Numerical investigation of two-phase flow patterns and carbon deposition in a coaxial-type reactor for molten salt electrolysis
Julkaisuvuosi
2024
Tekijät
Aghajanian Soheil; Laasonen Emma; Aini Anafi; Ruuskanen Vesa; Kauranen Pertti; Koiranen Tuomas
Abstrakti:
The electrodeposition process of carbon in molten lithium carbonate electrolysis and the associated gas-liquid flow hydrodynamics characteristics are for the first time investigated using computational fluid dynamics (CFD). The high-temperature (750 °C) process is challenging for conducting measurements, making CFD a valuable tool for providing insights into the novel coaxial-type cell design. The CFD simulation addresses the electric field distribution, oxygen gas evolution, and electrodeposition of carbon. The effect of gas bubble sizes (1, 0.8, and 0.6 mm) on the electrolysis process was examined at different electrical current densities (0.15 ± 0.01 A cm–2). The CFD results reveal that gas holdup increases by decreasing the bubble size and that the bubble size significantly impacts the current density distribution by affecting the two-phase flow dynamics. The study highlights the potential of CFD for optimization of molten salt processes, while also suggesting the need for further improvements in the model.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Kustantaja
Volyymi
203
Sivut
113-129
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
1
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka
Tunnistettu aihe
[object Object]
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.cherd.2024.01.010
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä