Monday, February 16, 2015

Boiler & Permasalahannya

Kata kunci : Boiler, Korosi, Kerak, Kesadahan, pH, TDS, Demineralization, Feed water

Teknik pengolahan air boiler adalah :
  1. Koagulasi & Flokulasi (penggumpalan)
  2. Sedimentasi (pengendapan)
  3. Filtrasi (penyaringan)
  4. Demineralisasi (penghilangan ion mineral)
  5. Softening (pelunakan)
  6. Deaerasi (penghilangan gas terlarut
  7. Organik treatment sebagai penghilang gas CO2 seperti Tannin, pemanasan pendahuluan secara terbuka di BFW
  8. Anorganik treatment sebagai pencegah kerak seperti Na3PO4, NaOH 
2 Na3PO4 + 3 CaCO3 --- > 3 Na2CO3 + Ca3(PO4)2 (lumpur)
2 NaOH + MgCO3 --- > Na2CO3 + Mg(OH)2 (lumpur)
Penggunaan NaOH baik untuk mengurangi Mg2+ karena dapat membentuk Mg(OH)2 berbentuk lumpur namun kurang baik pada boiler tekanan tinggi, karena jika terakumulasi di satu titik bisa menyebabkan “caustic embrittlement (keretakan logam)” 

BACA JUGA : Analisa Sistem Koagulasi-Flokulasi-Sedimentasi di PLTU dengan Jar Test
  • Sebagai penyerap gas O2 seperti NaHSO3 (sodium bisulfit), N2H4 (hydrazine)

2 NaHSO3 --- > Na2SO3 +  H2O + SO2
Na2SO3 + ½ O2 --- > Na2SO4 (kristal)
N2H4 + O2 --- > H2O + N2
Hubungan pH dengan Kandungan Oksigen terhadap Derajat Korosi
Penggunaan Na2SO3 baik digunakan pada ketel bertekanan 65 kg/ cm2 karena jika tidak dioperasikan pada kondisi tersebut bisa menghasilkan gas SO2 yang bisa mengkorosi logam
  • Sebagai pencegah karat seperti Amine / Ammonia (air kondensat)
  • Na2CO3, penggunaan Na2CO3 kurang efektif karena menghasilkan gas CO
Na2CO3 + CaSO4 --- > Na2SO4 + CaCO
Na2CO3 + MgSO4 --- > Na2SO4 + MgCO3
CaCO3 dan MgCO3 berbentuk lumpur dan bisa dihilangkan dengan blowdown
  • Na2Al2O4 (sodium aluminat)
Na2Al2O4 + MgCO3 --- > Na2CO3 + MgAl2O4 (floc dan mengendap)
Penyebab kerak / korosi pada boiler adalah
  • Kesadahan air
* Kesadahan Sementara disebabkan garam bikarbonat seperti Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2 bisa dihilangkan dengan pemanasan
Ca(HCO3)2 + panas --- > CaCO3 (mengendap) + CO2 + H2O
Mg(HCO3)2 + panas --- > MgCO3 (mengendap) + CO2 + H2O
* Kesadahan Tetap disebabkan garam Ca2+ (CaSO4, CaCl2) dan Mg2+ (MgSO4, MgCl2) bisa dihilangkan dengan chemical treatment
  • Senyawa silikat (SiO2), asam bebas dan karbonat (CO32-)
Adanya bikarbonat dalam air boiler karena pemanasan dan tekanan maka terlepasalah gas CO2 yang akan bereaksi dengan air menjadi asam karbonat sesuai reaksi 
CO2 + H2O --- > H2CO3
H2CO3 pelan – pelan bereaksi dengan logam dan besi membentuk garam bikarbonat, sesuai reaksi :
2 H2CO3 + Fe --- > Fe(HCO3)2 + H2
Fe(HCO3)2 + H2O --- > Fe(OH)2 (oksida besi penyebab karat) + H2O + 2 CO2
  • Adanya O2, CO2 dan H2S
Gas O2 akan mengoksidasi ferro - oksida (Fe(OH)2) menjadi ferri - hidroksida (Fe(OH)3) yang mempunyai sifat mudah larut dalam air, sesuai reaksi
Fe(OH)2 + O2 --- > Fe(OH)3 (karat) + H2O
  • Adanya bakteri anaerob yang mampu mendegradasi H2S menjadi Sulfur (S) kemudian menjadi H2SO4
  • Gas CO2 bisa menyebabkan pH air kondensat turun sehingga bisa menyebabkan korosi
  • pH air terlalu rendah,
Hubungan pH vs Derajat Korosi

Pada saat pH rendah, ion H+ akan melapisi permukaan logam sehingga menimbulkan gas yang meninggalkan permukaan logam sehingga menyebabkan korosi
  • Perbedaan logam (korosi galvanis)

Logam campuran yang teroksidasi menurut prinsip Deret Volta
  • Kebanyakan akumulasi soda caustic (NaOH)

Karena terkonsentrasi di satu titik, maka caustic menyerang metal dan terjadi keretakan “caustic embrittlement
  • Total Dissolved Solid (TDS) tinggi
  • Adanya foaming (busa) yang mempercepat timbulnya kerak

Foaming disebabkan karena kenaikan dissolved, suspended solid dan kontaminasi minyak serta pH air terlalu tinggi

Akibat yang disebabkan jika boiler berkerak / korosi adalah
  1. Efisiensi boiler menurun karena konduktifitas thermal pada pipa berkurang
  2. Berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air sehingga temperature dapur meningkat
  3. Konsumsi bahan bakar panas boros
  4. Kerak bisa pecah karena akumulasi tekanan sehingga menimbulkan kebocoran boiler

Cara pencegahan agar tidak ada kerak / korosi pada boiler adalah
  1. Pengaturan pH air boiler (dengan Na2CO3, NaOH, Na3PO4) tidak boleh terlalu rendah (korosi) dan terlalu tinggi (buih) dan pembentukan lapisan film (dengan Tannin, turunan lignin, turunan glukosa, kanji dan NaNO3)
  2. Menghilangakan gas yang bersifat korosif seperti O2 dan CO2
  3. Melakukan blowdown secara teratur
  4. Mencegah korosi galvanis
Referensi : Dioalah dari berbagai sumber 

ARTIKEL TERKAIT :

No comments:

Post a Comment