dans la cellule par la conduite 16 (flèche F3) et met en mouvement de rotation le contenu du volume 17. Elle monte ensuite entre les électrodes 1 et 3. Dans l'espace entre le prolongement 5 de l'anode 3 et l'anneau 28, elle rencontre des aubes de guidage 29 servant à maintenir la rotation.



  Le mélange de saumure appauvrie et de chlore gazeux est recueilli dans l'espace annulaire 30 et quitte l'appareil par la conduite 31 (flèche F9) en direction d'un séparateur.



   Le décomposeur d'amalgame est installé coaxiale ment avec la cellule primaire. Le corps 32 du décomposeur est en acier, il est supporté par l'anneau 26 et supporte lui-même la cellule primaire. Des pastilles en graphite 35 sont fixées sur ce fond et servent de grilles de décomposition. La très mince couche d'amalgame 37 sur la paroi 32   est' alimeniée    par la conduite 34 (flèche
F2), mettant en mouvement l'anneau d'amalgame 36.



  L'amalgame s'écoule le long de la paroi 32 et se décompose au cours de   lÅa    descente. Le mercure régénéré est recueilli dans l'espace 38 et quitte l'appareil par la conduite 39 (flèche F5). L'eau (ou la lessive) servant à la décomposition de l'amalgame est introduite dans l'appareil par la conduite 40 (flèche F6). La lessive produite par la décomposition de l'amalgame et le gaz dégagé remontent entre les parois 1 et 32 et sont recueillis dans l'espace 42. Ils quittent l'appareil par la conduite 41 (flèche   F4)    en direction d'un séparateur (non représenté sur la figure).



   En se référant à la fig. 2, on a représenté à titre d'exemple une installation pour l'électrolyse de solutions salines, comprenant le dispositif représenté sur la fig. 1 et les accessoires nécessaires.



   Les conducteurs 8 font arriver le courant électrique à la cellule primaire ou principale. Le courant part par les conducteurs 2. La saumure appauvrie mélangée à des bulles de chlore sort sous pression par la conduite 31 et arrive au séparateur 50. Le chlore se dégage par la conduite 51 (flèche F10) vers l'installation de lavage et de séchage. Une partie de la saumure est renvoyée à la cellule primaire par une conduite 16. Elle est enrichie en route par un appoint de saumure concentrée provenant de l'installation de préparation de saumure (ou de saturation) par la conduite 52. Une quantité de saumure pauvre, égale à celle arrivant par la conduite 52, est soutirée au séparateur 50 par la conduite 53. Cette saumure peut être envoyée directement à l'installation de préparation de saumure (ou installation de saturation) à condition que celle-ci soit équipée pour marcher sous pression.

  Lorsque   l'on    désire utiliser une installation de préparation de saumure ordinaire, fonctionnant à la pression atmosphérique, on a intérêt à refroidir la saumure chaude de la conduite 53 en dessous de 1000 C afin d'éviter un dégagement intempestif de la vapeur lors de la détente.



   Le refroidissement de la saumure pauvre s'effectue dans un échangeur de chaleur 54 qui réchauffe la saumure fraîche de la conduite 52. La saumure pauvre refroidie est détendue à la pression atmosphérique dans un détendeur 55 et entre dans un nouveau séparateur 56.



  Le chlore s'échappe par la conduite 57 et la saumure va vers l'installation de préparation de saumure par la conduite 58. Un dispositif de chauffage 59 permet de régler la température de la saumure dans le séparateur 50.



   Un trop-plein 60 permet de maintenir le niveau de saumure et d'échanger si nécessaire une charge de saumure sans arrêt de la cellule.



   La cellule peut fonctionner en circulation naturelle ou en circulation forcée puisque la conduite 31 véhicule de la saumure pauvre chargée en gaz chlore, plus légère que la saumure d'alimentation.



   Le mercure arrive à la cellule primaire par la conduite 11 et l'amalgame sort de la cellule par la conduite 15. Il est dirigé vers un pot séparateur 70.



   L'amalgame à décomposer est introduit dans la cellule secondaire par la conduite 34. Il descend tangentiellement à la paroi du décomposeur et rencontre en contrecourant l'eau arrivant par la conduite 40. Le mercure métallique est évacué par la conduite 39 et dirigé vers le pot séparateur 70 où il est mélangé avec l'amalgame de la conduite 15.

 

   Une pompe 71 reprend ce mélange à faible concentration et l'envoie par la conduite 11 à la cellule primaire et par la conduite 34 à la cellule secondaire (constituant le décomposeur).



   La lessive alcaline et l'hydrogène formée dans le décomposeur sortent par la conduite 41 et sont dirigés vers le séparateur 72. L'hydrogène est séparé et évacué par la conduite 73. La lessive est évacuée du séparateur par la conduite 74. On peut également prévoir une recirculation de la lessive par l'intermédiaire de la conduite 76. L'appoint d'eau fraîche s'effectue par la conduite 77.



  En outre une tuyauterie 75 permet le dégazage du pot séparateur 70. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Cellule d'électrolyse selon la revendication du brevet principal No 438233, caractérisée par le fait que le décomposeur d'amalgame est disposé coaxialement avec la cellule principale qu'il entoure et comprend essentiellement un corps ou enveloppe en acier supportant intérieurement des pastilles de graphite servant de grilles de décomposition de l'amalgame qui circule en couche mince entre lesdites grilles et la cathode de la cellule principale.

   SOUS-REVENDICATION Cellule d'électrolyse selon la revendication, caractérisée par le fait qu'elle comprend une conduite débouchant dans le décomposeur, pour l'alimentation en eau ou en lessive sous forme d'un contre-courant ascendant permettant la décomposition de l'amalgame au cours de sa descente.