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.