BAB IIPENDAHULUAN2.1 Pengertian Wet Scrubber

Sistem scrubber adalah kumpulan berbagai macam alat kendali polusi udara yang dapat digunakan untuk membuang partikel dan/atau gas dari arus gas keluaran industri. Wet scrubber adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi alat yang menggunakan liquid untuk membuang polutan. Wet Scrubber dapat didefinisikan sebagai alat pemisahan suatu partikel solid ( debu ) yang ada di gas dalam udara dengan menggunakan cairan sebagai alat bantu. Air adalah cairan yang pada umumnya digunakan dalam proses scrubbing, meskipun dapat juga digunakan cairan lainnya ( seperti : asam sulfat, dll )

Wet Scrubber dapat mengurangi polutan udara yaitu penanggulangan emisi debu dan penanggulangan emisi pencemar yang dihasilkan oleh gas buang suatu industri dalam sekali proses. Pada umumnya, wet scrubber mampu menghasilkan partikel dengan ukuran 1 - 2 diameter.

2.2 Cara Kerja Wet ScrubberPada Wet scrubber, arus gas kotor dibawa menuju kontak dengan liquid pencuci dengan cara menyemprotkan, mengalirkannya atau dengan metode kontak lainnya. Desain dari alat kontrol polusi udara (termasuk Wet scrubber) tergantung pada kondisi proses industri dan sifat alami polutan udara yang bersangkutan. Wet scrubber membuang partikel dengan cara menangkapnya dalam tetesan atau butiran liquid. Adapun butiran liquid yang masih terdapat dalam arus gas pasca pencucian selanjutnya harus dipisahkan dari gas bersih dengan alat lain yang disebut mist eliminator atau entrainment separator. Kemampuan Wet scrubber terbatas yaitu menyisihkan partikel kurang dari 0.3 mikron.

Prinsip operasi dari Wet scrubber adalah:

1. Menggunakan gaya inersia partikulat dan droplet untuk mentransfer partikulat dari aliran gas ke liquid;

2. Di dalam scrubber, partikulat dalam aliran udara dipaksa untuk berkontak dengan liquid droplet, liquid packing material, liquid jet dari pelat.Pada Wet Scrubber prinsip kerjanya adalah dengan mengalirkan fluida cair pada aliran gas, sehingga gas yang mengalir akan difiltrasi oleh fluida cair tersebut. Beberapa cara yang ada pada Wet Scrubber untuk sistem distribusi fluida cair diantaranya adalah dengan proses atomizing, proses ini mengatomisasi fluida cair menjadi partikel-partikel yang didistribusikan dalam jumlah banyak sehingga sistem filtrasi terjadi secara merata. Terdapat 3 tipe berdasarkan arah aliran gas dan air yang bersiklus yaitu Countercurrent, Crosscurrent, dan Cocurrent. Cara lain adalah dengan mengalirkan gas melalui genangan fluida cair, dengan proses ini partikel akan melekat dan mengendap pada genangan air.

2.3 Klasifikasi Wet ScrubberSistem pengendali basah didesain untuk segala bentuk dan ukuran, variasinya meliputi sistem tangki sederhana yang menggunakan nozzle hingga sistem yang rumit dengan penambahan baffles, motor, spray dan komponen lainnya Klasifikasi yang digunakan untuk membedakan wet scrubber adalah jenis energi kontak yang digunakan antara droplet dan aliran udara. Klasifikasi dari tipe Wet Scrubber ini cukup banyak, beberapa dari pembagiannya diantaranya : Spray TowerTipe paling sederhana dari Wet Scrubber adalah Spray Tower, partikel yang ikut mengalir bersama aliran gas disemprot dengan air menggunakan nozzle. konstruksi tipe ini bisa ditempatkan secara horizontal atau vertikal. Berikut ini contoh dari Spray Tower dengan pemasangan secara vertikal.

Cyclonic SprayPerbedaan antara Cyclonic Spray dengan Spray Tower adalah dari segi konstruksi pada bagian aliran udara masuk ke Scrubber. Cyclonic Spray memiliki konstruksi bagian inlet gas yang dibuat pada posisi tangensial terhadap silinder Scrubber sehingga gas yang masuk akan mengalami aliran turbulen sehingga alirannya akan bersinggungan dengan dinding silinder Scrubber. Hal ini mengakibatkan gas yang mengalir bertambah kecepatan alirannya. Sedangkan air yang disemprotkan berasal dari nozzle yang ditempatkan pada bagian tengah atas konstruksi inlet atau dari pipa yang ditempatkan ditengah sepanjang Scrubber. Berikut beberapa tipe dari Cyclonic Spray.

Irrigate Cyclone Scrubber dan Cyclonic Spray Scrubber Ventury Scrubber Pada tipe ini konstruksinya mengalami pengecilan diameter lalu pembesaran kembali. Bagian yang memiliki diameter terkecil disebut throat, dengan adanya throat aliran gas akan mengalami proses pencekikan, sehingga akan terjadi tumpukan partikel pada bagian tersebut.. Aliran air ditempatkan untuk menggenangi dan mengalir melalui throat seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini. Kecepatan aliran gas dengan kondisi pencekikan pada bagian throat menghasilkan efisiensi tinggi pada tipe ini yaitu antara 70 99% untuk partikel berukuran > 1m tetapi hanya > 50% untuk ukuran partikel sub mikron.2.4 Kelebihan dan kekurangan Wet scrubber Kelebihan Wet scrubber

1. Dapat secara simultan/bersamaan menyisihkan partikulat dan gas;

2. Digunakan pada sumber yang mengeluarkan gas atau partikulat bersifat explosive;

3. Bentuknya kecil dan dapat digabungkan dengan unit lainnya dalam ruang terbatas.

Kekurangan Wet scrubber

1. Menimbulkan pencemaran air;

2. Menimbulkan korosif;

3. Membutuhkan biaya yang besar pada pembuangan slugenya.

KeunggulanKelemahan

Kebutuhan tempat kecil

Scrubber mengurangi temperatur dan volume arus gas prosedur. Oleh karena itu, ukurran vessel termasuk fan dan duct yang mengarah downstream lebih kecil daripada yang terdapat di alat lain. Ukuran yang lebih kecil menghasilkan biaya pokok yang lebih kecil dan lebih fleksibel dalam penempatan lokasi.Masalah korusi

Air dan polutan terlarut dapat membentuk suatu senyawa asam yang sangat korosif. Kontruksi material yang sesuai sangat penting, dan juga area yang rentan akan keadaan basah-kerung dapat menimbulkan korosif.

Tidak ada sumber pengotor kedua

Begitu partikel terkumpul, partikel tidak dapat keluar selama proses berjalan.Kebutuhan power tinggi

Efisiensi pembuangan tinggi untuk partikel pada hanya dapat dicapai pada pressure drop yang tinggi, yang berujung pada biaya operasi yang tinggi.

2.5 Kriteria ukuran Wet Scrubber

Ukuran scrubber keseluruhan (diameter) adalah fungsi dari kecepatan gas jenuh melalui shell scrubber. Untuk memperlihatkan volume correction dalam perhitungan wet scrubber dapat dilihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Volume Correction

Para perkiraan partikulat dan / atau kabut efisiensi untuk scrubber venturis dan Impinjet dapat ditentukan oleh efisiensi grafik pada Gambar 2.10. Untuk menentukan jumlah tahap Impinjet dibutuhkan untuk penyerapan gas seperti asam, memerlukan perhitungan kompleks dengan variabel terlalu banyak menggunakan grafik sederhana. Namun, untuk partikulat atau penyerapan, beberapa hal yang harus diperhatikan:

1. Volume gas;

2. Proses deskripsi

3. Suhu;

4. Ukuran partikel;

5. Kadar air;

6. Jenis kontaminan

Gambar 2.10 Efisiensi Partikulat

2.6 Parameter - Parameter Desain

Parameter yang mempengaruhi performa wet scrubber secara keseluruhan adalah:

Waste gas flow rate, temperature dan humidity;

Kecepatan gas dan pressure drop;

Liquid-to-gas (L/G) ratio; Residence time Droplet size; dan

Persamaan pressure drop

2.6.1 Waste Gas Flow Rate, Temperature, dan Humidity

Laju aliran arus gas adalah parameter untuk pengukuran dimensi yang paling penting pada wet scrubber. Makin tinggi laju aliran gas, makin besar sistem venturi dan volume scrubbing liquid yang dibutuhkan untuk mencuci gas. Wet scrubber beroperasi pada laju alir gas lebih kecil daripada baghouses atau ESPs karena injeksi liquid.Temperatur gas dan humiditas juga berpengaruh pada desain venturi. Ketika udara melewati wet scrubber, air menguap dan menyebabkan humiditas meningkat dan mendinginkan arus gas. Jumlah penguapan ditentukan oleh temperatur inlet dan humiditas. Laju penguapan yang tinggi akan meningkatkan konsumsi air yang dibutuhkan atau liquid-to-gas ratio.

2.6.2 Kecepatan Gas dan Pressure Drop

Meningkatkan kecepatan relatif antara gas dan droplet liquid meningkatkan momentum partikel, menyebabkan partikel lebih kecil untuk terkumpul oleh mekanisme impaction. Kecepatan relatif dapat ditingkatkan dengan cara mempersempit throat, menginjeksikan liquid counter-current ke aliran gas, atau menyemprot liquid ke throat.

2.6.3 Liquid-to-Gas (L/G) Ratio

Liquid-to-gas ratio (L/G) adalah volume liquid yang diinjeksikan per volume gas masuk. Secara umum, L/G ratio meningkatkan collection efficiency karena density droplet di sepanjang area permukaan tertentu pada scrubber lebih tinggi.

2.6.4 Residence time

Menambah panjang throat dan bagian diverging, meningkatkan waktu kontak antara liquid dan partikel pengotor dalam arus gas. Untuk sistem energi tinggi, direkomendasikan panjang bagian diverging dari throat minimal 4 kali lebar throat agar memenuhi waktu kontak yang cukup.2.6.5 Droplet Size

Terdapat ukuran droplet optimum untuk memaksimalkan pengumpulan partikel. Droplet lebih kecil memiliki permukaan lebih besar terhadap rasio volume, maka akan menangkap partikel lebih banyak per volume yang diinjeksikan. Bagaimanapun juga, jika ukuran droplet terlalu kecil, momentum dari arus gas dapat berpindah ke droplet yang akan menurunkan kecepatan relatif antara droplet dan partikel. Sedangkan kecepatan relatif rendah menghasilkan collection efficiency yang rendah pula.

2.6.5 Persamaan Pressure drop

Persamaan pressure drop yang paling banyak dipakai untuk venturi scrubber adalah :

= Pressure drop di sepanjang venturiv= Kecepatan di throat

g = Density gas

L/G = Rasio liquid-gas

k = Faktor korelasi untuk scrubber tertentu

Persamaan lain yang lebih luas diterima untuk memperkirakan pressure drop di sepanjang venturi scrubber diperkenalkan oleh Calvert