Cooling Tower di PT Pusri dan PT TEL

Cooling Tower digunakan untuk mendinginkan air yang telah dipakai untuk

proses pendinginan di ammonia plant dan offsite. Air tersebut didinginkan dengan

cara menggontakkannya dengan udara yang mengalir berlawanan arah. Sistem air

pendingin di PUSRI II dan TEL umumnya sama, yaitu terdiri dari :

a. Menara pendingin dengan tinggi 18,5 m.

b. Bak air pendingin (cooling tower basin) dengan kapasitas 2000 m3.

c. Pompa air pendingin (2209 – JAT/JBT/JCM).

d. Sistem injeksi bahan kimia berupa dispersant, phospat, biodispersant dan

biocide.

e. 4 buah induced draft fan (ID fan).

Cooling Tower (menara pendingin) terdiri dari kerangka yang terbuat dari

red wood yang terletak diatas bak beton. Pada bagian dalam dibuat dari polivinil

klorida. Pada bagian atas dilengkapi dengan induced draft fan yang berfungsi

untuk menarik udara dari dalam keluar tower.

Sistem air pendingin adalah sirkulasi terbuka (type open recirculation)

dengan kapasitas sirkulasi 9.000 m3/jam. Menara pendingin dibagi dalam 4

ruangan dan masing-masing ruangan dilengkapi dengan ID fan motor. Air yang

akan didinginkan dari ammonia plant dan offsite yang bertemperatur 50 C

dibawa ke atas menara dalam dua aliran, didistribusikan secara menghujan pada 4

ruangan melalui distributor dan kontak dengan aliran udara dari kisi-kisi pada

bagian samping akibat tarikan fan. Udara mengalir ke atas membawa panas

bersama sebagian kecil air yang menguap dan terpercik, sehingga pada bagian

bawah diperoleh air yang dingin bertemperatur 32C. Air pendingin

didistribusikan dari line utama ke seluruh pemakai di ammonia plant dan offsite.

Syarat utama efisiensi cooling water tergantung pada tepatnya dosis bahan

kimia yang diinjeksikan dan pemeriksaan secara kontinu terhadap air sirkulasi,

untuk mencegah terjadinya scale, korosi dan endapan lumpur pada permukaan alat

proses serta mencegah terbentuknya lumut dan ganggang oleh bakteri.

Hot Water, T= 42 oC

COOLERPROSES

Cooling Water, P=5.1 kg/cm2T = 32 oC

Evaporasi

Make Up

COOLINGTOWER

Blow Down Gambar 1. Proses di Cooling Tower

Sumber: iklimnet.com

Di tempat penambahan bahan-bahan kimia, terdapat perlengkapan-

perlengkapan injeksi bahan kimia untuk mengolah air pendingin guna mencegah

korosi. Bahan-bahan kimia yang diinjeksikan ke dalam cooling tower diantaranya

adalah : Bromine/Spectrus ox-1201, Flogard (Phosphat), Depositrol PY-5204

(Soda Dispersan), Spectrus BD-1500 (Bio Dispersan). Fungsi bahan kimia yang

diinjeksikan :

1. Corrosion inhibitor

Suatu campuran berupa ortho phospatedan zinc dengan perbandingan dan

berfungsi membentuk film passive di permukaan logam dengan tujuan

menghambat/mencegah terjadinya oksidasi logam Fe oleh O2 yang menyebabkan

terjadinya korosi. Diharapkan kadar orto phospat dalam cooling tower sebesar 12

-14 ppm. Pembentukkan lapisan (film) passive terdiri dari 2 jenis, yaitu :

a. Lapisan anodik

Fe + o-PO4 γ Fe2O3

b. Lapisan katodik, berupa endapan terkontrol dari :

Ca + o-PO4 Ca – o – PO4

Ca + p-PO4 Ca – p – PO4

Ca + CO3 CaCO3

Zn + PO4 ZnPO4

Yang dominan adalah terjadi lapisan pasif γ Fe2O3

2. Scale inhibitor

Kerak terjadi karena endapan deposit di permukaan metal. Endapan dapat

berupa mineral scale ( misal : garam, Ca, Mg, SiO2), suspended matter ( misal :

debu yang terbawa udara), atau corrosion product. Terbentuknya kerak

dipengaruhi oleh beberapa faktor, anatar lain :

a. pH yang tinggi

b. Temperatur tinggi (sehingga kelarutan berkurang)

c. flowrate rendah

Kerak dalam pipa menyebabkan terganggunya perpindahan panas,

penyumbatan pipa dan korosi. Untuk itulah perlu ditambahkan scale inhibitor

(dispersant) ke dalam cooling tower, seperti : Scale differsant, suatu campuran

bahan kimia dengan unsur utama poly electrolite yang berupa cairan dan berfungsi

untuk menghindari terjadinya pengendapan yang berlebihan dari Ca-o-PO4.

3. Slime Inhibitor

Slime adalah lendir berwarna coklat kehitaman yang menempel di

permukaan pipa. Slime dapat mengurangi efek pencegahan korosi dan

menurunkan efisiensi cooling tower. Penyebab munculnya slime adalah bakteri

yang terbentuk dalam cooling tower. Untuk membunuh bakteri tersebut perlu

diinjeksikan :

a. Biodsipersant

Suatu campuran bahan kimia poly elctrolit yang berupa cairan dan berfungsi

sebagai disinfektan (pembunuh bakteri anaerob) dan juga mendispersikan slime

yang terbentuk di dalam sistim.

b. Biocide

Suatu campuran bahan kimia poly electrolite yang berupa cairan dan

berfungsi sebagai disinfektan (pembunuh bakteri anaerob).

Dari bak cooling tower, air pendingin dipompa dengan pompa-pompa air

pendingin yang masing-masing berkapasitas 4700 m3/jam. Untuk keadaan normal

digunakan 2 buah pompa secara parallel yang digerakkan oleh steam turbin. Air

panas yang kembali dari semua pemakaian air pendingin di Ammonia Plant di

tampung kembali dalam sebuah line utama di kirim ke daerah cooling tower. Di

sini line terpisah menjadi 2 line yang mengembalikan air panas ke puncak cooling

tower.

Air panas tersebut didistribusikan secara menghujan ke dalam bak cooling

tower melalui distributor di dalam menara dan sambil berpapasan dengan aliran

udara. Udara masuk lewat kisi-kisi pada bagian samping akibat tarikan alam

(natural draft) atau tarikan ID fan dalam masing-masing cell. Udara yang mengalir

ke atas mendinginkan air yang kembali ke dalam bak.

Pada PT. TEL, pemakaian air berasal dari sungai Lematang dengan

kebutuhan air rata-rata 86850 m3/hari. Sekitar 600 m3/hari akan dialirkan untuk

kebutuhan domestik. Air sungai lematang akan dipompa masuk melewati unit

penyaringan. Dari air proses pengolahan air baku, akan dihasilkan limbah padat

berupa sludge dari proses sedimentasi sebanyak 50 gr/l. Sludge yang dihasilkan

dikumpulkan dan penanganannya dikirim ke effluent treatment. Tahapan

pengolahan air berupa Raw water intake station, Splitter box, Clearwell basin,

dan Portable water. Trouble Shooting Kualitas Cooling Water ditentukan oleh

beberapa faktor, antara lain:

1. pH

Bila pH terlalu rendah, maka cooling water akan bersifat korosif, sehingga

harus dinaikkan dengan injeksi NaOH. Bila pH terlalu tinggi, maka kerja

dispersant kurang efektif sehingga pengendapan (scaling) di dalam sistem akan

mudah terjadi dan untuk mengantisipasinya dengan menginjeksikan acid.

2. Conductivity

Conduktivity yang tinggi menunjukkan banyaknya garam yang terlarut dapat

memicu terjadinya pengendapan dan daya hantar listrik yang tinggi akan

memperbesar laju korosi. Untuk menurunkan Conductivity dilakukan dengan

menambah blow down.

3. O-PO4 (Unfilter–Filter)

Selisih O-PO4 (uf-f) menunjukkan jumlah atau kinerja dari dispersant. Bila

selisih O-PO4 (uf-f) > batasan artinya jumlah dispersant didalam sistem masih

kurang, dapat menimbulkan kecenderungan terjadinya scalling didalam sistem

yang pada akhirnya akan menurunkan kinerja dari cooler atau heat exchanger.

Untuk mengantisipasi terjadinya pengendapan tersebut maka harus ditambahkan

dispersant lagi sampai didapat O-PO4 (uf-f) < batasan

4. Total (PO4)

Bila total PO4 < batasan maka pelapisan pasive film di permukaan logam

akan berkurang sehingga dapat menyebabkan terjadinya korosi. Untuk menaikkan

total PO4 dilakukan dengan menambah Corrosion Inhibitor. Kalau total PO4 >

batasan maka disamping merupakan pemborosan bahan kimia, juga dapat

menyebabkan terjadinya scalling. Untuk menurunkan total PO4 dilakukan dengan

mengurangi Corrosion Inhibitor.

5. Ammonia (NH3)

Dapat bersumber dari kebocoran fluida proses atau dari luar atau

lingkungan. Ammonia didalam air pendingin merupakan nutrisi bagi bakteri

(terjadi reaksi nitrifikasi membentuk nitrat), dan juga bisa menimbulkan korosi

pada material cooler. Untuk mengurangi kadar NH3 dengan mencari sumber

pencemarnya serta melakukan blow down untuk menurunkan jumlah NH3 di

dalam sistem.

6. Nitrat (NO3)

Dihasilkan dari reaksi nitrifikasi ammonia oleh nitrifying bacteria didalam

cooling water. Tingginya kandungan nitrat didalam sistem disamping akan

menjadi sumber nutrisi bakteri juga bisa menurunkan pH cooling water (terbentuk

asam nitrat). Untuk mengurangi kadar Nitrat dengan menambah blow down.

7. Silika (SiO2)

Berasal terutama dari make-up water. Silika yang tinggi dapat

menyebabkan terjadinya scalling terutama bila berikatan dengan magnesium

membentuk magnesium silikat (scalling yang sangat kuat dan keras serta sangat

sukar untuk dibersihkan). Untuk mengurangi kadar Silika dengan menambah blow

down.

8. Chloride (Cl2)

Kandungan chloride yang tinggi didalam sistem dapat menyebabkan

terjadinya korosi di material carbon steel (pada material SS dengan temperatur

skin >100C dan kandungan chloride >100 ppm akan terjadi Stress Corrosion

Cracking (SCC)). Untuk menanggulangi terjadinya korosi akibat tingginya

chloride harus dilakukan blow down.

9. Suspended Solid (SS)

Tingginya suspended solid disebabkan oleh kontaminasi fiber, sand,

pigment dan senyawa an-organik lainnya dalam bentuk terlarut dengan ukuran 10

– 100 mm. Suspended solid yang tinggi disamping akan bisa menimbulkan

scalling juga akan menyebabkan sifat elektrolit air menjadi semakin besar

sehingga air akan cenderung bersifat korosif. Untuk mengurangi Suspended Solid

harus ditambahkan blow down.

10. Residual Chloride

Tingginya residual chlorine / free chlorine menyebabkan pemborosan

bahan kimia dan menurunkan pH air sehingga air akan bersifat korosif.

Penanggulangannya dengan mengurangi dosis injeksi klorin / bromin. Rendahnya

residual chlorine / free chlorine akan memicu pertumbuhan bakteri yang tinggi

dan pada akhirnya akan terjadi fouling dan terbentuk slime dipermukaan logam.

Penanggulangannya dengan mengontrol residual / free chlorine yang benar.

11. Total Count Bacteria (TCB)

Tingginya TCB didalam cooling water akan menyebabkan terbentuknya

slime dipermukaan logam sehingga akan menurunkan koefisien perpindahan

panas. Untuk mengatasi hal tersebut, dapat dilakukan dengan cara menaikkan

konsumsi Cl2 + NaBr atau Cl2 + Ca(OCl)2 dan mengurangi nutrient yang ada di

sistem (unsur C, H, O, N, P) dengan cara blow down.

Daftar Pustaka:

Nugroho, Muchlis. - . Solusi Suplai Air Pendingin Untuk Komplek Industri Padat

di Tepi Pantai. (online). (http://oocities.org, diakses 4 maret 2014).

Sutarno, Tatang. 2013. Cooling Tower System. (online). (http://tatang77.blogspot.

com, diakses 4 maret 2014)

Whymashen. 2011. Sistem Utilitas Part I. (online). (http://whymashen.wordpress.

com, diakses 3 maret 2014)