Numerical investigation of two-phase flow patterns and carbon deposition in a coaxial-type reactor for molten salt electrolysis
Publiceringsår
2024
Upphovspersoner
Aghajanian Soheil; Laasonen Emma; Aini Anafi; Ruuskanen Vesa; Kauranen Pertti; Koiranen Tuomas
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal/Serie
Förläggare
Volym
203
Sidor
113-129
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
1
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Nej
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Teknisk kemi, kemisk processteknik
Identifierade tema
[object Object]
Förlagets internationalitet
Internationell
Internationell sampublikation
Nej
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1016/j.cherd.2024.01.010
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja