Desalination performance of a capacitive deionization cell optimized with ANSYS flow simulation
ANSYS flow simülasyonu ile optimize edilmiş kapasitif deiyonizasyon hücresinin desalinasyon performansı
- Tez No: 790900
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DİLEK DURANOĞLU DİNÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Su arıtma, su kaynaklarının sürdürülebilirliği için temel bir süreçtir. Bu nedenle, düşük enerji tüketimi ve yüksek tuz giderme kapasitesi açısından su arıtma teknolojilerinin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Kapasitif deiyonizasyon (KDI), desalinasyon amacıyla verimli bir şekilde kullanılabilen yeni bir su arıtma yöntemidir. Deniz suyundan ve acı sudan iyonları uzaklaştırarak arıtılmış, içilebilir su üretmek için kullanılabilir. Bu çalışmada, kapasitif deiyonizasyon (KDI) hücresinin optimum tasarımı hesaplamalı akışkan dinamiği (CFD) kullanılarak ANSYS 21 (öğrenci versiyonu) akış simülasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Tasarım sırasında elektrotların yararlanımını arttırmak için elektrotların yüzeyinde homojen bir akış sağlanmasına odaklanılmıştır. Geliştirilen KDI hücresinin üç boyutlu baskısından sonra, kesikli bir sistemde 2mM NaCl kullanılarak kapasitif deiyonizasyon prosesinin desalinasyon performansı incelenmiştir. Optimum çalışma parametreleri (potansiyel farkı, akış hızı ve süre) belirlenmiştir. 1,2 V potansiyel farkı, 20 mL/dak akış hızı ve 15 dakikalık adsorpsiyon/desorpsiyon süresinde 2,9 mg/g desalinasyon kapasitesi elde edilmiştir. Optimize edilen CDI hücre tasarımı, elektrotun tuz adsorpsiyon kapasitesini %47 artırmıştır. Ayrıca elektrotlar, uzun adsorpsiyon/desorpsiyon döngüleri boyunca kararlı bir performans ve tam rejenerasyon sergilemiştir.
Özet (Çeviri)
Water purification is a fundamental process for the sustainability of water resources. Therefore, the development of water treatment technologies in terms of low energy consumption and high salt removal capacity is highly important. Capacitive deionization (CDI) is a new water treatment method that might be utilized efficiently in desalination purposes. It can be used to produce purified, potable water by removing ions from seawater and brackish water. Here we utilized computational fluid dynamics (CFD) using ANSYS 21 (student version) software to introduce an optimized design for capacitive deionization (CDI) cell. The design focused on producing uniform flow over the electrode area in order to enhance the surface utilization of electrodes. After 3D printing of developed CDI cell, desalination performance of capacitive deionization process was investigated by using 2mM NaCl in a batch system. Optimum operation parameters like potential, flow rate and time were determined. Maximum salt adsorption capacity of 2.9 mg/g was obtained at 1.2 V potential, 20 mL/min flow rate and 15 min adsorption/desorption period. The optimized CDI cell design enhanced the salt adsorption capacity of the process by 47%. The electrodes exhibited a stable performance and full regeneration over long adsorption/desorption cycles.
Benzer Tezler
- Investigation of desalination performance of capacitive deionization technology
Kapasitif deiyonizasyon teknolojisinin desalinasyon performansının incelenmesi
SELİN ÖZKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İPEK İMAMOĞLU
PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN
- Investigation of solute transport through nanoporous materials for water desalination
Suyun tuzdan arıtılmasında nano gözenekli malzemeler yoluyla çözüntü taşınmasının incelenmesi
AYŞE HAFSA DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BETÜL URALCAN KILAVUZ
- Doğal dolaşımlı, kendinden depolu güneş toplayıcısının ısıl analizi
The Thermal analysis of a novel built-in-stroge solar water heater
İ.NECMİ KAPTAN
- Su damıtma işleminde güneş enerjisinden yararlanma ve güneş enerjili havuz tipi damıtıcıların incelenmesi
Utilization of solar energy in water distillation and basin type solar stills
OSMAN BEZK
- Step length estimation using sensor fusion for indoor positioning
İç mekan konumlandırması için sensor füzyonu ile adım uzunlugu tahmini
HASBİ SEVİNÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN İNCE
