MAKALAH ALAT-ALAT PEMISAH DEBU Disusun Oleh : Nama : Ahmad Rafi Nim : 061940411960 Kelas : 3-EGA Dosen Pengampu : Ir. Irawan Rusnadi, M.T. PROGRAM STUDI TEKNIK ENERGI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2020/2021 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Mahakuasa karena telah memberikan kesempatan pada penulis untuk menyelesaikan makalah ini. Atas rahmat dan hidayah-Nya lah penulis dapat menyelesaikan makalah yangg berjudul Alat Pemisah Debu dan Gas tepat waktu. Makalah Alat Pemisah Debu dan Gas disusun guna memenuhi tugas Pak Ir.Irawan Rusnadi.,M.T. pada mata kuliah Pengenalan Pabrik di Polieknik Negeri Sriwijaya. Selain itu, penulis juga berharap agar makalah ini dapat menambah wawasan bagi pembaca tentang macam-macam alat yang berfungsi memisahkan debu dan gas. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Bapak selaku pembimbing. Tugas yang telah diberikan ini dapat menambah pengetahuan dan wawasan terkait bidang yang ditekuni penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih pada semua pihak yang telah membantu proses penyusunan makalah ini. Penulis menyadari makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan penulis terima demi kesempurnaan makalah ini. Palembang,17 Novermber 2020 Ahmad Rafi i DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................. i DAFTAR ISI............................................................................................................... ii ALAT-ALAT PEMISAH DEBU DAN GAS ............................................................1 a. Tujuan Pemisahan Debu dan Gas ....................................................................1 b. Faktor-faktor pemilihan alat ............................................................................1 MACAM-MACAM PEMISAHAN DEBU ...............................................................1 a. Pengendapan oleh gaya berat (gravitasi) .........................................................1 b. Pengendapan dengan gaya berat + sentrifugal ................................................2 c. Pengendapan Elektrostatik...............................................................................4 d. Penyaringan .....................................................................................................6 e. Pembasahan .....................................................................................................7 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................9 ii ALAT PEMISAH DEBU DAN GAS Alat-alat pemisah debu dan gas bertujuan untuk memisahkan partikel debu dan gas kotor dari aliran bahan yang akan diproses atau zat yang akan dibuang . Debu dapat ditemui dalam berbagai ukuran, bentuk, komposisi kimia, densitas, daya kohesi, dan sifat higroskopik yang berbeda. Maka dari itu, pemilihan alat pemisah debu yang tepat berkaitan dengan tujuan akhir pengolahan. a. Tujuan Pemisahan Debu dan Gas - Pertimbangan kesehatan. - Pertimbangan kebersihan lingkungan. - Untuk mendapatkan debunya - Pertimbangan ekonomi b. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan alat yang akan digunakan: - Ukuran partikel debu - Kapasitas - Sifat debu - Konsentrasi dalam gas buang yang diperbolehkan - Efisiensi pemisahan Macam-macam Metode Pemisahan Debu dan Gas a. Pengendapan oleh gaya berat (gravitasi) b. Pengendapan oleh gaya berat + gaya sentrifugal c. Pengendapan dengan cara elektrostatik d. Penyaringan e. Pembasahan A. Pengendapan oleh gaya berat (gravitasi) Alat yang bekerja pada prinsip ini memanfaatkan perbedaan gaya gravitasi dan kecepatan yang dialami oleh partikel. Alat ini akan bekerja dengan baik untuk partikel dengan ukuran yang lebih besar dari 40 mikron dan tidak digunakan sebagai pemisah debu tingkat akhir. 1 Di industri, terdapat juga beberapa alat yang dapat memisahkan debu dan gas secara bersamaan (simultan). Alat-alat tersebut memanfaatkan sifat-sifat fisik debu sekaligus sifat gas yang dapat terlarut dalam cairan. SETTLING CHAMBER Alat diatas merupakan settling chamber yang digunakan sebagai penangkap debu awal untuk menghilangkan partikel dengan ukuran besar. Prinsip kerjanya Settling Chamber : Gas yang mengandung partikulat dialirkan melalui suatu ruang dengan kecepatan rendah sehingga memberikan waktu yang cukup bagi partikulat untuk mengendap ke bagian pengumpul debu. Kelebihan dari settling chamber - Desain alat sederhana, mudah untuk dibuat konstruksinya. - Pemeliharaan yang mudah dan biaya pemeliharaan sangat rendah. Kekurangan dari settling chamber - Ukurannya besar, memerlukan lahan yang luas. - Harus dibersihkan secara manual dalam interval waktu tertentu. - Hanya efektif menyisihkan partikel berukuran besar (>50μm). B. Pengendapan dengan gaya berat + sentrifugal Pemisahan debu dari aliran gas didasarkan pada gaya sentrifugal yang dibangkitkan oleh bentuk saluran masuk alat. Gaya ini melemparkan partikel ke dinding dan gas berputar (vortex) sehingga debu akan menempel di dinding serta terkumpul pada dasar alat. Alat yang menggunakan prinsip ini digunakan untuk pemisahan partikel dengan rentang ukuran diameter hingga 10 mikron lebih. 2 SIKLON (Cyclone) Siklon (cyclone) karena karakteristiknya sering digunakan sebagai alat pemisah partikel dengan gas. Penggunaan siklon sering dijumpai sebagai alat pengontrol polusi udara dari pengotor debu. Siklon juga dijumpai pada proses pembakaran untuk peralatan umpan bahan bakar padat (pulverized) pada boiler. Alasan utama penggunaan siklon dalah harganya yang murah, tidak mempunyai bagian yang bergerak dan mampu bertahan pada kondisi operasi yang berat. Sementara itu siklon juga mempunyai beberapa kelemahan dalam hal efisiensinya yang rendah (khususnya pada partikel yang sangat kecil) dan biaya operasi yang tinggi. Tingginya biaya operasi dikarenakan siklon perlu daya yang besar untuk mengatasi penurunan tekanan (pressure drop). Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis, ukuran, dan bentuk. Prinsip Kerja Cyclone : 1. kumpulan partikel dan gas masuk dalam arah tangensial kedalam siklon pada bagian puncaknya. 2. Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon. 3. Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil. 4. Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran. 5. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah 3 6. Gas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon. Parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan berbagai jenis materi adalah efisiensi pengumpulannya dan penurunan tekanan melalui unitnya. Efisiensi pengumpulan cyclone dapat ditentukan melalui kemampuannya untuk menangkap dan menahan partikel debu dimana penurunan tekanan adalah kekuatan yang diperlukan unit tersebut agar fungsi ini dapat berjalan. Faktor-faktor yang dapat mengurangi performa dari suatu cyclone antara lain: - Kerusakan mekanik dari cyclone - Penyumbatan unit disebabkan endapan debu - Penggunaan yang berlebihan, biasanya disebabkan oleh abrasi C. Pengendapan Elektrostatik Alat ini mengalirkan tegangan yang tinggi dan dikenakan pada aliran gas yang berkecepatan rendah. Debu yang telah menempel dapat dihilangkan secara beraturan dengan cara getaran. Gas berdebu dilewatkan ke medan listrik maka partikel-partikelnya akan terionisasi (ionisasi terjadi dari elektroda discharge dan tertarik ke elektroda pengumpul), cara ini disebut sebagai elektrostatic precipitator. ELECTROSTATIC PRECIPITATOR ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup besar. Dengan menggunakan electro static precipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%). Misalnya, Hasil pembakaran di ruang bakar tersebut mengandung banyak debu mengingat bahan bakar yang digunakan adalah batubara, dan debu tersebut akan terbawa bersama gas buang menuju cerobong. Sebelum gas buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas buang tersebut akan melewati kisi-kisi suatu electrostatic precipitator (ESP). 4 Cara Kerja ElectroStatic Precipitator Cara kerja dari electro static precipitator (ESP) adalah: 1. Melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif. 2. Partikel debu yang sekarang bermuatan negatif (-) kemudian menempel pada pelat-pelat pengumpul (collector plate). Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper) dan dipindahkan ke fly ash silo dengan cara di vakum atau dihembuskan. 5 D. Penyaringan Alat yang berfungsi untuk menyaring dan menghilangkan partikel di dalam gas/fluida dengan menggunakan penghalang atau media. Contoh alat yang digunakan di dalam industri untuk memisahkan partikel kering dari gas yaitu Bag Filter. BAG FILTER Bag filter adalah alat untuk memisahkan partikel kering dari gas (udara) pembawanya. Di dalam bag filter, aliran gas yang kotor akan partikel masuk ke dalam beberapa longsongan filter(disebut juga kantong atau cloth bag) yang berjajar secara pararel, dan meninggalkan debu pada filter tersebut. Aliran debu dan gas dalam bag filter dapat melewati kain (fabric) ke segala arah. Partikel debu tertahan di sisi kotor kain, sedangkan gas bersih akan melewati sisi bersih kain. Cara kerja Bag Filter : 1. Aliran gas yang kotor masuk ke dalam beberapa longsongan filter (disebut juga kantong atau cloth bag) yang berjajar secara pararel, dan meninggalkan debu pada filter tersebut. 2. Aliran debu dan gas dalam bag filter dapat melewati kain (fabric) ke segala arah. 3. Partikel debu tertahan di sisi kotor kain, sedangkan gas bersih akan melewati sisi bersih kain. Konsentrasi partikel inletbag filter adalah antara 100 μg/ m3 – 1 kg/m3. 4. Debu secara periodik disisihkan dari kantong dengan goncangan atau menggunakan aliran udara terbalik/reverse air. 6 Keuntungan dari penggunaan bag filter adalah : - Efisiensi pengumpulan sangat tinggi. - Meski untuk partikulat yang sangat kecil dapat dioperasikan pada kondisi debu dan dalam volume alir yang berbeda-beda. - Terjadi konservasi energi. - Tidak beresiko menimbulkan pencemaran air dan tanah. Kerugian dari bag filter adalah : - Memerlukan area yang luas. - Material kain akan dapat rusak akibat adanya temperatur yang tinggi ataupun korosi bahan kimia. - Tidak dapat beroperasi pada keadaan basah (moist). - Kain dapat menjadi lengket. - Dapat berpotensi menimbulkan kebakaran atau meledak (eksplotion). E. Pembasahan / Scrubber Scubber adalah alat kendali polusi udara yang dapat digunakan untuk membuang partikel dan/atau gas dari arus gas dengan bantuan cairan. WET SCRUBBER Wet scrubber adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi alat yang menggunakan liquid untuk membuang polutan. Pada wet scrubber, arus gas kotor dibawa menuju kontak dengan liquid pencuci dengan cara menyemprotkan, mengalirkannya atau dengan metode lainnya. Wet scrubber membuang partikel dengan cara menangkapnya dalam tetesan atau butiran liquid. Sedangkan untuk polutan gas dilakukan dengan melarutkan atau menyerap polutan ke dalam liquid. Cara Kerja Wet Scubber : 1. Flue gas (gas buang) panas mengalir menuju saturator dimana gas didinginkan dan dilembapkan sebelum masuk area scrubbing. 2. Selanjutnya, gas masuk menuju venturi scrubber dimana kurang lebih setengah volume gas dibuang. Pada waktu dimana gas keluar venturi, 95% partikel pengotor telah dibuang. 7 3. Kemudian gas mengalir menuju scrubber kedua, packed bed absorber, dimana gas dan partikel yang tersisa dikumpulkan. Mist eliminator mengangkat droplet scrubbing liquid (air) yang mungkin terbawa dalam flue gas atau produser gas. 4. Pompa sirkulasi memompa sebagian dari scrubbing liquid kembali ke venturi scrubber dan disirkulasikan kembali, sedangkan sisanya dialirkan menuju sistem treatment. 5. Setelah itu, scrubbing liquid yang telah ditreatment disirkulasikan kembali menuju saturator dan packed bed absorber. 6. Fan dan ductwork menggerakan arus gas keluar melalui cerobong. 8 DAFTAR PUSTAKA http://mix-maxy.blogspot.com/2011/09/cyclone-separator.html http://blog.unnes.ac.id/antosupri/electrostatic-precipitator/ http://dewa23.blogspot.com/2012/10/bag-filter.html https://agushoe.wordpress.com/2009/03/12/perancangan-bag-house-filterfabric-filter/ http://suhaeri13008.blogspot.com/2014/11/penanganan-pencemaran-udarapada.html#:~:text=Pemisah%20venturi,yang%20larut%20di%20dalam%20air. https://slideplayer.info/slide/11983136/ https://www.scribd.com/embeds/144202740/content?start_page=1&view_mode=scroll&acce ss_key=key-DXFMtVntRav5tlToCCWR 9