Trending Topik

Tahap Persiapan Start-Up Boiler PLTU adopted from The Babcox & Wilcox Company

Diposting oleh On Sunday, October 04, 2020

Persiapan untuk start-up PLTU meliputi beberapa tahapan dan harus terpenuhi semua tahap demi tahap. PLTU memanfaatkan pressure vessel, rotating equipment, high temperature dan high pressure sehingga tingkat resiko sangat tinggi sehingga membutuhkan mitigasi risk demi keselamatan dan keamanan baik manusia maupun peralatan. Berikut tahapan dalam persiapan start-up PLTU khususnya di boiler dikutip dari handbook "The Babcock & Wilcox Company":

  • Inspection

Ini memiliki 2 tujuan yaitu: (i) mengenalkan operator terhadap peralatan, (ii) memverifikasi kondisi peralatan apakah sudah dilakukan tindakan terstandar. Inspeksi ini dilakukan selama fase konstruksi dan terus dilakukan sampai seluruh pekerjaan selesai. Inspeksi disini menggunakan beberapa teknologi seperti radiography test untuk cek kualitas las-lasan, penetrant & magnetic test untuk cek pitting/bocoran halus dan masih banyak lagi lainnya.

  • Cleaning

Pembersihan semua pengotor selama proses perbaikan untuk persiapan ke tahap pengujian. Semua material consumable, peralatan kerja harus disingkirkan dan boiler system steril dari benda selama kerja dan siap untuk dilakukan uji.

  • Hydrostatic Test

Ini adalah pengujian menggunakan air dan dilakukan ketika pressure part sudah terpasang namun sebelum terpasang refractory (semen tahan api & abrasif sebagai jaket boiler tube) dan casing dengan tujuan agar ketika terdapat bocoran di tube boiler maka masih bisa dilakukan perbaikan. Pressure uji hydrostatic dilakukan pada 1.5X pressure boiler desain. Air yang digunakan harus demineralized water atau jika menggunakan condensate water maka dilakukan pengontrolan pH dengan penambahan 10 ppm ammonia (NH3) dan pengontrolan oxygen dengan penambahan 500 ppm hydrazine (N2H2). Temperatur air juga dijaga tidak boleh < 21 oC untuk menjaga sifat properties inherent toughness carbon steel, juga tidak boleh > 56 oC untuk menjauhi metal stress transients. Udara tidak boleh ada yang terperangkap pada jalur hydrostatic dengan membuka all venting ketika proses sirkulasi sudah berjalan.

  • Instrumentation & Controls (I&C)

Peralatan I&C minimum yang ada di boiler adalah water/steam pressure gauge, water level gauge glass dan steam temperature indicator. I&C harus dipastikan sudah ter-install dengan benar, terkalibrasi dan berfungsi sehingga ketika proses operasi berjalan bisa memberikan data valid. I&C merupakan pengaman terdepan ketika proses operasi di boiler sudah berjalan.

  • Auxiliary Equipment

Peralatan bantu boiler ketika sudah berjalan juga harus disiapkan seperti fan yang digunakan untuk supply udara bakar dan transport bahan bakar (lebih lengkap baca juga "Macam-Macam Fan di PLTU"), pump untuk supply air umpan dan bahan bakar cair, conveyor system untuk transportasi bahan bakar padat (batu bara), air heater untuk memanaskan awal udara bakar dan masih banyak lagi.

  • Chemical Cleaning

Ketika boiler masih baru (new boiler) maka inner boiler masih dilapisi pasifasi untuk mencegah reaksi korosi, juga masih banyak gram/wear bekas fabrikasi. Sedangkan ketika boiler sesudah OverHaul (OH) maka pasti banyak pengotor seperti bekas las-lasan, kelupasan material dan lumpur carry over. Segala bentuk pengotor tersebut berbahaya ketika boiler dengan operasi tekanan dan temperatur tinggi sehingga harus dilakukan chemical cleaning umumnya menggunakan kombinasi alkali & acid chemical (urutan detail baca juga: Proses Chemical Cleaning di Boiler PLTU).

  • Steam Line Blowing

Tahapan ini adalah flushing steam line menggunakan high pressure steam keluaran superheater namun steam tidak dimasukkan ke turbine melainkan dibuang ke atmosfer. Selama proses pengeluaran karena steam (high T & high P) maka mengeluarkan suara yang sangat kencang bahkan pengalaman saya sendiri yang mendengar dari jarak 50 m seperti suara jet tempur terbang rendah sehingga langkah antisipasi digunakan silincer knalpot untuk mengurangi suara. Terdapat coupon logam yang dipasang di steam line untuk mengevaluasi hasil steam blowing apakah sudah bersih atau belum sehingga ketika masih terdapat bintik-bintik ketika dilihat visual atau pakai mikroskop berarti proses blowing terus dilakukan sampai benar-benar bersih sesuai standar yang ditetapkan. Pengalaman kami di lapangan membutuhkan waktu sekitar 4-8 jam blowing terus-menerus untuk membersihkan steam line dan proses dihentikan ketika coupon tidak benar-benar bersih melainkan jika bintik-bintik pengotor sudah jarang terlihat dan tidak rapat.

  • Safety valves

Valve pengaman yang difungsikan untuk venting ketika over pressure agar boiler tidak meledak. Safety valve adalah I&C terpenting dalam pressure vessel (boiler) sebelum dioperasikan sehingga harus terkalibrasi dan ter-install dengan benar.

  • Start-Up & Filling

Pengisian air kualitas bagus (demineralized water) ke boiler dengan indikasi adalah level steam drum sampai 1/4 ketinggian dan tidak boleh lebih untuk menjaga kenaikan level yang drastis ketika boiler dipanaskan. 

  • Firing

Pemanasan boiler diawali dengan memasukkan sejumlah pasir jika boiler CFB, atau memasukkan batubara jika boiler stoker atau pulverizer (lebih detail baca di "Macam-Macam Boiler PLTU"). Pembakaran awal menggunakan solar tipe High Speed Diesel (HSD) agar tingkat panas mudah ditingkatkan dan stabil. Ketika panas sudah meningkat dan membakar bahan bakar padat (batu bara) kemudian T & P siklus uap-air sudah tercapai maka solar dihentikan dan batu bara akan terus-menerus sirkulasi untuk digunakan.

  • Circulation

Untuk mencegah adanya overheating pada salah satu bagian boiler maka siklus air-uap dilakukan sirkulasi yang secara alami berdasarkan gaya gravitasi karena perbedaan densitas. Steam dengan densitas kecil mengalir keatas sedangkan water dengan densitas besar akan turun kebawah (downcomer) dan terus-menerus terdorong oleh pompa BFP (Boiler Feed Pump).

Kutip Artikel sebagai Referensi (Citation): 
Feriyanto, Y.E. (2020). Tahap Persiapan Start-Up Boiler PLTU, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] The Babcock & Wilcox Company. Boiler Operations
[2] Feriyanto, Y.E. (2020). Best Practice Experience in Power Plant. Suarabaya

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Mechanical Properties Unsur Logam (Metallurgy) Adopted from The Babcock & Wilcox Company

Diposting oleh On Sunday, September 27, 2020

Berdasarkan Handbook (The Babcock & Wicox), berikut didetailkan sifat properties dan karakteristik dari elemen/unsur logam:

  • Carbon (C)
Penambahan C mengakibatkan peningkatan ultimate strength & hardness dan mengurangi sifat ductility & toughness. Berikut grafik efek C terhadap mechanical properties.
  • Manganese (Mn)
Umumnya ditambahkan pada residual sulfur ketika proses steel molten untuk membentuk manganese sulfide yang memiliki karakteristik diatas melting poin iron sulfide pada 982 oC. Mn merupakan unsur penambah strength yang sangat baik melebihi Ni dan setara dengan Cr. Kehadiran Mn pada alloy steel mengurangi critical cooling rate yang menyebabkan steel menjadi struktur martensite. Mn juga digunakan pada austenite stainless steel untuk menggantikan Ni sebagai austenite stabilizer dengan lower cost. Menurut Revie & Uhlig (2008), fungsi Mn mengurangi acid corrosion dari steel yang disebabkan oleh sulfur.
  • Molybdenum (Mo)
Sifat properties Mo seperti menambah strength, membatasi tingkat elastisitas, tahan terhadap wear dan hardenability. Mo banyak digunakan karena sifatnya yang tetap strength pada high temperature. Sifat ketahanan terhadap korosi juga baik terutama mengurangi potensi pitting pada stainless steel (SS).
  • Chromium (Cr)
Cr merupakan konstituen utama pada SS karena Cr merupakan unsur stabil pada besi. Sifat properties Cr adalah menambah yield & ultimate strength, hardness & tooughness dari ferritic steel pada room temperature. Steel dengan 12%Cr bisa mencegah terbentuknya surface rust (corrosion resistance). Cr mampu mencegah graphitization selama pemanasan suhu tinggi pada waktu yang lama.

  • Nickel (Ni)
Sifat properties Ni seperti menambah toughness ketika ditambahkan >1%Ni dan ketika >5%Ni maka bisa meningkatkan ketahanan korosi namun Ni tidak tahan terhadap sulfur. Ni banyak dikombinasikan dengan unsur lain seperti Cr untuk meningkatkan ketahanan korosi dan oksidasi pada high temperature, juga meningkatkan creep strength.
  • Cobalt (Co)
Karakteristik Co adalah hardenability, creep strength dan ketika ditambahkan ke austenite itu menyebabkan strong strengthener dan carbide former. Aplikasi yang umum pada magnet permanen karena kemampuannya yaitu kombinasi Fe-Co meningkatkan magnetic saturation induction.
Tungsten (W)
Sifat properties W adalam mirip Mo, dimana very strong carbide former dan strong solution strengthener. W juga tahan abrasi dan creep strength pada high temperature.
  • Vanadium (V)
Merupakan degasifying & deoxidizing agent dan V jarang digunakan dalam kapasitas besar karena high cost. Sifat karakteristiknya adalah strength, toughness dan hardness. W juga mampu membentuk carbide element sehingga menstabilkan struktur terutama pada high temperature.
  • Titanium (Ti)
Merupakan good deoxidizer & denitrider sehingga sangat baik ketahanan terhadap korosi. Columbium (Cb) + Ti digunakan pada super alloy untuk meningkatkan sifat properties pada high temperature karena keberadaannya membuat kestabilan.
  • Copper (Cu)
Penambahan dalam jumlah kecil meningkatkan ketahanan korosi atmosfer dan terhadap pH asam. Cu tidak tahan terhadap sulfur pada peningkatan temperatur. Cu jarang digunakan pada low alloy steel untuk aplikasi pada high temperature dimana sulfur adalah komponen utama pada combustion gases.  Penambahan 1%Cu pada low alloy steel meningkatkan yield strength dan ketahanan korosi atmosfer.
  • Boron (B)
Umumnya ditambahkan pada steel untuk meningkatkan hardenability selama quenching
  • Nitrogen (N)
Aplikasi pada umumnya di carbon dan low alloy steel adalah ketika hardening. N + C adalah solid solution strengthener. Pada austenite stainless steel, N sama dengan C dalam hal strengthening.
  • Oxygen (O)
Kehadiran unsur O pada steel tidak normal, namun umumnya keberadaanya sebagai impurities ketika proses pembentukan alloy steel. Penambahan sedikit oxide menambah kekerasan dan stabil seperti pada Al (Al2O3), Ti (TiO2) dan Th (ThO2). Keberadaan oxide tersebut sebagai hasil dari internal oxidation atau teknik proses metalurgi
  • Alumunium (Al)
Berfungsi sebagai deoxidizer pada alloy steel. Al banyak digunakan pada produksi killed steel karena bisa membentuk lapisan pelindung (refractory oxide scale) sehingga menambah ketahanan terhadap scaling.
  • Silicon (Si)
Digunakan pada steel untuk deoxidizing dan degasifying. Penambahan sampai 2.5%Si meningkatkan ultimate strength tanpa kehilangan sifat ductility. Sedangkan jika >2.5%Si menyebabkan brittle dan ketika >5% membuat steel non-malleable. Si banyak digunakan pada peralatan elektronik karena sifatnya menambah electrical conductivity. Penambahan Si pada steel membentuk complex oxide atau oxysulfides dan ini setara dengan penambahan Ca + rare earth metal.  
  • Phosphorus (P)
Ketika dilarutkan pada molten steel 0.2%P efektif sebagai hardener. Pada high P itu mengurangi ketahanan carbon steel menjadi brittle fracture dan ductility ketika metal cold worked. Selain itu high P juga meningkatkan laju korosi. Keberadaan P meningkatkan sifat machinability pada free-cutting steel.
  • Sulfur (S)
Kehadiran S di steel kurang diharapkan dan kalau bisa diminimalisir. Fungsi S dalam steel adalah meningkatkan machinability.

Berdasarkan Revie & Uhlig (2008) berikut kutipannya:

Macam-Macam Physical & Mechanical Properties sebagai berikut: (Schweitzer, 2003)
  • Modulus of Elesticity, pengukuran stiffness/rigidity (kekakuan) metal yang merupakan rasio antara stress dengan strain pada elastic region
  • Tensile Strenth/Ultimate Tensile Strength, ketahanan maksimal material dari deformation
  • Yield Strength, stress pada area plastic deformation
  • Elongation, pengukuran ductility (kelenturan) material
  • Hardness, pengukuran kekerasan material yang berhubungan dengan strength
  • Density, pengukuran berat jenis material yaitu massa per volume
  • Specific Gravity, rasio density material terhadap densitas referensi
  • Thermal Conductivity, kuantitas dari panas yang mengalir dibawah kondisi steady state melewati area per unit perbedaan temperature
  • Thermal Expansion Coefficient, perubahan dimensi per perubahan temperatur
  • Impact, jumlah energy yang diserap terhadap deforming & fracturing material
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2020). Mechanical Properties Unsur Logam (Metallurgy), Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] The Babcock & Wilcox Company Handbook. Metallurgy, materials and Mechanical Properties
[2] Revie, R.W., and Uhlig, H.H. (2008). Corrosion and Corrosion Control, An Introduction to Corrosion Science and Engineering. Fourth Edition. John Willey & Sons
[3] Schweitzer, P.A. (2003). Metallic Materials, Physical, Mechanical, and Corrosion Properties. Marcel Dekker, Newyork

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

Cara Kontrol NOx NO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara (2 of 2)

Diposting oleh On Sunday, September 13, 2020


NOx adalah gas dari reaksi pembakaran bahan bakar fossil, berikut macam-macam gas NOx:
NOx Control, dapat dikendalikan dengan beberapa cara sebagai berikut:
  • Combustion Modification
NOx bisa terbentuk pada temperatur tinggi >1000 oC, sehingga pengendalian yang umum dilakukan adalah menjaga pembakaran bahan bakar pada temperatur rendah.
  • Post-Combustion Methods
Kontrol ini dilakukan dengan penambahan bahan kimia, yang terbagi dalam 2 yaitu Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR) dan Selective Catalytic Reduction (SCR).

[1] Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR)
SNCR ini menggunakan tambahan reagent ammonia (NH3) atau urea-CO(NH2)2 yang turunannya merupakan ammonia juga ketika dipanaskan. Reagent tersebut diinjeksikan pada furnace temperatur tinggi 760-1100 oC sehingga terdapat reaksi antara NOx dengan NH3 sehingga letak injeksi yang tepat adalah di furnace downstream, reaksi yang terjadi sebagai berikut:

2 NO2 + 2 NH3 ---> NH4NO3 + N2 + H2O

Teknik ini cukup efektif yaitu bisa mengurangi emisi gas NOx antara 30-50%. Selain itu chemical diatas, juga digunakan reducing agent seperti hydocarbon dan carbon monoxide.


BACA JUGA: Perhitungan Efisiensi Boiler Berdasarkan ASME PTC 4.1

Reaksi dengan urea sebagai berikut:

CO(NH2)2 + 2 NO + ½ O2 <---> 2 N2 + CO2 + 2 H2O

Reaksi efektif terjadi pada 1140-1420 K = 867-1147 oC, jika dioperasikan <1000 K maka tidak ada reaksi yang terjadi

[2] Selective Catalytic Reduction (SCR)

Teknik ini memiliki efisiensi yang paling bagus yaitu 80-90% karena kehadiran pengikatan NOx oleh ammonia dibarengi dengan penambahan katalis (dari titanium, platinum or vanadium) yang bekerja efektif pada temperatur rendah yaitu 260-430 oC sehingga efektif diinjeksikan sebelum furnace (economizer) atau sesudah furnace (air heater).

Reaksi NOx control terjadi pada temperatur tinggi sebagai berikut:

6 NO + 4 NH3 <---> 5 N2 + 6 H2O

2 NO + 4 NH3 + 2 O2 <---> 3 N2 + 6 H2O

6 NO2 + 8 NH3 <---> 7 N2 + 12 H2O

Berdasarkan jurnal "controlling nitrogen oxide emissions from industrial source (Harrison et al, 1985) dijelaskan tahapan reaksi pada pada proses SCR sebagai berikut:
Gas NOx bisa terbentuk melewati 2 cara yaitu: [i] thermal dissosiation-recombination yaitu penggabungan unsur nitrogen (N2) dengan oksigen (O2) pada pembakaran di udara; [ii] keluaranya atom nitrogen selama proses pembakaran dan bereaksi dengan oksigen membentuk nitogen oxide (NOx).
Berdasarkan Handbook The Babcock & Wilcox Company sebagai berikut:
  • Adsorption
Teknik ini menggunakan zeolite sebagai penyerap gas NOx dan senyawa zeolite dan activated carbon. Zeolite yang umum dipasaran adalah noble metal-exchanged zeolite dan copper-ion exchanged zeolite.
  • Scrubbing
Teknik ini menggunakan tipe spray wet scrubber dan berdasarkan hasil uji laboratorium oleh peneliti didapatkan data bahwa penggunaan chemical ini bisa mengurangi gas NOx seperti: KMnO4, NaClO2, NaClO2+NaOH, larutan ferrous chelate nitrilotriacetic acid (NTA), ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA), hydroxy ethylene diamine triacetic acid (HEDTA) dan diethylene triamine penta acetic acid (DTPA).

  • Biological Method
Ada beberapa proses secara biologi seperti nitrification, denitrification dan microalgae. Nitrification adalah proses dimana ammonium/ammonia teroksidasi menjadi nitrat (NO3-) dengan bantuan bakteri. Selama proses oksidasi terlepaslah senyawa gas NOx seperti NO dan N2O. Senyawa tersebut diminimalisir menggunakan teknik denitrification juga munggunakan bantuan bakteri. Denitrification menggunakan media seperti trickling biofilter dan pelet diatomaceous earth.
Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2020). Cara Kontrol NOx NO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi: 
[1] Woodruff, E.,Lammers, H., and Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, 8th Edition Handbook
[2] Tullin, C., and Ljungstrom, E. (1989). Reaction Between Calcium Carbonate and Sulphur Dioxide. Journal of Energy & Fuels 1989, 3: 284-287
[3] Nannen, L.W., West R.E and  Kreith, F. (2012). Removal of SO2 from Low Sulfir Coal Combustion Gases by Limestone Scrubbing, Journal of the Air Poluution Control Association, 24:1, 29-39
[4] Harrison, B., Diwell A.F., and Wyatt, M. (1985). Controlling Nitrogen Oxide Emission from Industrial Source. Journal of Platinum Metals, 29(2), 50-56
[5] Hardison, L.C. (2012). Techniques for Controlling the Oxides of Nitrogen. Journal of the Air Pollution Control Association, Vol. 20 No. 6
[6] The Babcock & Wilcox Company. Economizers and air Heaters

Cara Kontrol SOx SO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara (1 of 2)

Diposting oleh On Tuesday, September 01, 2020

SO2 (SOx) dan NO2 (NOx) adalah produk hasil pembakaran fossil fuel, di PLTU dengan bahan bakar batubara 2 gas ini termasuk gas yang berbahaya terhadap lingkungan sehingga harus dikendalikan. 
Berdasarkan Journal of the Air Pollution Control Association (Nannen et al, 2012) sebagai berikut:

Limestone (CaCO3) yang digunakan di scrubber bereaksi kimia bermacam-macam, salah satunya adalah menghasilkan produk kristal fase cair (.xH2O) sebagai berikut:

CaCO3 + SO2 + 2 H2O + ½ O2 ---> CaSO4.2 H2O + CO2 

Pengaruh reaksi kimia limestone terhadap pH untuk dikonversikan menjadi sulphite atau sulphate seperti terlihat di tabel berikut:

Sulphite sangat dihindari karena lebih berbahaya dari sulphate karena sifatnya yang masih reaktif belum stabil (oksidatif) dan ketika menjadi produkpun kurang bisa dimanfaatkan, berbeda dengan sulphate lebih stabil dan bisa digunakan untuk keperluan lain misalnya gypsum sebagai dinding bangunan (alternatif batu bata). Selain itu, sulphite sulit untuk diendapkan daripada sulphate sehingga treatment limbah sulit dilakukan.
Berdasarkan tabel tersebut, untuk menghasilkan sulphate yang cukup banyak (konversi tinggi) maka dikondisikan pH 6-7.
Berikut kutipan dari Basu (2015):
Beberapa senyawa yang bisa digunakan untuk mengikat SO2 seperti: limestone (CaCO3) dan dolomite (CaCO3.MgCO3). Pada temperatur 620 oC terjadi penguraian/pemisahan senyawa carbonate menjadi (CaCO3 dan MgCO3), sesuai reaksi berikut:

CaCO3.MgCO3 ---> CaCO3 + MgCO3

CaCO3 + MgCO3 ---> CaCO3 + MgO + CO2 

MgO inilah yang bereaksi lambat dengan SO2 pada temperatur 540-980 oC.


Dibawah ini dijelaskan detail cara kontrol SO2 dan NO2 pada PLTU tipe CFB, sebagai berikut:
1. SOx Control, bisa dikendalikan dengan beberapa cara berikut:
  • Precombustion
Kontrol ini dilakukan adalah pemilihan bahan bakar dengan rendah sulphur sehingga ketika dilakukan pembakaran terjadi pengurangan emisi gas SO2.
  • Combustion Modification
Kontrol ini dilakukan dengan penambahan limestone pada boiler CFB sebagai pengikat (absorbent) suphur sehingga dihasilkan gas buang yang minim kandungan SOx dan dihasilkan produk samping gypsum (CaSO4) yang terbagi menjadi 2 tahapan yaitu Tahapan Tidak Langsung dimana pada inisial pembakaran akan terjadi penguraian senyawa yaitu:
CaCO3 <---> CaO + CO2
Kemudian senyawa hasil penguraian pada suhu 750-950 oC, melanjutkan reaksi pengikatan dengan sulphur yang dinamakan desulphurization sebagai berikut:
CaO + SO2 + ½ O2 <---> CaSO4

CaO + SO3 <---> CaSO4

Gypsum (CaSO4) yang terbentuk ini adalah fase padat, sedangkan yang diatas tadi adalah produk kristal dalam fase cair.

Tahapan Langsung juga bisa terjadi seperti reaksi berikut:

CaCO3 + SO2 + ½ O2 <---> CaSO4 + CO2

CaCO3 + SO3 <---> CaSO4 + CO2

  • Wet & Dry Scrubber
Kondisi wet scrubber menggunakan media air yang dicampur bahan kimia. Gas buang dipaksa kontak dengan kolam (pond) berisi air + bahan absorbent sehingga gas buang yang mengandung SOx terikat dan bereaksi kimia. Bahan kimia yang umum digunakan adalah Lime (CaO), Limestone (CaCO3), Sodium Carbonate (Na2CO3). Pengalaman yang pernah dilakukan sendiri oleh penulis di pabrik kimia untuk minimalisir SOx adalah penggunaan Sodium Hydroxide (NaOH), bahan tersebut memiliki kelebihan tidak menimbulkan residu yang terlalu besar dan dengan dosis sedikit sudah bisa mengatasi SOx namun itu juga memiliki kelemahan seperti harga mahal, penanganan sulit dan bahan cukup berbahaya karena pH basa kuat.

Kondisi dry scrubber menggunakan sistem spray yang dikontakkan dengan gas buang dan umumnya ditambah peralatan electrostatic precipitator (ESP). 

Terdapat beberapa kelebihan dan kekurangan penggunaan wet scrubber yang salah satu tipenya adalah flue gas desulfurization (FGD)
Kelebihan:
  1. Merupakan teknologi yang cukup modern
  2. Dapat meminimalisir sisa gas buang dengan kadar sulphur tinggi
  3. Limestone mudah didapatkan dan harga murah
  4. Proses relatif simpel
  5. Efisiensi pengikatan sulphur tinggi mencapai 90%
  6. Gypsum yang dihasilkan berkualitas bagus sehingga bisa digunakan untuk bahan baku industri lain
Kekurangan:
  1. Menghasilkan sludge yang cukup banyak
  2. Sludge sulit dipompa dan dipindahkan
  3. Sludge sulit untuk dicairkan agar mudah mobilisasi
  4. Tempat pembuangan harus khusus
  5. Membutuhkan air dalam kuantitas yang cukup besar
Kriteria yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan tipe scrubber adalah:
  1. Penampungan air yang cukup besar untuk keefektifan penyerapan
  2. Relative velocity yang tinggi antara gas dan liquid sehingga efisiensi menjadi lebih tinggi
  3. Surface area liquid yang besar misalnya dibuatkan spray tower atau atomizing membuat area kontak liquid dengan flue gas menjadi lebih luas
  4. Minimum internal part untuk menurunkan tingkat maintenance yang disebabkan korosi atau kerusakan peralatan sehingga downtime turun
  5. Operasi counter-current berlawanan arah antara flue gas dan liquid sehingga proses absorbsi lebih optimal
  6. Preesure drop yang rendah sehingga membuat kinerja pompa lebih ringan
  7. Kemampuan minimalisir partikel solid
Beberapa tipe scrubber yang umum digunakan sebagai berikut:
  • Ventury Scrubber

BACA JUGA: Macam-Macam Boiler PLTU
Berikut karakteristiknya:
  1. Efisiensi penyerapan gas SO2 sangat rendah karena contact time rendah dan kemampuan menahan liquid kecil
  2. Peralatannya sangat simpel dan efisien dalam minimalisir solid
  3. Pressure drop cukup tinggi sehingga beban pompa besar
  4. Mudah diaplikasikan dengan peralatan tambahan lainnya
  5. Alirannya co-current atau searah antara liquid dan flue gas
  6. Membutuhkan laju aliran yang cukup tinggi sehingga biaya operasional relatif mahal
  7. Bagus dalam ketahanan terhadap scaling (kerak) & plugging (pembuntuan)
  8. Bagus dalam minimalisir partikel solid (fly ash)
  • Spray Tower Scrubber
Berikut karakteristiknya:
  1. Teknik ini juga termasuk yang simpel
  2. Pressure drop sangat rendah
  3. Efisiensi cukup rendah karena kemampuan menahan liquid kecil, nilai efisiensi antara 40-85%
  4. Untuk meningkatkan efisiensi atau kecepatan gas yang tinggi membutuhkan dimensi scrubber yang besar sehingga kurang efisien
  5. Beban kerja pompa cukup berat untuk memompa slurry campuran air + limestone menuju spray tower
  6. Membutuhkan peralatan tambahan untuk meminimalisir partikel solid yang terkandung dalam gas
  7. Aliran counter-current
  8. Bagus dalam ketahanan terhadap scaling (kerak) & plugging (pembuntuan)
  9. Bagus dalam minimalisir partikel solid (fly ash)
  • Fixed Bed Scrubber
Berikut karakteristiknya:
  1. Berisi bed yang tertata fixed tidak bubbling sehingga kontak antara gas dan liquid cukup baik dan efisiensi tinggi antara 50-98%
  2. Aliran counter-current (berlawanan arah)
  3. Pressure drop rendah
  4. Kekurangan adalah ketahanan yang kurang terhadap scaling (kerak) & plugging (pembuntuan) karena desain bed yang keras serta fixed & surface area yang besar sehingga bisa terdapat selipan/kumpulan deposit solid di celah-celah bed dan belum mampu dalam minimalisir solid particle (fly ash atau TSS)
  • Mobile Bed Scrubber
Berikut karakteristiknya:
  1. Berisi bed yang tertata mobile/bebas sehingga dikarakteristikkan tipe bubbling sehingga potensi adanya deposit solid di celah bed bisa diminimalisir
  2. Bagus dalam penanganan gas dengan velocity besar tanpa kehilangan efisiensi kerja
  3. Bisa digunakan bed dengan densitas kecil seperti plastik sehingga tingkat bubbling semakin tinggi
  4. Bagus dalam minimalisir gas SO2 dan partikel solid
  5. Bagus dalam kemampuan menahan liquid sehingga menambah contact time
  6. Aliran co-current
  7. Pressure drop sedang
  8. Efisiensi bagus dalam rentang antara 80-95%
KESIMPULAN MACAM-MACAM SOx CONTROL:

Serial Lanjutannya: Cara Kontrol NOx NO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara (2 of 2)

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2020). Cara Kontrol SOx SO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi: 
[1] Woodruff, E.,Lammers, H., and Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, 8th Edition Handbook
[2] Tullin, C., and Ljungstrom, E. (1989). Reaction Between Calcium Carbonate and Sulphur Dioxide. Journal of Energy & Fuels 1989, 3: 284-287
[3] Nannen, L.W., West R.E and  Kreith, F. (2012). Removal of SO2 from Low Sulfir Coal Combustion Gases by Limestone Scrubbing, Journal of the Air Poluution Control Association, 24:1, 29-39
[4] Basu, P. (2015). Circulating Fluidized Bed Boilers, Design, Operation and Maintenance. Canada

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK

ASTM D445-18 Standard Test Method Kinematic Viscosity dan Perhitungan dari Dynamic/Absolute Viscosity

Diposting oleh On Sunday, August 23, 2020

Viskositas (viscosity) atau yang lebih dikenal istilah tingkat kekentalan adalah respon fluida terhadap shear stress dan shear rate dalam hubunganya dengan transfer momentum. Terdapat 2 tipe viskositas yang dipakai dalam aplikasi di lapangan yaitu:
  • Dynamic/Absolute Viscosity: mengukur tahanan aliran fluida atau kemampuan terhadap transfer momentum (tumbukan). Memiliki rumus = mass/(length x time) dengan satuan kg/(m.s) atau Pa.s atau mPa.s = centiPoise (cP). Dynamic viscosity diukur menggunakan menggunakan cone atau cylinder. Hubungan dynamic viscosity dengan kinematic viscosity adalah dynamic viscosity = kinematic viscosity x density
  • Kinematic Viscosity/Diffusivity: rasio antara dynamic viscosity/density fluida pada temperatur dan tekanan yang sama, satuannya [kg/(m.s)]/[kg/m3]=m2/s dan bisa dikonversi menjadi mm2/s = cSt (centiStokes)
  • Viscosity Index (VI): pengukuran perubahan viskositas terhadap perubahan temperatur. Viscosity Index (VI) tidak memiliki satuan dan merupakan pengukuran untuk mengetahui karakteristik oil terhadap perubahan temperatur.

Berikut standar peralatan pada ASTM D445-18 untuk mengukur kinematic viscosity yaitu viscometer kapiler.
Gambar 1. Skematik bath System Viscometer Kapiler

Keterangan sebagai berikut:
Gambar diatas adalah skematik bath system yang akan ditempatkan pada main host (controller system), sehingga akan menjadi satu kesatuan alat ukur yang dinamakan viscometer.
Gambar 2. Viskometer Kapiler
Urutan sistem kerja sebagai berikut:
  1. Memasang cover glass pada sisi luar dan menaruh bath system pada sisi dalam
  2. Menuang air pada bath system sampai penuh batas atas
  3. Install thermometer untuk mengukur suhu air
  4. Heating air dan menyalakan stirrer. Umumnya pengujian viskositas pada 2 temperatur yaitu 40 oC dan 100 oC. Untuk pengujian viskositas 40 oC maka set temperature controller pada 50 oC untuk sampel encer (tembus cahaya) dan 60-65 oC untuk sampel kental (residual oil atau tidak tembus cahaya). Sedangkan pada 100 oC  set temperature controller pada 100-105 oC. Stirrer berfungsi meratakan panas pada seluruh bath system. Set temperature tersebut diberi toleransi pengurangan temperatur karena yang diukur oleh thermometer adalah lingkungannya (air) sedangkan temparatur viskositas adalah sistemnya (sampel diuji)
  5. Mengambil capillary pipe dan mengisi dengan sampel yang akan diukur viskositas-nya menggunakan rubbel ball suck (biasanya dalam 1 bath system terdapat multi capillary pipe sehingga bisa digunakan untuk mengukur beberapa sampel sekaligus). Sampel akan terkumpul pada bagian gelembung besar capillary pipe
  6. Install capillary pipe di bath system dan membiarkan 30-60 menit menit sampai sampel mendekati suhu pemanas di lingkungannya (air yang dipanaskan)
  7. Setelah kira-kira temperatur tercapai selanjutnya dengan menggunakan rubber ball suck menarik sampel sari gelembung besar menuju titik gelembung kecil atas (titik A) kemudian rubber ball suck dilepas dan seketika sampel akan turun ke gelembung kecil bawah (titik B). Waktu antara titik A ke titik B itulah yang diukur menggunakan stop-watch/timer. Standar ASTM D445-18 ini mengharuskan waktu yang dibutuhkan tidak boleh kurang dari 200 sekon (karena sistem manual cenderung banyak error) dan ketika kurang maka digunakan tipe capillary pipe dengan ukuran lebih kecil. Terdapat pengecualian syarat tersebut yaitu boleh < 200 sekon asalkan menggunakan viscometer automatic
  8. Standar ASTM D445-18 menganjurkan melakukan pengujian 2x tiap sampel dan jika didapatkan data yang terlalu jauh maka diulang dari awal dan jika mendekati maka dirata-rata
  9. Menghitung nilai kinematic viscosity sesuai ketentuan berikut:
Setelah nilai kinematic viscosity didapatkan maka bisa dilakukan konversi ke dynamic viscosity sesuai ketentuan diatas yaitu dynamic viscosity = kinematic viscosity x density.

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2020). Standard Test Method Kinematic Viscosity dan Perhitungan dari Dynamic/Absolute Viscosity, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi: 
[1] ASTM D445-18 Standard Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquid (and Calculation of Dynamic Viscosity)

Ingin Konsultasi dengan Tim Expert Website, Silakan Hubungi KLIK