LAMPIRAN II PERHITUNGAN. 1 β

Transkripsi

1 43 LAMPIRAN II PERHITUNGAN 1. Perhitungan Laju Alir Udara Primer Untuk menghitung laju udara dihitung/dikonversi satuan tekanan menjadi laju alir udara. Rumus untuk menghitung laju alir udara yaitu: Q = C A 1 1 β 2 (P P ) Dimana: d1 = diameter luar orifice d2 P A2 Cd β = diameter dalam orifice = beda tekan udara = luas penampang orifice = densitas udara = koefisien orifice = diameter orifice (Sumber: Mc Cabe. 1993:221) Laju alir udara yang digunakan tetap yaitu pada pembacaan tekanan 06 cmh2o Diketahui : - D1 = 15 m = m - D2 = 05 in = 0016 m - A = d 2 maka A1 = m 2 A2 = m 2 - Cd = 061 (Sumber : Mc Cabe : 225) - Temperatur udara = 29 C = 302 K Maka udara pada 3027 K dilakukan interpolasi antara : pada T = 300 K adalah kg/m3 (Sumber : Holman J.P 2004: 589) pada T = 350 K adalah 0998 kg/m3 (Sumber : Holman J.P 2004: 589) sehingga udara pada 302 K adalah Kg/m3

2 44 Data yang terbaca pada manometer : h1 = -06 cmh2o h2 = 06 cmh2o maka - P1 + h1 = P2 + h2 P1 + (-06) = P P1 P2 = = 12 cmh O = pa - β = = = Q = C A β (Sumber : Mc Cabe. 1993:221) = m 2 ( ) = m 3 /s = liter/menit - Massa laju alir udara primer : ṁ udara primer = Q o = m 3 /s kg/m 3 = kg/s 2. Perhitungan Laju Pemakaian Bahan Baku Laju pemakaian Bahan Baku Pada Laju Alir liter/menit - Jumlah bahan baku yang disuplai = 2 kg = 2000 gr - Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = kg = 716 gr - Massa bahan baku terpakai = 2000 gr 716 gr = gr - Waktu (t) = 60 menit = 3600 s - ṁbb = = = gr/s

3 45 3. Perhitungan Laju Abu (ash) Sisa Pembakaran laju abu (ash) sisa karbonisasi pada laju alir liter/menit - Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = kg = 716 gr - Waktu (t) = 60 menit = 3600 s - ṁabu = = = gr/s 4. Perhitungan Massa Jenis Syngas a. Pada laju alir udara liter/menit laju alir air 8 liter/menit Massa jenis gas campuran (kq/m 3 ) Persamaan Dimana: = = masssa jenis dari tiap komponen(kg/m ) = fraksi mol dari tiap komponen gas Name Formula Density (kg/m 3 ) Carbon dioide CO Carbon monoide CO 125 Hidrogen H2 009 Nitrogen N2 125 Oksigen O2 149 Methane CH4 068 (Sumber: Astari Gita:2009) - Perhitungan massa gas hasil pada P udara 1 cmh2o = Fraksi volume dari tiap komponen gas ( b) lihat lampiran hasil analisis komposisi gas CO = % N2 = % CO2 = % O2 = 8182 % CH4 = 2128 % H2 = % - Massa jenis tiap komponen ( ) lihat tabel properties dari gas dan uap pada STP mi = CO CO + CO2 CO2 + CH4 CH4 + O2 O2 + N2 N2 + H2 H2

4 46 mi = ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) mi = kg/m 3 b. Pada laju alir udara liter/menit laju alir air 12 liter/menit - Fraksi volume dari tiap komponen gas ( b) lihat lampiran hasil analisis komposisi gas CO = % N2 = % CO2 = % O2 = 8331 % CH4 = 2224 % H2 = 1373 % mi = kg/m 3 c. Pada laju alir udara liter/menit laju alir air 16 liter/menit - Fraksi volume dari tiap komponen gas ( b) lihat lampiran hasil analisis komposisi gas CO = 2123 % N2 = 4287 % CO2 = % O2 = 823 % CH4 = 2324 % H2 = % mi = kg/m 3 5. Perhitungan pada Laju Alir Syngas a. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 8 liter/menit Didapatkan pembacaarn bedat tekan syngas pada manometer yaitu sebesar 05 cmh2o. Untuk menghitung laju alir syngas dihitung/dikonversi satuan tekanan menjadi laju alir udara. Rumus untuk menghitung laju alir syngas yaitu: Q = C A 1 1 β 2 (P P ) Dimana: d1 = diameter luar orifice d2 P A2 = diameter dalam orifice = beda tekan udara = luas penampang orifice (Sumber: Mc Cabe. 1993:221)

5 47 Cd β = densitas udara = koefisien orifice = diameter orifice Diketahui : - D1 = 15 m = m - D2 = 05 in = 0016 m - A = d 2 maka A1 = m 2 A2 = m 2 - Cd = 061 (Sumber : Mc Cabe : 225) - mi = kg/m 3 Data Syngas keluar yang terbaca pada manometer: 058 cmh2o h1 = -058 cmh2o h2 = 058 cmh2o maka - P1 + h1 = P2 + h2 P1 + (-058) = P P1 P2 = = 116 cmh O = pa - β = = = Q = C A (Sumber : Mc Cabe. 1993:221) = m 2 ( ) = m 3 /s = liter/menit

6 48 b. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 12 liter/menit h1 h2 = -054 cmh2o = 054 cmh2o A1 = m 2 A2 = m 2 mi = kg/m 3 Untuk menghitung laju alir syngas pada laju alir air 12 liter/menit digunakan rumus yang sama sehingga laju alir syngas yang didapat m 3 /s atau liter/menit. c. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 16 liter/menit h1 h2 = -051 cmh2o = 051 cmh2o A1 = m 2 A2 = m 2 mi = kg/m 3 Untuk menghitung laju alir syngas pada laju alir air 16 liter/menit digunakan rumus yang sama sehingga laju alir syngas yang didapat m 3 /s atau liter/menit. 6. Perhitungan Volume Syngas a. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 8 liter/menit Untuk menghitung volume syngas dapat digunakan rumus yaitu: V = Q t Dimana: V : Volume Syngas (m 3 ) Q : Laju alir syngas (m 3 /s) t : Waktu operasi (s) maka V = Q t = m 3 /s 3600 s = m 3 b. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 12 liter/menit V = Q t

7 49 = m 3 /s 3600 s = m 3 c. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 16 liter/menit V = Q t = m 3 /s 3600 s = m 3 7. Nilai Kalor (Heating Value) Dari presentase komposisi syngas dapat dilakukan perhitungan Lower Heating Value (LHV) pada syngas dengan perrsamaan : LHV = (Y. LHV ) (Sumber : Anil Kr. 2000) Dimana : LHV syngas = Lower Heating Value (LHV) syngas (kj/nm 3 ) Yi = Fraksi volume (konsentrasi) dari unsur syngas (%) LHVi = Lower Heating Value (LHV) dari unsur syngas (kj/nm 3 ) a. Pada laju alir udara liter/menit laju alir air 8 liter/menit LHV syngas = %COLHVCO + %CH4LHVCH4 + %H2LHVH2 LHV syngas = ( ) MJ/m 3 LHV syngas = MJ/m 3 b. Pada laju alir udara liter/menit laju alir air 12 liter/menit LHV syngas = %COLHVCO + %CH4LHVCH4 + %H2LHVH2 LHV syngas = ( ) MJ/m 3 LHV syngas = MJ/m 3 c. Pada laju alir udara liter/menit laju alir air 16 liter/menit LHV syngas = %COLHVCO + %CH4LHVCH4 + %H2LHVH2 LHV syngas = ( ) MJ/m 3 LHV syngas = MJ/m 3

8 50 8. Kandungan Tar dalam Syngas 8.1 Kandungan Tar dalam Syngas Masuk Venturi Scrubber a. Pada Laju Alir Air 8 liter/menit Kandungan tar = (Sumber: Sianipar 2012:48) = = gr/m 3 b. Pada Laju Alir Air 12 liter/menit Kandungan tar = = = gr/m 3 c. Pada Laju Alir Air 16 liter/menit Kandungan tar = = = gr/m Kandungan Tar dalam Syngas Keluar Venturi Scrubber a. Pada Laju Alir Air 8 liter/menit Kandungan tar = = ( ) = gr/m 3 (Sumber: Sianipar 2012:48) b. Pada Laju Alir Air 12 liter/menit Kandungan tar = = ( ) = gr/m 3

9 51 c. Pada Laju Alir Air 16 liter/menit Kandungan tar = = ( ) = gr/m 3 9. Efisiensi Venturi Scrubber a. Pada Laju Alir Air 8 liter/menit % efisiensi = 100% (Sumber : Sianipar2012:48) =. / /. / = 2759 % 100% b. Pada Laju Alir Air 12 liter/menit % efisiensi = 100% =. / /. / = 3540 % 100% c. Pada Laju Alir Air 16 liter/menit % efisiensi = 100% =. / /. / = 5517 % 100%