شبیه‌سازی اثر پارامترهای موثر در نمک‌زدایی آب به روش یون‌زدایی خازنی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌ نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشجو کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه‌ نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

چکیده

یکی از روش‌های موجود برای شیرین‌سازی آب، یون‌زدایی خازنی است. در سیســتم‌های یون‌زدایی خازنی، آب شور از درون کانالی عبور می‌کند که دارای الکترودهایی با سطح تماس زیاد اســت. با اعمال ولتاژ، یون‌ها تحت میدان الکتریکی در سطح الکترود جذب می‌شوند، در نتیجة این عمل، میزان شــوری آب کاهش یافته و آب شیرین از ســمت دیگر سیستم خارج می‌گردد. اخیرا پژوهشگران به ارائه مدل‌های مختلف برای پیش‌بینی رفتار دستگاه آب شیرین‌کن به روش یون‌زدایی خازنی پرداختند. مدل مورد استفاده برای شبیه‌سازی، یک معادلة انتقال یک بعدی می‌باشد. به منظور پیش‌بینی غلظت آب خروجی و شناسایی پارامتر‌های موثر در عملکرد سیستم یون‌زدایی خازنی توسعه پیدا کرد. هدف این پژوهش بررسی راندمان شیرین‌سازی آب با استفاده از تغییرات پارامترهای کاری سیستم است. پارامتر‌های مورد بررسی در این پژوهش شامل دبی سیال، جریان الکتریکی اعمالی، غلظت ورودی، تخلخل، سطح مقطع الکترود و طول الکترود بود. نتایج نشان دادند که موثرترین پارامتر در بهبود عملکرد دستگاه "جریان الکتریکی اعمالی" می‌باشد، به طوری که با افزایش پنجاه درصدی جریان الکتریکی اعمالی، درصد شیرین‌سازی آب حدود 72 درصد افزایش و زمان لازم برای رسیدن به حداکثر شیرین‌سازی آب حدود 76 درصد کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simulation of effective parameters on desalination water using capacitive deionization method

نویسندگان [English]

  • Sadegh Seddighi 1
  • Abolghasem Abolghasemi 2
1 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
2 Master of Science Student, Department of Mechanical Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

One of the available methods for water desalination is capacitive deionization (CDI). In capacitive deionization systems where saline water passes through a channel with high contact surface electrodes. By applying voltage, the ions are absorbed under the electric field at the electrode surface, thereby reducing the salinity of water and leaving fresh water out of the system. Researchers have recently proposed various models to predict the behavior of a capacitive desalination device. The model used for the simulation is a one-dimensional transfer equation. to predict the output water concentration and identify the parameters affecting the performance of the capacitive ionization system. This study aims to investigate the efficiency of water desalination using changes in system operating parameters. The parameters studied in this study were current flow rate, applied current and inlet concentration, porosity, electrode cross-sectional area, and electrode length. The results showed that the most effective parameter in improving the "Charging current" performance by increasing 1.5 times the Charging current flow, the water desalination percentage increased by 72%, and the time required to reach maximum water desalination decreased by 76%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Capacitive deionization
  • Ion exchange membrane
  • FTE configuration
  • water desalination