Brevet FR2608715A1 — publié le 19880624

PROCEDE DE PREVENTION DE FUITE DE LIOUIDE, ET DISPOSITIF MUNI DE MOYENS DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de prévention de fuite de liquide et un dispositif tel qu'un électrolyseur muni de moyens de mise en oeuvre de ce procédé. Un dispositif tel qu'un électrolyseur est habituellement cons titué de plusieurs cellules d'électrolyse empilées. L'interface entre deux cellules consécutives est constituée par une paroi métallique ou électrode bipolaire et l'espace compris entre deux électrodes est séparé par un diaphragme en deux compartiments remplis crélec- trolyte. Les cellules délectrolyse assemblées en pile d'une manière étanche sont souvent disposes à l'intérieur d'une enveloppe complé mentaire de protection. Les cellules d'électrolyse sont électri quement mises en série et branchées d'un côté à une borne positive de l'électrolyseur et du côté opposé à la borne négative de ce demier.Une fuite provoquée par un défaut d'étanchélté d'assem blage de ces cellules d'électrolyse, qui introduit l'électrolyte dans l'espace séparant ces cellules de leur enveloppe complémentaire de protection, peut entraîner une formation de courants parasites et provoquer des courts-circuits. La fiabilité de l'électrolyseur ou du dispositif est de ce fait fortement compromise. La présente invention visant à éviter ces inconvénients, a pour objet un procédé de prévention de fuite de liquide et un dispositif tel qu'un électrolyseur muni de moyens de mise en oeuvre de ce procédé. Selon Invention un procédé de prévention de fuite de liquide dans un dispositif muni d'une enveloppe complémentaire étanche de protection est caractérisé en ce qu'il consiste, au moins, d'une part à injecter et à faire circuler dans l'espace disponible entre ce dispo sitif et son enveloppe complémentaire de protection, un fluide électriquement peu conducteur, chimiquement compatible avec le fonctionnement de ce dispositif ou neutre vis-à-vis du liquide contenu dans ce dispositif, de préférence formant un des composants constituants de ce liquide, non corrosif et sous une pression prédéterminée choisie entre une pression supérieure à la pression moyenne du liquide contenu dans ce dispositif et une pression égale à la pression d'alimentation de ce dispositif, et d'autre part à le récupérer à la sortie de cet espace et à le réintroduire dans ce dispositif à travers un des circuits de liquide alimentant ce dispositif. Un dispositif tel qu'un électrolyseur dans lequel le liquide contenu dans les cellules est un électrolyte constitué par une solution aqueuse de potasse, est caractérisé en ce que dans les moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite de l'électrolyte, le fluide est constitué par l'eau pure. Pour mieux faire comprendre l'invention on décrit ci-après un -procédé de prévention de fuite de liquide et un dispositif sous forme d'un électrolyseur muni de moyens de mise en oeuvre de ce procédé, pris à titre d'exemple et illustré schématiquement et partiellement dans le dessin unique ci-annexe. Un procédé de prévention de fuite de liquide dans un dispositif muni d'une enveloppe complémentaire étanche de protection consiste au moins, d'une part à injecter et à faire circuler dans l'espace disponible, entre ce dispositif et son enveloppe complémentaire de protection, un fluide électriquement peu conducteur, chimiquement compatible avec le fonctionnement de ce dispositif ou neutre vis-à-vis du liquide contenu dans ce dispositif, de préférence formant un des composants constituant ce liquide, non corrosif et sous une pression prédéterminée choisie entre une pression supérieure à la pression moyenne du liquide contenu dans ce dispositif et une pression égale à la pression d'alimentation en liquide à l'entrée de ce dispositif, et d'autre part à le récupérer à la sortie de cet espace et à le réintroduire dans ce dispositif à travers un des circuits de liquide alimentant ce dispositif. Dans l'enveloppe de protection, le fluide sous pression injecté empêche efficacement, en cas d'un défaut d'étanchélté de ce dispositif, toute fuite de liquide de ce dernier. Si le liquide contenu dans ce dispositif est conducteur de l'électricité, ce fluide sous pression injecté permet de réduire au maximum voire d'éliminer le risque d'une formation de courants parasites. Si le liquide contenu dans ce dispositif est corrosif, toxique ou dangereux, ce fluide sous pression injecté permet de réduire efficacement voire d'éliminer le risque de propager la corrosion, rintoxication ou la contamination. Un dispositif auquel peut être applicable ce procédé de prévention de fuite de liquide est par exemple un électrolyseur 1 schématiquement et partiellement illustré dans le dessin unique sus mentionné. L'électrolyseur 1 comprend plusieurs cellules d'électrolyse 2 empilées les unes contre les autres, maintenues étanches par des ressorts hélicoidaux 3, électriquement mises en série, et une enveloppe complémentaire de protection 4 fermée par un fond 5 et un couvercle 6. Deux cellules contigües 2 sont séparées l'une de l'autre par une paroi métallique ou électrode 7 dont l'une des faces constitue une anode et la face opposée forme une cathode. Aux deux extrémités de l'électrolyseur, ks électrodes 7 constituent respectivement une cathode et une anode.La cathode terminale est connectée à une borne négative 8 et l'anode est branchée à une borne positive 9. Chacune des cellules 2 est séparée en deux compartiments par un diaphragme 10 réalisé en amiante et ces compartiments sont individuellement alimentés en continu en électrolyte sous une pression prédéterminée de l'ordre de quatre vingts bars à travers des conduites générales d'entrée 11 et de retour 12 d'électrolyte, des canalisations individuelles 13, et par un système de circulation et de régulation 14 qui puise l'électrolyte dans un réservoir 15. Dans I'exemple illustré, rélectrolyte remplissant les cellules 2 est constitué par une solution aqueuse de potasse. Sous l'action d'un courant électrique, l'eau qui est l'un des constituants de l'électrolyte est décomposée en hydrogène et en oxygène.Dans rélectrolyseur 1 ces gaz sont recueillis et évacués séparément par des canalisations non représentées. L'électrolyseur 1 comprend des moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite de l'électrolyte contenu dans les cellules 2. Ces moyens empêchent l'électrolyte, s'échappant à travers d'éventuels défauts d'étanchélté d'assemblage des cellules 2, d'entrer dans l'espace disponible entre les cellules 2 et l'enveloppe complémentaire de protection 4 de l'électrolyseur 1. Les moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite de liquide dans un dispositif comprennent, au moins, d'une part un conduit d'entrée amenant un fluide de prévention de fuite dans l'espace disponible entre ce dispositif et son enveloppe complémentaire de protection, un conduit de sortie évacuant ce fluide de cet espace, une source de ce fluide, un système de circulation et de régulation assurant l'injection et la circulation d'un courant de ce fluide dans cet espace, sous une pression prédéterminée choisie entre une pression supérieure à la pression moyenne du liquide contenu dans les cellules au dispositif et une pression égale à la pression d'alimentation en liquide à l'entrée de ce dispositif, et d'autre part un conduit de récupération recueillant le fluide sortant de cet espace et le réintroduisant dans ce dispositif à travers une conduite d'entrée d'alimentation en liquide de ce dispositif. Dans une application à l'électrolyseur 1 illustré, les moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite de l'électrolyte, qui est constituée par une solution aqueuse de potasse, comprennent des conduits d'entrée 18 et de sortie 19, un conduit de récupération 23 prolongeant le conduit de sortie 19 et le raccordant à une conduite d'entrée d'alimentation en électrolyte 11 de l'électrolyseur, au point 16, une source d'eau 20, et un système de circulation de régulation 21 faisant circuler un courant d'eau sous une pression prédéterminée de l'ordre de quatre vingts bars, de la source d'eau 20 à travers le conduit d'entrée 18, L'espace disponible entre les cellules 2 et l'enveloppe complémentaire de protection 4 de Pélectrolyseur 1, le conduit de sortie 19, et le conduit de récupération 13. Ce courant d'eau de prévention de fuite, qui est sous une pression de Poudre de quatre vingts bars c'est-à-dire égale à la pression d'alimentation en électrolyte à l'entrée 11 de l'électrolyseur 1, les pertes de charge étant pratiquement nulles dans les conduites d'eau de faible diamètre 18, 19, 23 et légèrement supérieure à la pression moyenne de l'électrolyte de l'ordre de soixante dix neuf bars dans les cellules 2 si l'on tient compte des pertes de charge dans les conduites d'alimentation en électrolyte 11, 12, 13, empêche efficacement toute fuite d'électrolyte dans l'espace disponible entre ces cellules et Penveloppe complémentaire de protection, par défaut d'étanchéîté de ces cellules.En effet si un défaut d'étanchéîté des cellules 2 se produit, Peau de prévention de fuite qui est sous une pression supérieure à la pression moyenne de rélectrolyte dans ces cellules 2, refoule Pélectrolyte dans ces cellules et pénètre dans celles-ci à travers ce défaut. Etant donné que l'eau est un constituant de cet électrolyte et qu'elle doit de toute façon y être mélangée, sa pénétration dans les cellules 2 ne perturbe pas le fonctionnement-de l'électrolyseur 1. Ce procédé de prévention de fuite de l'électrolyte s'avère particulièrement efficace. Dans l'électrolyseur I où l'électrolyte est constitué par une solution aqueuse de potasse, I'eau seule est décomposée en oxygène et hydrogène et rélectrolyte sortant de rélectrolyseur I par la conduite générale de sortie 12 est appauvri en eau. L'électrolyte doit être régénéré c'est-à-dire réenrichi en eau avant de le réintroduire dans l'appareil. Dans l'électrolyseur 1, le débit du courant d'eau de prévention de fuite récupéré à la sortie et réinjecté dans le circuit d'alimentation en électrolyte de l'appareil est réglé de manière qu'il soit égal à celui de la consommation en eau dans l'électrolyseur I au cours de son fonctionnement. L'électrolyte sortant de l'électrolyseur 1 est, de ce fait automatiquement régénéré par un apport adequate en eau. En outre s'il y a éventuellement une fuite de l'électrolyte en phase d'arrêt, le courant d'eau de prévention de fuite ramène également cet électrolyte de fuite dans le circuit d'électrolyte. La teneur en potasse dans l'électrolyte est ainsi également maintenue constante. Le courant d'eau de prévention de fuite de Pélectrolyte des cellules 2 de l'électrolyseur 1 assure ainsi une deuxième fonction celle de régénération de l'électrolyte de cet électrolyseur 1. Le procédé de prévention de fuite de liquide décrit permet ainsi non seulement d'obtenir une excellente efficacité de prévention de fuite par un courant de fluide injecté sous pression, mais constitue également une simplification de construction des annexes du dispositif auquel est applicable ce procédé. REVENDICATIONS 1. Procédé de prévention de fuite de liquide dans un dispositif muni d'une enveloppe complémentaire étanche de protection, caractérisé en ce qu'il consiste au moins d'une part à injecter et à faire circuler dans l'espace disponible entre ce dispositif et son enveloppe complémentaire de protection, un fluide électriquement non conducteur, chimiquement compatible avec le fonctionnement de ce dispositif ou neutre vis-à-vis du liquide contenu dans ce dispositif, de préférence formant un des composants constituants de ce liquide, non corrosif et sous une pression prédéterminée choisie entre une pression supérieure à la pression moyenne du liquide contenu dans ce dispositif et une pression égale à la pression d'alimentation de ce dispositif, et d'autre part à le récupérer à la sortie de cet espace et à le réintroduire dans ce dispositif à travers un des circuits de liquide alimentant ce dispositif. 2. Dispositif comportant des cellules contenant un liquide, une enveloppe étanche de protection de ces cellules, et des moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite de liquide de ces cellules selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens comprennent au moins d'une part un conduit d'entrée (18) amenant un fluide de prévention de fuite dans l'espace disponible entre les cellules (2) et renveloppe de protection de ce dispositif (1), un conduit de scrtie (19) évacuant ce fluide de cet espace, une source de ce fluide (20) et un système de circulation et de régulation (21) assurant l'injection et la circulation d'un courant de ce fluide dans cet espace, sous une pression prédéterminée choisie entre une pression supérieure à la pression moyenne du liquide contenu dans les cellules de ce dispositif (1) et une pression égale à la pression d'alimentation en liquide à l'entrée (11) de ce dispositif, et d'autre part un conduit de récupération (23) recueillant le fluide sortant de cet espace et le réintroduisant dans ce dispositif à travers une conduite d'entrée d'alimentation en liquide (il) de ce dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel un des composants constituant le liquide dans le dispositif est identique au fluide de prévention de fuite de ce liquide, caractérisé en ce que les moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite du liquide comprennent un courant de fluide de prévention de fuite de liquide, dont le débit réglé est égal à celui de la consommation du composant de ce liquide identique à ce fluide, dans ce dispositif au cours de son fonctionnement. 4. Dispositif selon rune des revendications 2 et 3, tel qu'un électrolyseur (I) dans lequel le liquide contenu dans les cellules (2) est un électrolyte constitué par une solution aqueuse de potasse, caractérisé en ce que dans des moyens de mise en oeuvre du procédé de prévention de fuite de l'électrolyte, le fluide est constitué par lteau.