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BREVET D'INVENTION au nom de la Compagnie de Produits Chimiques et Electrométallurgiques
ALAIS, FROGES et CAMARGUE Dispositif de captation des gaz pour foursd'électrolyse ouverts Priorité d'une demande de brevet en France du 21 Janvier 1944.-
La présente invention, due à la collaboration de Monsieur R. Jouannet, concerne un dispositif pratique et simple de captation des gaz qui se dégagent des fours électriques d'électrolyse et en particulier des cuves d'électrolyse pour la fabrication de l'aluminium, que ces gaz proviennent de l'électrolyse elle-même ou des phénomènes qui l'accompagnent, tels par exemple que la cuisson des électrodes.
Dans les fours actuels, le dispositif d'amenée de courant aboutit toujours à la partie supérieure du four, soit à une ou plusieurs électrodes de section quelconque polygonale, ronde ou autre, assemblées ou non, soit à une ou plusieurs électrodes continues à auto-cuisson.
Chaque électrode ou groupe d'électrodes est ou peut être entouré immédiatement d'une garniture métallique, généralement appelée chemise ou gaine, qui, suivant les cas, descend et s'use avec l'électrode ou au contraire laisse coulisser l'électrode en restant elle-même à un niveau à peu près constant.
Pour capter les gaz qui se dégagent du four en cours d'utilisation, il est d'usage, d'établir, autour de la ou des électrodes, soit une deuxième gaine extérieure enveloppante, soit un ensemble de tuyauteries reliées à de puissants ventilateurs qui servent à créer la dépression indispensable pour aspirer les gaz et compensée les fuites.
Lorsque la captation est assurée par de simples tuyauteries débouchant à proximité de l'électrode, il est inévitable d'aspirer non seulement les gaz, mais une proportion généralement très importante d'air.
. Lorsque la captation est assurée par une gaine extérieure enveloppante fermant complètement le four, il est nécessaire dtéta- blir des rideaux ou volets mobiles qui, en position fermée, constituent une gêne et souvent interdisent l'exécution du travail normal nécessaire pour la conduite du four : l'ouverture partielle ou momentanée entraine inévitablement de grosses rentrées d'air et une
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diminution fort sensible de l'efficacité des systèmes de captation.
De plus l'entretien de ces pièces mobiles est très difficile et très onéreux.
Dans tous les cas, que les gaz soient gênants, nocifs ou d'une valeur commercialement intéressante, il est évident qu'il y a intérêt à les capter à l'état pur ou à concentration élevée.
Suivant la présente invention, on capte les gaz en établis- sant une gouttière de dimensions trs réduites dont la forme et l'em- placement sont judicieusement choisis, de telle sorte que la capta- tion puisse être effectuée sans qu'il soit nécessaire de prévoir au- cune pièce mobile ouvrante ou non, cette gouttière assurant en marche normale la complète captation des gaz, soit à l'état pur, soit à une concentration élevée choisie, sans gêne pour l'exploitation normale du four.
Ce résultat est obtenu à l'aide du dispositif décrit ci-après dans son application à titre d'exemple à une cuve d'électrolyse de l'aluminium, en référence au dessin ci-joint qui montre sur les fig.l et 2 deux formes de réalisation différentes en des vues partielles en coupe verticale.
Les gaz provenant de la cuisson de l'électrode 1 ne peuvent s'échapper par la partie supérieure de celle-ci du fait de la pré- sence, dans le haut de l'électrode, d'une certaine quantité de pâte plastique imperméable aux gaz, et de la présence, sur les parois la- térales, de la gaine ou chemise 2. Ils doivent obligatoirement s'é- chapper par la partie inférieure, où ils rencontrent les gaz produits au cours des phénomènes d'électrolyse et sont captés, mélangés à ces derniers, par le dispositif faisant l'objet de 1 invention.
Une gouttière métallique 3 entourant chaque électrode est suspendue en 3', de façon normalement fixe, mais néanmoins réglable en hauteur, aux superstructures fixes de la cuve d'éleotrolyse. Cette gouttière est suspendue de telle façon que son bord extérieur se trou- ve à quelques centimètres au-dessus du niveau de l'électrolyte 4.
L'étanchéité est réalisée à cet endroit par un talus d'alumine pulvé- rulente 5, qui, par sa finesse même, s'oppose à la fois aux sorties de gaz et aux rentrées d'air. Ce talus d alumine est lui-même porté par les croûtes figées 6, existant normalement à la partie supérieure de l'électrolyte 4. Ce dispositif assure automatiquement l'isolement électrique de la gouttière par rapport à l'électrolyte et à la masse de la cuve.
Le bord intérieur de la gouttière (côté de l'électrode), qui peut être hozizontal ou incliné, est aménagé de façon à assurer 1 é- tanchéité avec la gaine 2 de l'électrode 1. A titre d'exemple, ceci s'obtient par l'un ou l'autre des moyens suivants :
Comme représenté sur la fig.l, la gouttière 3 se termine à très faible distance de la gaine 2, et on peut réaliser le joint en chargeant simplement dans l'angle formé par la gaine 2 et la gouttière 3, un mélange 7 contenant à la fois des particules solides suffisamment fines pour assurer l'étanohéité aux gaz et d'autres
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particules suffisamment grosses pour s'opposer à l'écoulement des fi- nes par l'interstice existant.
Dans les cuves à aluminium, ce mélange sera avantageusement constitué par un dosage approprié d'alumine et de produits fluorés broyés à la grosseur convenable.
On peut également, comme représenté sur la fig.2, fermer l'interstice entre la gouttière 3 et la gaine 2 à l'aide d'une bavette élastique 8, métallique ou non, fixée ou non en 9 à la gouttière et s'appuyant en 10 sur la gaine 2.
Dans le cas où la gaine 2 de l'électrode est fixe,la bavet- te 8 peut être fixée en 10 à la gaine 2 et il est évident que, dans ce cas, la gouttière 3 pourrait aussi être liée directement de façon rigide à la gaine 2.
Le dispositif décrit ci-dessus constitue un ensemble fermé autour de chaque électrode et permet, ainsi de recueillir la totalité des gaz. Ces gaz, qui s'accumulent à l'intérieur de la gouttière 3, sont collectés aux endroits les plus convenables par une ou plusieurs prises de gaz et conduits par un ventilateur aux appareils, d épuration ou d'utilisation appropriés. Ce ventilateur, qui n'est d'ailleurs pas toujours indispensable, permet de régler à volonté la valeur de la pression ou de la dépression à l'intérieur de la gouttière.
La gouttière décrite, de dimensions réduites, ne comporte aucune pièce mobile et n'apporte aucune gêne à la conduite du four.
Le dispositif selon l'invention a été décrit dans son appli- cation à une cuve de fabrication électrolytique de l'aluminium, mais il est bien évident qu'il peut également s'appliquer à tous fours électrothermiques ou électrolytiques.
REVENDICATIONS
1) Dispositif de oaptation des gaz dans les fours électro- thermiques ou électrolytiques, caractérisé en ce que la partie infé- rieure des électrodes est entourée d'une gouttière, reposant de façon étanche contre les électrodes et contre la charge du four au voisinage des électrodes.