Appareil d'électrolyse. L'objet (le la présente invention est un appareil cl'éle.cirolyse comportant au moins une anode et une cathode disposes côte à côte avec un espace entre elles, appareil dans lequel l'anode est formée d'éléments liori-- zontaux laiss,"-_nt entre eux des passages tra versant l'anode, le tout étant disposé de telle façon que les bulles qui se forment à la sur fa-ce des éléments d'anode,
lors du fonction- iiement, de l'appareil, passant, par ces passa ges, ,du côté (le l'anode opposé à celui tourné verts la cathode pour s'élever clans l'électro lyte.
On sait que la présence de bulles de gaz dans l'électrolyte d'un appareil d'électrolyse, entre l'anode et la cathode, augmente consi- dérablement la résistance de l'électrolyte et par suite le volt.abc nécessaire au fonctionne ment de l'appareil. Ces bulles se forment à la surface de l'anode sur toute sa hauteur et.
ai elles ne sont pas éliminées, elles s'élèvent dans l'électrolyte entre :1'anocle et la cathode de sorte que la quantité de bulles clans la partie supérieure de l'appareil est beaucoup plus grande que clans la partie inférieure.
En éliminant ces bulles à de fréquents inter- valles sur toute la fauteur de l'anode, l'élec trolyte à la partie supérieure de l'appareil est maintenu -sensiblement aussi libre de bulles qu'à la partie inférieure; il en résulte donc une diminution considérable du voltage né cessaire nu fonctionnement de l'appareil.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, schématique ment et. à titre d'exemple. an dessin annexé clans lequel: Fi-. i représente en perspective une pre mière forme d'exécution, une enveloppe mé tallique latérale qu'elle comporte étant sup posée enlevée en partie;
Fig. 2 en est une vue en plan, partie=lle- ment en coupe, et Fig. 3 en est une coupe verticale tr ansver- sale suivant la ligne 3-3 de la fig. 2; Fi-. 4 est, une coupe verticale transver sale d'une variante de détail;
Fi;. 5> est. une coupe verticale transver- saie d'une secoccde forme d'exécu tion: Fig. 6 est une coupe. verticale transver sale parlielle d'une troisième forme d'exécu tion;
Fig. i est; une coupe verticale transver sale d'une quatrième forme d'exécution, sui vant la ligile. -',=-7 de fig. 8, dont.
I'ig. 8 es[, une coupe cri plan suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
Dans la première forme d'exécution, fig. 1, 2 et 3, le corps 1 de l'appareil, qui peut consister en béton ou en toute .autre matière appropriée et être moulé d'une seule pièce, forme une boîte allongée ouverte à sa face supérieure et dont les parois latérales présen- t.ent des ouvertes rectangulaires allongées 2 s'étellclant sensiblement -sur toute la longueur de la boîte en laissant un flasque latéral 3
à la partie supérieure de ces parois latérales. La face supérieure ouverte du corps de l'appareil est fermée par un couvercle f qui peut être également en béton. Ce corps. établi pour un appareil double comme le montre le dessin, peut également. être em ployé pour un appareil simple.
Les anodes comportent des éléments 5 consistant chacun en une barre eu lame de graphite, ou autre matière appropriée, engagés dans des r@vide- ments ménagés dans des montants de z1la- phite 6 où ils sont fixés par des chevilles de graphite 'i.
Ces anodes !fig. 31 sont dispo sées d'une manière analogue à celle (les lames d'une persienne, les lames., parallèles enf;re: elles, (>tarit alignées verticalement, mais chacune d'elles se trouvant, dans le sens de= la hauteur, inclinée lias rapport. à la verticale de manière que le bord supérieur d'une lame ou élément d'anode, n'est pas sur le même alignement vertical que le bord inférieur de l'élément d'anode immédiatement au-dessus,
ce<B>qui!</B> forme C-11 Ire deux -éléments voisins, un passage incliné sur la verticale et condui sant. de l'espace ménagé entre l'anode eLla cathode 8, à l'intérieur de l'appareil en mon tant:.
Les bulles rie gaz crut sue forment. à la sur face de chaque élément d'anode! montent et frappent la. face inférieure de l'élément ini- mécliat:ement au-dessus qui, en déviant les bulles, les fait. passer de l'espace compris enfre l'anode ef la ca.thodc par les passages méliasiés entre les éléments d'anode et mon- ter à.
la liai-tic suptrieure de l'appareil par la partie ceiil@rale de cette dernière. Ceci est im portant, car c'est un fait. bien connu due la résistance d'un appareil d'électrolyse dépend, entre autres choses, de la quantité de bulles présentes clans l'électrolyte entre l'anode et la cathode et que le rendement des appareils d'électrolyse courts, cu peu profo,ncl,s, est beaucoup plus;
grand que celui des appareils hauts ou profonds qui, tout cri ayant moins d'espace d'encombrement; ont jusqu'à main tenant: l'inconvénient de ne permettre l'é- ch:appement dos bulle;, de gaz qui se forment sur l'anode, que par l'espace compris entre les surfaces actives de l'anode et de la .ca- thode. Dans cette première forme d'exécu- tion décrite, l'anode étant:
divisée en une plu ralité :cl'élémenf:s disposés les uns :au-dessus des autres, l'appareil est, en quelque- sorte, constitué par une pluralité d'appareils peu profonds cl disposés les uns au-dessus des autres; il en résulte clou,- une augmentation du rendement.
La cathode consiste en une lame ou feuille ie n étallique perforée<B>8</B> adaptée sur les ouver- turcs 2 des parois latérales du corps 1 de l'appareil, la surface extérieure de la ca- thoide étant reccuv este d'une enveloppe métallique 9.
L'enveloppe 9 et la ca thode perforée sont assu-je'tics sur les Ouver tures 2 de la paroi, par des boulons<B>10</B> qui tra versent., les uns le fond (lu corps de l'appa reil et les autres les fl:asclues 3. Les. boulons 10 qui traversent les fla,sque^_. 3 sont de pré férence recouverts d'une douille 17- en béton ou tout autre matière .appropriée non con cluctrice c111 courant électrique.
Un diaphragnl.e flexible i? en <B>Pa-</B> pier d'a.rniante, toile ou autre matière appropriée, est appliqilé contre la face intérieure de la .cathode 8.
Les bords de ce diaphragme sont assujettis entre les parois de béton et la cathode nié+al- lique, 8 par les mêmes boulons 1.0. 1='int-ro- duction de l'électrolyte dans l'appareil, qui peut être du chlorure de sodium lorsqu'on se sert de l'appareil pour la production de li- queur caustique,
se fait par une ouverture 12' pratiquée à l'une des extrémités chi<B>cou-</B> vercle 4. L'évacuation cle l'électrolyte se fait par le tuyau 13 coudé constituant un tuyau de t.r,)p=plein maintenant l'électrolyte à iiri niveau convenable à l'int.érieur (le l'appareil.
Les gaz qui se forment sur l'anode sortent de l'appareil par ,1'cuvertur e 14 du couvercle; cette ouverture peut être reliée à un récipient quelconque approprié dans lequel on re cueille le gaz, coluinc, par exemple, 1-)rsqu'oll forme du chlore par l'électrolyse du chlorure de sodium.
Des ouv ertul es 15 sont également ména- gées dans l'enveloppe 9 f#unant la chambre de la catliode, pour que les gaz qui se for ]tient sur la cathode puissent s'échapper: ces gaz peuvent être ci^ l'Hydrogène ou tout nu ire gaz, selon l'électrolyte employé.
La li queur cathodique qui se rasseanble à l'inté- rieur (le la c.liam,bre de la cathode est élimi née d'une manière appropriée qui peut être continue, -par exemple à l'aide du tuyau :1(>.
Dans cette forme d'exécution, et comme le montre la fig. 3, la c:i'tliode 8 est plissée ou ondulée lo.ngituclinalevnent et horizontale ment et présente des surfaces sensiblement parallèles aux éléments d'anode 5 disposés à la. inaniére des lames, (l'une persienne.
De cette ma.niére la distance entre les élément, d'anode 5 et les surfaces respectives de la ca- tliode est maintenue sensiblement constante quoique les organes (l'anode soient inclinés vers l'intérieur cil montant ainsi qite cela a été décrit. Une conséquence importante (le cette construction est que la résistance de 1' < lectrolyte est.
sensiblement constante sur [otite la, Hauteur de l'appareil puisque cette résistance est proportionnelle à la distance entre l'anode et la cathode.
Uri autre avantage du plissage lorigit,_idi- na] de la cathode, tel qu'il a été décrit. est. (Me le diaphragme .appliqué contre cette ca- t.llo@de est soutenu par Ie:s angles de la paroi tic, la cathode, ce qui ,permet l'emploi d'un (iia.pliragme mince et faible.
Pour maintenir ce di.apliragme contre la cathode ondulée on peut se servir de bandes de matière non-con- diIctrice 7 en ciment d'amiante ou autre ma- tiére appropriée, ces bandes étant disposées verl.icalement. é,
lies ini.e-rvalles convenables sur la longueur de la cathade entre les deux groupes d'éléments d'.anucte. Dans la prati que<B>le</B> diapliragni,e est fixé à la cathode par ces bandes de ciment. avant l'aissembl.age des cattiode@, 3 et.
de leurs enveloppes 9 aux pa rois dit corps en ciment de l'appaieil. En se sei vant d'un diaphragme plus faible, ainsi qu'il a été déc.rif., on diminue considNrable- merrt 1a résisl.ance entre l'anode et la cathode ce qui donne une :
diminution correspondante (lit voltage nécessaire au fonctionnement Cie l'appareil.
Un autre avantage découlant- de l'emploi de la. cathode ondulée décrite est due la li queur cathodique ne clescencl pas dit soin- met:, de la, cathode le long de toute sa sur- face ex érieure ,jusqu'à sa partie inférieure, mais elle descend le long de la surface de Iliaque ondulation de 1-a cathode jusqu'à ce qu'elle arrive au bord inférieur de cette on dulation,
doit elle tombe au fond de la cliam- bre, ale la cathode au lieu d e couler le lonz du reste de la: cathode; le rendement de l'ap- pareil n'est. ainsi pas diminué.
En outre, en disposant les anodes et. les cathoides ainsi qu'il a été décrit, on forme (les passages qui tenaient à provoquer une circulation locale de l'électrolyte autour de Iliaque élément d'anode. Cette circulation local(: @imènera constamment de l'électrolyte (le concentration voulue dans l'espace entre les éléments d'anode et la cathode, ce qui augmente le rendement de l'appareil.
Cette rirculation locale provoque é;a-lemerit l'en- traîne.ment du gaz formé sur les éléments d'anode, gaz qui, sans cette circulation, mon- tera.it pal.- l'espace entre les éléments d'anode et la, ca.tliode au somm.et de l'appareil;
le gaz est entraîné par ce courant. local de l'électro- lyle vers la partis centrale<B>de</B> l'appareil doit il s'élève: au sommet de celui-ci et s'écoule par la sortie 14 sans ati@nieriter@ la r-sist.ance (le l''appareil.
Dans la variante montrée en fi-,,. f. les élé- rnents d'anode 20 oni une ferme légèrement (lifféreirte de c.cui montrés en fil-. 3; leurs surfaces extérieures sont courbes afin d'aug menter la surface active de l'anode. Ces or ganes 20 sont assujettis par des chevilles à un montant en graphite 22 comme dans la forme d'exécution précédente.
La cathode 23 n'est pas ondulée, mais fourme une plaque plane contre laquelle s'applique le diaphrag me 24. Cette variante n'est pas aussi efficace que la première forme d'exécution, mais l'emploi d'éléments d'anode séparés comme les lames d'une persienne e;, inclinés de bas en haut vers l'intérieur de l'appareil, aug mente jusqu'à un certain point le rendement, car les bulles de baz qui se forment dans l'espace:
entre les éléments d'anode et la r_a- thode sont détournées vers la partie centrale de l'appareil au lieu de monter directement dans l'espace entre l'anode et la cathode. Il se produit également, jusqu'à un certain point, urne eirculat.ion locale de l'électrolyte, mais, cette circulation n'est pas aussi pronon cée,
car les éléments d'anade n'ont pas de surface parallèle à la cathode pour la pro cluction de oou ranis locaux autour des élé ments -d'anode.
La seconde forme d'exécution repré sentée en fi-. 5 comporte un support. ou montant central \?5 en graphite auquel sont. assujettis, par des chevilles 2'i, des supports auxiliaires 26 disposés en forme de V. Les éléments d'anode '?3, de section transversale rectangulaire, sont assujettis aux supports 26. la surface active cle chacun de ces éléments est disposée verticalement.
En :section trans versale à l'appareil, lesdits éléments, sont c1i#,- posés cri V de, sorte due l'élément le plus bas de chaque .anode est le plus rapproché du centre de l'appareil et que les éléments au- dessus se trouvent à des distances de plus en plus grandes de ce centre.
1_a cathode est plissée ou ondulée de manière à constituer une cathode à gradins supportant un clia- phragme 30. En plissant la c.atho-cle pour qu'elle corresponde à la forme et: à la posi tion des éléments d'a,nocle, on produit une circulation locale de l'électrolyte comme dans 1!a .construction représentée sur les fig. i à 3.
Il est égalOmerit évident. que les gaz qui se forment. sur la face de l'anode passent, lors qu'ils montent., à l'arrière de l'élément d'a- node immédiatement .au-dessus au lieu de s>lever dans l'espace ent,r;-, celui-ci et la par tie correspoaidante (le la cathode.
La fig. 6 représente une troisième forme d'exécution clans laquelle. les éléments d'a- nocle 32 sont des barres cylindriques assu jetties, à un support 33 d'une façon analogue à celle de la première forme (fig. i-3). La cathode 34 est. plissée ou ondulée de manière à former des dépressions sensiblement.<B>en</B> portions Lie cylindres et supporte un dia phragme 35.
Dans cette forme d'exécution les éléments d'anode sont représentés directe- nient leS uns au-dessus des autres, mais comme cl-es passag es sensiblement en portions de cylindres sont constitués entre chaque élé ment d'anode et la partie correspondante de la. surface cite la cathode avec laquelle il agit:
, la circulation locale de l'électrolyte autour de chaque élément d'anode est considérable- nient facilWe et entraîne d'une manière effi- ca.ce les, bulles de gaz qui se forment â la surface cle l'élément. Cette circulation locale est suffisante pour entraîner les bulles de gaz, mais on pourrai+ encore l'augmenter en clisiposant les éléments d'anode 32 en V, comme dans la. fi-. 5.
La quatrième, forme d'exécution représen tée aux fig. % et. S est un appareil de section transversale. horizontale circulaire dans la quelle ]es éléments d'anode 1.0 soni. de sec tion transversale analogue à celle des élé ments 5 .de la fit:. 3, mais sont courbés pour constituer des arcs de cercle.
Les suppoit@ 52 disposés en cercle dans le plan, portent chacun une série verticale de ces é Pnif@r;ls d'anode, chaque élément de chaque série étant dans le prolongement circulaire des éléments situés à même hauteur clans les deux séries voisines, et clornt il est séparé par des espaces intermédiaires.
La cathode 43 affecte éln-alement en sec tion transversale horizontale, la. forme circu laire .et est ,dans le sens de la. hauteur. on- clulée ou plisr.ée comme dans la forme cl'exé- cution représentée sur la fig. 3.
Cette ca.tliade est entourée d'une erive.lappe cylindrique i4 qui a sensiblement la forme d'un baril et constitue en partie le corps de l'appareil dont le fond est rempli par un disque cir culaire de cin7ent 45 de diamètre légèrement inférieur à celui intérieur du tond de l'en veloppe 44. Un anneau cylindrique 46 en béton, ou autre matière appropriée, consti tue la partie supérieure du corps de l'appa reil et est assujetti au baril par un crampon 47 qui sert également de support à l'extré mité supérieure du diaphragme 48.
Le bord inférieur de la cathode 43 et le diaphragme 48 sont maintenus en place par une couche de ciment 50 qui remplit, un évidement mé nagé entre la partie supérieure du disque de béton 45 et la partie inférieure de l'enveloppe 44. L'appareil est fermé par un couvercle 51 que traversent les montants 52 maintenus ainsi dans la position verticale. Les avan tages de cette forme d'exécu[iori sont analo gues à ceux des autres formes.