Geri Dön

Desalination performance of a capacitive deionization cell optimized with ANSYS flow simulation

ANSYS flow simülasyonu ile optimize edilmiş kapasitif deiyonizasyon hücresinin desalinasyon performansı

  1. Tez No: 790900
  2. Yazar: MANSOOR SAFWAN MANSOOR MOHAMMED AL-AGHBARI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DİLEK DURANOĞLU DİNÇER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
  13. 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

  1. Investigation of desalination performance of capacitive deionization technology

    Kapasitif deiyonizasyon teknolojisinin desalinasyon performansının incelenmesi

    SELİN ÖZKUL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İPEK İMAMOĞLU

    PROF. DR. HÜSNÜ EMRAH ÜNALAN

  2. 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

    İngilizce

    2024

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BETÜL URALCAN KILAVUZ

  3. Doğal dolaşımlı, kendinden depolu güneş toplayıcısının ısıl analizi

    The Thermal analysis of a novel built-in-stroge solar water heater

    İ.NECMİ KAPTAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. ABDURAHMAN KILIÇ

  4. 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

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. ABDURRAHMAN KILIÇ

  5. Step length estimation using sensor fusion for indoor positioning

    İç mekan konumlandırması için sensor füzyonu ile adım uzunlugu tahmini

    HASBİ SEVİNÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN İNCE