FR3016901A1

FR3016901A1 - ELECTROLYSIS TANK FOR THE PRODUCTION OF ALUMINUM COMPRISING A GAS COLLECTION DEVICE.

Info

Publication number: FR3016901A1
Application number: FR1400176A
Authority: FR
Inventors: Benoit BARDET; Guillaume Girault; Steeve Renaudier; Frederic Brun
Original assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Current assignee: Rio Tinto Alcan International Ltd
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-07-31
Anticipated expiration: 2034-01-27
Also published as: FR3016901B1

Abstract

La présente invention concerne une cuve d'électrolyse utilisable pour la production d'aluminium, comportant : - un caisson (1) recouvert d'un revêtement intérieur (14) destiné à recevoir un bain cryolithaire (16) et incluant un fond (11), des parois latérales transversales (12), et des parois latérales longitudinales (13), - une enceinte de confinement (2), l'enceinte (2) incluant des parois latérales transversales (22) et longitudinales (23), l'enceinte (2) étant destinée à définir avec le caisson un volume de confinement des gaz au-dessus du bain cryolithaire (16), et un dispositif de collecte de gaz (5) comprenant des ouvertures (53) pour l'aspiration des gaz réparties le long des parois latérales longitudinales (23) de l'enceinte de confinement (2).The present invention relates to an electrolytic cell that can be used for the production of aluminum, comprising: - a box (1) covered with an inner coating (14) intended to receive a cryolite bath (16) and including a bottom (11) , transverse side walls (12), and longitudinal side walls (13), - a confinement chamber (2), the chamber (2) including transverse (22) and longitudinal side walls (23), the enclosure (2) being intended to define with the box a volume of confinement of the gases above the cryolite bath (16), and a gas collection device (5) comprising openings (53) for the suction of the gases distributed on the along the longitudinal side walls (23) of the containment enclosure (2).

Description

Domaine technique La présente invention concerne le domaine technique général de la production d'aluminium par électrolyse. Elle concerne plus précisément un dispositif de collecte de gaz ou de poussières générés lors de la production d'aluminium par électrolyse. Ce dispositif de collecte peut être monté sur une cuve d'électrolyse à anodes carbonées précuites. Présentation de l'art antérieur L'aluminium est essentiellement produit par électrolyse d'alumine dissoute dans un bain cryolithaire.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the general technical field of aluminum production by electrolysis. It relates more specifically to a device for collecting gas or dust generated during the production of aluminum by electrolysis. This collection device can be mounted on an electrolytic cell with pre-baked carbon anodes. Presentation of the Prior Art Aluminum is essentially produced by electrolysis of alumina dissolved in a cryolite bath.

Actuellement, la production d'aluminium à l'échelle industrielle est mise en oeuvre dans des cuves d'électrolyse, chaque cuve étant composée d'un caisson en acier ouvert dans sa partie supérieure, et dont le fond est recouvert de matériau réfractaire sur lequel s'étend une cathode surmontée par une pluralité d'anodes, les anodes étant plongées dans un bain cryolithaire porté à une température comprise entre 930 et 980°C.Currently, production of aluminum on an industrial scale is carried out in electrolysis tanks, each tank being composed of a steel box open at its upper part, and whose bottom is covered with refractory material on which extends a cathode surmounted by a plurality of anodes, the anodes being immersed in a cryolite bath heated to a temperature between 930 and 980 ° C.

L'application d'un courant électrique entre l'anode et la cathode permet d'initier la réaction d'électrolyse pour la production d'aluminium. La température du bain cryolithaire étant comprise entre 930 et 980°C, l'aluminium produit est liquide. Il se dépose par gravité sur la cathode. Régulièrement l'aluminium produit, ou une partie de l'aluminium produit, est aspiré par une poche de coulée, et transvasé dans des fours de fonderie. L'anode est consommée progressivement durant la réaction d'électrolyse. Une fois l'anode usée, celle-ci est remplacée par une anode neuve. Lors de la production d'aluminium par électrolyse, des gaz polluants sont générés, tels que du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, du dioxyde de soufre et du fluorure d'hydrogène gazeux. Cette production génère également des émissions ou entraînement de poussières. Une croûte d'alumine solide se forme à la surface du bain cryolithaire. Cette croûte isole thermiquement le bain cryolithaire et confine une partie des gaz polluants générés. Toutefois, la réaction d'électrolyse induisant une diminution de la concentration en alumine dans le bain cryolithaire, il est nécessaire de percer cette croûte pour ajouter de l'alumine dans le bain cryolithaire. Ce perçage induit l'échappement des gaz polluants emprisonnés sous la croûte. Par ailleurs, au cours de la réaction d'électrolyse, il est fréquent que la croûte se fracture spontanément. Ces fractures spontanées de la croûte induisent également l'échappement des gaz polluants emprisonnés sous la croûte.The application of an electric current between the anode and the cathode makes it possible to initiate the electrolysis reaction for the production of aluminum. The temperature of the cryolite bath being between 930 and 980 ° C., the aluminum produced is liquid. It is deposited by gravity on the cathode. Regularly the produced aluminum, or a part of the produced aluminum, is sucked by a ladle, and transferred into foundry furnaces. The anode is consumed progressively during the electrolysis reaction. Once the anode has been used, it is replaced by a new anode. In the production of aluminum by electrolysis, polluting gases are generated, such as carbon dioxide, carbon monoxide, sulfur dioxide and hydrogen fluoride gas. This production also generates emissions or dust entrainment. A solid alumina crust forms on the surface of the cryolite bath. This crust thermally insulates the cryolite bath and confines some of the polluting gases generated. However, the electrolysis reaction inducing a decrease in the concentration of alumina in the cryolite bath, it is necessary to pierce this crust to add alumina in the cryolite bath. This drilling induces the escape of pollutant gases trapped under the crust. Moreover, during the electrolysis reaction, it is common for the crust to fracture spontaneously. These spontaneous fractures of the crust also induce the escape of pollutant gases trapped under the crust.

C'est pourquoi les cuves d'électrolyse comportent généralement un capotage composé d'une pluralité de capots destiné à coiffer la partie supérieure ouverte du caisson, ainsi qu'un dispositif de collecte des gaz polluants embarqué sur la cuve. Ceci permet d'éviter l'émission dans l'atmosphère, des gaz polluants générés lors de la fabrication d'aluminium par électrolyse. On connaît ainsi du document W02007/116320, une cuve d'électrolyse comportant un caisson de forme parallélépipédique rectangle, un capotage destiné à coiffer l'ouverture supérieure du caisson, et une gaine d'aspiration des gaz polluants confinés sous le capotage, la gaine d'aspiration étant positionnée au-dessus du caisson et s'étendant dans un plan médian du caisson, sur toute la longueur de celui-ci. Toutefois, ce positionnement de la gaine d'aspiration - i.e. au droit du caisson et à égale distance des faces latérales longitudinales de celui-ci - ne permet pas de capter efficacement l'ensemble des gaz générés lors de la réaction d'électrolyse. En effet, la gaine et donc les ouvertures d'aspiration sont positionnées à une distance importante des fuites potentielles dans le capotage, qui se situent au niveau du bord supérieur du caisson et entre les capots disposés sur chaque côté de la cuve. Aussi, des fractures spontanées se forment majoritairement à la périphérie d'une croûte s'étendant au-dessus du bain cryolithaire de sorte qu'un positionnement central de la gaine d'aspiration n'est pas optimum.This is why the electrolysis tanks generally comprise a cowling composed of a plurality of cowls intended to cap the open upper part of the box, and a device for collecting pollutant gases on board the tank. This makes it possible to avoid the emission into the atmosphere of the polluting gases generated during the aluminum production by electrolysis. Document W02007 / 116320 is thus known, an electrolytic cell comprising a box of rectangular parallelepiped shape, a cowling intended to cover the upper opening of the box, and a suction duct of pollutant gases confined under the cowling, the sheath. suction nozzle being positioned above the box and extending in a median plane of the box, over the entire length thereof. However, this positioning of the suction duct - i.e. to the right of the box and equidistant from the longitudinal side faces thereof - does not effectively capture all the gases generated during the electrolysis reaction. Indeed, the sheath and therefore the suction openings are positioned at a significant distance from the potential leaks in the cowling, which are located at the upper edge of the box and between the covers arranged on each side of the tank. Also, spontaneous fractures are formed mainly at the periphery of a crust extending above the cryolite bath so that a central positioning of the suction duct is not optimum.

Cette gaine d'aspiration forme par ailleurs une gêne à une extraction verticale des anodes de la cuve. Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de collecte des gaz polluants permettant de pallier au moins l'un des inconvénients précités. Résumé de l'invention A cet effet, l'invention propose une cuve d'électrolyse utilisable pour la production d'aluminium, comportant : - un caisson recouvert d'un revêtement intérieur destiné à recevoir un bain cryolithaire et incluant un fond, des parois latérales transversales, et des parois latérales longitudinales, et - un dispositif de collecte de gaz, remarquable en ce que la cuve d'électrolyse comprend en outre une enceinte de confinement incluant des parois latérales transversales et longitudinales , l'enceinte étant destinée à définir avec le caisson un volume de confinement des gaz au-dessus du bain cryolithaire, le dispositif de collecte de gaz comprenant des ouvertures pour l'aspiration des gaz réparties le long des parois latérales longitudinales de l'enceinte de confinement. Dans un souci de facilité de conception, les parois latérales transversales et longitudinales de l'enceinte de confinement peuvent être prévues sensiblement parallèles aux parois transversales et longitudinales du caisson. Comme il sera décrit plus en détails dans la suite, la présence d'ouvertures le long des parois longitudinales de l'enceinte permet d'améliorer l'efficacité de collecte des gaz polluants, notamment vis-à-vis des échappements de gaz polluants au travers de fractures spontanées se formant à la périphérie d'une croûte s'étendant au-dessus du bain cryolithaire. Un tel dispositif de collecte de gaz est en outre particulièrement avantageux lorsque l'on veut réaliser une alimentation de la cuve en divers composés (alumine, AIF3...) en périphérie de la cuve d'électrolyse. Une telle alimentation permet en effet de maintenir des points froids dans le bain cryolithaire à proximité des parois du caisson et d'améliorer ainsi la tenue du caisson et de la cuve aux hautes températures du bain cryolithaire, mais nécessite un perçage de la croûte en périphérie de la cuve d'électrolyse. Le positionnement des ouvertures le long des parois longitudinales de l'enceinte permet en outre de ne pas faire obstacle à une extraction verticale des ensembles anodiques pour le remplacement d'une anode usée par une anode neuve. L'enceinte de confinement forme un volume à l'intérieur duquel les ensembles anodiques peuvent être déplacés pour les besoins de la production d'aluminium par électrolyse. Des aspects préférés mais non limitatifs de la cuve d'électrolyse sont les suivants : les parois latérales longitudinales peuvent être sensiblement verticales, l'enceinte de confinement peut être sensiblement parallélépipédique, les parois latérales longitudinales et transversales de l'enceinte forment une ouverture supérieure recouverte au moyen d'un capotage amovible, - l'enceinte de confinement peut être en appui sur le caisson ; en variante, l'enceinte de confinement et le caisson peuvent être monobloc, - le dispositif de collecte de gaz peut également comprendre des ouvertures pour l'aspiration des gaz réparties le long des parois latérales transversales de l'enceinte, ceci permet d'améliorer l'efficacité de collecte des gaz polluants en augmentant le rendement de captation des gaz s'échappant des fractures spontanées, - le dispositif de collecte de gaz peut comprendre un nombre d'ouvertures égal à un nombre de piqueurs adaptés pour perforer une croûte se formant à la surface du bain cryolithaire, dans ce cas, chaque ouverture peut être localisée à proximité d'un piqueur respectif, ceci permet d'améliorer l'efficacité de collecte des gaz polluants en augmentant le rendement de captation des gaz s'échappant au travers des trous formés par les piqueurs qui sont disposés le long des parois latérales longitudinales du caisson, - le dispositif de collecte de gaz peut comprendre au moins une gaine de captation de gaz s'étendant le long des parois latérales longitudinales de l'enceinte de confinement, les ouvertures étant réparties le long de chaque gaine de captation, ceci permet d'améliorer l'ergonomie de la cuve d'électrolyse en limitant le nombre de dispositifs d'aspiration nécessaires à l'aspiration des gaz au travers des ouvertures, les ouvertures peuvent être dimensionnées de sorte à équilibrer les débits aspirés tout le long de la gaine, donc dans la cuve, - le dispositif de collecte peut comprendre une gaine de captation unique s'étendant sur les parois latérales transversales et longitudinales de l'enceinte, les ouvertures étant réparties le long de la gaine de captation, ceci permet de simplifier la fabrication de la cuve d'électrolyse, chaque gaine de captation peut s'étendre sur un bord supérieur des parois latérales de l'enceinte opposé au caisson, ceci permet de limiter les risques de colmatage des ouvertures, ceci permet également d'améliorer l'efficacité de captation de gaz puisque la maximisation de la hauteur de positionnement des ouvertures permet de bénéficier de l'effet cheminée, ceci permet de plus d'améliorer l'étanchéité de la cuve en positionnant la gaine de captation à proximité d'une jonction - entre le bord supérieur et un capotage recouvrant l'enceinte - à travers laquelle des gaz polluants sont susceptibles de s'échapper hors de la cuve, - la gaine de captation forme au moins en partie une ceinture de cerclage pour les parois latérales de l'enceinte de confinement, ceci permet d'améliorer la résistance mécanique et la rigidité des parois latérales de l'enceinte, avantageusement sur toute sa hauteur, la partie inférieure des parois latérales étant rigidifiée du fait de la fixation de l'enceinte au caisson et la partie supérieure étant rigidifiée grâce à la gaine formant ceinture de cerclage, des équipements de la cuve sont fixés sur la gaine de captation, notamment des dispositifs de levage des ensembles anodiques, tels que des vérins, des piqueurs, plus particulièrement disposés le long des parois latérales longitudinales et piquant à la périphérie du bain cryolithaire, des doseurs, des dispositifs d'alimentation en matières premières (alumine, fluorure d'aluminium), ceci assure la stabilité et facilite la fixation des équipements qui peuvent être fixés sur la gaine faisant avantageusement saillie et ayant une rigidité et résistance mécanique importante, chaque gaine de captation est dans un matériau thermiquement conducteur (typiquement de l'acier), ceci permet d'assurer une bonne conduction thermique entre les gaz chauds circulant dans la gaine et les parois de l'enceinte, de sorte que la gaine de captation est utilisée en tant que répartiteur de chaleur afin d'homogénéiser la température des parois de l'enceinte de confinement sur toute leur surface et éviter une dilation verticale différentielle de l'enceinte et de l'ensemble caisson/enceinte lors de la production d'aluminium pouvant générer un gauchissement ; en effet, la température du bain cryolithaire est maintenue dans une gamme de valeurs comprises entre 930 et 980°C lors de la fabrication d'aluminium, et cette température décroît rapidement au fur et à mesure que l'on s'éloigne verticalement du bain cryolithaire, chaque gaine de captation comporte une surface plane sensiblement horizontale formant une surface d'appui (horizontale) pour le capotage amovible, ceci permet d'assurer un support stable pour le capotage amovible au niveau de chacune des parois latérales longitudinales de l'enceinte de confinement, le capotage amovible comporte une pluralité de capots s'étendant chacun d'une paroi latérale longitudinale de l'enceinte à l'autre paroi latérale longitudinale de l'enceinte, ceci permet d'éviter l'agencement de toute structure fixe au-dessus de l'ouverture supérieure de la cuve et donc autoriser un déplacement verticale des ensembles anodiques pour leur extraction ou introduction dans la cuve, chaque capot traverse transversalement la cuve de part en part et repose sur les gaines de captation au niveau de chacune des parois latérales longitudinales chaque gaine de captation est de section carrée ou rectangulaire, ceci permet d'augmenter la rigidité et la solidité de la gaine de captation de sorte à améliorer son utilisation en tant que support pour des équipements de la cuve et en tant que ceinture de cerclage pour l'ensemble composé du caisson et de l'enceinte. L'invention concerne également un procédé de collecte de gaz d'une cuve d'électrolyse utilisable pour la production d'aluminium, la cuve comportant : un caisson recouvert d'un revêtement intérieur destiné à recevoir un bain cryolithaire et incluant un fond, des parois latérales longitudinales, et des parois latérales transversales, une enceinte de confinement sur le caisson, l'enceinte incluant des parois latérales transversales et longitudinales, l'enceinte étant destinée à définir avec le caisson un volume de confinement des gaz au-dessus du bain cryolithaire, et un dispositif de collecte de gaz, le procédé comprenant une étape d'aspiration des gaz le long des parois latérales longitudinales de l'enceinte.This suction sleeve also forms a hindrance to a vertical extraction of the anodes of the tank. An object of the present invention is to provide a pollutant gas collection device to overcome at least one of the aforementioned drawbacks. SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the invention proposes an electrolytic cell that can be used for the production of aluminum, comprising: a box covered with an inner lining intended to receive a cryolite bath and including a bottom, walls transverse sides, and longitudinal side walls, and - a gas collection device, characterized in that the electrolysis cell further comprises a containment enclosure including transverse and longitudinal side walls, the enclosure being intended to define with the box a gas confinement volume above the cryolite bath, the gas collection device comprising openings for the suction of gases distributed along the longitudinal side walls of the containment enclosure. For the sake of ease of design, the transverse and longitudinal side walls of the containment chamber may be provided substantially parallel to the transverse and longitudinal walls of the box. As will be described in more detail in the following, the presence of openings along the longitudinal walls of the enclosure improves the efficiency of collection of gaseous pollutants, especially vis-à-vis the exhaust gas pollutants. through spontaneous fractures forming on the periphery of a crust extending above the cryolite bath. Such a gas collection device is also particularly advantageous when it is desired to supply the tank with various compounds (alumina, AlF3, etc.) at the periphery of the electrolytic cell. Such a supply makes it possible to maintain cold spots in the cryolite bath near the walls of the box and thus improve the resistance of the box and the tank to the high temperatures of the cryolite bath, but requires drilling the crust at the periphery. of the electrolysis cell. The positioning of the openings along the longitudinal walls of the enclosure also makes it possible not to hinder vertical extraction of the anode assemblies for the replacement of an anode used by a new anode. The containment enclosure forms a volume within which the anode assemblies can be moved for the purpose of electrolytic aluminum production. Preferred but non-limiting aspects of the electrolysis cell are as follows: the longitudinal side walls may be substantially vertical, the confinement chamber may be substantially parallelepipedal, the longitudinal and transverse lateral walls of the chamber form an upper opening covered with by means of a removable cowling, the containment enclosure can be supported on the box; alternatively, the containment chamber and the box may be in one piece, - the gas collection device may also comprise openings for the suction of the gases distributed along the transverse lateral walls of the enclosure, this makes it possible to improve the pollutant collection efficiency by increasing the capture efficiency of gases escaping spontaneous fractures, - the gas collection device may comprise a number of openings equal to a number of piercers adapted to perforate a crust forming on the surface of the cryolite bath, in this case, each opening can be located near a respective piqueur, this improves the pollutant gas collection efficiency by increasing the capture efficiency of the gas escaping through holes formed by the breakers which are arranged along the longitudinal side walls of the box, the gas collection device may comprise at least one gas collection sheath extending along the longitudinal side walls of the containment chamber, the openings being distributed along each collection sheath, this improves the ergonomics of the electrolytic cell by limiting the number of suction devices necessary for the aspiration of the gases through the openings, the openings may be dimensioned so as to balance the flow rates sucked all along the sheath, therefore in the tank, the collection device may comprise a single capture sheath extending on the transverse and longitudinal side walls of the enclosure, the openings being distributed along the capture sheath, this makes it possible to simplify the manufacture of the electrolytic cell, each collection sheath can to extend on an upper edge of the side walls of the enclosure opposite to the box, this makes it possible to limit the risks of clogging of the openings, this also makes it possible to improve the efficiency of gas capture since the maximization of the positioning height of the openings makes it possible to benefit from the chimney effect, this furthermore makes it possible to improve the tightness of the tank by positioning the collection sheath in the vicinity of a junction - between the upper edge and a covering covering the enclosure - through which polluting gases are likely to escape from the tank, - the collection sheath forms at least partly a strapping belt for the side walls of the confinement enclosure, this makes it possible to improve the mechanical strength and the rigidity of the side walls of the enclosure, advantageously over its entire height, the lower part of the side walls being stiffened because of the fixing of the enclosure to the caisson and the upper part being stiffened thanks to the sheath forming a strapping belt, equipment of the tank are fixed on the collecting sheath, including d lifting devices for anode assemblies, such as cylinders, stingers, more particularly arranged along the longitudinal side walls and piercing at the periphery of the cryolite bath, metering devices, feeding devices for raw materials (alumina, fluoride). aluminum), this ensures the stability and facilitates the fixing of the equipment which can be fixed on the sheath advantageously projecting and having a high rigidity and mechanical resistance, each sheath of capture is in a thermally conductive material (typically steel), this makes it possible to ensure a good thermal conduction between the hot gases circulating in the sheath and the walls of the enclosure, so that the capture sheath is used as a heat distributor in order to homogenize the temperature of the walls of the enclosure. containment on their entire surface and avoid a differential vertical expansion of the enclosure and the assembly box / enclosure when producing aluminum that can cause warping; indeed, the temperature of the cryolite bath is maintained in a range of values between 930 and 980 ° C during the manufacture of aluminum, and this temperature decreases rapidly as one moves away from the bath vertically cryolithaire, each capture sheath has a substantially horizontal flat surface forming a bearing surface (horizontal) for the removable cowling, this ensures a stable support for the removable cowling at each of the longitudinal side walls of the enclosure of confinement, the removable cowling comprises a plurality of cowlings each extending from one longitudinal side wall of the chamber to the other longitudinal side wall of the enclosure, this makes it possible to avoid the arrangement of any fixed structure at above the upper opening of the tank and thus allow a vertical displacement of the anode assemblies for their extraction or introduction into the tank, each hood passes through transversely the tank from side to side and rests on the collection ducts at each of the longitudinal side walls each collection duct is of square or rectangular section, this makes it possible to increase the rigidity and the strength of the collection duct so that to improve its use as a support for equipment of the tank and as a strapping belt for the assembly composed of the box and the enclosure. The invention also relates to a method for collecting gas from an electrolytic cell that can be used for the production of aluminum, the tank comprising: a box covered with an inner lining intended to receive a cryolite bath and including a bottom, longitudinal side walls, and transverse side walls, a containment chamber on the box, the chamber including transverse and longitudinal side walls, the chamber being intended to define with the box a volume of confinement of the gases above the bath cryolithaire, and a gas collection device, the method comprising a gas suction step along the longitudinal side walls of the enclosure.

Avantageusement, le procédé peut également comprendre une étape d'aspiration des gaz le long des parois latérales transversales de l'enceinte. Brève description des figures D'autres avantages et caractéristiques de la cuve d'électrolyse et du procédé de collecte de gaz ressortiront encore de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, à partir des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un exemple de cuve d'électrolyse, - Les figures 2 à 5 sont des vues partielles de dessus d'une enceinte de confinement et d'un dispositif de collecte de gaz polluants, et illustrent différents modes de réalisation du dispositif de collecte de gaz polluants, La figure 6 est une vue schématique partielle en perspective d'une enceinte de confinement et d'un exemple de dispositif de collecte de gaz polluants. La figure 7 est une vue en coupe transversale de cuves d'électrolyse.Advantageously, the method may also comprise a gas suction step along the transverse lateral walls of the enclosure. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Other advantages and characteristics of the electrolysis cell and of the gas collection process will be further apparent from the following description of several variant embodiments, given by way of non-limiting examples, from the following examples. attached drawings in which: - Figure 1 is a schematic perspective view of an example of an electrolytic cell, - Figures 2 to 5 are partial top views of a containment and a collection device of polluting gases, and illustrate different embodiments of the pollutant gas collection device, Figure 6 is a partial schematic perspective view of a containment chamber and an example of a pollutant gas collection device. Figure 7 is a cross-sectional view of electrolysis cells.

Description détaillée On va maintenant décrire un exemple de cuve d'électrolyse incluant un dispositif de collecte de gaz ainsi qu'un procédé de collecte de gaz associé. Dans ces différentes figures, les éléments équivalents portent les mêmes références numériques. On utilisera dans la suite du texte les expressions « paroi latérale », « fond », « ouverture supérieure », en référence à un parallélépipède rectangle. Le lecteur appréciera que l'on entend, dans le cadre de la présente invention, par : « fond », une paroi horizontale d'un parallélépipède rectangle située à proximité du sol, « ouverture supérieure » une ouverture ménagée dans une paroi horizontale d'un parallélépipède rectangle opposée au fond, - « face/paroi latérale », une face/paroi verticale d'un parallélépipède rectangle s'étendant dans un plan perpendiculaire au fond, « faces/parois longitudinales », des faces/parois verticales d'un parallélépipède rectangle dont au moins une dimension est supérieure aux dimensions des autres faces/parois latérales, - « faces/parois transversales », des faces/parois verticales s'étendant perpendiculairement aux faces/parois longitudinales. En référence à la figure 1, on a illustré un exemple de cuve d'électrolyse selon l'invention. La cuve d'électrolyse de forme parallélépipédique rectangle comprend un caisson 1, une enceinte de confinement 2, un ou plusieurs ensemble(s) anodique(s) 3, une cathode 4, et un dispositif de collecte de gaz 5.DETAILED DESCRIPTION An example of an electrolysis cell including a gas collection device and a method for collecting associated gas will now be described. In these different figures, the equivalent elements bear the same numerical references. In the rest of the text, the terms "side wall", "bottom" and "top opening" will be used, with reference to a rectangular parallelepiped. The reader will appreciate that in the context of the present invention, the term "bottom" means a horizontal wall of a rectangular parallelepiped located close to the ground, "upper opening" an opening formed in a horizontal wall of a rectangular parallelepiped opposed to the bottom, - "face / side wall", a face / vertical wall of a rectangular parallelepiped extending in a plane perpendicular to the bottom, "faces / longitudinal walls", of the vertical faces / walls of a rectangular parallelepiped of which at least one dimension is greater than the dimensions of the other faces / side walls, - "faces / transverse walls", vertical faces / walls extending perpendicularly to the faces / longitudinal walls. With reference to FIG. 1, an example of an electrolytic cell according to the invention is illustrated. The rectangular parallelepiped-shaped electrolysis cell comprises a box 1, a containment chamber 2, one or more anode assembly (s) 3, a cathode 4, and a gas collection device 5.

Cette cuve est utilisable pour la production d'aluminium. Elle peut être associée à une pluralité d'autres cuves d'électrolyse, éventuellement identiques, les différentes cuves étant disposées à la suite les unes des autres, deux cuves d'électrolyses successives étant adjacentes au niveau de l'une de leurs parois latérales longitudinales. Le caisson 1 est de forme globalement parallélépipédique. Il comprend un fond 11, deux parois latérales transversales 12, et deux parois latérales longitudinales 13. Le caisson 1 comprend également des berceaux (non représentés) s'étendant sur les faces externes du fond 11 et des parois latérales longitudinales 13. Ces berceaux permettent de renforcer mécaniquement le caisson 1. Le caisson 1 peut être métallique, par exemple en acier. Les faces internes du fond 11 et des parois latérales 12, 13 du caisson 1 sont recouvertes d'un matériau réfractaire 14 permettant de calorifuger le caisson. Pour ne pas surcharger la figure 1, ce matériau réfractaire 14 n'est que partiellement représenté. La cathode 4 est disposée sur le fond du caisson 1.This tank is used for the production of aluminum. It may be associated with a plurality of other electrolysis cells, possibly identical, the different tanks being arranged one after the other, two successive electrolytic cells being adjacent at one of their longitudinal side walls. . The casing 1 is of generally parallelepipedal shape. It comprises a bottom 11, two transverse side walls 12, and two longitudinal side walls 13. The box 1 also comprises cradles (not shown) extending on the outer faces of the bottom 11 and longitudinal side walls 13. These cradles allow mechanically strengthen the box 1. The box 1 may be metallic, for example steel. The inner faces of the bottom 11 and the side walls 12, 13 of the box 1 are covered with a refractory material 14 for insulating the box. In order not to overload FIG. 1, this refractory material 14 is only partially represented. The cathode 4 is disposed on the bottom of the box 1.

Le caisson 1 est ouvert dans sa partie supérieure 15. Il est destiné à recevoir un bain cryolithaire 16 dans lequel sont plongés le (ou les) ensemble(s) anodique(s) 3. L'enceinte de confinement 2 s'étend sur le caisson 1. Elle est en contact avec le caisson 1 au niveau des bords supérieurs 17 des faces latérales 12, 13 définissants l'ouverture du caisson 1. L'enceinte 2 comprend quatre parois latérales 22, 23 : deux parois latérales transversales 22 et deux parois latérales longitudinales 23. Elle est ouverte au niveau des bords inférieurs 24 et supérieurs 25 de ses parois latérales 22, 23. Les bords inférieurs 24 des parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2 sont en contact avec les bords supérieurs 17 des parois latérales 12, 13 du caisson 1 qui constituent une surface d'appui pour l'enceinte 2. Les bords supérieurs 17 du caisson et/ou les bords inférieurs 24 de l'enceinte de confinement 2 peuvent former un replat. Chaque paroi latérale 22, 23 de l'enceinte 2 s'étend sensiblement parallèlement à la paroi latérale 12, 13 du caisson 1 sur laquelle elle repose. Un léger décalage horizontal entre les parois latérales du caisson et les parois latérales de l'enceinte peuvent résulter de l'existence d'un replat sur les bords supérieurs 17 du caisson et/ou les bords inférieurs 24 de l'enceinte de confinement 2. L'enceinte 2 comprend également un capotage 26 amovible destiné à coiffer l'ouverture supérieure des parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2, et donc de l'ensemble composé du caisson 1 et des parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2. Le capotage 26 peut être composé d'un assemblage de capots ou panneaux s'étendant globalement dans un plan sensiblement horizontal, et en appui sur les bords supérieurs 25 des parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2. L'enceinte 2 définit avec le caisson 1 un volume fermé au-dessus du bain cryolithaire 16 dans lequel le (ou les) ensemble(s) anodique(s) 3 est (sont) déplacé(s). Chaque ensemble anodique 3 comprend au moins une anode 31 et une structure anodique 32. L'anode 31 est plus particulièrement un bloc de matériau carboné de type précuite. La forme et la composition de l'anode 31 sont connues de l'homme du métier et ne seront pas décrites plus en détail dans la suite. Durant la réaction d'électrolyse, l'anode 31 plongée dans le bain cryolithaire 16 se consomme. Les ensembles anodiques 3 doivent donc être remplacés périodiquement. La structure anodique 32 permet d'une part de manipuler l'anode 31, et d'autre part de l'alimenter en courant électrique.The casing 1 is open in its upper part 15. It is intended to receive a cryolite bath 16 in which are immersed (or) all (s) anode (s) 3. The confinement chamber 2 extends over the box 1. It is in contact with the box 1 at the upper edges 17 of the side faces 12, 13 defining the opening of the box 1. The chamber 2 comprises four side walls 22, 23: two transverse side walls 22 and two longitudinal side walls 23. It is open at the lower edges 24 and upper 25 of its side walls 22, 23. The lower edges 24 of the side walls 22, 23 of the chamber 2 are in contact with the upper edges 17 of the walls side 12, 13 of the box 1 which constitute a bearing surface for the chamber 2. The upper edges 17 of the box and / or the lower edges 24 of the containment chamber 2 can form a flat. Each side wall 22, 23 of the chamber 2 extends substantially parallel to the side wall 12, 13 of the box 1 on which it rests. A slight horizontal offset between the side walls of the box and the side walls of the enclosure may result from the existence of a plate on the upper edges 17 of the box and / or the lower edges 24 of the containment chamber 2. The enclosure 2 also comprises a removable cover 26 intended to cap the upper opening of the side walls 22, 23 of the enclosure 2, and therefore of the assembly composed of the box 1 and the side walls 22, 23 of the enclosure 2. The cowling 26 may be composed of an assembly of covers or panels extending generally in a substantially horizontal plane, and bearing on the upper edges 25 of the side walls 22, 23 of the enclosure 2. The enclosure 2 defines with the caisson 1 a closed volume above the cryolite bath 16 in which the (or) all (s) anode (s) 3 is (are) moved (s). Each anode assembly 3 comprises at least one anode 31 and an anode structure 32. The anode 31 is more particularly a block of precooked carbonaceous material. The shape and composition of the anode 31 are known to those skilled in the art and will not be described in more detail below. During the electrolysis reaction, the anode 31 immersed in the cryolite bath 16 is consumed. Anode assemblies 3 must therefore be replaced periodically. The anode structure 32 makes it possible on the one hand to manipulate the anode 31, and on the other hand to supply it with electric current.

L'ensemble anodique 3 est suspendu à un système de levage ou un support (non représenté) déplaçable verticalement à l'aide de vérins pour permettre son déplacement dans le volume défini par l'enceinte 2. Le déplacement de l'ensemble anodique 3 vers le fond 11 du caisson 1 permet de compenser la consommation de l'anode 31 au fur et à mesure de l'avancement de la réaction d'électrolyse. La cathode 4 est composée d'un (ou plusieurs) bloc(s) de matériau carboné. La cathode 4 peut être de tout type connu de l'homme du métier et ne sera pas décrite plus en détail dans la suite. Bien entendu, la cuve d'électrolyse comprend également d'autres éléments dont une liste non exhaustive ne sera pas donnée ici. Notamment, la cuve comporte des moyens de conduction électrique flexibles (non représentés) pour l'alimentation électrique des ensembles anodiques. La cuve comprend également une pluralité de piqueurs constitués d'une tige de piquage manoeuvrable selon un mouvement vertical à l'aide d'un vérin qui lui est associé, pour percer la croûte et permettre l'alimentation en alumine dans le bain cryolithaire. Le dispositif de collecte de gaz 5 permet de collecter les gaz polluants générés lors de la réaction d'électrolyse. En référence aux figures 1 et 2, on a illustré un exemple de dispositif de collecte de gaz 5 comprenant des ouvertures 53 pour l'aspiration des gaz. Avantageusement, ces ouvertures 53 sont réparties le long des parois latérales longitudinales 23 de l'enceinte 2. La présence d'ouvertures 53 le long des parois longitudinales 23 de l'enceinte 2 permet d'améliorer l'efficacité de collecte des gaz polluants 5. La dimension de ces ouvertures 53 peut être avantageusement ajustée pour assurer l'équilibrage de débit tout au long de la gaine et de faire en sorte qu'une quantité prédéfinie de gaz est aspirée par chaque ouverture spécifiquement. En effet, les fractures spontanées de la croûte lors de l'électrolyse se produisent majoritairement à la périphérie du bain cryolithaire 16 (i.e. à proximité des parois latérales du caisson 1 et de l'enceinte 2), du fait du cisaillement se produisant à l'interface entre la croûte qui accompagne le mouvement des anodes et le revêtement intérieur du caisson qui est immobile. Or, la température des gaz étant très forte, ceux-ci ont tendance à se déplacer verticalement à vitesse élevée. Il est donc préférable que les ouvertures 53 soient situées au droit de la majorité des fractures spontanées pour améliorer l'efficacité de collecte des gaz.The anode assembly 3 is suspended from a lifting system or a support (not shown) movable vertically by means of jacks to enable it to move in the volume defined by the enclosure 2. The displacement of the anode assembly 3 towards the bottom 11 of the box 1 makes it possible to compensate the consumption of the anode 31 as the progress of the electrolysis reaction progresses. The cathode 4 is composed of one (or more) block (s) of carbonaceous material. The cathode 4 may be of any type known to those skilled in the art and will not be described in more detail below. Of course, the electrolysis cell also comprises other elements of which a non-exhaustive list will not be given here. In particular, the tank comprises flexible electrical conduction means (not shown) for the power supply of the anode assemblies. The tank also comprises a plurality of piercers consisting of a stitching rod operable in a vertical movement with a jack associated therewith, to pierce the crust and allow the supply of alumina in the cryolite bath. The gas collection device 5 makes it possible to collect the pollutant gases generated during the electrolysis reaction. Referring to Figures 1 and 2, there is illustrated an example gas collection device 5 comprising openings 53 for the suction of gases. Advantageously, these openings 53 are distributed along the longitudinal side walls 23 of the enclosure 2. The presence of openings 53 along the longitudinal walls 23 of the enclosure 2 makes it possible to improve the collection efficiency of the polluting gases 5 The size of these apertures 53 may be advantageously adjusted to provide flow balancing throughout the sheath and to ensure that a predefined amount of gas is drawn through each aperture specifically. Indeed, the spontaneous fractures of the crust during the electrolysis occur mainly at the periphery of the cryolite bath 16 (ie near the side walls of the caisson 1 and the chamber 2), because of the shear occurring at the same time. interface between the crust that accompanies the movement of the anodes and the lining of the box that is immobile. Since the temperature of the gases is very high, they tend to move vertically at high speed. It is therefore preferable that the openings 53 are located in line with the majority of spontaneous fractures to improve the gas collection efficiency.

Comme illustré à la figure 2, les ouvertures 53a, 53b, 53c, 53d peuvent être associées chacune à un dispositif d'aspiration respectif 54a, 54b, 54c, 54d permettant d'aspirer les gaz produits dans la cuve pour les acheminer vers un dispositif de traitement des gaz polluants. Les ouvertures 53 d'une paroi latérale longitudinale 23 peuvent également être regroupées, chaque groupe d'ouvertures 53e, 53f et 53g, 53h étant associé à un dispositif d'aspiration 54ef, 54gh respectif. En variante et comme illustré à la figure 3, les ouvertures 53 réparties le long des parois latérales 23 de l'enceinte 2 peuvent être associées à un unique dispositif d'aspiration 54 par l'intermédiaire d'une (ou plusieurs) gaine(s) de captation 55.As illustrated in FIG. 2, the openings 53a, 53b, 53c, 53d may each be associated with a respective suction device 54a, 54b, 54c, 54d making it possible to draw the gases produced in the tank to convey them to a device treatment of polluting gases. The openings 53 of a longitudinal side wall 23 can also be grouped together, each group of openings 53e, 53f and 53g, 53h being associated with a suction device 54ef, 54gh respectively. Alternatively and as shown in Figure 3, the openings 53 distributed along the side walls 23 of the chamber 2 may be associated with a single suction device 54 via one (or more) sheath (s) ) capture 55.

Chaque gaine peut être tubulaire pour constituer un canal d'aspiration des gaz. Les ouvertures 53 sont ménagées dans l'une des parois de la gaine constituant en partie la paroi latérale de l'enceinte ou étant superposée à la paroi latérale de l'enceinte. Chaque gaine peut être monobloc ou présenter par exemple un élément de section en forme de U fixé (par soudage, etc.) sur une paroi latérale respective de l'enceinte pour former le canal d'aspiration. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 3, la cuve comprend deux gaines de captation 55, chaque gaine s'étendant sur une paroi latérale longitudinale 23 respective de l'enceinte 2. Ceci permet de limiter le nombre de dispositif d'aspiration 54 tout en limitant les pertes de charge. Le dispositif d'aspiration 54 peut être commun à une pluralité de cuves d'électrolyse. Comme illustré sur les figures 4 et 5, le dispositif de collecte de gaz 5 peut également comprendre des ouvertures 52 réparties le long de l'une des (ou des) parois latérales transversales 22 de l'enceinte 2. Ceci permet de répartir les ouvertures 52, 53 sur toute la périphérie des parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2. Ainsi, on améliore encore l'efficacité de collecte des gaz polluants en augmentant les chances de captation des gaz s'échappant de fractures spontanées de la croûte se produisant à la périphérie du bain cryolithaire 16. Les ouvertures 52 ménagées dans les parois latérales transversales 22 de l'enceinte 2 peuvent être connectées indépendamment (ou par groupe) à des dispositifs d'aspiration associés 54. En variante, ces ouvertures 52 peuvent être connectées à un (ou plusieurs) dispositif(s) secondaire(s) de suraspiration 56 activé(s) lors d'un décapotage de l'enceinte 2 pour réaliser une opération sur la cuve telle qu'un remplacement d'ensemble anodique 3. Ceci permet d'augmenter la force d'aspiration de sorte à compenser les effets liés au décapotage de l'enceinte 2. En variante encore et comme illustré à la figure 5, le dispositif de collecte 5 peut comprendre une gaine unique s'étendant sur les parois latérales transversales 22 et longitudinales 23 de l'enceinte 2, les ouvertures 52, 53 étant réparties le long de cette gaine. Ceci permet d'une part de limiter l'encombrement de la cuve en réduisant le nombre de dispositifs d'aspiration utilisés pour la captation des gaz, et d'autre part de simplifier la conception industrielle d'une telle cuve.Each sheath may be tubular to form a gas suction channel. The openings 53 are formed in one of the walls of the sheath constituting part of the side wall of the enclosure or being superimposed on the side wall of the enclosure. Each sheath may be one-piece or have for example a U-shaped section element fixed (by welding, etc.) to a respective side wall of the enclosure to form the suction channel. In the embodiment illustrated in FIG. 3, the vessel comprises two collection ducts 55, each duct extending on a respective longitudinal side wall 23 of the enclosure 2. This makes it possible to limit the number of suction devices 54 while limiting the pressure losses. The suction device 54 may be common to a plurality of electrolysis cells. As illustrated in FIGS. 4 and 5, the gas collection device 5 may also comprise openings 52 distributed along one of the transverse lateral walls 22 of the enclosure 2. This makes it possible to distribute the openings 52, 53 over the entire periphery of the side walls 22, 23 of the enclosure 2. Thus, the collection efficiency of the polluting gases is further improved by increasing the chances of capturing the gases escaping from spontaneous fractures of the crust. producing at the periphery of the cryolite bath 16. The openings 52 formed in the transverse lateral walls 22 of the enclosure 2 may be connected independently (or in groups) to associated suction devices 54. As a variant, these openings 52 may be connected to one (or more) secondary suction device (s) 56 activated (s) during a decapoting of the chamber 2 to perform an operation on the tank such as a replacement of ens anode emitter 3. This makes it possible to increase the suction force so as to compensate for the effects associated with the decapoting of the enclosure 2. As a further variant and as illustrated in FIG. 5, the collecting device 5 may comprise a single sheath. extending on the transverse lateral walls 22 and longitudinal 23 of the enclosure 2, the openings 52, 53 being distributed along this sheath. This allows on the one hand to limit the size of the tank by reducing the number of suction devices used for the capture of gases, and on the other hand to simplify the industrial design of such a tank.

Les ouvertures 52, 53 ménagées dans les différentes parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2 peuvent être positionnées verticalement à des hauteurs différentes. Les ouvertures 52, 53 peuvent par exemple être positionnées à proximité du bain cryolithaire 16 ou être positionnées avantageusement à proximité des bords supérieurs 25 des parois latérales 22, 23 de l'enceinte 2.The openings 52, 53 made in the different side walls 22, 23 of the chamber 2 can be positioned vertically at different heights. The openings 52, 53 may for example be positioned near the cryolite bath 16 or be advantageously positioned near the upper edges 25 of the side walls 22, 23 of the enclosure 2.

On entend, dans le cadre de la présente invention par « proximité » entre deux objets, une distance entre deux objets inférieure à un mètre. Le fait de positionner les ouvertures 52, 53 à proximité des bords supérieurs 25 de l'enceinte 2 permet d'éviter les risques de colmatage des ouvertures 52, 53 par projection d'amas de croûte ou dépôt d'alumine lors de l'adjonction d'alumine au bain cryolithaire 16.In the context of the present invention, the term "proximity" between two objects means a distance between two objects less than one meter. The fact of positioning the openings 52, 53 near the upper edges 25 of the enclosure 2 makes it possible to avoid the risks of clogging of the openings 52, 53 by sputtering crust or deposition of alumina at the time of addition. of alumina in a cryolite bath 16.

Ceci permet en outre d'améliorer l'efficacité de captation de gaz puisque la maximisation de la hauteur de positionnement des ouvertures permet de bénéficier de l'effet cheminée. Ceci permet également d'améliorer l'étanchéité de la cuve en positionnant la gaine de captation à proximité de la jonction entre les parois latérales de l'enceinte et le capotage, cette jonction constituant un passage à travers lequel des gaz polluants sont susceptibles de s'échapper hors de la cuve. Avantageusement, le nombre d'ouvertures 52, 53 du dispositif de collecte 5 peut être égal au nombre de piqueurs de la cuve. Dans ce cas, chaque ouverture 52, 53 peut être associée à un piqueur respectif et être positionnée à proximité de celui-ci. En effet, comme indiqué précédemment, la réaction d'électrolyse induisant une diminution de la teneur en alumine du bain cryolithaire 16, il est nécessaire d'ajouter périodiquement de l'alumine dans celui-ci. C'est pourquoi des piqueurs sont utilisés pour percer la croûte et ajouter de l'alumine au bain cryolithaire 16. Lors du perçage de la croûte pour ménager un trou, la majorité des gaz confinés sous la croûte s'échappe par le trou. Le fait de positionner les ouvertures 52, 53 du dispositif de collecte 5 à proximité des piqueurs permet de récupérer la majorité des gaz s'échappant par les trous réalisés périodiquement par les piqueurs lorsque ceux-ci sont positionnés le long des parois latérales de la cuve d'électrolyse. Avantageusement, chaque gaine de captation 55 peut être de section carrée ou rectangulaire, et être réalisée dans un matériau présentant une forte robustesse mécanique, tel que de l'acier. Ceci permet d'augmenter la rigidité et la solidité de la gaine d'aspiration. On forme ainsi une gaine de captation qui, outre sa fonction première d'acheminent des gaz, peut être utilisée notamment en tant que : ceinture de cerclage pour l'ensemble composé du caisson 1 et de l'enceinte 2, support de fixation pour différents équipements de la cuve d'électrolyse tel que des vérins 60 de déplacement du (ou des) ensemble(s) anodique(s) 3 visibles sur la figure 7, ou encore les piqueurs, et support pour le capotage tel que visible sur la figure 7. Le fait d'associer plusieurs fonctions à la gaine de captation permet ainsi de limiter l'encombrement de la cuve et de faciliter sa fabrication.This also makes it possible to improve gas capture efficiency since maximizing the positioning height of the openings makes it possible to benefit from the chimney effect. This also makes it possible to improve the tightness of the tank by positioning the collection sheath near the junction between the side walls of the enclosure and the cowling, this junction constituting a passage through which pollutant gases are liable to escape from the tank. Advantageously, the number of openings 52, 53 of the collection device 5 may be equal to the number of stingers of the tank. In this case, each opening 52, 53 can be associated with a respective stinger and be positioned close to it. Indeed, as indicated above, the electrolysis reaction inducing a decrease in the alumina content of the cryolite bath 16, it is necessary to periodically add alumina therein. This is why piercers are used to pierce the crust and add alumina to the cryolite bath 16. When drilling the crust to create a hole, the majority of the gases confined under the crust escapes through the hole. The fact of positioning the openings 52, 53 of the collection device 5 near the stingers makes it possible to recover the majority of the gases escaping through the holes made periodically by the breakers when they are positioned along the side walls of the tank. electrolysis. Advantageously, each capture sheath 55 may be of square or rectangular section, and be made of a material having a high mechanical strength, such as steel. This makes it possible to increase the rigidity and the strength of the suction duct. Thus, a collection duct is formed which, in addition to its primary function of conveying gases, can be used in particular as: strapping belt for the assembly composed of the box 1 and the chamber 2, fixing support for different equipment of the electrolysis cell such as jacks 60 of displacement (s) together (s) anode (s) 3 visible in Figure 7, or the stitches, and support for the cowling as shown in Figure 7. The fact of associating several functions with the capture sheath thus makes it possible to limit the bulk of the tank and to facilitate its manufacture.

Chaque gaine peut en outre être constituée dans un matériau thermiquement conducteur, tel que de l'acier. Ceci permet d'assurer une bonne conduction thermique entre les gaz chauds circulant dans la gaine et les parois de l'enceinte, de sorte à homogénéiser verticalement la dilation de l'ensemble caisson/enceinte lors de la production d'aluminium. Comme cela est visible sur la figure 7, chaque gaine de captation 55 comporte une surface plane sensiblement horizontale formant une surface d'appui horizontale pour le capotage 26 amovible, Le capotage 26 amovible repose ainsi de façon stable au niveau de chacune des parois latérales longitudinales 23 de l'enceinte de confinement. Le capotage 26 amovible comporte une pluralité de capots 27, visibles notamment sur la figure 1, s'étendant chacun d'une paroi latérale longitudinale 23 de l'enceinte 6 à l'autre paroi latérale longitudinale 23 de l'enceinte 6. Aucune structure fixe n'est présente au- dessus de l'ouverture supérieure de la cuve de sorte que les ensembles anodiques peuvent être déplacés verticalement pour leur extraction ou introduction dans la cuve. Chaque capot traverse transversalement la cuve de part en part et repose sur les gaines de captation 55 de part et d'autre de la cuve au niveau des parois latérales longitudinales 23. Comme visible sur la figure 7, chaque gaine de captation 55 peut être rectangulaire ou carrée, pour faciliter sa construction et son utilisation en tant que support pour les capots 27 et des équipements de la cuve, augmenter la rigidité et la solidité de la gaine de captation 55 et de l'enceinte 6 de confinement.Each sheath may further be made of a thermally conductive material, such as steel. This ensures a good thermal conduction between the hot gases circulating in the sheath and the walls of the enclosure, so as to vertically homogenize the expansion of the chamber / enclosure assembly during the production of aluminum. As can be seen in FIG. 7, each capture sheath 55 comprises a substantially horizontal flat surface forming a horizontal bearing surface for the removable cowling 26. The removable cowling 26 thus rests stably at each of the longitudinal side walls. 23 of the containment. The removable casing 26 comprises a plurality of covers 27, visible in particular in FIG. 1, each extending from one longitudinal side wall 23 of the enclosure 6 to the other longitudinal lateral wall 23 of the enclosure 6. No structure fixed is present above the upper opening of the tank so that the anode assemblies can be moved vertically for their extraction or introduction into the tank. Each cover transversely crosses the tank from one side to the other and rests on the collection ducts 55 on either side of the tank at the level of the longitudinal side walls 23. As can be seen in FIG. 7, each collection duct 55 may be rectangular or square, to facilitate its construction and its use as a support for the covers 27 and equipment of the tank, increase the rigidity and strength of the capture sheath 55 and the containment chamber 6.

En référence à la figure 6, on a illustré plus en détail des conduits 57 de connexion permettant de relier la (ou les) gaine(s) de captation 55 à un dispositif d'aspiration 54, ou à des conduits d'aspiration d'un centre de traitement des gaz tel que largement connu dans le domaine. Ces conduits 57 permettent d'acheminer les gaz polluants entre la (ou les) gaine(s) de captation 55 et le dispositif d'aspiration 54. Chaque conduit 57 s'étend dans le prolongement des parois latérales longitudinales 23 respectives de l'enceinte 2. Le fait de prévoir deux conduits 57 s'étendant dans le prolongement des parois latérales longitudinales 23 au bout des gaines de captation 55 permet de limiter les pertes de charge dans le dispositif de collecte des gaz et plus particulièrement dans les gaines de captation 55. Le principe de fonctionnement de la cuve d'électrolyse décrite précédemment est le suivant. Lors de la production d'aluminium, une étape 500 d'aspiration des gaz polluants le long des parois latérales longitudinales 23 de l'enceinte 2 est mise en oeuvre. Lorsque le dispositif de collecte des gaz comprend des ouvertures 52 dans les parois latérales transversales 22 de l'enceinte 2, une étape 510 d'aspiration des gaz polluants le long des parois latérales transversales 22 de l'enceinte 2 est également initiée. Ces étapes d'aspiration 500, 510 peuvent être mises en oeuvre simultanément, ou séquentiellement de manière périodique. Ainsi, le dispositif de collecte de gaz 5 décrit précédemment permet d'améliorer la récupération des gaz polluants issus de la réaction d'électrolyse.Referring to Figure 6, there is illustrated in greater detail connecting conduits 57 for connecting the (or) sheath (s) captation 55 to a suction device 54, or suction ducts. a gas processing center as widely known in the field. These ducts 57 make it possible to convey the pollutant gases between the (or) collection cladding (s) 55 and the suction device 54. Each duct 57 extends in the extension of the respective longitudinal lateral walls 23 of the enclosure 2. Providing two ducts 57 extending in the extension of the longitudinal side walls 23 at the ends of the collection ducts 55 makes it possible to limit the pressure drops in the gas collection device and more particularly in the collection ducts. The operating principle of the electrolysis cell described above is as follows. During the production of aluminum, a step 500 of exhausting pollutant gases along the longitudinal side walls 23 of the chamber 2 is implemented. When the gas collection device comprises openings 52 in the transverse lateral walls 22 of the chamber 2, a step 510 of the pollutant gases along the transverse lateral walls 22 of the chamber 2 is also initiated. These suction steps 500, 510 may be implemented simultaneously, or sequentially periodically. Thus, the gas collection device 5 described above makes it possible to improve the recovery of the polluting gases resulting from the electrolysis reaction.

Claims

REVENDICATIONS1. Electrolytic cell for use in the production of aluminum, comprising: a box (1) covered with an inner lining (14) for receiving a cryolite bath (16) and including a bottom (11), transverse side walls ( 12), and longitudinal side walls (13), and a gas collecting device (5), characterized in that the vessel further comprises a containment vessel (2) including transverse (22) and longitudinal ( 23), the enclosure (2) being intended to define with the box a gas confining volume above the cryolite bath (16), the gas collection device (5) comprising openings (53) for the suction of gases distributed along the longitudinal side walls (23) of the containment enclosure (2).

2. Electrolytic cell according to claim 1, wherein the longitudinal side walls (13, 23) are substantially vertical.

3. Electrolytic cell according to any one of claims 1 or 2, wherein the containment chamber (2) is substantially parallelepiped.

4. Electrolytic cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the transverse side walls (22) and longitudinal (23) of the enclosure form an upper opening covered by means of a removable cover (26). .

5. Electrolytic cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the containment chamber (2) is supported on the housing (1).

6. Electrolytic cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the containment chamber (2) and the box (1) are monobloc.

An electrolysis cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the gas collection device (5) further comprises openings (52) for the suction of gases distributed along the transverse lateral walls ( 22) of the containment (2).

An electrolysis cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the gas collecting device (5) comprises a number of openings (52, 53) equal to a number of piercers adapted to perforate a crust. forming on the surface of the cryolite bath (16).

Electrolytic cell according to claim 8, wherein each opening (52, 53) is located near a respective stinger.

An electrolysis cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the gas collecting device (5) comprises at least one gas collection sheath (55) extending along the longitudinal side walls ( 23) of the containment enclosure (2), the openings (53) being distributed along each collection sheath (55).

An electrolysis cell according to any one of claims 1 to 10, wherein the gas collection device (5) comprises a single collection duct (55) extending on the transverse (22) and longitudinal lateral walls. (23) of the enclosure (2), the openings (52, 53) being distributed along the capture sheath (55).

12. Electrolytic cell according to any one of claims 10 or 11, wherein each collection sheath (55) extends on an upper edge (25) of the side walls (22, 23) of the enclosure (2). ) opposite to the box (1).

13. Electrolytic cell according to claim 12, wherein the collection sheath (55) forms at least partly a strapping belt for the side walls (22,23) of the containment enclosure (2).

14. Electrolytic cell according to any one of claims 12 or 13, wherein equipment of the tank is fixed on the collection sheath (55).

15. Electrolytic cell according to any one of claims 10 to 14, wherein each capture sheath (55) is in a thermally conductive material.

16. Electrolytic cell according to any one of claims 10 to 15 and according to claim 4, wherein each capture sheath (55) comprises a substantially horizontal flat surface forming a bearing surface for the removable cover (26). .

17. Electrolytic cell according to claim 16, wherein the removable cover (26) comprises a plurality of covers each extending from one longitudinal side wall (23) of the enclosure (6) to the other side wall. longitudinal (23) of the enclosure (6).

18. Electrolytic cell according to any one of claims 10 to 17, wherein each collection sheath (55) is of square or rectangular section.

19. An electrolysis cell according to any one of claims 10 to 18, wherein the gas collecting device (5) comprises two ducts (57), each duct (57) projecting outwardly from each other. a respective longitudinal side wall (23) of the enclosure (2) from the capture sheath (55).

20. A method for collecting gas from an electrolytic cell that can be used for the production of aluminum, the tank comprising: a box (1) covered with an inner lining (14) intended to receive a cryolite bath (16) and including a bottom (11), transverse side walls (12), and longitudinal side walls (13), a containment enclosure (2) on the box (1), the enclosure (2) including transverse side walls ( 22) and longitudinal (23), the enclosure (2) being intended to define a gas confinement volume above the cryolite bath (16), and a gas collection device (5), characterized in that the method comprises a step (500) of gas suction along the longitudinal side walls (23) of the enclosure (2).

21. The method of claim 20, which further comprises a step (510) of suction of gases along the transverse side walls (22) of the enclosure (2).