Post on 03-Jan-2016
description
TUGAS UMUM Kelompok : IV
Shift : JUMAT SIANG
SCRUBBER
1. Pengetian Scrubber
Sistem scrubber adalah kelompok beragam perangkat kontrol polusi udara
yang dapat digunakan untuk menghapus beberapa partikulat dan / atau gas dari
aliran buangan industri. Secara tradisional, istilah “scrubber” telah disebut
perangkat kontrol polusi yang menggunakan cairan untuk mencuci polutan yang
tidak diinginkan dari aliran gas. Baru-baru ini, istilah ini juga digunakan untuk
menggambarkan sistem yang menyuntikkan reagen kering atau bubur ke dalam
aliran gas buang kotor untuk “mencuci” gas asam. Scrubber adalah salah satu
perangkat utama yang mengontrol emisi gas, gas-gas terutama asam. Scrubber
juga dapat digunakan untuk pemulihan panas dari gas panas dengan kondensasi
gas buang.
Gambar 1. Scrubber
2. Fungsi Scrubber
Pada umumnya, scrubber terdiri dari 2 bagian, yaitu scrubber basah dan
scrubber kering yang masing-masing memiliki fungsi sebagai berikut:
1. Scrubber Basah
Gas buang dari pembakaran mungkin mengandung zat-zat yang dianggap
berbahaya bagi lingkungan, dan scrubber dapat menghapus atau menetralisir zat.
Sebuah scrubber basah digunakan untuk membersihkan udara, gas buang atau gas
lain dari berbagai polutan dan partikel debu. Scrubber basah bekerja melalui
kontak senyawa target atau partikulat dengan solusi scrubbing. Solusi mungkin
hanya air (untuk debu) atau larutan reagen yang khusus menargetkan senyawa
tertentu.
Proses gas buang juga dapat mengandung racun larut dalam air dan / atau
gas korosif seperti hidrogen klorida HCl atau amonia NH3. Ini dapat dihilangkan
dengan sangat baik oleh scrubber basah. Penghapusan efisiensi polutan
ditingkatkan dengan meningkatkan waktu tinggal dalam scrubber atau oleh
peningkatan luas permukaan dari solusi scrubber dengan menggunakan nozzle
semprot, menara dikemas atau sebuah inspirator. Scrubber basah dapat
meningkatkan proporsi air dalam gas, sehingga segumpal tumpukan terlihat, jika
gas tersebut dikirim ke stack.
Parameter penting dalam sistem scrubber basah adalah laju aliran cairan.
Hal ini umum dalam terminologi scrubber basah untuk mengungkapkan aliran
cairan sebagai fungsi dari laju aliran gas yang sedang dirawat. Hal ini biasa
disebut rasio cair ke gas (L / G rasio) dan menggunakan unit galon per 1.000 kaki
kubik aktual atau liter/meter kubik (l /m³). Scrubber yang paling basah digunakan
untuk kontrol partikulat beroperasi dengan cairan ke gas rasio dalam kisaran 4
sampai 20 galon per 1.000 ft ³ aktual (0,5 sampai 3 liter per m³ sebenarnya).
Tergantung pada desain scrubber, volume minimal cairan yang dibutuhkan untuk
“basah” internal scrubber dan menciptakan target koleksi yang memadai. Setelah
titik optimal tertentu, menambahkan kelebihan cairan untuk scrubber partikulat
yang basah tidak meningkatkan efisiensi dan pada kenyataannya, bisa menjadi
kontra-produktif dengan menyebabkan kehilangan tekanan yang berlebihan. Cair
ke gas rasio untuk penyerapan gas sering lebih tinggi, di kisaran 20 sampai 40
galon per 1.000 ft ³ aktual (3 sampai 6 liter per m³ sebenarnya).
L/G rasio menggambarkan beberapa poin tentang pilihan scrubber basah
digunakan untuk penyerapan gas. Sebagai contoh, karena sistem gas buang
desulfurisasi harus berurusan dengan beban berat partikulat, terbuka, desain
sederhana (seperti venturi, semprot kamar dan tempat tidur bergerak) yang
digunakan. Juga, rasio cair ke gas untuk proses penyerapan lebih tinggi daripada
untuk menghilangkan partikel dan kecepatan gas tetap rendah untuk
meningkatkan proses penyerapan.
2. Scrubber Kering
Sebuah sistem scrubber kering atau semi kering, tidak seperti scrubber
basah, tidak menjenuhkan aliran gas buang yang sedang diobati dengan
kelembaban. Dalam beberapa kasus tidak ada kelembaban yang ditambahkan,
sedangkan lainnya hanya jumlah kelembaban yang dapat menguap dalam gas
buang tanpa menambahkan kondensasi. Oleh karena itu, scrubber kering yang
umumnya tidak memiliki segumpal tumpukan uap atau penanganan / pembuangan
air limbah persyaratan. Sistem scrubber kering digunakan untuk menghilangkan
gas asam (seperti SO2 dan HCl) terutama dari sumber pembakaran.
Ada sejumlah desain sistem tipe scrubber kering. Namun, semua terdiri
dari dua bagian utama atau perangkat: perangkat untuk memperkenalkan bahan
gas asam sorben ke dalam aliran gas dan partikel perangkat kontrol untuk
menghapus produk reaksi. Sistem scrubbing kering dapat dikategorikan sebagai
injector sorben kering (DSIs) atau sebagai peredam semprot dryer (SDA).
Peredam spray dryer juga disebut semi-kering scrubber atau pengering semprot.
Sistem scrubber kering sering digunakan untuk menghilangkan gas berbau dan
korosif dari operasi pabrik pengolahan air limbah. Media yang digunakan
biasanya merupakan senyawa alumina aktif diresapi dengan bahan untuk
menangani gas tertentu seperti hidrogen sulfida. Media yang digunakan dapat
dicampur bersama-sama untuk menawarkan berbagai macam removal untuk
senyawa berbau lain seperti metil merkaptan, aldehida, senyawa organik yang
mudah menguap, dimetil sulfida, dan dimetil disulfida.
Sorben injeksi kering melibatkan penambahan bahan alkali (kapur
biasanya terhidrasi atau soda abu) ke dalam aliran gas untuk bereaksi dengan gas
asam. Sorben bisa disuntikkan langsung ke beberapa lokasi yang berbeda: proses
pembakaran, gas buang saluran (menjelang perangkat partikulat kontrol), atau
ruang reaksi terbuka (jika ada). Gas-gas asam bereaksi dengan alkali sorbents
untuk membentuk garam padat yang dibuang di perangkat kontrol partikulat.
Sistem ini sederhana dapat mencapai hanya gas asam terbatas (SO2 dan HCl)
efisiensi penghapusan. Efisiensi pengumpulan yang lebih tinggi dapat dicapai
dengan meningkatkan kelembaban gas buang (yaitu, menggunakan semprotan air
pendingin). Perangkat ini telah digunakan pada insinerator limbah medis dan
limbah pembakar beberapa kota.
Dalam peredam spray dryer, gas buang yang diperkenalkan ke sebuah
menara penyerap (dryer) dimana gas-gas dikontakkan dengan bubur halus alkalin
dikabutkan. Gas asam diserap oleh campuran bubur dan bereaksi untuk
membentuk garam padat yang dikeluarkan oleh perangkat kontrol partikulat.
Panas dari gas buang yang digunakan untuk menguapkan semua tetesan air,
meninggalkan gas buang tak jenuh untuk keluar menara penyerap. Pengering
semprot mampu mencapai tinggi (80+%) efisiensi gas asam penghapusan.
Perangkat ini telah digunakan pada boiler industri dan utilitas dan insinerator
sampah kota.
3. Macam-Macam Desain Scrubber dan Fungsi Kerjanya
Gambar 2. Contoh desain tower scrubber
1. Venturi Scrubber
Sebuah venturi scrubber adalah bagian konvergen / divergen dari saluran.
Bagian konvergen mempercepat aliran gas dengan kecepatan tinggi. Ketika aliran
cairan disuntikkan di tenggorokan, yang merupakan titik kecepatan maksimum,
turbulensi yang disebabkan oleh kecepatan gas yang tinggi atomizes cairan
menjadi tetesan kecil, yang menciptakan luas permukaan yang diperlukan untuk
transfer massa untuk mengambil tempat. Semakin tinggi penurunan tekanan di
venturi, semakin kecil tetesan dan semakin tinggi luas permukaan.
Untuk penghapusan simultan SO2 dan fly ash, venturi scrubber dapat
digunakan. Bahkan, banyak dari natrium berbasis sistem industri pakai yang
venturi scrubber awalnya dirancang untuk menghilangkan partikulat. Unit ini
sedikit dimodifikasi untuk menyuntikkan minuman keras menggosok berbasis
natrium. Meskipun pengangkatan kedua partikel dan SO2 di satu kapal bisa
ekonomi, masalah penurunan tekanan tinggi dan menemukan media menggosok
untuk menghapus beban berat abu terbang harus dipertimbangkan. Namun, dalam
kasus di mana konsentrasi partikel rendah, seperti dari unit berbahan bakar
minyak, dapat lebih efektif untuk menghilangkan partikulat dan SO2 secara
bersamaan.
Gambar 3. Contoh desain venturi scrubber
2. Scrubber Packed Bed
Sebuah scrubber packed bed terdiri dari sebuah menara dengan kemasan
bahan di dalam. Ini bahan kemasan bisa dalam bentuk sadel, cincin, atau beberapa
bentuk yang sangat khusus dirancang untuk memaksimalkan bidang kontak antara
gas kotor dan cair. Menara dikemas biasanya beroperasi pada penurunan tekanan
jauh lebih rendah daripada venturi scrubber dan karena itu lebih murah untuk
beroperasi. Mereka juga biasanya menawarkan efisiensi penyisihan yang lebih
tinggi SO2. Kekurangannya adalah bahwa mereka memiliki kecenderungan lebih
besar untuk plug up jika partikel-partikel yang hadir dalam kelebihan dalam aliran
udara knalpot.
3. Spray Tower
Spray tower memadai untuk pengumpulan partikel kasar lebih besar dari
10 sampai 25 pM diameter, meskipun dengan peningkatan tekanan nosel inlet
cair, partikel dengan diameter 2,0 pM dapat dikumpulkan. Tetesan kecil dapat
dibentuk oleh cairan tekanan tinggi di nozzle. Koleksi efisiensi tertinggi dicapai
ketika tetesan kecil diproduksi dan perbedaan antara kecepatan tetesan dan
kecepatan dari partikel bergerak ke atas tinggi. Tetesan kecil, bagaimanapun, telah
menetap kecepatan kecil, sehingga ada berbagai ukuran tetesan optimal untuk
scrubber yang bekerja dengan mekanisme ini.
Gambar 4. Spray Tower
Spray tower dapat digunakan untuk penyerapan gas, tetapi mereka tidak
seefektif menara packed bed atau plate. Spray tower dapat sangat efektif dalam
menghilangkan polutan jika polutan sangat larut atau jika reagen kimia
ditambahkan ke cairan. Sebagai contoh, spray tower digunakan untuk
menghilangkan gas HCl dari ekor gas buang di bidang manufaktur asam klorida.
Dalam produksi pupuk superfosfat yang digunakan dalam manufaktur, SiF4 dan
gas HF dilepaskan dari berbagai titik dalam proses.
Spray tower telah digunakan untuk menghilangkan senyawa ini sangat
larut. Spray tower juga digunakan untuk menghilangkan bau di makan tulang dan
industri manufaktur lemak dengan menggosok gas buang dengan larutan KMnO4.
Karena kemampuan mereka untuk menangani volume gas besar di atmosfer
korosif, spray tower juga digunakan dalam sejumlah sistem desulfurisasi gas
buang sebagai tahap pertama atau kedua dalam proses penghapusan polutan.
Keuntungan utama dari spray tower lebih dari scrubber lain adalah desain mereka
benar-benar terbuka, mereka tidak memiliki bagian internal kecuali nozel semprot.
4. Contoh Penerapan Sistem Scrubber
Kelompok-kelompok kontaminan target untuk scrubber adalah HCl,
H2SO4, Klor, SO2, uap dan uap asam basa. Kebanyakan scrubber untuk insinerator
penanganan uap atau limbah cair desain packed bed. Gas asam biasanya
merupakan target operasi scrubber.
Berikut merupakan contoh penerapan sistem scrubber :
1. Mengontrol H2S
Hidrogen sulfida (H2S) adalah gas beracun dan mudah terbakar yang
memiliki bau busuk EGS. Treshold bau itu sangat rendah: 0,0005 PPM. Di sini,
tahap sistem scrubber diperlukan. Tahap pertama, menggunakan bahan kimia
murah untuk menyerap dan mengubah sebagian besar H2S. Untuk menghapus
semua jejak H2S, bahan kimia yang dapat digunakan jauh lebih kuat (dan mahal)
dalam tahap berikutnya. Berkat metode ini, gas tidak berbau lebih banyak
dilepaskan ke lingkungan. Tidak adanya H2S pada aliran gas yang keluar,
dikonfirmasi dan dilakukan pengukuran sederhana dengan tabung deteksi atau
dengan analisis kromatografi.
2. Aliran Gas Buang
Aliran gas buang adalah istilah yang digunakan untuk aliran udara atau
gas, sarat dengan komponen berbahaya, yang dikeluarkan ke udara terbuka. Aliran
gas buang dapat ditemukan dalam banyak aplikasi industri:
a) proses kimia
b) penggunaan pelarut
c) proses pembakaran
d) penggunaan lem
e) penggunaan gas berbahaya
Emisi dari aliran gas harus sesuai dengan standar emisi polusi udara yang
ketat yang diterapkan ke banyak negara. Dengan demikian, perusahaan lebih
beradaptasi dengan proses produksi mereka, sehingga mereka dapat memenuhi
standar emisi tersirat oleh organisasi internasional dan hukum nasional.
a. Gas scrubber
Gas scrubber umumnya diterapkan di mana komponen berbau berbahaya,
korosif atau buruk di udara atau aliran gas buang harus dihilangkan atau
dinetralkan. Dimana mereka juga digunakan untuk menghilangkan partikel debu
dari aliran gas buang ini. Pada kenyataannya, gas scrubber sering dipakai, dan
tidak jarang dikombinasikan dengan teknologi lain. Salah satu alasan yang paling
penting adalah bahwa gas scrubber memiliki sejarah panjang reliabilty dan
keselamatan. Selain itu, mereka dapat digunakan dalam keadaan yang luas dan
bahkan luar biasa, membuat mereka solusi pilihan untuk kebanyakan aplikasi.
Keuntungan :
a) Gas scrubber menangani volume gas yang sangat berfluktuasi dan konsentrasi
poluent
b) Gas scrubber mencapai koefisien efisiensi tinggi
c) Beberapa komponen berbahaya dapat dihilangkan pada saat yang sama,
bahkan bersama-sama dengan partikel debu
d) Dapat digunakan untuk pendingin aliran gas panas
b. Kondensasi gas buang
Kondensasi gas buang adalah proses, dimana gas buang didinginkan di
bawah titik embun air dan panas yang dilepaskan oleh kondensasi yang dihasilkan
dari air kembali sebagai panas suhu rendah. Pendinginan dari gas buang dapat
dilakukan baik secara langsung dengan penukar panas atau tidak langsung melalui
scrubber kondensasi.
Kondensasi air melepaskan lebih dari 2 gigajoules (560 kWh) per ton air
terkondensasi, yang dapat dipulihkan dalam pendingin. Kelebihan air
terkondensasi terus harus dihilangkan dari proses. Kondensasi gas buang biasanya
diimplementasikan pada boiler biomassa dan insinerator limbah yang terhubung
grid pemanasan dengan suhu relatif rendah kembali (di bawah sekitar 55 ° C (131
° F)).
Salah satu contoh aliran gas buang adalah gas buang desulfurisasi : Sulfur
dioksida adalah salah satu elemen pembentuk hujan asam. Desulfurisasi gas
cerobong (FGD) adalah teknologi yang digunakan untuk menghilangkan sulfur
dioksida (SO2) dari gas buang knalpot bahan bakar fosil pembangkit listrik, dan
produsen kimia oksida belerang
c. Metode
Di bawah ini adalah salah satu metode umum yang digunakan:
a) Scrubber basah menggunakan bubur dari basa sorben, biasanya batu kapur atau
kapur, atau air laut untuk menggosok gas;
b) Scrubber semprot-kering menggunakan bubur sorben serupa;
c) Asam sulfat proses pemulihan basah sulfur dalam bentuk asam sulfat kualitas
komersial;
d) SNOX desulfurisasi gas cerobong menghilangkan sulfur dioksida, nitrogen
oksida dan partikulat dari gas buang;
e) Keringkan sistem injeksi sorben.
Untuk pembangkit listrik berbahan bakar batubara khas, FGD akan menghapus 95
persen atau lebih dari SO2 dalam gas buang.
d. Prinsip-prinsip dasar
Kebanyakan sistem FGD mempekerjakan dua tahap: satu untuk penghapusan
fly ash dan yang lainnya untuk penghilangan SO2. Namun, sistem ini
mengalami masalah pemeliharaan berat dan efisiensi penyisihan rendah.
Skema desain penyerap dari FGD SO2 adalah gas asam, dan, oleh karena itu,
bubur sorben khas atau bahan lain yang digunakan untuk menghapus SO2 dari gas
buang bersifat alkali. Reaksi berlangsung di scrubber basah menggunakan CaCO3
(kapur) menghasilkan CaSO3 (kalsium sulfit) dan dapat dinyatakan sebagai:
CaCO3 (padat) + SO2 (gas) → CaSO3 (padat) + CO2 (gas)
Ketika scrubber basah dengan bubur Ca(OH)2 (kapur), reaksi juga memproduksi
CaSO3 (kalsium sulfit) dan dapat dinyatakan sebagai:
Ca(OH)2 (padat) + SO2 (gas) → CaSO3 (padat) + H2O (cair)
Ketika scrubber basah dengan bubur (OH) Mg 2 (magnesium hidroksida), reaksi
menghasilkan MgSO3 (magnesium sulfit) dan dapat dinyatakan sebagai:
Mg(OH)2 (padat) + SO2 (gas) → MgSO3 (padat) + H2O (cair) CaSO3 (kalsium
sulfit) selanjutnya dioksidasi untuk menghasilkan CaSO4
dipasarkan • 2H2O (gipsum). Teknik ini juga dikenal sebagai oksidasi paksa:
CaSO3 (padat) + H2O (cair) + ½ O2 (gas) → CaSO4 (padat) + H2O
Sebuah basa alami dapat digunakan untuk menyerap SO2 adalah air laut. SO2
yang diserap di dalam air, dan ketika oksigen ditambahkan bereaksi untuk
membentuk ion sulfat SO4-dan bebas H +. Surplus H + diimbangi oleh karbonat
dalam air laut mendorong ekuilibrium karbonat untuk melepaskan gas CO2:
SO2 (gas) + H2O + ½ O2 (gas) → SO42-(padat) + 2H + HCO3-+ H + → H2O +
CO2 (gas)
3. Etilen Oksida Propylene Oxide dan Penghilangannya
EO (Etilen Oksida: C2H4O) dan PO (Propylene Oxide: C3H6O) adalah
komponen yang sangat mudah terbakar dan beracun. Keduanya bertindak sebagai
karsinogen dan mutagen. Karena memiliki efek pada manusia dan lingkungan,
banyak negara mencanangkan standar emisi yang sangat ketat. EO dan PO adalah
komponen dasar yang penting dalam banyak sintesis organik, misalnya produksi
glikol dan alkohol dalam jumlah besar. Glikol digunakan untuk produksi otomotif
anti-beku, plastik, resin poliester, serat sintetis dan karet, dan cairan hidrolik.
Etilen Oksida juga digunakan sebagai agen sterilisasi untuk peralatan medis di
rumah sakit dan di industri farmasi. Oksida Propylene kadang-kadang digunakan
dalam industri pati untuk meningkatkan aplikasi beku. Reaksi kimia dengan
komponen ini memakan waktu sangat lama, bahkan ketika katalis digunakan.
Banyak faktor lain menentukan efisiensi dari proses reaksi ini. EO dan scrubber
PO memiliki konsentrasi poluent di bawah 1 mg / Nm ³ (kurang dari 1 ppm).
4. Amonia Scrubber
Amonia (NH3) adalah gas yang sering digunakan dengan bau yang khas.
Gas ini merusak tembaga dan paduan, dan karena itu harus dijauhkan dari
konduktor tembaga. Aplikasi yang paling penting dari amoniak adalah
pendinginan, sintesis kimia (misalnya produksi pupuk) dan pengerasan logam.
Amonia sangat larut dalam air dan juga dijual sebagai larutan air (biasanya 25%).
Selain scrubber produksi klasik, menjual scrubber darurat sangat efisien
dan menguntungkan harga. Scrubber darurat ini digunakan di mana ruang
kompresor pendingin amonia besar berada. Begitu detektor Amonia menunjukkan
kebocoran, scrubber darurat secara otomatis dimulai. Amonia scrubber mencegah
amonia keluar ke lingkungan. Untuk ruang penyimpanan dan kompresor dimensi
lebih kecil, operasi scrubber secara manual dapat dikendalikan oleh remote.
Keuntungan unik dari amonia scrubber adalah bahwa mereka segera operasional.
Tidak perlu pemanasan, dan dengan demikian mereka tidak memiliki waktu start-
up.
Gambar 5. Sistem keamanan pada scrubber amonia