UTILITAS

Sedimentasi

Þ    Berupa bak penampung rectangular dari beton untuk mengendapkan lumpur dan kotoran air sungai.

Þ    Gaya yang bekerja pada proses sedimentasi :

Gaya gravitasi, gaya apung.

Bak Penggumpal

Þ    Berbentuk tangki berpengaduk yang berfungsi untuk menggumpalkan padatan terlarut dengan penambahan alum (Al2(SO4)3), NaOH, klorin (Cl2). 

• Larutan Alum (aluminium sulfat)

Berupa tepung berwarna putih, dapat larut dalam air, stabil dalam udara, tidak mudah terbakar, tidak dapat larut dalam alkohol dan dapat dengan cepat membentuk gumpalan. Alum berfungsi sebagai bahan penggumpal (floculant) untuk menjernihkan air. Pembentukan flok terbaik pada  PH  6,5 – 7,5. Jumlah alum yang diinjeksikan sebanyak 0,06% dari air umpan dengan konsentrasi 26% volum.

Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2                             2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 + 6 CO2

Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 +3 H2O                     2 Al(OH)3 +3 Na2SO4 + 3 CO2

• Soda kaustik (NaOH)

Diinjeksikan untuk mengatur pH atau memberikan kondisi basa pada air sungai sehingga mempermudah pembentukan flok oleh alum karena air sungai cenderung bersifat asam. Jumlah soda abu yang diinjeksikan sebanyak 0,05% dari air umpan dengan konsentrasi 40% volum.

• Klorin

Berfungsi untuk membunuh bakteri, jamur, dan mikroorganisme. Jumlah   kaporit yang diinjeksikan sebanyak 1,2 % dari umpan dengan konsentrasi 30 % volum.

Þ    Prinsip kerja :

• Zat-zat pengotor dalam bentuk senyawa suspensi koloidal tersusun dari ion-ion bermuatan negatif yang saling tolak-menolak.
• Aluminium Sulfat dalam air akan larut membentuk ion Al3+ dan OH-

serta menghasilkan asam sulfat sebagai berikut:

Al2(SO4)3 + 6 H2O  à 2 Al3+ + 6 OH- + 3 H2SO4

• Ketika ion yang bermuatan positif dalam koagulan (Alum, Al3+) bertemu / kontak dengan ion negatif tersebut pada kondisi pH tertentu maka akan terbentuk floc (butiran gelatin).
• Butiran partikel floc ini akan terus bertambah besar dan berat sehingga cenderung akan mengendap ke bawah.
• Pada proses pembentukan floc, pH cenderung turun (asam) karena terbentuk juga H2SO4. Untuk mengontrol pH, diinjeksikan NaOH.
• Untuk menjamin koagulasi yang efisien pada dosis bahan kimia yang minimal maka koagulant harus dicampur secara cepat dengan air. Proses pencampuran bahan kimia ini dilakukan di Premix Tank / Flocculator.

Clarifier

Þ    Bak berbentuk kerucut terpancung dan berpengaduk yang berfungsi sebagai tempat penjernihan air dimana kekeruhan dan koloid yang terlarut mengendap menjadi lumpur dan dibuang dengan blowdown secara periodik.

Þ    Proses terjadinya flokulasi :

• Koloid Al(OH)3 yang bermuatan positif akan menyerap partikel tersuspensi yang bermuatan negatif.
• Setelah menyerap partikel negatif Al(OH)3 mengendap membentuk lumpur.

Þ    Prinsip kerja :

• Bak berbentuk kerucut terpancung dilengkapi rakes yang berputar lambat untuk menggerakan suspensi kebagian tengah pengeluaran.
• Umpan masuk pada feedwell melalui bagian tengahnya (lihat Gambar Brown hal 113).
• Cairan umpan yang masuk mengalir turun bersama suspensi padat pada feedwell, kemudian cairan secara radial keluar dari tengah dan keatas kemudian overflow.
• Sementara suspensi padat (lumpur) cenderung untuk mengendap ke bawah.
• Lapisan lumpur yang terbentuk juga berfungsi menahan floc yang baru terbentuk, oleh karena itu harus dijaga tetap ada.
• Untuk menjaga supaya lumpur merata dan tidak terlalu padat dilakukan pengadukan lambat 0,1-0,3 m/s (Ulrich, 1984 hal 232).
  • Level lapisan lumpur dijaga dengan melakukan blowdown.

Þ    Beda thickener dan clarifier :

• Thickener : meningkatkan konsenterasi bila kandungan padatan tersuspensi besar.
• Clarifier : menghilangkan kuantitas kandungan padatan halus yang jumlahnya kecil sehingga menghasilkan effluen cairan yang jenih.

Sand Filter

Þ    Berfungsi untuk menyaring partikel-partikel yang tidak terendapkan pada clarifier karena ukurannya terlalu kecil atau terlalu ringan selain itu juga berfungsi mengurangi kadar Cl2 dalam cairan.

Þ    Susunan media penyaring dari atas :

• Antrafit
• Fine sand                2-4 ft (Powell, 1954)
• Coarse sand
• Activated carbon
• Gravel (kerikil) 8-20 in

Þ    Tahapan regenerasi :

• Drain down yaitu mengurangi level cairan dalam vessel
• Back washing yaitu mengalirkan air dari bawah yang berfungsi mengaduk lumpur yang nebgendap dipermukaan pasir dan mengeluarkan lumpur dari sand filter.
• Rinse yaitu membuang lumpur yang masih tertinggal di sand filter dengan mengalirkan air dari atas.

Þ    Di sand filter ada karbon aktif untuk mengurangi kadar kaporit, bau dan warna

Cooling Tower

Þ    Pengolahan air pada cooling tower  dilakukan dengan menginjeksikan zat kimia, yaitu:

• Scale inhibitor, berupa dispersant yang berfungsi untuk mencegah pembentukan kerak pada peralatan yang disebabkan oleh senyawa-senyawa terlarut.
• Corrosion inhibitor, berupa natrium posfat yang berfungsi untuk mencegah korosi pada peralatan.

Þ    Proses pendinginan di cooling tower :

• Cooling Water yang telah menyerap panas proses pabrik dialirkan kembali ke Cooling Tower untuk didinginkan.
• Air dialirkan ke bagian atas Cooling Tower kemudian dijatuhkan ke bawah  dan akan kontak dengan aliran udara yang dihisap oleh Induce Draft (ID) Fan.
• Akibat kontak dengan aliran udara terjadi proses pengambilan panas dari air oleh udara dan juga terjadi proses penguapan sebagian air dengan melepas panas laten yang akan mendinginkan air yang jatuh ke bawah.
• Air yang telah menjadi dingin tersebut dapat ditampung di Basin dan dapat dipergunakan kembali sebagai cooling water
• Air dingin dari Basin dikirim kembali untuk mendinginkan proses di pabrik menggunakan pompa sirkulasi Cooling water.
• Pada proses pendinginan di cooling tower sebagian air akan menguap dengan mengambil panas laten, oleh karena itu harus ditambahkan airmake-up dari Water Treatment Plant.

Ion Exchange

Þ    Peralatan ion exchange berupa tangki yang diisi bed (resin, pasir, kerikil) dimana pasir dan kerikil berfungsi sebagai support resin.

Þ    Prinsip kerja :

• Air masuk pada bagian atas tangki melalui pipa, kemudian didistribusikan di atas permukaan bed exchanger.
• Air yang telah didemineralisasi dikeluarkan oleh pipa kolektor pada bagian bawah.

Þ    Regenerasi :

Regenerasi dilakukan bila resin sudah jenuh (konduktivitas tinggi dan kandungan SiO2 besar).

Cara regenerasi resin :

• Cocurrent
• Countercurrent

Keuntungan countercurrent karena:

• Laju kebocoran rendah
• Kapasitas operasi lebih besar pada dosis regeneran yang sama

Kerugian countercurrent :

• Bed perlu disusun lagi

Urutan regenerasi :

• Backwash

-   Selama backwash bed mengalami expansi

-   Air masuk dari bawah

• Regenerasi dengan bahan kimia
• Pencucian rinse

Air dimasukkan dari atas

Cation Exchange

Þ    Mengikat kation seperti Ca2+, K+, Mg2+, Fe2+, Al3+ penyebab scaling.

Þ    Resin yang digunakan : asam lemah yaitu metilen akrilat

Þ    Jenis resin lain : Phenolic resin, styrene base resin, acrylic resin.

Þ    Syarat resin :

• Stabil pada temperatur setinggi-tingginya 300 oF
• Terdapat pada range pH yang besar
• Densitas besar

Resin metilen akrilat :

PH                         =  6-8 (Tabel, 16-19,  Perry's Handbook, 1997)

Kapasitas resin       = 0,75  eq/L (Tabel, 16-19,  Perry's, 1999:16-66)

Densitas resin, ρ = 0,95 kg/L (Tabel, 16-6,  Perry's, 1999:16-10)

Þ    Reaksi yang terjadi :

Ca2+      +  RH2                          RCa   

Mg(Cl)2  +  RH2                      RMg   +  2 HCl

2 NaCl    +  RH2                      RNa2    +  2 HCl

Apabila resin sudah jenuh pencucian dilakukan  dengan menggunakan larutan H2SO4 4 %.

Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah :

RCa   + H2SO4                   RH2  +  CaSO4

RMg  + H2SO4                    RH2  +  MgSO4

RNa2 +  H2SO4                   RH2  +  Na2SO4

Anion Exchange

Þ    Mengikat anion (CO3-, SO42-, SiO3-, NO3-, NO-) penyebab kesadahan air.

Þ    Resin yang digunakan : basa lemah amino polistyrena (NH(CH2)OH)

Þ    2 jenis resin Anion Exchanger:

• Basa lemah : resin ini bisa mengikat asam kuat seperti H2SO4, hydrochloric tetapi tidak bisa menghilangkan CO2 dan silika.
• Basa kuat : menghilangkan CO2 dan silika

Þ    Reaksi yang terjadi :

R(OH)2  +  H2SO4                                     RSO4  +  2 H2O

R(OH)2  +  2 HCl                                       RCl2  +  2 H2O

R(OH)2  +  2 HNO3                                   R(NO3)2  +  2 H2O

R(OH)2  + H2SiO3                                                    RSiO3  +  2 H2O

Apabila resin sudah jenuh dilakukan dengan pencucian menggunakan larutan NaOH 40 %.

Reaksi yang terjadi pada waktu regenerasi adalah :

RSO4      +  2 NaOH                                   R(OH)2   +  Na2SO4

RCl2       +  2 NaOH                                    R(OH)2   +  2 NaCl

R(NO3)2  + 2 NaOH                                   R(OH)2   +  2 NaNO3

RSiO3     + 2 NaOH                                     R(OH)2   +  Na2SiO3

Daerator

Þ    menghilangkan gas-gas terlarut dalam air, seperti: O2 dan

CO2, agar tidak terjadi korosi dan kerak, diinjeksikan hydrazine (N2H4).

Þ    Proses Deaerasi

• Air demin + kondensat dihilangkan kandungan O2 dan gas-gas terlarut (CO2) melalui proses stripping dengan LS dan reaksi dengan Hydrazine(N2H4).
  • pH dinaikkan menjadi 9.0 dengan injeksi NH3
  • Keluaran deaerator disebut Boiler Feed Water (BFW)

Boiler

Þ    Kriteria pemilihan :

1. Water-tube boiler (cross-drum boiler)

• o kapasitas besar, sampai 500.000 lb/jam
• o pressure 160 – 1450 psi

1. Fire-tube boiler

• o pemanas di tube
• o kapasitas kecil
• o tekanan steam rendah
• o tdk bisa utk superheated steam

Generator

Þ    Bagian bergerak     : rotor

Bagian diam            : stator

Þ    Bagian bergerak dihubungkan dengan turbin yang digerakkan oleh steam. Pergerakan menimbulkan gaya elektromagnetik yang diubah menjadi listrik

Turbin Uap

Þ    suatu penggerak mula yang secara kontinyu mengkonversikan energi uap tekanan dan temperatur tinggi yang disuplai oleh pembangkit uap menjadi kerja poros dan uap tekanan rendah dikeluarkan ke suatu kondensor atau untuk suatu proses/pemanasan.

Þ    Konversi energi pada turbin uap, pada dasarnya, terjadi dalam 2 langkah, yaitu:

• Pertama-tama uap tekanan dan temperature tinggi berekspansi dalam nosel dan keluar pada kecepatan tinggi.
• Pancaran uap (steam jet) kecepatan tingi yang keluar dari nosel (nozzle) akan menabrak sudu-sudu (blades) yang dipasang/disusun pada suatu roda (wheel) mengalami pembelokan oleh suatu sudut dan kerugian momentum akan diserap oleh roda yang berputar dalam memproduksi tenaga putar (torque).

Sistem udara instrumentasi

Þ    Udara tekan adalah udara yang dimampatkan dan ditahan pada suatu tekanan yang lebih besar daripada tekanan atmosfir.

Þ    Udara tekan berlangsung secara adiabatis yaitu tidak ada pertukaran panas antara sistem dengan lingkungan.

Þ    digunakan untuk menjalankan instrumentasi seperti untuk menggerakkancontrol valve serta untuk pembersihan peralatan pabrik. Udara instrumen bersumber dari udara di lingkungan pabrik, hanya saja udara tersebut harus dinaikkan tekanannya dengan menggunakan compressor.

Þ    Kompressor sentrifugal

Prinsip kerja :

• Menggunakan impeller tersusun radial/blade yang bergerak mundur.
• Saat impeller berotasi, gas diantara rotatimg blade bergerak dari daerah dekat poros radial terluar menuju difusser.
• Energi diubah ke gas ketika bergerak melewati impeller.
• Beberapa energi mengakibatkan tekanan naik, sebagian lagi digunakan untuk kecepatan gas. Kecepatan menurun dalam difusser menghasilkan tekanan naik dan mengkompresi gas.

Þ    Fuel oil lebih banyak dipakai daripada batubara karena lebih mudah dihandle dan dibakar, sisa pembakaran (ash) juga lebih sedikit.

Þ    Fuel oil no. 6 (merupakan by-product refinery process) banyak dipakai utk steam generation karena cost per Btu paling murah. GHV = 18300 Btu/lb.

Þ    Make-up diperlukan utk mengganti air & steam yg hilang krn

• o bocor di pipa dan alat lain
  • o penguapan di cooling tower
  • o blow down (mengantisipasi akumulasi suspended solid)
  • • o jika ada alat yg rusak air & steam terpaksa dibuang

  
  

  
  

  
  

  Pembersihan Alat

  Þ    secara kimia :

  biasanya digunakan zat kimia seperti asam klorida 5-10% untuk melarutkan kerak.

  Þ    Secara mekanik :

  • High pressure water jet cleaning

  Digunakan untuk membersihkan HE, Tower, Tangki, dll

  • Pig cleaning

  Untuk membersihkan pipa, valve dengan digerakkan air atau udara bertekanan.