Bipolar membranlı elektrodiyaliz ile potasyum klorür çözeltilerinden KOH ve HCl üretiminin incelenmesi
Investigation of HCl and KOH production from potassium chloride solutions by bipolar membrane electrodialysis
- Tez No: 648702
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN NURİ ATA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrodiyaliz, Bipolar Membran, Potasyum klorür, Hidroklorik asit, Potasyum hidroksit, Electrodiaylysis, Bipolar Membrane, Potassium chloride, Hydorchloric acid, Potassium hydroxide
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Amaç: Bu çalışmada, bipolar membranlı elektrodiyaliz (BMED) ile potasyum klorür çözeltilerinden hidroklorik asit ve potasyum hidroksit oluşumunun incelenmesi amaçlanmıştır. Elektrodiyaliz prosesinde üç kompartmanlı beş tekrarlı hücrelerden oluşan ve toplamda 17 kompartmanlı bir membran demeti kullanıldı. Yöntem: Bu çalışma istatiksel deney tasarım metodlarından kesirli faktöriyel deney tasarımı ve Taguchı temelli çok kriterli karar verme teknikleri kullanarak yapılmıştır. Potasyum klorürden potasyum hidroksit ve hidroklorik asit oluşumu için on tane performans kriterleri belirlendi. Bu kriterler üzerine etkili olan parametlere kesirli faktöriyel tasarımı ile karar verildi. BMED prosesi ile potasyum klorür çözeltilerinden potasyum hidroksit ve hidroklorik asit üretimi koşulları on farklı kritere göre incelendi. Tüm kriterler için optimum çalışma koşulları Taguchi temelli çok kriterli karar verme teknikleri (Topsis ve Moora) ile belirlendi. Bulgular: Kesirli faktöriyel deney tasarımı sonuçlarına göre proses performans kriterleri için başlangıç tuz konsantrasyonu ve akım yoğunluğunun etkin olduğu belirlendi. Taguchi temelli çok kriterli karar verme yöntemiyle BMED sistemi optimize edilebilirliği belirlendi. Sonuç: Tüm kriterleri en iyileyen çalışma koşulları; başlangıç KCl konsantrasyonu (200g/L), akım yoğunluğu (0,0625A/cm2), başlangıç asit ve baz konsantrasyonu (0,05M) ve Elektrolit türü H2SO4 (0,05M) şeklindedir. Bu şartlarda; asit: 2,21mol HCl, baz: 2,19 mol KOH, asit temelli tuz dönüşümü %81, baz temelli tuz dönüşümü %79, akım verimi (asit) %67, akım verimi (baz) %64, enerji tüketimi (asit) 3,66 kwatt.h/kg ve enerji tüketimi (baz) 2,31 kwatt.h/kg olarak elde edildi.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this study was investigate the hydrochloric acid and potassium hydroxide production from potassium chloride solutions by bipolar membrane electrodialysis (BMED). In the electrodialysis process, a membrane bundle consisting of five replicate cells with three compartments and a total of 17 compartments was used. Method: This study was carried out by fractional factorial, Taguchi method and multi-criteria decision making techniques which are statistical experiment design methods. Ten performance criteria were determined for the production of potassium hydroxide and hydrochloric acid from potassium chloride solutions. The parameters that affect these criteria was decided by fractional factorial design. potassium hydroxide and hydrochloric acid production from potassium chloride solutions by BMED process was examined according to ten different criteria for optimum conditions. The optimum work conditions for all criteria were determined by Taguchi-based multi criteria decision making techniques (Topsis and Moora). Findings: Based on the results of fractional factorial design, it was found that initial salt concentration and current density were the most effectives for process performance criteria. It was determined that the BMED system could be optimized with Taguchi-based multi-criteria decision making method. Results: The optimum work conditions for all criteria; initial KCl concentration (200g/L), current density (0,0625A/cm2), initial acid and base concentration (0,05M) and Electrolyte type H2SO4 (0,05M). Under these conditions; acid: 2,21mol HCl, base: 2,19 moles KOH, acid based salt conversion 81% and base based salt conversion 79%, current efficiency of acid 67%, current efficiency of base 64%, energy consumption of acid 3,66 kwatt.h/kg and energy consumption of base 2,31 kwatt.h/kg) was obtained.
Benzer Tezler
- Bipolar membranlı elektrodiyaliz ile sodyum klorür çözeltilerinden hcı ve naoh üretiminin incelenmesi
Investigation of hcl and naoh production from sodium chloride solutions by bipolar membrane electrodialysis
HABIBOLLAH MOHAMMADALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN NURİ ATA
- Bipolar membranlı elektrodiyaliz prosesi ile amonyum klorür ve sodyum klorür çözeltilerinden amonyak, sodyum hidroksit ve hidrojen klorür üretiminin incelenmesi
Investigation of ammonia, sodium hydroxide and hydrogen chloride production from ammonium chloride and sodium chloride solutions by electrodialysis process with bipolar membrane
MUHAMMED RAŞİT ÖNER
Doktora
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN NURİ ATA
- Karadeniz deniz suyundan bipolar membranlı hücrede elektrodiyaliz ile içme suyu üretimi
Drinking water production with electrodialysis in a bipolar membrane cell from blacksea water
MAHMUT ADIGÜZEL
Doktora
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TOLGA YILMAZ
DOÇ. DR. JÜLİDE ERKMEN
- Borik asit içerikli tuz çözeltilerinin bipolar membran elektrodiyaliz ile proseslenmesinde borik asit davranışının incelenmesi
Investigation of boric acid behavior in the processing of boric acid-containing salt solutions by bipolar membrane electrodialysis
CANSIN MEDİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN NURİ ATA
- Bipolar membranlı elektrodiyaliz entegreli çevreye dost prosesler ile sodyum karbonat üretiminin incelenmesi
Investigation of sodium carbonate production with environmentally friendly processes integrated with bipolar membrane electrodialysis
DUYGU ADIGÜZEL
Doktora
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN NURİ ATA