Post on 04-Jul-2015
Suatu larutan NaOH pada suhu 100 oF dipekatkan dari 10% sampai 50% berat di
dalam TRIPPLE EFFECT EVAPORATOR CO-CURRENT dengan sistem feeding 2,
3, 1
(Feed masuk pada effect ke-2, larutan pekat dari effect ke-2 menuju ke effect 3dan
akhirnya larutan dari effect 3 menuju ke effect 1)
Steam pemanas pada 114,7 Psia sebagai sumber tenaga. Kondensor pada effect ke-3
dipertahankan pada 4 in Hg abs.
Feed masuk dengan kecepatan 36 ton solid/hari, akan diproses :
Harga: µ1 = 600 BTU/jam Ft2 oF
µ2 = 500 BTU/jam Ft2 oF
µ3 = 400 BTU/jam Ft2 oF
Hitung :
a. Konsentrasi larutan NaOH tiap effect
b. Kebutuhan uap
c. Luas permukaan pemanas
PENYELESAIAN
Neraca Massa
Neraca Komponen
Neraca Panas
F= 36 ton solid/hari
=
Neraca Massa : F = L + V
Neraca Komponen : F . XF = L1 . XL1
L1
TOTAL AIR YANG DIUAPKAN
V = V1 + V2 + V3
= F – L1
= (30.000 – 6.000)
= 24.000
Diandaikan
Jumlah H2O yang diuapkan tiap effect sama :
V1 = V2 = V3= ∑ V
L2 = F – V2
= (30.000 – 8.000)
= 22.000
L3 = L2 – V3
= (22.000 – 8.000)
= 14.000
L1 = L3 – V1
= (14.000 – 8000)
= 6.000
NERACA KOMPONEN pada :
EFFECT II
F . Xf = L2 . XL2
XL2
NERACA KOMPONEN pada :
EFFECT III
L2 . XL2 = L3 . XL3
XL3
Jadi, XL1 = 50 % ; XL2 = 13,63 % ; XL3 = 21,42 %
Ps = 114,7 Psia
=114,7 Psia ts = 337,9 oF
P3 = 4” Hg abs t3 = 125,5 oF
∆t total = ts – t3
= 337,9 – 125, 5 oF
= 212,4 oF
∆t total = ∑ ∆t eff + ∑ BPR
= ∆t1 + ∆t2 + ∆t3 + BPR1 + BPR2 + BPR3
Misal :
I. t1 = 300 oF (ANGKA BULAT)
c1 = 50 %
BPR1 = 80 oF
II. t2 = 190 oF
c2 = 13,63 %
BPR2 = 8 oF
III. t3 = 125,5 %
c3 = 21,43 %
BPR3 = 18 oF
∑ BPR = BPR1 + BPR2 + BPR3
= (80 + 8 + 18) oF
= 106 oF
∑∆teff = ∆t total - ∑ BPR
= (212,4 – 106 – 106,4) oF = ∆t1 + ∆t2 + ∆t3
∆t1 : ∆t2 : ∆t3 =
=
Sehingga :
∆t1 = 28,8 oF
∆t2 = 34,5 oF
∆t3 = 43,1 oF
Dari grafik ENTH-CONC
F. tF = 100 oF
xF = 0,1 hF = 60
I. tL1 = 309,1 oF
XL1 = 0,5 h1 = 310
II. tL2 = 194,6 oF
XL2 = 0,1363 h2 = 96
III. tL3 = 143,5 oF
XL3 = 0,2140 h3 = 60
NERACA PANAS
I. L3 . h3 + S . Hs = C1 . hc1 + L1 . h1 + V1. H1
II. F. Hf + V1 . H1 = C2 . hc2 + L2 . h2 + V2 . H2
III. L2 . h2 + V2 . H2 = C3 . hc3 + L3 . h3 + V3 . H3
IV. V1 + V2 + V3 = 24.000
Dari rumus neraca panas di atas, dapat dihitung :
V1 = 9439 )
V2 = 6845 )
V3 = 7715 )
S = 13.224 )
Untuk mencari A
I. q1 = S(Hs – hc1 ) = µ1 . A1 . ∆t1
A1 A1 = 688 ft2
II. q2 = V1 (H1 – hc2) = µ2 . A2 . ∆t2
A2 A2 = 543 ft2
III. q3 = V2 (H2 – hc3) = µ3 . A3 . ∆t3
A3 A3 = 395 ft2
A1 = 688 ft2
A2 = 543 ft2
A3 = 395 ft2
Karena harga A berbeda jauh perlu adanya revisi terhadap ∆t.
Untuk merevisi harga ∆t baru :
∆t BARU
Maka,
∆t1
∆t2
∆t3
Kemudian :
1. Buat diagram temperatur baru berdasarkan ∆t eff yang baru.
2. Mencari enthalpy tiap-tiap arus berdasarkan t baru.
3. Susun lagi neraca V1, V2, V3 & S dapat dihitung.
4. Hitung harga A.
- Jika A1 A2 A3 perhitungan selesai
- Jika A1 ≠ A2 ≠ A3 perlu di revisi lagi
5. Hasil yang paling baik :
- ∆t1 = 36 oF A1 = 492 ft2
- ∆t2 = 38 oF A2 = 490 ft2
- ∆t3 = 35 oF A3 = 485 ft2
Cp = 1 Btu/lb0F
BPR = (10 x – 0.5 ) 0F
N massa : F = L2 + V
N Komp : F . XF = L2 . XL2
L2 =
=
= 36.000 lb/j
F = L2 + V
=120000 - 36000
= 84000 lb
Neraca Panas
S λs = F cp (t1-tf) + V1. λ1
V1. λ1 =L1 Cp (t2-t1) + V1. λ1
V1 + V2 = F - L2
Diandaikan
V1=V2=1/2 V
V1=V2=1/2 x 84.000 = 42.000 lb/j
F = L1 + V1
L1 = F – V1
=120.000-42.000 = 78.000 lb/j
F.XF = L1.XL1
XL1 =
=
= 0.2308
XL1 = 23.08 %
BPR 1 = 10 x – 0.5
= [10 (0.2308) - 0.5] = 1.807 0F
BPR 2 = 10x -0.5
= 10(0.5)-0.5
= 4.5
= BPR1 + BPR2
=1.807 + 4.5 = 6.3 0F
S = 27,16 psig =41,86psia t3 = 370 0F, t2 = 101 0F
P2 = 2 in Hg
= 270 -101
= 169 0 F
∆t tot =
= 169 – 6.3 = 162.7 0F
∆t1 : ∆t2 =
∆t2 = 98.42 0F
∆t1 = - ∆t
= 162,7 -98,42
=64,28 0F
Lihat tabel Steam
Ts = 270 λs = 932
T1 = 270 λ1 = 976
T2 = 270 λ2 = 1036
Masukkan Harga-harga tersebut dalam persamaan neraca panas
Jika dihitung
V1 = 39.331 lb/j
V2 = 44.669 lb/j
S = 32.912 lb/j
S = 32.912 lb/j
Menghitung A
A1 = 1004,62
A2 = 1182,5
η = 0.7368