Brevet FR2344650A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne un procédé permettant d'éviter la formation de l'hydrogène lors d'un court-circuit dans des cellulés d'électrolyse. La formation d'hydrogène dans des cellules dlélec- trolyse, en particulier lors de l'électrolyse dun chlorure de métal alcalin par le procédé à l'amalgame, peut avoir différentes causes, par exemple les suivantes a) concentration trop élevée de l'amalgame; b) dépôts sur le fond de la cellule; c) métaux disruptifs (ctest-à-dire conduisant à un claquage) contenus dans la saumure; d) autres influences possibles conduisant à un claquage (influences "disruptives"). L'hydrogène ainsi formé en très petites quantités durant l'opération ne constitue pas un problème en lui-même. On a cependant montré que, après le court-circuit de la cellule d'électrolyse > nécessaire à de plus ou moins longs intervalles de temps, pour la maintenance, des quantités considérables d'hydrogène se forment et se mélangent avec le chlore présent dans la cellule d'électrolyse, dans la chambre destinée aux gaz, au-dessus de la saumure. On peut ainsi atteindre des concentrations en hydrogène dans le chlore gazeux dépassant 4%. Un tel mélange chlore-hydrogène présente un danger d'explosion si l'on ne prend pas de précautions. La formation de l'hydrogène est observée aussi bien sur les anodes en graphite que sur les anodes métalliques activées du type "redresseur", la formation d'hydrogène étant particulièrement prononcée dans le cas d'anodes métalliques activées du type redresseur. L'activation de ces anodes métalliques du type redresseur a lieu généralement à l'aide de composés du type oxyde > par exemple magnétite, oxydes de métaux nobles, ou également platinates. Les couches d'activation sont réduites par l'hydrogène naissant ce qui fait que la durée de vie des revêtements d'activation est notablement réduite. Enfin, après une exposition prolongée, l'atmosphère hydrogénée peut conduire au phénomène connu de fragilité des anodes métalliques du type redresseur, due à l'hydrogène (Zwicker, Titan und Titanlegierungen 1974, page 338). On doit donc éviter la formation de l'hydrogène lors d'un court-circuit des cellules d'électrolyse, ce qui pose des problèmes, afin d'augmenter la durée de vie des anodes, ainsi que leur fiabilité. L'invention repose sur la découverte que le système anode/saumure d'électrolyse/cathode à amalgame constitue un circuit "galvanique" présentant une force électromotrice opposée à la tension apparaissant durant l'opération. En raison de cette force électromotrice, et après la mise en court-circuit de l'anode, il peut passer un courant de sens opposé au courant d'électrolyse, avec production d'hydrogène. L'invention concerne donc un procédé permettant d'éviter la formation d'hydrogène lors de l'opération de court-circuit de cellules d'électrolyse, en particulier de cellules d'électrolyse à chlorure de métal alcalin utilisant le procédé à l'amalgame, ce procédé, selon l'invention, étant caractérisé en ce que, simultanément avec le court-circuit de la cellule d'électrolyse, on empêche le passage du courant dans le circuit galvanique anode/saumure d'électrolyse/cathode à amalgame. Une solution possible de ce problème, selon l'in vention, est d'intercaler un second interrupteur sur le câble d'alimentation de l'anode, en plus de l'interrupteur permettant de mettre en court-circuit. Ce second interrupteur est ouvert après la fermeture de l'interrupteur de court-circuit, de manière à couper le circuit d'alimentation de l'anode. De préférence, cet interrupteur est asservi à l'interrupteur de court-circuit, de manière qu'il ne puisse être ouvert qu'après la fermeture de l'interrupteur de court-circuit. Une autre solution du problème résolu selon l'invention consiste à utiliser, au lieu de l'interrupteur classique de court-circuit, un interrupteur à trois pôles(à deux positions), qui, simultanément avec la mise en court-circuit de la cellule d'électrolyse, coupe le circuit d'alimentation de l'anode. Selon cette disposition, l'interrupteur à trois pales est conçu de telle manière que, durant l'opération d'interruption, les lames de l'interrupteur restent fermées sur au moins deux pôles. D'autres solutions possibles pourront être trouvées par l'homme de l'art. C'est ainsi qu'il est également possible de relier automatiquement l'interrupteur de court-circuit à un système envoyant un signal qui déclenche l'élévation de l'anode hors de la saumure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente l'opération de court-circuit d'une cellule d'électrolyse selon la technique antérieure (Ullmann, EnzyklopGdie der technischen Chemie, Sème édition; Vol. 9, pages 317 et suivantes (1975)); - la figure 2 représente le procédé selon l'invention, utilisant un interrupteur à trois pales qui permet d'interrompre simultanément l'alimentation de l'anode lorsque l'on effectue la mise en courtcircuit; - la figure 3 représente un autre procédé selon l'invention, selon lequel une diode est intercalée sur le circuit d'anode. Sur les figures 1 à 3 annexées, la référence 1 désigne le circuit d'alimentation, la référence 2 désigne l'anode, la référence 3 désigne la saumure d'électrolyse, la référence 4 désigne la cathode à amalgame, la référence 5 désigne l'interrupteur de court-circuit ou, selon les figures, l'interrupteur à trois pâles, la référence 6 représente la cellule d'électrolyse et son couvercle, et la référence 7 représente une diode de redressement. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs et procédés qui viennent d'être décrits à titre d'exemples non limitatifs,sans sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1. Procédé permettant d'éviter la formation d'hydrogène lors de la mise en court-circuit d'une cellule d'électrolyse, caractérisé en ce que l'on empêche le passage d'un courant dans le circuit galvanique anode/électrolyte/csthode, simultanément avec la mise en cour t- circuit de la cellule. 2. Procédé permettant d'éviter la formation d'hydrogène lors de la mise en court-circuit d'une cellule d'électrolyse utilisant un chlorure de métal alcalin, par le procédé à l'amalgame, caractérisé en ce que l'on empêche le passage d'un courant dans le circuit galvanique anode/saumure d'électrolyse/cathode à amalgame, simultanément avec la mise en court-circuit de la cellule. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, après fermeture de l'interrupteur de mise en court-circuit, on coupe le circuit d'alimentation de l'anode par un second interrupteur. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, par utilisation d'un interrupteur à trois pâles en tant qu'interrupteur de mise en court-circuit, on interrompt l'alimentation de l'anode lorsque l'on effectue la mise en court-circuit. 5. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on intercale sur le circuit d'alimentation de l'anode, dans la direction du courant d'électrolyse, une diode de redressement. 6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, lorsque l'on effectue la mise en court-circuit de la cellule d'électrolyse > on enlève l'anode de l'électrolyte. 7. Cellule d'électrolyse caractérisée en ce qu'elle comporte des dispositifs empêchant le passage du courant dans le circuit galvanique anode/electrolyte/cathode, lorsque l'on effectue la mise en court-circuit de la cellule. 8. Cellule d'électrolyse pour électrolyse d'un chlorure de métal alcalin par le procédé à l'amalgame, caractérisée en ce qu'elle comporte des dispositifs empêchant le passage du courant dans le circuit galvanique anode/saumure d'électrolyse/cathode à amalgame, lorsque l'on effectue la mise en court-circuit de la cellule. 9. Cellule d'électrolyse selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un interrupteur destiné à couper le circuit d'alimentation de l'anode lorsque l'on ferme l'interrupteur de mise en court-circuit. 10. Cellule d'électrolyse selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un interrupteur à trois pôles en tant qu'interrupteur de mise en court-circuit, ce qui permet de couper le circuit d'alimentation de l'anode lorsque l'on effectue la mise en courtcircuit de la cellule. 11. Cellule d'électrolyse selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le circuit d'alimentation de l'anode comprend une diode de redressement dans la direction du passage du courant d'électrolyse. 12. Cellule d'électrolyse selon la revendication 7 ou 8 caractérisée en ce quelle comporte des dispositifs permettant d'enlever l'anode de l'électrolyte lorsque l'on effectue la mise en court-circuit de la cellule.