view in publisher's site

New Operational Modes to Increase Energy Efficiency in Capacitive Deionization Systems

In order for capacitive deionization (CDI) as a water treatment technology to achieve commercial success, substantial improvements in the operational aspects of the system should be improved in order to efficiently recover the energy stored during the deionization step. In the present work, to increase the energy efficiency of the adsorption–desorption processes, we propose a new operational procedure that utilizes a concentrated brine stream as a washing solution during regeneration. Using this approach, we demonstrate that by replacing the electrolyte during regeneration for a solution with higher conductivity, it is possible to substantially increase round-trip energy efficiency. This procedure was experimentally verified in a flow cell reactor using a pair of carbon electrodes (102 cm geometric area) and NaCl solutions having concentrations between 50 and 350 mmol·L–1. According to experimental data, this new operational mode allows for a better utilization of the three-dimensional structure of the porous material. This increases the energetic efficiency of the global CDI process to above 80% when deionization/regeneration currents ratio are optimized for brackish water treatment.

حالت‌های عملیاتی جدید برای افزایش کارایی انرژی در سیستم‌های deionization خازنی

به منظور deionization خازنی (cdi)بعنوان یک فن‌آوری تصفیه آب برای دستیابی به موفقیت تجاری، پیشرفت‌های اساسی در جنبه‌های عملیاتی سیستم باید به منظور بازیابی موثر انرژی ذخیره‌شده در طول مرحله deionization بهبود یابد. در کار حاضر، برای افزایش بهره‌وری انرژی فرآیندهای جذب و واجذبی، ما یک روش عملیاتی جدید پیشنهاد می‌کنیم که از جریان آب شور متمرکز به عنوان یک راه‌حل شستشو در طول بازسازی استفاده می‌کند. با استفاده از این روش، نشان می‌دهیم که با جایگزین کردن الکترولیت در طی بازسازی برای یک راه‌حل با رسانایی بالاتر، می‌توان به طور قابل‌توجهی کارآیی انرژی برگشت را افزایش داد. این روش به صورت تجربی در یک رآکتور سلول جریان با استفاده از یک جفت الکترودهای کربن (۱۰۲ سانتی متر هندسی)و محلول‌های NaCl در غلظت ۵۰ و ۳۵۰ میلی مول در لیتر تایید شد. با توجه به داده‌های تجربی، این حالت عملیاتی جدید اجازه استفاده بهتر از ساختار سه‌بعدی مواد متخلخل را می‌دهد. این امر بهره‌وری انرژی فرآیند cdi جهانی را به بیش از ۸۰ درصد افزایش می‌دهد هنگامی که نسبت جریان احیا / تجدید حیات برای تصفیه آب شور بهینه می‌شود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.