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EP0076747B1 - Electrolyseur du type filtre-presse - Google Patents

Electrolyseur du type filtre-presse Download PDF

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EP0076747B1
EP0076747B1 EP82401780A EP82401780A EP0076747B1 EP 0076747 B1 EP0076747 B1 EP 0076747B1 EP 82401780 A EP82401780 A EP 82401780A EP 82401780 A EP82401780 A EP 82401780A EP 0076747 B1 EP0076747 B1 EP 0076747B1
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EP
European Patent Office
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electrodes
electrode
parallel
solid
plates
Prior art date
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Expired
Application number
EP82401780A
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German (de)
English (en)
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EP0076747A1 (fr
Inventor
Gérard Pere
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Creusot Loire SA
Original Assignee
Creusot Loire SA
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Filing date
Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to an electrolyser of the filter press type equipped with bipolar electrodes provided with “pre-electrodes in the form of grids or perforated plates which come to be applied against the opposite faces of each diaphragm.
  • electrolysers with electrodes provided with “pre-electrodes are familiar to the skilled person, and are for example described in French patents 2,338,060, 2,416,274 and 2,448,582.
  • the present invention relates to an electrolyser of this type, in which the electrodes are constituted by solid metal plates, while the pre-electrodes are constituted by mesh or perforated plates parallel to the electrode plates and separated from them by identical bracing tongues each welded to a pre-electrode and to an electrode plate, said electrolyzer being of significantly improved design compared to known electrolyzers, such as that according to French patent 2,448,582 of the applicant, as well from the point of view of ease of manufacture than from the point of view of precautions against corrosion.
  • each spacer tab has a shape of S and is welded at one end to the associated pre-electrode on a solid strip thereof and at its other end to the associated electrode plate so as to leave a slight offset with the tab located almost continues on the opposite face of said electrode plate, in that the bracing tongues are staggered, seen in a plane parallel to the electrodes.
  • the electrolyser comprises a stack of insulating frames 10, usually called "spacer joints", which are partially shown. Electrolysis cells are housed inside this stack of insulating frames 10. These cells, partially shown, are identified for example 1 or 1 ′ in FIG. 1.
  • Each cell is delimited between two 2-plane electrode plates.
  • Each electrode plate 2 is metallic and has a small thickness. It is bathed on its two opposite faces 21 and 22 by the electrolyte.
  • Each electrode plate 2 is bipolar. One of its faces. 21 for example. is an anode on which oxygen is formed, the opposite face 22 then being a cathode on which hydrogen is formed! It is for example made of nickel.
  • Each cell is divided into two compartments 31 and 32 by a diaphragm 4. The compartment 31 located on the side of the face 21 contains the anolyte, the compartment 32 located on the side of the face 22 containing the catholyte.
  • Each diaphragm 4 is stretched in the bore of a bracing frame 10. It is for example made using an asbestos fabric.
  • Each cell also comprises two plates 5 and 6, usually called “pre-electrodes", which are arranged on either side of the diaphragm 4 of this cell so as to be pressed against this diaphragm and at a certain distance from the two plates electrodes 2 limiting this cell.
  • Each pre-electrode plate 5 or 6 is constituted by a sheet of expanded metal discontinuously, so that the pre-electrode obtained is presented as a sheet of expanded metal provided at regular intervals with solid metal strips (61, 62 , 63) of small width and parallel to the horizontal plane. It is made for example of nickel steel.
  • Each electrode plate 2 is housed between a plate 5 called the pre-electrode of a cell and a plate 6 called the pre-electrode of the neighboring cell.
  • Each diaphragm 4 is sandwiched between the two pre-electrodes 5 and 6 which contribute to its maintenance.
  • the pre-electrode plates are connected to the electrode plates by spacer tabs 7 all identical, but having, in accordance with the present invention, an S shape as is see on Figure 1, which avoids the creation of sharp angles favorable to corrosion.
  • the bracing tongues 7 are, seen in a plane parallel to the electrodes, arranged in staggered rows. They are welded at one of their two ends to the pre-electrodes 5, 6 on the metal strips such as 61, and at their other end to the corresponding electrode plate 2.
  • FIG. 1 the bracing tongues 7 are, seen in a plane parallel to the electrodes, arranged in staggered rows. They are welded at one of their two ends to the pre-electrodes 5, 6 on the metal strips such as 61, and at their other end to the corresponding electrode plate 2.
  • This construction method has the enormous advantage of allowing online transparency welding both on the solid strips such as 61 of the pre-electrodes and on the electrode plates, the online transparency welding being carried out for example by beam. of electrons in a direction parallel to the bands (61, 62, 63), as indicated by the arrow F in FIG. 2.
  • the pre-electrode plate 6 is here made up of a set of tiles ( 601, 602, etc ...) at least one side of which is parallel to the welding direction F, the central tiles having a square shape, and the side tiles being optionally cut so as to produce the outer shape of the pre-electrode 6.
  • the solid electrode 2 is constituted by a set of bands (201, 202, 204, 205, 206, 207, 208) of substantially equal width, except as regards the end bands (201, 208), at the height of the tiles (601, 602, etc.), and which are butted together by welding along the weld line F by transparency of the bracing tongues, that is to say parallel to the strips (61, 62, 63 , etc ).

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Description

  • La présente invention se rapporte à un électrolyseur du type filtre-presse équipé d'électrodes bipolaires munies de « pré-électrodes en forme de grilles ou de plaques perforées qui viennent s'appliquer contre les faces opposées de chaque diaphragme.
  • De tels électrolyseurs à électrodes munies de « pré-électrodes sont familiers à l'homme de métier, et sont par exemple décrits dans les brevets français 2.338.060, 2.416.274 et 2.448.582. La présente invention est relative à un électrolyseur de ce type, dans lequel les électrodes sont constituées par des plaques métalliques pleines, tandis que les pré-électrodes sont constituées par des plaques grillagées ou perforées parallèles aux plaques-électrodes et séparées de celles-ci par des languettes d'entretoisement identiques et soudées chacune à une pré-électrode et à une plaque-électrode, ledit électolyseur étant de conception nettement améliorée par rapport aux électrolyseurs connus, tel que celui selon le brevet français 2.448.582 de la demanderesse, aussi bien du point de vue de la facilité de fabrication que du point de vue des précautions contre la corrosion. Il est caractérisé en ce que ses pré-électrodes sont équipées de bandes pleines toutes parallèles entre elles et parallèles au plan horizontal, lesdites bandes pleines étant disposées à intervalles réguliers sur chaque pré-électrode, en ce que chaque languette d'entretoisement a une forme de S et est soudée à une de ses extrémités à la pré-électrode associée sur une bande pleine de celle-ci et à son autre extrémité à la plaque-électrode associée de manière à laisser un léger décalage avec la languette située de manière quasi-continue sur la face opposée de ladite plaque-électrode, en ce que les languettes d'entretoisement sont disposées en quinconce, vues dans un plan parallèle aux électrodes.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante ; en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe verticale partielle d'un électrolyseur conforme à l'invention, selon la direction B-B de la figure 2,
    • la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la direction AA de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une des cellules d'un électrolyseur de grandes dimensions et conforme à l'invention.
  • En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, l'électrolyseur comporte un empilage de cadres isolants 10, appelés ordinairement « joints entretoises •, qui sont partiellement représentés. Des cellules d'électrolyse sont logées à l'intérieur de cet empilage de cadres isolants 10. Ces cellules, partiellement représentées, sont repérées par exemple 1 ou 1' sur la figure 1.
  • Chaque cellule est délimitée entre deux plaques-électrodes 2 planes. Chaque plaque-électrode 2 est métallique et a une faible épaisseur. Elle est baignée sur ses deux faces opposées 21 et 22 par l'électrolyte. Chaque plaque-électrode 2 est bipolaire. Une de ses faces. 21 par exemple. est une anode sur laquelle se forme l'oxygène, la face opposée 22 étant alors une cathode sur laquelle se forme !'hydrogène. Elle est par exemple réalisée en nickel. Chaque cellule est divisée en deux compartiments 31 et 32 par un diaphragme 4. Le compartiement 31 situé du côté de la face 21 contient l'anolyte, le compartiment 32 situé du côté de la face 22 contenant le catholyte.
  • Chaque diaphragme 4 est tendu dans l'alésage d'un cadre d'entretoisement 10. Il est par exemple réalisé à l'aide d'un tissu d'amiante.
  • Chaque cellule comporte par ailleurs deux plaques 5 et 6, appelées ordinairement « pré-électrodes • , qui sont disposées de part et d'autre du diaphragme 4 de cette cellule de manière à être plaquées contre ce diaphragme et à une certaine distance des deux plaques électrodes 2 limitant cette cellule. Chaque plaque pré-électrode 5 ou 6 est constituée par une feuille de métal déployé de manière discontinue, de telle sorte que la pré-électrode obtenue se présente comme une feuille de métal-déployé munie à intervalles réguliers de bandes métalliques pleines (61, 62, 63) de faible largeur et parallèles au plan horizontal. Elle est réalisée par exemple en acier au nickel. Chaque plaque-électrode 2 est logée entre une plaque 5 dite pré-électrode d'une cellule et une plaque 6 dite pré-électrode de la cellule voisine. Chaque diaphragme 4 est enserré entre les deux pré-électrodes 5 et 6 qui contribuent à son maintien.
  • De même que pour l'électrolyseur selon le brevet français 2.448.582 précité, les plaques pré-électrodes sont reliées aux plaques électrodes par des languettes d'entretoisement 7 toutes identiques, mais présentant conformément à la présente invention une forme de S comme on le voit sur- la figure 1, ce qui permet d'éviter la création d'angles vifs favorables à la corrosion. Comme on le voit sur la figure 2, les languettes d'entretoisement 7 sont, vues dans un plan parallèle aux électrodes, disposées en quinconce. Elles sont soudées à une de leurs deux extrémités au pré-électrodes 5, 6 sur les bandes métalliques telles que 61, et à leur autre extrémité sur la plaque-électrode 2 correspondante. Comme on le voit clairement sur la figure 1, les extrémités de deux languettes d'entretoisement (71, 72), situées dans le plan de coupe vertical de part et d'autre d'une même plaque électrode 2 et de manière quasi-continue, sont soudées sur cette plaque 2 avec un léger décalage J. On remarquera que l'ensemble des languettes telles que 71 et l'ensemble des languettes telles que 72 qui sont situées de part et d'autre de chaque plaque-électrode 2 forme nécessairement, en raison de la forme en S des languettes, des quinconces décalées l'une par rapport à l'autre dans le plan parallèle aux électrodes, ce qui est particulièrement avantageux du point de vue de la souplesse et du rattrapage automatique des jeux de l'empilement.
  • Ce mode de construction présente l'énorme avantage de permettre le soudage par transparence en ligne aussi bien sur les bandes pleines telles que 61 des pré-électrodes que sur les plaques-électrodes, le soudage par transparence en ligne s'effectuant par exemple par faisceau d'électrons selon une direction parallèle aux bandes (61, 62, 63), tel qu'indiqué par la flèche F de la figure 2.
  • En se reportant maintenant à la figure 3, on a représenté un électrolyseur de grandes dimensions sur lequel on distingue une plaque-électrode 2 et une plaque pré-électrode 6. La plaque pré-électrode 6 est ici constituée d'un ensemble de carreaux (601, 602, etc...) dont au moins un côté est parallèle à la direction de soudure F, les carreaux centraux ayant une forme carrée, et les carreaux latéraux étant éventuellement découpés de manière à réaliser la forme extérieure de la pré-électrode 6. L'électrode pleine 2 est constituée par un ensemble de bandes (201, 202, 204, 205, 206, 207, 208) de largeur substantiellement égales, sauf en ce qui concerne les bandes extrêmes (201, 208), à la hauteur des carreaux (601, 602, etc...), et qui sont raboutées par soudure selon la ligne F de soudure par transparence des languettes d'entretoisement, c'est-à-dire parallèlement aux bandes (61, 62, 63, etc...).

Claims (4)

1. Electrolyseur du type filtre-presse équipé d'électrodes constituées par des plaques métalliques pleines (2) appelées « plaques-électrodes et par des plaques grillagées ou perforées (5, 6) appelées « pré-électrodes », parallèles aux plaques-électrodes et séparées de celles-ci par des languettes d'entretoisement (7) identiques et soudées chacune à une pré-électrode et à une plaque-électrode, les pré-électrodes enserrant pour chaque cellule un diaphragme (4), caractérisé en ce que ses pré-électrodes sont équipées de bandes pleines (61, 62, 63) toutes parallèles entre elles et parallèles au plan horizontal, lesdites bandes pleines étant disposées à intervalles réguliers sur chaque pré-électrode, en ce que chaque languette d'entretoisement (72) a une forme de S et est soudée à une de ses extrémités à la pré-électrode associée sur une bande pleine (62) de celle-ci et à son autre extrémité à la plaque-électrode associée de manière à laisser un léger décalage (J) avec l'extrémité de la languette (71) située de manière quasi-continue sur la face opposée de ladite plaque-électrode, en ce que les languettes d'entretoisement sont disposées en quinconce, vues dans un plan parallèle aux électrodes.
2. Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pré-électrode (6) est constituée par un ensemble de carreaux (601, 602) dont au moins un côté est parallèle au plan horizontal.
3. Electrolyseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chacune de ses plaques-électrodes (2) est constituée par des bandes métalliques (201 à 208) parallèles au plan horizontal et raboutées par soudure.
4. Electrolyseur selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdites bandes (201 à 208) constituant chaque plaque-électrode (2) ont chacune, à l'exception des bandes extrêmes (201 et 208), une largeur substantiellement égale à la hauteur desdits carreaux (601, 602).
EP82401780A 1981-09-30 1982-09-30 Electrolyseur du type filtre-presse Expired EP0076747B1 (fr)

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AT82401780T ATE14755T1 (de) 1981-09-30 1982-09-30 Elektrolyseur der filterpressenbauart.

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FR8118421 1981-09-30
FR8118421A FR2513663B1 (fr) 1981-09-30 1981-09-30 Electrolyseur du type filtre-presse

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Publication Number Publication Date
EP0076747A1 EP0076747A1 (fr) 1983-04-13
EP0076747B1 true EP0076747B1 (fr) 1985-08-07

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EP (1) EP0076747B1 (fr)
JP (1) JPS5858290A (fr)
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CA (1) CA1169809A (fr)
DE (1) DE3265252D1 (fr)
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NO (1) NO160087C (fr)

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