Brevet FR2491958A1 — publié le 19820416

La présente invention décrit une méthode particulièrement performante de réglage des cellules d'électrolyse à cathode de mercure. Le brevet américain 3 480 5.38 (Nov. 25, 1969) décrit une cathode de régla~ go qui consiste à provoquer un court-circuit sur chaque chevêtre et ensuite de déterminer le point exact où en relevant l'anode, le court-circuit cesse. Cette cathode s'applique mal aux anodes métalliques extrêmement sensibles auz courts-circuits, que ces manoeuvres répétées ne manqueraient pas de détruire. Un deuxième brevet américain 3 723 285 (Mars 27, 1973) décrit un système de surveillance des lignes de courant pour éviter le court-circuit. Le système très utile et très employé pour protéger les anodes contre les surintensités, ne peut cependant servir au régalage normal et continu des cellules. D'autres brevets tel le brevet français n 7 333 213 du 17 Septembre 1973 ou encore le brevet français n 7 423 821 du 09 Juillet 1974 organisent le r glane de la cellule en utilisant les intensités des lignes de courant et en les comparant à des standards.Cette cathode est peu performante lorsqu'elle est adaptée au réglage manuel. Elle est peu pratique lorsqu'elle est adaptée au réglage automatique par moteurs.En effet, on se rend compte que le réglage d'un chevêtre sur une cellule ciue dédide le microprocesseur en se basant sépariment et en premier lieu sur les lignes de courant puis sur les tensions, in- duit évidemment une perturbation sur la répartition d'intensité d'une part des chevêtres adjacents mais aussi des chevetres de la cellule qui suit, de sorte que le mouvement d'un seul moteur a généralement pour conséquence le mouvement de plusieurs moteurs avoisinants. On obtient ainsi un système plutît instable. n ne fonctionne qu'en tolérant une disparité forcée des lignes dé courant pou- vant d passer 30 %. D'autres brevets, tel le brevet américain n 4 174 267 du 13 Novembre 1979, ont cherché à améliorer le réglage en utilisant le paramètre t R = (E - Er)/I c'est-à-dire la conductance du bain d'électrolyse. Cependant l'utilisation est très complexe; elle joue sur des compareisona minutieuses des lignes de courant qui nécessitent en particulier un calcul teur numérique. La pressente invention utilise comme paramètre de réglage sensible s Vj - Vo Ij max + dj ~~~~~~ où Vj est le potentiel du chevêtre j@ scruté, Vo le potentiel de polarisation standard, Imax l'intensité maximum des n lignes de courant du chevêtre examiné et dj un paramètre traduisant la dispersion de ces lignes de courant. Le paramètre rj est un paramètre de conductance très indépendant, soit du courant, soit de la tension qui pourraient subir des variations du fait des rè- glages des chevêtres adjacents. Corrigé des effets de température, de concentration, c'est un paramètre qui en fait, traduit la distance géométrique de l'anode et de la cathode. Par ailleurs la cathode ne peut entre considérée comme plane du fait des rides que comporte toujours le film de mercure et du fait de l'encrassement par les ions alcalins ou alcalinoterreux que subit le film. En conséquence la distribution de courant entre les surfaces anodique et cathodique à l'endroit d'un chevdtre est rarement uniforme. Choisir d'introduire Imax, soit la valeur la plus forte des lignes de cou- rant pour calculer rj qu'on comparera par ailleurs à une valeur standard rjo, est un facteur de protection de l'anode en question, contre le moindre court-cireuit. On a cependant à l'usage ressenti la nécessité de renforcer cette protection en introduisant dans le calcul d. Si le réglage est manuel et ne se fait qu'en ayant recours à une simple cal- culatrice on se contentera pour d d'une formule simple, par exemple i dj = Imax - Imin Imin étant la valeur de la ligne de courant du chevêtre considéré, la plus faible. Si par contre on dispose d'un microprocesseur ou d'un calculateur on pourra donner à dj une valeur plus élaborée, par exemple : dj = #j où #j est l'écart type de la dispersion des n lignes de courant du chevêtre. Quant à la fixation de rjo, soit la norme standard que l'opérateur ou les moteurs électriques de réglage devront faire respecter pour rj, on le choisira aussi faible que possible pour diminuer l'effet joule dans la cellule et donc économiser le courant, et en fonction des conditions locales d'exploitation. I1 devra au moins tenir compte des paramètres suivants, au niveau du chevêtre t - température de la aaumure - concentration de la saumure. Par ailleurs, le paramètre Vo est lui aussi déterminé pour chaque chevêtre selon la vétusté du revêtement de l'anode métallique. Exemple : L'exemple est une application de la méthode par le réglage manuel sur une cellule de 12m de long comportant 3 chevêtres, chacun ayant 5 lignes de courant analysées et sa tension. Avant l'application de cette méthode, on utilisait comme indiqué plus hut une méthode par analyse des lignes de courant. Densité de courant : 80 A/dm2. Réglage Réglage brevet traditionnel ici Tension des 3 chevêtres 4,04 4,11 4,14 3e87 3,85 3,86 V Intensité maximum rencontrée sur lu 8,5 7 6,5 7,7 7,5 7,3 3 chevêtres (paramètre proportionnel) Ecart type des 0,11 0,13 0,07 0t07 0.06 0,05 lignes de courant Valeurs obtenues 0,10 0,14 0,15 0,093 0,093 0,097 pour rj de Gain dans ce cas de 237 mV ou encore 187 Kwh bas@e tension/t de chlore. Cet exemple ne saurait limiter la portée de l'invention ni quant aux per- formances, ni quant à la géométrie de la cellule, ni quant à la densité de cou rente Revendications: 1.Technique de réglage de l'espacement anode-cathode applicable aux cellules électrolytiques à cathode de mercure, en vue de limiter leur consommation d'énergie électrique, caractérisée par le fait qu'on ra semble sur un pupitre les signaux électriques correspondant pour chaque cellule: -aux tensions de chaque chevêtre qui supporte un ensemble d'anc- des,tensions symbolisées par Vj, -aux intensités de toutes les lignes de courant alimentant les anodes groupées par chevêtre , plus une calculatrice ou un microprocesseur. 2.Technique de réglage selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour chaque chevêtre j: -on détermine la ligne de courant Ijmax, la plus forte et la ligne de courant la plus faible IJmin, -on proche au calcul du paramètre Vj-Vo J rj Ijmax+dj où Vo est le potentiel standard de polarisation, et dj une paramètre tre duisant la dispersion des lignes de courant d'un chevêtre. Dans son ex- pression la plus simple d1 peut être égal t Imax-Imin. -on procbde au calcul dos |rj-rjo| o rj où rjo est un paramètre de référence, le plus faible possible compte t'na des conditions opératoires de la cellule. -on procède au réglage par action manuelle sur les vérins qui supportent le chevêtre , de l'espacement des électrodes jusqu'à ce que |rj-rjo|/ |/rjo r10 soit inférieur à une valeur donnée et préf érentiellement 1D- férieur à 5%. 3.Technique de réglage selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que d est calculé, au moyen des appareils ci-dessus, corne étant l'é- cart-type des n lignes de courant appartenant au chevêtre J. 4.Technique de réglage selon les revendications précédentes, caractérisée en ce que rjo est un paramètre de consigne fourni par l'opérateur et prenant en compte la tempdrature et la concentration du bain électrolytique; il diminue quand la température et la concentration du bain augmentent. 5.Technique selon des revendications précédentes, caractérisée en ce que le potentiel standard Vo, prend en compte la vétusté du revêtement en taux de la mine du platine de l'anode: il augmente avec la vétusté. 6.Technique de réglage selon des revendications précédentes caractérisée en ce qu'un comparateur électronique élabore un signal électrique proportionnel à |rj-rjo|/ rjo ,ce signal déclenebant une alarme optique ou sonore pour une valeur donnée et préférentiellement de 1 et au dessus 7.Technique selon des revendications précédentes caractérisée en ce que chaque chevêtre est équipé d'un ou plusieurs moteurs permettant la diminu- tion ou l'augmentation de l'espacement anode-cathode. Ces moteurs sont actionnés automatiquement par le signal électrique précédent jusqu'à ce qu'il eoit inférieur k une valeur donnée et préférentiellement 2k.