ANSYS flow simülasyonu ile optimize edilmiş kapasitif deiyonizasyon hücresinin desalinasyon performansı
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MANSOOR SAFWAN MANSOOR MOHAMMED AL-AGHBARI
Danışman: Dilek DURANOĞLU DİNÇER
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.