Brevet FR2153063A1 — publié le 19730427

Invention concerne un procédé de contrôle de cellules électrolytiques par commande de l'intensité du courant d'anode. Ce procédé est plus particulièrement utile pour le procédé à l'amalgame de l'électrolyse chlore/métal alcalin. Le fait que. lorsque des anodes en titane activé sont utilisées dans l'électrolyse de chlore/métal alcalin par le procédé à l'amalgame. il est nécessaire, non seulement d'empocher le contact de l'anode avec la cathode en mercure (court-circuit) entrarnant ainsi une destruction de la couche d'activation, et pouvant même entraîner des incon vénients importants dans la réalisation de l'anode, mais encore d'empêcher l'anode d'être alimentée par un courant supérieur à 50X de son courant présélectionrlb, pendant un temps suffisamment long pouvant entraîner une usure de la couche d'activation, et par conséquent, une destruction irréversible, conduisant à une réduction de la durée de vie de la couche d'activation, est bien connu.Bien que les procédés connus Jusqu'à présent puissent détecter les courts-circuits, ils sont incapables de détecter des excès de courant relativement faibles car il ne se produit aucune réponse jusqu'a ce que l'anode soit en contact avec le mercure. Le fait que le courant puisse être contrdlé par mesure de la tension dans le conducteur d'alimentation de l'anode est bien connu. Un accroissement de l'intensité du courant dans une anode se manifeste par une variation de la tension dans le conducteur d'alimentation de l'anode, et cette variation peut etre utilisée pour stimuler la libération d'un signal.Ce procédé de contrBle de l'intensité du courant peut, cependant, etre utilisé uniquement dans le cas où trois anodes au plus sont suspendues au conducteur de l'anode, sinon la variation de tension serait trop faible pour pouvoir être mesurée. En outre, ce procédé de contrtle nécessite l'utilisation d'un conducteur d'alimentation du courant spécial n'équipant pas la majorité des cellules utilisées pour l'électrolyse chlore/métal alcalin par un modèle a l'amalgame, et ce procédé ne peut pas titre utilisé pour les cellules qui n'en sont pas pourvues. La demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne DAS n 1.944.051 proposait de réguler les cellules électrolytiques par réglage mécanique de la hauteur ou de l'espacement relatif des anodes suspendues dans les cellules électrolytiques ayant une cathode en mercure. Un moteur hydraulique réversible est utilisé, et le sens de l'écoulement du fluide hydraulique est commandé par un interrupteur magnétique et une valeur magnétique qui fonctionnent en réponse à des variations du champ magnétique du conducteur d'alimentation de l'anode. Un procédé de commande des cellules utilisé pour le procédé à l'amalgame de l'électrolyse chlore/métal alcalin par contrôle de l'intensité du courant d'anode a été découvert, dans lequel un champ magnétique obtenu électriquement, réglable en intensité et en orientation, est maintenu près d'un conducteur d'alimentation d'anode, et superposé au champ magnétique produit par le courant d'anode, et toute variation du champ magnétique total résultant d'une variation de l'intensité du courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode est convertie en signaux qui sont utilisés directement ou indirectement pour régler le courant d'anode sur une valeur présélectionnée Dans une installation entièrement automatique, une variation du champ magnétique peut être utilisée avantageusement selon ltinvention pour régler le courant d'anode sur une valeur préselectionnée, à l'aide d'un contact de tube à gaz protecteur (contact à lames) situé à l'intérieur de l'enroulement. Dans une installation semi-automatique, la variation du champ magnétique peut être utilisée par exemple pour libérer un signal optique ou acoustique. Dans un mode de réalisation du procédé de l'invention, toute variation du champ magnétique total résultant d'une variation de l'intensité du courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode peut être utilisée pour libérer un contact électrique. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le procédé peut être mis en oeuvre en utilisant un contact de tube à gaz protecteur (contact à lames) IZ. Industrie, "Elektrik + Elektronik, 1970, 5, 87 (year 15)"/ entouré par une bobine alimentée par un courant constant, et qui produit un signal lorsque l'intensité du courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode excède une valeur de seuil déterminée. Ce système de contrôle utilisable dans le procédé de l'invention est indépendant de la réalisation de la cellule, et peut être placé dans une position convenant à la mesure et au montage du conducteur de l'anode. Le champ magnétique qui exerce une force sur le contact du tube à gaz protecteur est celui qui résulte de la superposition du champ magnétique dû au courant d'anode et du champ magnétique provenant d'un enroulement qui entoure le contact. Cet enroulement est alimenté par un courant dont la nature, l'amplitude et le sens peuvent varier. Si l'enroulement est alimenté par un courant continu, il peut être réglé pour obtenir toute amplitude de réponse particulière, pour une intensité donnée du courant d'anode, en réglant l'intensité et le sens de ce courant continu.Si l'enroulement est alimenté par du courant continu, lorsque l'intensité du courant passant dans le conducteur de l'anode excède une valeur limite déterminée, cette intensité peut être utilisée pour que le contact soit ouvert ou fermé, selon qu'il était fermé ou ouvert, avant que cette valeur limite ne soit dépassée. Si l'enroulement entourant le contact est alimenté par du courant alternatif, les armatures du contact sont à l'origine d'une vibration uniforme qui entratne une brève fermeture répétée des contacts. Lorsque l'intensité du courant varie dans le conducteur de l'anode, et, par conséquent, que le champ magnétique entourant ce conducteur varie, il se produit une variation simultanée du temps pendant lequel les éléments du contact sont fermés, - et, par conséquent, une variation du courant transmis par les armatures du contact. Cette variation peut être rendue visible par une lampe à Lncandescence, un instrument d'indication, ou un relais branché dans le circuit. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente le mode préféré de réalisation de l'invention, et son application simple; et - la figure 2 représente un schéma d'un contact de tube à gaz protecteur. Dans une cellule électrolytique à chlore/metal alcalin utilisée pour l'électrolyse par un procédé à l'amalgame 2 (pile de 10 m , dite de "Leverkused'), le courant d'alimentation est réparti sur la longueur de la cellule à partir des deux barres de cuivre 3. Le distributeur 4, l'élément appelé "bloc', conduit le courant vers les deux conducteurs d'alimentation de l'anode 5 qui établissent la connexion aux tiges d'alimentation du courant d'anode 6 et aux plaques d'anode 7. Les anodes comportent un dispositif (non représenté) pour un réglage précis dans la direction verticale. Le couvercle 8 de la cellule et sa paroi latérale 9 sont également indiqués sur la figure 1. Les contacts du tube à gaz protecteur peuvent avantageusement être placés dans une position 1 proche du conducteur d'alimentation de l'anode 5 ou dans une position 2 entre les deux conducteurs 5. Si ce contact se trouve sur un conducteur d'anode 5, c'est-à-dire dans la position 1 représentée sur le dessin, il est actionné lorsque l'intensité du courant de l'anode dépasse une valeur limite. L'intensité du courant pour laquelle le contact produit un signal est réglable pour tous ces contacts d'une cellule, et peut être réglée en reliant les enroulements de tous ces contacts à une source commune de tension continue dont la valeur et le sens peuvent être déterminés. Le contact du tube a gaz protecteur peut également être placé dans la position 2 entre les deux conducteurs d'alimentation de l'anode. Dans ce cas, le contact est soumis à des champs magnétiques produits par les deux conducteurs d'anode, ainsi qu'au champ magnétique de l'enroulement. Si les deux courants d'alimentation de l'anode sont égaux et si le contact du tube à gaz protecteur est placé symétriquement entre les deux conducteurs d'anode, les champs magnétiques produits par les deux conducteurs s'annulent dans la zone du contact, tandis que si l'un des deux courants d'anode croit, le champ magnétique résultant rend le contact sensible. Il est avantageux d'alimenter un tel enroulement par du courant alternatif. Dans ce cas, le temps durant lequel les contacts sont fermés est modifié en fonction de l'asymétrie des courants d'anode, et un courant dont l'intensité correspond à cette asymétrie est produit.L'asymétrie des courants d'anode peut alors être affichée et rendue visible par exemple par la variation de luminosité d'un voyant lumineux. Ce montage peut être réglé sur une sensibilité telle qu'il soit possible de détecter des augmentations du courant comprises entre 5 et 10% dans l'un des deux conducteurs d'alimentation de l'anode. Si la distance d'une anode 7 à la cathode est modifiée par une condition quelconque, par exemple lorsqu'un corps étranger flotte sur la cathode de mercure, ou par une accumulation progressive d'un beurre d'amalgame en un point de la cathode, le courant résultant en excès, qui peut conduire à dréventuelles perturbations sur la cathode, peut Btre rapidement détecté. Deux contacts de tube à gaz protecteur peuvent être prévus, avec des champs magnétiques auxiliaires différents et des préaimantations différentes dans les positions 1 ou 2, et réglés de manière qu'une augmentation du courant entraîne un signal dans l'un des contacts et qu'une diminution du courant produise un signal dans l'autre contact. De cette fao,r'lllfe-siredu-courant-n'anode peut être commandée à l'intérieur d'une gamme étroite. La figure 2 représente une vue d'un contact de tube à gaz protecteur (contact à lames) dans lequel un tube en verre fermé 10 est rempli d'un gaz protecteur 11 et dans lequel un conducteur 12 est introduit, portant des lames 13 en fer aimanté. Etant donné les variations du champ magnétique total dues à la fois à un enroulement magnétique 14 (qui permet le réglage en intensité et en direction du champ magnétique) et au champ magnétique 15 dû au courant du circuit électrique, ces lames peuvent fermer le circuit électrique et produire un signal, par exemple dans la lampe 16. L'avantage de ce procédé repose non seulement sur la possibilité de reconnaître, et par conséquent de supprimer les courants en excès sur des anodes individuelles, mais également, comme décrit précédemment, de commander les courants qui sont appliqués à l'anode, et par conséquent, d'obtenir une répartitaon uniforme du courant pendant tout le procédé d'électrolyse. Les parties individuelles du dispositif étant simples, le procédé présente un avantage économique par rapport aux autres procédés, tels que le procédé de prise de la tension sur des conducteurs d'alimentation individuels, comme mentionné ci-dessus. Il va de soi que l'invention décrite est susceptible de nombreuses modifications ou variantes sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle d'une variation dans le courant d'anode d'une cellule électrolytique, caractérisé en ce qu'un champ magnétique auxiliaire est réglable en intensité et en direction, et engendré électriquement à proximité d'un conducteur d'alimentation de l'anode, et superposé au champ magnétique engendré par le courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode, une variation du champ magnétique total entrainant une variation de l'intensité du courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode et produisant un signal. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la production du signal est stimulée par la libération d'un contact électrique due à la variation du champ magnétique total. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal est stimulé par un contact de tube à gaz protecteur. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le champ magnétique auxiliaire est produit par un courant continu ou par un courant alternatif traversant un enroulement. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'enroulement entoure un contact de tube à gaz protecteur utilisé pour stimuler le signal. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la production du signal est stimulée lorsque la variation de l'intensité du courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode excède un niveau prédéterminé. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un signal est stimulé par un premier contact de tube à gaz protecteur lorsque l'intensité du courant dans le conducteur d'alimentation de l'anode croit au-dessus d'une valeur prédéterminée, et par un second contact de tube à gaz protecteur lorsque l'intensité du courant passant dans le conducteur d'alimentation de l'anode tombe au-dessous d'un second niveau prédéterminé. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le champ magnétique auxiliaire est engendré entre deux conducteurs d'alimentation de l'anode, dans une position telle que les champs magnétiques engendrés par les courants dans ces conducteurs s'annulent. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il permet de contrôler une variation de l'intensité du courant dans un conducteur d'alimentation de l'anode dans une cellule électrolytique, et le signal engendré est utilisé directement ou indirec teint pour régler à nouveau l'intensité du courant d'anode à une valeur présélectionné.