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 oCCOOLERPROSESCooling Water, P=5.1 kg/cm2T = 32 oCEvaporasiMake UpCOOLINGTOWERBlow Down

Gambar 1. Proses di Cooling TowerSumber: 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 inhibitorSuatu 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 Fe2O3b. Lapisan katodik, berupa endapan terkontrol dari :Ca + o-PO4 Ca o PO4Ca + p-PO4 Ca p PO4Ca + CO3 CaCO3Zn + PO4 ZnPO4Yang dominan adalah terjadi lapisan pasif Fe2O32. Scale inhibitorKerak 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 tinggib. Temperatur tinggi (sehingga kelarutan berkurang)c. flowrate rendahKerak 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 InhibitorSlime 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. pHBila 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. ConductivityConduktivity 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 (UnfilterFilter)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) < batasan4. 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 m. 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 ChlorideTingginya 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 Padatdi 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)