CH95366A - Appareil électrolytique multicellulaire. - Google Patents

Description

  Appareil électrolytique multicellulaire.    L'invention a pour objet un appareil élec  trolytique multicellulaire, caractérisé par le  fait que chaque cellule de l'appareil est limi  tée par deux plaques en matière non     conclu-          trice    entretoisées par un encadrement qui  ferme latéralement cette cellule de manière à  constituer une chambre close pour l'électro  lyte, cette     chambre    étant divisée en deux com  partiments par un grillage métallique recou  vert d'un diaphragme,

   l'appareil étant carac  térisé encore par une série d'électrodes de char  bon .se     projettant    de chaque côté à travers  chacune -de ces plaques et     reliées    électrique  ment d'un côté à un de ces     ,grillages    par un  contact physique direct.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de  l'invention.  



       Fig.    1 en est une coupe transversale faite  suivant la ligne 1-1 de     fig.    2,       Fig.    2, une élévation de face, côté anode,       Fig.    3, une élévation analogue, côté ca  thode, avec partie arrachée,       Fig.    4, une coupe transversale partielle  faite suivant la     ligne        4-4    de     fig.    2 et 3,         Fig.    5, une coupe transversale partielle  faite suivant la ligne 5-5 de     fig.        \?    et 3.  



       Fig.    6, une vue en perspective, à plus  grande échelle, montrant à part une électrode,       Fig.    7 et 8, des coupes analogues à     fig.    4,  montrant deux variantes de détail, et       Fig.    9, un schéma de détail.  



  L'appareil électrolytique représenté est  plus spécialement destiné à la fabrication de  la soude     caustique    et du chlore par l'électro  lyse de l'eau salée, c'est-à-dire d'une     solution     de chlorure de sodium. Mais il va sans dire  que l'appareil n'est pas limité à cet emploi et  qu'il permet     d'effectuc,@    \d'autres opérations  d'électrolyse.  



  Le cadre de chaque cellule de l'appareil  est construit en matière non conductrice, par  exemple en bois, en stéatite, en ardoise, en  verre, en grès, etc. Il peut être moulé d'une  seule pièce 1, 2     (fig.    1 à 5) ou en plusieurs.  pièces assemblées (2 pièces: la, 2a,     fig.    7; 3  pièces:     lb,    2b,     2b'        (fig.    8); il a la forme d'une  plaque     rectangulaire    1 présentant un encadre  ment ou rebord 2 faisant saillie de chaque côté  de la plaque, plus profondément d'un côté que  de l'autre. Le rebord supérieur des .cadres pré-      sente, sur sa. portion centrale, une tête creuse  3 se projetant verticalement vers le haut.  



  La chambre 7, ménagée à l'intérieur de       cette    tête, est mise en communication avec le  côté le plus profond du cadre, qui est le côté  de l'anode, par deux conduits 4. Les diffé  rentes chambres 7 des cellules juxtaposées de  l'appareil communiquent entre elles, à leur  partie inférieure, par des passages correspon  dants 5 alignés de manière à. former, au-dessus  des rebords supérieurs 2 juxtaposés, une con  duite transversale pour l'arrivée de l'eau salée.  A une     de    ses extrémités cette conduite commu  nique avec un tuyau de remplissage 5a. Elle  est bouchée à son autre extrémité.

   Au-dessus  des chambres 7 les têtes 3 présentent des ou  vertures 6 qui correspondent entre elles de  manière à former une conduite transversale  continue pour la sortie du gaz se dégageant  aux anodes (le chlore dans le cas particulier).  Cette conduite communique avec chacune des  chambres 7 par des, passages verticaux 8. En  prolongement de chacun de ces passages 8 est  ménagée, au sommet de chaque tête 3, une  ouverture 9 normalement fermée hermétique  ment par un bouchon 10 qui permet, au besoin,  de faire communiquer chaque portion 6 de la  conduite de sortie du chlore avec l'atmosphère.  



  Le rebord supérieur 2 du cadre de chaque  cellule de l'appareil présente, en outre, à une  de ses extrémités, une autre plus petite tête  12     (fig.    2 et 5), dans laquelle sont     ménagés     une ouverture transversale 13, un passage     ver-          iical    14 faisant communiquer le côté catho  clique du cadre avec cette ouverture, et un  passage vertical 16 disposé eu prolongement  du passage 14 et faisant communiquer l'ou  verture 13 avec l'atmosphère. Ce passage 16  est normalement fermé par un bouchon her  métique 17.

   Les ouvertures 13 des différentes  cellules se correspondent de manière à former       ainconduite    transversale continue pour la       sortie    du corps se dégageant aux cathodes (dans  le cas particulier le sodium transformé par  l'eau de la dissolution en soude caustique).  



  Pour régler le niveau de la soude caustique  qui se forme sur le côté cathodique de chaque  cellule de l'appareil, on emploie un tube 20         pouvant    coulisser dans une ouverture 21 mé  nagée dans le rebord inférieur 2 du cadre à  une des extrémités de ce dernier. L'extrémité  inférieure de ce tube 20 plonge dans un petit  récipient 22 en forme d'auge. En enlevant ce  tube 20 on peut vider complètement ce côte  cathodique de la cellule. Une ouverture 23       (fig.    2) est ménagée à     l'extrémité    opposée du  cadre de chaque cellule pour retirer le liquide  se formant sur le côté de l'anode, lorsqu'on  trouve nécessaire de vider la chambre corres  pondante. Cette ouverture reste normalement  bouchée, comme représenté, par une cheville.

    Chaque cadre 1, 2 est muni d'un regard 24  qui s'élève verticalement     au-dessus    du rebord  supérieur 2 et plonge par son extrémité infé  rieure à travers une lumière 25 clans le côté  de     l'anode,,cle    manière à permettre d'observer  le niveau du liquide sur ce côté de la cellule.  



  Pour pouvoir être transportée facilement  chaque cellule est: en outre munie de chevilles  26 se projetant extérieurement à gauche et à  droite près des bords 2 supérieurs et inférieurs.  



  Les électrodes sont formées par des blocs  de charbon, cylindriques, 30 qui traversent des  ouvertures circulaires ménagées à travers la  plaque 1 de chaque cellule. Ces blocs sont  normalement soudés dans ces ouvertures, mais  peuvent être enlevés séparément et     remplacés     par d'autres blocs sans interrompre le fonc  tionnement de l'appareil. A ces blocs sont  fixées des plaques rectangulaires 31, de même  matière que les blocs 30, venant se loger les  unes à côté des autres     dans    le côté de l'anode.  du cadre de chaque cellule, côté     encadr     comme on l'a vu plus haut par la partie fai  sant plus     profondément    saillie des rebords 2.

    Ces plaques 31 formant une série     d'électrodes     reliées en parallèle sont étroitement rappro  chées les unes des autres et remplissent pres  que entièrement le côté du cadre. Elles sont  fixées aux blocs 30 correspondants au moyen  de vis en charbon 32 à tête     brasée,    ou noyée.  



  Dans le côté cathodique de chaque     cellul-,     côté encadré par la, partie faisant le moins  profondément saillie (les rebords 2, est disposé  un grillage métallique 35 en fer. Ce grillage  est fixé aux blocs 30 au moyen d'équerres 36,      le maintenant en bon contact électrique avec  ces derniers. Les bords du grillage 35 sont  encastrés dans une rainure peu profonde 37  ménagée sur le bord intérieur des rebords 2 du  cadre. Chaque grillage est entièrement recou  vert de la manière usuelle d'un diaphragme  poreux 38, dont les bords sont fixés à des       baguettes        38a    en bois, insérées clans une autre  rainure ménagée à la surface des rebords 2.  



  Un joint-presse 39 est intercalé dans les  interstices pouvant exister entre les surfaces  contiguës des     -differentes    cellules juxtaposées       formant    l'appareil, pour empêcher toute fuite  de gaz ou de liquide.  



  Chaque ensemble cathodique formé par un  grillage 35 et le diaphragme 38 correspondant  étant disposé     approximativement    dans le plan  formant le fond de l'espace cathodique du  cadre, chaque série de plaques de charbon 31  formant l'anode d'une cellule viendra presque  en contact avec l'ensemble cathodique -de la  cellule suivante de l'appareil. Par suite, lorsque  les cellules successives équipées de leurs  électrodes sont amenées face à face, il existe  toujours un espace suffisamment petit entre  les plaques formant les anodes et chaque gril  lage cathodique pour que le courant électrique  puisse facilement traverser l'appareil en pas  sant normalement d'une électrode à l'autre à  travers le liquide électrolytique.  



  Lorsque les différentes cellules de l'appa  reil sont assemblées et que les deux bouts de  l'appareil sont hermétiquement fermés par des  cloisons d'extrémité (non représentées), on in  troduit le liquide formant l'électrolyte par  l'embouchure de remplissage 5a, jusqu'à ce  qu'on atteigne un niveau. donné dans les  chambres 7, afin d'être     sfr    que toutes les  chambres contenant les anodes, dans lesquelles  ce liquide arrive en premier par les conduits  4, se trouvent entièrement remplies au début  de l'opération. A mesure que ce liquide est  électrolysé il se filtre à, travers les diaphrag  mes 38 et remplit les chambres cathodiques,  c'est-à-dire les espaces ménagés à droite des  diaphragmes     (fig.    1), à un niveau déterminé  par la position du tube réglable verticalement  20.

   Ce niveau peut être réglé séparément dans    chaque élément de l'appareil, pour permettre  d'obtenir la différence voulue entre le     niveaa     de l'électrolyte à la cathode et à l'anode dans  chaque cellule constitutive de l'appareil.  



  Le chlore qui le dégage clans les chambres.  contenant les anodes monte clans les chambres  7, où il bouillonne dans la lessive qui se trouve  dans lesdites chambres, de manière à maintenir  celle-ci complètement mélangée. De là il s'é  chappe dans le conduit formé par les passages  6, aux extrémités duquel il peut être -recueilli  de toute manière connue. D'une manière ana  logue l'hydrogène se dégageant dans les  chambres cathodiques peut être recueilli aux  extrémités -de la conduite formée par les pas  sages 13 ménagés dans les petites têtes 12 des  rebords supérieurs 2.  



  Une barre en cuivre 40 est reliée électri  quement à chacun des grillages 38, lesquels  constituent en fait les cathodes dans chaque  cellule de l'appareil. Cette barre se projette  de haut en bas à travers les rebords 2 corres  pondants des cadres. En reliant par -un con  ducteur 41 deux barres 40 non adjacentes  (comme représenté schématiquement     fig.    9) il  n'existe plus de différence de potentiel entre  les deux grillages extrêmes 35     (fig.    9) et  aucun courant ne traverse plus l'électrolyte  dans les deux cellules consécutives repré  sentées.

           Lorsqu-une    cellule a été ainsi isolée, le  bouchon correspondant 10 peut être enlevé  pour permettre de     boucher    l'ouverture 8, et  le chlore des autres éléments traverse alors le  passage 6 sans entrer dans cet élément.  



  On comprend que, par le moyen des tubes       aéglables    20, prévus pour l'enlèvement de la  soude     caustique,du    côté cathodique de chaque  cellule, le     niveau,de    cette soude caustique peut  être abaissé à volonté, et, en fait, être ramené  à zéro séparément dans chaque cellule,     c'est-à-          dire    qu'à ce moment le seul liquide, qui se  trouvera dans l'élément, sera celui qui se  trouve dans la chambre de l'anode, la soude       caustique    étant enlevée à mesure qu'elle se  forme, comme c'est le cas en pratique clans la  plupart des appareils du type individuel.

        On voit ainsi que l'appareil décrit, tout en  gardant tous les avantages de l'électrolyseur  Lambert du type dit "filtre-presse", permet  néanmoins un fonctionnement qui -est en fait  le même que celui du type     "individuel".    De  plus, il présente l'avantage que les électrodes  peuvent être séparées ou remplacées dans  chaque cellule séparément sans interrompre  le     fonctionnement    du reste de l'appareil.

   En  prévoyant des moyens pour     courtcircuiter    cer  tains éléments de     l'appareil,        il    est rendu pos  sible de maintenir toute la série en fonctionne  ment comme un tout, jusqu'à ce que le ren  dement -de l'ensemble de l'appareil ait atteint  le point où il n'est plus économique d'employer  le même appareil.  



  Avec cette construction, le courant peut  facilement traverser l'ensemble de l'appareil  perpendiculairement aux surfaces des élec  trodes grâce au fait que l'anode d'une cellule  constitutive de l'appareil est très rapprochée  du diaphragme métallique constituant la ca  thode de la cellule adjacente. Ensuite, une  surface de contact entre les diaphragmes et  l'électrolyte plus grande que dans les appa  reils connus est réalisée, sans qu'il soit néces  saire d'accroître les dimensions extérieures. des  cadres des cellules. De cette manière, un meil  leur contrôle du :débit de la saumure à travers  les diaphragmes est rendu possible.  



  Cette construction présente encore l'avan  tage de donner une surface presque plane des  plaques 31 constituant les anodes fixées aux  extrémités des blocs 30.

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil électrolytique multicellulaire, caractérisé par le fait que chacune de ses cel lules est limitée par deux plaques en matière non conductrice entretoisées par un encadre ment qui ferme latéralement cette cellule de manière à constituer une chambre close pour l'électrolyte, cette chambre étant divisée en deux compartiments par un grillage mé tallique recouvert d'un diaphragme, l'appareil étant caractérisé encore par une série d'élec trodes de charbon se projettant de chaque côté à travers chacune de ces plaques et reliées électriquement d'un côté à un de ces grillages par un contact physique direct.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1 Appareil électrolityque selon la revendica tion, caractérisé par le fait que chaque plaque est encadrée par un rebord faisant plus profondément saillie -d'un côté que de l'autre. 2 Appareil électrolytique selon la revendica tion et la sous-revendication 1, caractérisé par des moyens pour régler le niveau du liquide électrolytique à l'intérieur :de chaque compartiment de chaque cellule.

   3 Appareil électrolytique selon la revendica tion et les sous-revendications 1 et 2, carac térisé par le fait que les moyens pour régler le niveau du liquide électrolytique dans ,les différents compartiments des cellu les peuvent être actionnés indépendamment l'un de l'autre. 4 Appareil électrolytique selon la. revendica tion et les sous-revendications 1 à 3, carac térisé par le fait que la partie opposée aux grillages des électrodes de charbon traver sant les plaques non conductrices constitue les électrodes positives, tandis que les grilles munies de leur diaphragme consti tuent les électrodes négatives.

   5 Appareil électrolytique selon la revendica tion et les sous-revendications 1 à 4, carac térisé par le fait que des plaques de charbon sont fixées d'une manière amovible aux extrémités des électrodes positives opposées à, celles auxquelles les grillages métalliques sont reliés par contact physique. 6 Appareil électrolytique selon la revendica tion et les sous-revendications 1 à 5, cara.c- téri,sé par le fait que les grillages métalliques sont fixés sur l'un des côtés des encadre ments des plaques non conductrices servant de support aux électrodes positives.

   7 Appareil électrolytique selon la, revendica tion et les sous-revendications 1 à 6, carac térisé par une série continue de têtes creuses chaque tête s'élevant au milieu du bord su- périeur de l'encadrement de chaque plaque non conductrice, les chambres intérieures de ces têtes communiquant -chacune, d'une part, avec l'atmosphère par un passage normale ment fermé et, d'autre part, avec un des compartiments de la cellule correspon dante; et communiquant entre elles, d'une part, par une conduite supérieure continue de sortie du gaz qui se forme. dans ledit compartiment et, d'autre part, par une con duite inférieure continue d'amenée de l'élec trolyte.

   8 Appareil électrolytique selon la revendica tion et les sous-revendications 1 à 7, carac térisé par une seconde série continue de têtes plus petites, chaque tête s'élevant à une des extrémités du bord supérieur de l'en cadrement de chaque plaque servant de sup port aux électrodes, ces têtes communiquant entre elles par une conduite continue pour la sortie du gaz formé dans les comparti ments cathodiques des cellules, et chacune avec l'un de ces compartiments de la cellule correspondante. 9 Appareil électrolytique selon la revendica tion et les sous-revendications 1 à 8, carac térisé par des moyens pour observer le niveau de l'électrolyte dans les comparti ments contenant les anodes.