FR2722801A1 - Electrolyseur pour des procedes electrochimiques pour la production de produits gazeux - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un Electrolyseur pour des procédés électrochimiques pour la production de produits gazeux, comprenant une pluralité de cellules élémentaires, chaque cellule élémentaire étant divisée, par une membrane d'échange d'ions ou un diaphragme poreux, en deux compartiments (1, 6), comprenant chacun une électrode (4, 9) ayant une partie périphérique plane et un joint d'étanchéité périphérique (3), l'un des compartiments (1, 6) fonctionnant à une pression plus faible que celle de l'autre compartiment ; l'amélioration consiste en ce qu'une bande (14) de matériau résistant à l'action corrosive des électrolytes est appliquée sur la partie périphérique plane et sur le joint d'étanchéité périphérique (3), dans le compartiment fonctionnant à une pression plus faible et le joint d'étanchéité périphérique (15) de l'autre compartiment a une plus grande largeur et est maintenu comprimé par l'électrode (9) de l'autre compartiment.
Description
La présente invention concerne un électrolyseur pour des procédés
électrochimiques pour la production de
produits gazeux.
Les procédés d'électrolyse industrielle principaux pour la production de chlore ou bien de soude caustique à partir de saumure, ou bien d'hydrogène et d'oxygène à partir de l'eau sont mis en oeuvre dans des électrolyseurs modernes se composant habituellement d'un ensemble de cellules élémentaires, chaque cellule ayant la forme d'un caisson vertical sensiblement plan pourvu de surfaces principales ayant des dimensions allant jusqu'à quelques
mètres carrés.
Chaque cellule élémentaire est divisée en deux compartiments, dans la direction longitudinale, soit par une membrane d'échange d'ions (par exemple dans une électrolyse chlore-alkali) soit par un diaphragme poreux (par exemple dans une électrolyse hydrogène-oxygène). Les membranes d'échange d'ions et les diaphragmes poreux sont constitués de polymères appropriés et ont une faible épaisseur, ce qui les rend vulnérables vis-à-vis de
mécanismes de détérioration par abrasion et vibration.
Les mécanismes de détérioration par abrasion et vibration résultent de fluctuations de pression ayant lieu, par exemple, lorsque les produits d'électrolyse se présentent sous forme gazeuse, comme dans le cas d'une électrolyse chlore-alkali (formation d'hydrogène à la cathode et de chlore à l'anode) et d'une électrolyse de l'eau (formation d'hydrogène à la cathode et d'oxygène à l'anode). L'élimination des mélanges gaz-liquide depuis les cellules élémentaires est très critique et peut facilement provoquer des fluctuations de pression pouvant être imputables à l'alternance d'une phase essentiellement gazeuse avec une phase essentiellement liquide entrant 3 dans les conduits de sortie, comme conséquence de la séparation inévitable plus ou moins complète se produisant
dans la partie supérieure des cellules élémentaires.
Dans l'art antérieur, on a tenté d'apporter une solution à ce problème en concevant de manière appropriée les conduits de sortie. En particulier: Les conduits de sortie des mélanges gaz/liquide consistent en un tube d'écoulement incorporé intérieurement ou placé extérieurement dans chaque cellule élémentaire (K. Yamaguchi et al. dans "Modern Chlor-Alkali Technology", vol.4, page 131, Society of Chemical Industry, Elsevier, 1990). Ce type de dispositif produit un écoulement de type à film tombant avec un écoulement constant au cours du temps du liquide (un film tombant recouvrant la paroi du conduit) et du gaz (dans la section centrale, exempte de liquide) et amortit efficacement les fluctuations de pression. Cependant, ce dispositif nécessite une circulation de type forcé, obtenue au moyen d'une pompe, et implique, par conséquent, une consommation
d'énergie.
- Selon le brevet U.S. 4 839 012 de Dow Chemical Co, un collecteur approprié est disposé dans chaque cellule, dans sa partie supérieure. Ce collecteur consiste en une canalisation horizontale ayant une longueur proche de la largeur de la cellule et est relié au conduit de sortie du mélange gaz-liquide. Le collecteur est pourvu, en outre, de trous appropriés, ménagés le long de toute la génératrice du côté supérieur, de tels trous ayant un diamètre suffisant pour amortir les fluctuations produites au niveau du
conduit de sortie.
- La demande de brevet Européen n 505 945 décrit un dispositif pour éliminer des mélanges gaz-liquide depuis des cellules d'électrolyse, comprenant deux conduits différents pour éliminer séparément la phase essentiellement gazeuse séparée, dans la partie supérieure de chaque cellule élémentaire et la phase essentiellement liquide contenant encore de faibles
quantités de produits gazeux dispersés en son sein.
Tous ces dispositifs ainsi que d'autres connus dans l'art antérieur proposent d'amortir, mais certainement pas d'éliminer, les fluctuations de pression se produisant dans les compartiments anodiques et cathodiques des cellules élémentaires d'électrolyseurs industriels. Les fluctuations anodiques et cathodiques ont certainement différentes fréquences et, dans tous les cas, leurs pics maximal et minimal ne coïncident certainement pas. Il s'ensuit que, dans les pires conditions, les intensités des fluctuations sont additionnées et produisent ainsi une fluctuation de différence de pression remarquable sur la membrane d'échange d'ions ou le diaphragme poreux séparant le compartiment d'anode et de cathode. La fluctuation de différence de pression provoque une flexion périodique de la membrane ou diaphragme et des endommagements possibles en raison de la fatigue ou de l'abrasion, essentiellement localisés le long de la périphérie à approximité des joints d'étanchéité qui constituent un point fixe (zone de contrainte en flexion maximale) ou bien à proximité du bord des électrodes au niveau desquels peuvent exister des irrégularités géométriques, telles que des pics ou des bords. Le but principal de la présente invention est d'éliminer complètement les endommagements affectant les membranes d'échange d'ions ou les diaphragmes poreux, provoqués par des fluctuations de pression dans les compartiments cathodiques et anodiques. Lorsque ces fluctuations de pression sont provoquées par l'élimination de mélanges liquide-gaz depuis les électrolyseurs, la présente invention obtient la meilleure fiabilité, en terme de durée de vie fonctionnelle des membranes d'échange d'ions ou du diaphragme poreux, en particulier en cas d'utilisation en combinaison avec les dispositifs de l'art antérieur, constitués de tubes d'écoulement, de collecteurs à perçages intérieurs, de conduits a double sortie pour l'élimination séparée des phases gazeuses et liquides. Selon la présente invention, la zone périphérique de chaque cellule élémentaire d'un électrolyseur est pourvue d'une bande disposée de manière à recouvrir le bord de l'une des deux électrodes, évitant ainsi tout contact direct entre la membrane d'échange d'ions ou le diaphragme poreux et toute irrégularité, telle que des bords vifs ou des angles. En particulier, la bande protège efficacement la membrane ou le diaphragme contre l'abrasion imputable à des vibrations provoquées par des fluctuations de
différence de pression.
Pour obtenir le meilleur fonctionnement, la bande doit présenter une largeur suffisante pour recouvrir une partie appropriée des joints d'étanchéité et une partie de la surface périphérique plane de l'électrode. La bande doit, de préférence, avoir une faible épaisseur pour éviter la formation d'étages, ce qui empêcherait une compression homogène des joints d'étanchéité et provoquerait une discontinuité dangereuse pour l'intégrité
de la membrane ou du diaphragme.
La bande peut être réalisée en un métal ou un alliage résistant à la corrosion ou, de préférence, pour réduire
les coûts de production, en un matériau inerte.
Il est également avantageux qu'une face de la bande soit pourvue d'un matériau adhésif, de manière qu'il soit plus facile de positionner la bande lors de l'assemblage de la cellule et de maintenir la bande dans sa position durant le fonctionnement. Ceci peut être facilité en outre en prévoyant un joint d'étanchéité d'une largeur appropriée, comprimé contre la bande par l'autre électrode contenue dans chaque cellule élémentaire. Deux avantages supplémentaires sont ainsi obtenus, c'est-à-dire empêchant des endommagements imputables à la fatigue ainsi qu'une étanchéification de toutes les zones périphériques de la membrane ou du diaphragme. Par conséquent, dans le cas de défauts tels que des pores, des fractures qui peuvent se développer dans de telles zones étanches sont empêchées, le mélange des électrolytes cathodiques et anodiques cohtenus dans les deux compartiments de chaque cellule élémentaire est empêché et, ainsi, également les endommagements liés à l'altération de la qualité du produit d'électrolyse et à la corrosion de la structure des cellules élémentaires.En outre, la compression de la bande sur la surface de l'électrode de support par le joint d'étanchéité empêche efficacement la formation de poches de produits gazeux qui peuvent être formées entre la bande et la membrane ou le diaphragme. Ces poches de gaz peuvent être dangereuses pour certains types de
membranes ou de diaphragme.
La présente invention est illustrée ci-après en se référant aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue de face d'un demi-élément d'une cellule élémentaire d'un électrolyseur selon l'art antérieur, la figure 2 est une coupe transversale du demi-élément de la figure 1, suivant le plan A-A' combinée avec une coupe transversale analogue d'un deuxième demi-élément pour former la section transversale d'une cellule élémentaire, les figures 3 et 4 représentent deux autres coupes transversales analogues à celles de la figure 2, se référant à deux cellules élémentaires dans lesquelles les électrodes sont en 3> contact direct avec la membrane ou le diaphragme (jeu nul) et en sont espacées (jeu déterminé) respectivement. Dans ce dernier cas (figure 4) l'une des électrodes est maintenue contre le rebord périphérique auquel elle peut être fixée par soudage. les figures 5 et 6 sont des coupes transversales des cellules élémentaires des figures 3 et 4, comprenant les dispositifs de la présente invention. La présente invention concerne un dispositif conçu pour éviter que des membranes d'échange d'ions ou des diaphragmes poreux utilisés dans des électrolyseurs puissent former des défauts localisés le long de la zone périphérique des électrodes, en particulier en présence de
fluctuations de pression même faibles.
Dans la description qui suit, par souci de
simplicité, on se réfère à une électrolyse chlore-alcali et, plus particulièrement, à une électrolyse chlore-alcali à membrane, qui est certainement le procédé électrochimique industriel le plus important. Cependant, il est évident que la présente invention s'applique également efficacement à une électrolyse de l'eau, une électrolyse de sels autres que des chlorures, tels que des sulfates, et généralement à tous procédés électrochimiques mis en oeuvre dans des électrolyseurs pourvus de membranes d'échange d'ions ou de diaphragmes poreux et caractérisés
par la formation de produits gazeux.
En vue de mieux comprendre la présente invention, il -0 peut être avantageux de considérer d'abord la structure et le fonctionnement d'électrolyseurs industriels à membranes chlore-alcali. Ces électrolyseurs sont usuellement constitués d'un ensemble de cellules élémentaires, selon ce que l'on appelle un agencement à filtre-presse. Chaque cellule élémentaire se présente sous la forme d'un caisson plat divisé longitudinalement par la membrane pour donner le compartiment anodique et le compartiment cathodique, contenant une cathode (polarité négative) et une anode (polarité positive) respectivement. L'anode et la cathode consistent usuellement en des éléments perforés tels que des mailles, des tôles poinçonnées, des tôles expansées, c'est-à-dire des surfaces planes ayant des trous de différentes formes et dimensions, conçues pour faciliter la libération de bulles des produits gazeux dans la masse d'électrolyte liquide. Ces éléments perforés sont constitués de matériaux électroconducteurs et résistants à la corrosion, typiquement de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable, du nickel ou leurs alliages pour la
cathode, et du titane pour l'anode.
Ces éléments perforés sont, en outre, pourvus de revêtements électrocatalytiques pour maintenir la tension
de fonctionnement à des niveaux suffisamment faibles.
La figure 1 est une vue de face d'un compartiment d'une cellule élémentaire, dans laquelle les composants principaux sont désignés par les mêmes numéros de référence que sur les figures restantes. En particulier, 1 désigne le compartiment ayant la forme d'un plateau sensiblement peu profond, 2 désigne le rebord périphérique plan logeant le joint d'étanchéité 3 périphérique, tandis que 4 désigne l'électrode consistant en une tôle à mailles poinçonnée ou expansée, et 5 désigne les supports reliés à l'électrode 4 en vue d'assurer la liaison électrique à la
paroi d'extrémité du compartiment.
La figure 2 est une coupe transversale du compartiment de la figure 1 prise suivant le plan A-A', couplée à une coupe d'un compartiment analogue pour former le caisson sensiblement plan qui constitue une cellule élémentaire typique des électrolyseurs à membranes à filtre-presse. La figure 2, outre les composants déjà 3> décrits sur la figure 1, illustre également les mêmes composants du deuxième compartiment, désignés par les numéros de référence 6, 7, 8, 9 et 10, et la membrane d'échange d'ions 11. Usuellement, la pression du compartiment de cathode, portant la référence 6 sur la figure 2, est maintenue à une valeur légèrement supérieure à celle du compartiment anodique 1 de la figure 2. En raison de ce différentiel de pression, la membrane 11 est maintenue pressée contre l'anode (électrode 4 sur la figure 2). Si la partie périphérique de cette électrode est incurvée, la membrane tant à former un pli, au niveau duquel elle n'est pas supportée, c'est-à-dire dans l'espace vide entre la périphérie de l'électrode 4 et le joint d'étanchéité 3. La figure 2 représente ce type de structure intérieure d'une cellule élémentaire, dans laquelle les électrodes 4 et 9 sont séparées d'un certain jeu, usuellement compris dans la plage de quelques millimètres ce que l'on appelle "jeu déterminé" dans le
langage technique classique.
La figure 3 est une coupe transversale d'une cellule élémentaire ayant une configuration de type "jeu nul", dans laquelle les deux électrodes sont en contact avec la membrane. En particulier, outre les composants déjà décrits, pour les deux figures précédentes, 13 désigne l'électrode en contact avec la membrane 11 pressée contre l'autre électrode 4. L'électrode 13 est maintenue pressée contre la membrane 11 par un élément 12 élastique, électroconducteur, inséré entre l'électrode 13 et la feuille 9 à mailles, poinçonnée ou expansée. Cette dernière, dans ce type de cellule sert de distributeur de courant ainsi que de structure rigide pour maintenir sous pression l'ensemble comprenant l'élément élastique 12 et l'électrode 13. L'élément élastique 12, représenté schématiquement sur la figure 3, peut être constitué d'une série d'enroulements ou peut se présenter sous la forme d'une matrice de fils métalliques entrelacés (voir le
brevet Italien n 1 193 893 ou le brevet US 4 444 632).
La figure 4 est une coupe transversale d'un mode de réalisation différent d'une cellule élémentaire de type à jeu déterminé. Dans ce cas, l'électrode 4, pressée contre la membrane 11 n'est pas incurvée dans sa zone périphérique et repose contre le rebord 2, auquel elle peut être reliée par soudage. La membrane 11 est le mieux supportée également dans sa partie périphérique et les plis sont sensiblement réduits par rapport aux modes de
réalisation des figures 2 et 3.
Dans le cas d'une électrolyse chlore-alcali, les électrolytes fortement agressifs imposent l'utilisation de matériaux spéciaux pour la construction de cellules élémentaires (par exemple, du titane pour le compartiment d'anode, de l'acier inoxydable ou du nickel et leurs alliages pour le compartiment de cathode). Des membranes appropriées sont les membranes d'échange d'ions de type perfluoré, comme les membranes Nafion fabriquées par Du Pont U.S.A. ou les membranes Flemion fabriquées par
Asahi Glass, Japon ou des types équivalents.
Les joints d'étanchéité du côté cathode, 8 sur les figures 2, 3, 4 sont constitués de caoutchoucs de type EPDM, tandis que ceux situés du côté anode, 3 sur les figures 2, 3, 4, doivent être réalisés en des matériaux plus coûteux tels que du caoutchouc fluoré ou, en
variante, du caoutchouc EPDM (éthylènepropylènediéne-
monomère) recouvert d'un film d'un matériau résistant à la corrosion, tel que du polytétrafluoroéthylène. Durant le fonctionnement, les électrodes, la saumure et la soude caustique sont respectivement amenés dans la partie inférieure des compartiments anodiques et cathodiques, via des entrées appropriées (non représentées sur les figures), et le mélange d'électrolytes et de produits gazeux (chlore dans le compartiment anodique et hydrogène dans le compartiment cathodique) est éliminé par des moyens appropriés (non représentés sur les figures), comme
décrit plus haut.
Comme décrit ci-dessus, ces dispositifs permettent d'amortir remarquablement les fluctuations de pression produites dans les conduits de sortie par les mélanges gaz-liquide qui doivent être retirés du compartiment
anodique et cathodique de chaque cellule élémentaire.
Cependant, cet état amélioré peut encore s'avérer dangereux pour les membranes délicates d'échange d'ions, lorsque des fluctuations résiduelles ont lieu occasionnellement dans une phase opposée. Dans ce cas, le différentiel de pression peut être suffisant pour induire une flexion périodique remarquable des membranes, en particulier le long de la zone périphérique proche des joints d'étanchéité. L'amplitude de cette flexion périodique dépend également de la géométrie du bord d'électrode supportant la membrane, usuellement l'anode, qui peut être du type illustré sur la figure 2 ou la figure 4. Suite à cette flexion périodique, la membrane peut être endommagée en raison de la fatigue ou de l'abrasion. Pour limiter le risque, la surface de l'électrode qui supporte la membrane (4 sur les figures 1, 2, 3 et 4) doit être dépourvue d'aspérités (par exemple, une tôle métallique expansée, aplatie uniformément) et
lissée avec soin dans sa partie périphérique.
Il est à noter qu'une configuration à jeu nul illustrée sur la figure 3 fournit une protection supplémentaire de la membrane contre des fluctuations de pression résiduelles lorsque la membrane, pressée entre les deux électrodes 4 et 13, est fixée plus rigidement par
rapport à la configuration de jeu déterminé.
La présente invention est illustrée sur la figure 5, appliquée à une cellule à jeu déterminé et sur la figure 6
appliquée à une configuration à jeu nul.
Il La figure 5 représente les deux composants caractéristiques de la présente invention, c'est-à-dire la bande 14 et le joint d'étanchéité 15 ayant une plus grande largeur par rapport au joint d'étanchéité 8 des cellules de l'art antérieur (figures 2, 3 et 4). La bande 14 doit être d'une largeur suffisante pour recouvrir à la fois la partie périphérique plane de l'électrode 4, contre laquelle est pressée la membrane, et une partie du joint d'étanchéité 3 correspondant. La bande 14 sert de support et évite toute flexion de la membrane dans les zones de discontinuité entre l'électrode 4 et le joint d'étanchéité 3. Il est à noter que ladite largeur est comprise entre 10 et 30 mm. Une largeur excessive doit être évitée, étant donné qu'elle impliquerait des coûts supplémentaires inutiles et limiterait la surface libre de la membrane disponible pour l'électrolyse. D'autre part, une largeur trop faible ne permettrait pas de recouvrir de façon sûre la zone de discontinuité entre le bord d'électrode et le joint d'étanchéité. Concernant l'épaisseur, il est à noter qu'elle est comprise entre 0,05 et 0,5 mm. Des épaisseurs trop faibles affaibliraient la bande, qui ne pourrait pas supporter de manière appropriée la membrane dans la zone de discontinuité périphérique. Des épaisseurs excessives doivent également être évitées, étant donné qu'elles empêcheraient une compression homogène du joint d'étanchéité et pourraient endommager la membrane en formant un bord trop vif dans la partie adhérant à l'électrode. O Concernant les matériaux de construction pour la bande, une résistance suffisante à l'électrolyte et une résistance mécanique sont des propriétés souhaitées. Dans l'électrolyse chlore-alcali, du titane peut être utilisé comme matériau métallique ou, de préférence, pour leur coût plus faible, des polymères perfluorés, tels que du polytétrafluoroéthylène. Pour faciliter l'assemblage, la bande de l'invention doit être pourvue d'un film adhésif, du côté devant être pressé contre l'électrode. De préférence, l'adhésif doit être résistant aux électrolytes en vue de maintenir la bande dans sa position durant le fonctionnement et également durant des ouvertures possibles des
électrolyseurs pour l'inspection des composants internes.
Concernant le premier but, c'est-à-dire de maintenir la bande dans sa position durant le fonctionnement, il est atteint également en ayant recours au deuxième composant de la présente invention, c'est-à- dire le joint
d'étanchéité plus grand.
Comme représenté sur la figure 5, ledit joint d'étanchéité 15 se situe du côté opposé de la membrane par rapport à la bande 14. Par exemple, dans des électrolyseurs chlore-alcali, dans lesquels la pression de compartiment cathodique est habituellement supérieure à celle du compartiment anodique, la bande 14 est placée sur le compartiment anodique et est appliquée sur la partie périphérique plane de l'anode 4 et sur une partie du joint d'étanchéité anodique 3, constitué de caoutchouc fluoré ou de caoutchouc EPDM recouvert d'un film de polymère
perfluore.
Le joint d'étanchéité 15 plus grand est placé sur le compartiment cathodique et est constitué de caoutchouc EPDM. La figure 5 représente également le joint d'étanchéité 15 plus grand qui s'étend depuis le rebord 7, pour recouvrir une partie plane de l'électrode 9 (usuellement la cathode dans des électrolyseurs chlore-alcali). Si le plus grand joint d'étanchéité 15 a une épaisseur supérieure, appropriée, au jeu entre l'électrode 9 et la membrane 11 et si l'électrode 4 a une rigidité appropriée, le joint d'étanchéité 15 est clairement comprimé et comprime à son tour la membrane 11 et la bande 14 contre la partie périphérique plane de l'électrode 4. La figure 6 représente schématiquement un autre mode de réalisation de la présente invention, dans une cellule élémentaire d'un électrolyseur ayant une configuration à jeu nul, comme déjà illustré sur la figure 3. Dans ce cas, le plus grand joint d'étanchéité 15 est profilé de manière appropriée pour permettre le réglage progressif de l'électrode 13 et de l'élément élastique 12, si bien que le joint d'étanchéité 15 plus grand est pressé contre la membrane 11 et la bande 14 sans pression de contact
excessive.
L'utilisation combinée de la bande et du plus grand joint d'étanchéité de la présente invention assure les avantages suivants: - le maintien de la bande dans sa position correcte pendant des périodes de fonctionnement prolongé même si l'adhésif fixant la bande à l'électrode de support est retiré par l'électrolyte, - l'élimination complète des fluctuations de la membrane d'échange d'ions, qui est bloquée entre la bande et le joint d'étanchéité plus grand, - l'isolation hermétique efficace du bord entre la
bande et le plus grand joint d'étanchéité.
Il s'ensuit que la présence d'endommagements possibles produits durant l'assemblage des électrolyseurs en raison de défauts dans la périphérie des électrodes (un lissage inapproprié, des bords vifs) ne provoque aucun mélange appréciable des électrolytes et des produits gazeux contenus dans les compartiments cathodiques et anodiques. Dans le cas spécifique d'électrolyseurs chlore-alcali, l'étanchéification précitée évite la formation d'un mélange hydrogène-chlore potentiellement dangereux et la migration de soude caustique vers le compartiment d'anode réalisé en titane, ce qui signifierait une grave corrosion et une augmentation de la
concentration en oxygène dans le chlore produit.
En outre, cette étanchéification évite également la formation de poches de gaz stagnant entre la membrane et la bande de la présente invention. Ce résultat est particulièrement important dans le cas d'électrolyseurs chlore-alcali, dans lesquels les poches de gaz précitées sont des poches de chlore gazeux. Un contact prolongé du chlore gazeux avec les membranes d'échange d'ions, même de type perfluoré provoque en effet de graves endommagements (T. Yamashita et al. dans Modern Chlor-Alkali Techonology, vol. 4, page 109 Society of Chemical Industry, Elsevier,
1990).
Concernant la position respective de la bande et du plus grand joint d'étanchéité, le mode de réalisation préféré est bien sûr obtenu en faisant coïncider les bords intérieurs (du côté électrolyte) des deux éléments. Ce mode de réalisation préféré est très difficile à mettre en oeuvre. L'expérience rencontrée démontre également que des conditions de coïncidence incomplète sont assez acceptables. Une coïncidence incomplète signifie que la position réciproque de la bande et du joint d'étanchéité plus grand peut laisser la bande ou le joint d'étanchéité plus grand faire saillie de quelques millimètres du côté
électrolyte.
Il est à noter également que, à titre d'avantage
secondaire supplémentaire dans l'électrolyse chlore-
alcali, la bande de l'invention protège suffisamment le joint d'étanchéité anodique, si bien qu'il peut être 3 simplement réalisé en caoutchouc de type EPDM, sans aucun film protecteur en polymères perfluorés réduisant ainsi
les coûts de production.
L'efficacité de la présente invention, lorsque la bande est utilisée en combinaison avec le joint d'étanchéité plus grand, permet un fonctionnement prolongé sans aucun endommagement des membranes, également avec des électrolyseurs comprenant des cellules élémentaires sans les dispositifs de l'art antérieur pour éliminer ou
amortir les fluctuations de pression.
La description ci-dessus illustre clairement les
caractéristiques de la présente invention et certains des modes de réalisation préférés. Cependant, d'autres modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre
de l'invention.
!5
16 2722801
Claims (9)
1. Electrolyseur pour des procédés électrochimiques pour la production de produits gazeux, comprenant une pluralité de cellules élémentaires, chaque cellule étant divisée, par une membrane d'échange d'ions ou un diaphragme poreux, en deux compartiments (1, 6), comprenant chacun une électrode (4, 9) ayant une partie périphérique plane et un joint d'étanchéité périphérique (3), l'un des compartiments fonctionnant à une pression plus faible que celle de l'autre compartiment, lesdits compartiments (1, 6) étant pourvus d'un moyen d'admission d'électrolyte et d'un moyen d'évacuation des électrolytes et des produits gazeux, caractérisé en ce qu'une bande (14) de matériau résistant à l'action corrosive des électrolytes est appliquée sur ladite partie périphérique plane et sur ledit joint d'étanchéité périphérique (3) du compartiment fonctionnant à une pression plus faible et le joint d'étanchéité périphérique (15) de l'autre compartiment a une plus grande largeur et est maintenu
comprimé par l'électrode (9) dudit autre compartiment.
2. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande (14) est réalisée en titane.
3. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande (14) est réalisée en un
matériau polymère perfluoré.
4. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande (14) est pourvue d'un film adhésif sur la face en contact avec ladite partie périphérique plane et ledit joint d'étanchéité périphérique du compartiment fonctionnant à une pression
plus faible.
5. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande (14) a une épaisseur
comprise entre 0,05 et 0,5 mm.
17 2722801
6. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande (14) a une largeur
comprise entre 10 et 30 mm.
7. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords du côté de l'électrolyte dudit joint d'étanchéité périphérique (15) ayant une plus
grande largeur et de ladite bande coïncident.
8. Electrolyseur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit
Electrolyseur est approprié pour une électrolyse chlore- alcali et ledit compartiment fonctionnant à une plus faible pression est le compartiment anodique et son joint d'étanchéité périphérique est réalisé en caoutchouc EPDM.
9. Electrolyseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens
pour retirer les électrolytes et les produits gazeux conviennent pour amortir les fluctuations de pression desdits compartiments,
Applications Claiming Priority (1)
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