TUGAS UO 1 ( PROSES MEKANIKA ) PENERAPAN ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR DALAM INDUSTRI

Transkripsi

1 TUGAS UO 1 ( PROSES MEKANIKA ) PENERAPAN ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR DALAM INDUSTRI KELOMPOK 22 AFIQ UBAIDAH ( ) M DZIKRI HANIF ( ) REZZA TAQWA P ( ) JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

2 I. SEJARAH ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP ) Awal mula prinsip penggunaan ESP diilhami pada tahun 1824 oleh Dr. M. Hohlfeld di Leipzig melaporkan percobaanya tentang botol pembersih kabut yang mengadung listrik. Pada tahun 1884 elektrostatik presipitator pertama digunakan dalam industri untuk menangkap partikel partikel. Tercatat paten dari UK dengan nomor oleh Alfred Walker tentang penyusunan perlatan, yang kemudian berkembang hingga sekarang. II. ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP ) 2.a KEGUNAAN ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP ) ESP digunakan sebagai pengumpul debu diberbagai bidang, termasuk merecovery barang yang masih bernilai, mengumpulkan produk berupa powder, untuk pemindahan secara pneumatis, pembersihan udara untuk area produksi barang barang farmasi dan lapisan fotografi, mengumpulkan polutan yang untuk keamanan dan mengurangi polutan beracun, menangkap flyash dari gas hasil pembakaran pembangkit listrik. Ketika partikel menjadi suspensi dalam gas menjadi ion gas dalam derah elektrostatis, gas dan partikel menjadi terpresipitasi di daerah elektrostatis. Fungsi presipitasi secara elektris diantaranya: 1. Ionisasi gas 2. Pengumpul partikel 2.b PRINSIP KERJA ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP ) Gambar 1 Sumber : bahan ajar teknik lingkungan ITB tahun 2009, hal 21 Electrostatic precipitator(esp) menggunakan medan listrik voltase tinggi untuk memberikan muatan listrik terhadap partikulat, pada dasarnya ESP melewatkan gas buang pada kamar yang berisi platplat atau kawat-plat pengumpul, yang terbuat dari tembaga, kuningan ataupun arang. Elektroda tersebut akan diberi arus listrik DC dengan muatan positif maupun negatif, sehingga daerah diantara elektroda akan timbul medan listrik. Medan listrik ini akan mengionisasi partikel sehingga partikel yang telah bermuatan akan ditarik oleh elektroda plat pengumpul yang berbeda muatan Partikulat yang sudah bermuatan bergerak melewati permukaan pelat pengumpul yang bermuatan berlawanan, sehingga partikulat akan tertarik dan menempel di pelat pengumpul Pada ESP unit terbagi dalam beberapa field dimana pemberian muatan terhadap partikulat akan dilakukan Biasanya ESP terdiri dari 3 sampai 10 field, disusun seri searah aliran gas Pada unit yang besar, ESP dibagi pada beberapa chamber secara pararel yang masing masing memiliki jumlah field yang sama.

3 Tahapan proses pemisahan partikel dari gas dengan menggunakan medan listrik adalah sebagai berikut : Proses Charging pada Partikulat ESP pada gambar 2 mempunyai discharge electrodes ( berbentuk kabel tipis) yang terletak diantara collection electrodes (plat tebal). Kedua elektroda ini berfungsi mentransfer listrik pada partikel dimana discharge electrodes akan menimbulkan medan listrik negatif. Pada proses nya medan listrik mempunyai tiga region.bisa dilihat pada gambar 3 dimana medan listrik paling kuat terletak disekitar discharge electrodes, medan paling lemah terletak disekitar collection electrodes. Sedangkan daerah antara discharge electrodes dan collection electrodes biasa disebut inter-electrode region adalah daerah dimana partikulat seperti debu mengalami proses charging. Gambar 2 oleh ken parker tahun 1989 hal 44 Gambar 3 oleh ken parker tahun 1989 hal 44

4 Corona Discharge: Pembentukan Elektron Bebas Korona merupakan gejala pelepasan muatan elektron dari molekul udara di sekitar penghantar bertegangan tinggi sehingga akan tampak pijaran bercahaya di sekitar discharge electrodes. Elektron bebas yang tercipta karena peristiwa korona ini bergerak sangat cepat karena terhempas dari medan listrik negatif menabrak molekul gas menyebabkan elektron pada gas molekul terlepas sehingga gas molekul bermuatan positif ( gas molekul terionisasi, gambar 4 ). Proses ini terjadi terus menerus menimbulkan lebih banyak elektron bebas dan ion positif yang biasa disebut avalanche multiplication ( gambar 5 ). Gambar 4 oleh ken parker tahun 1989 hal 45 Gambar 5 oleh ken parker tahun 1989 hal 45

5 Penangkapan Partikulat oleh Ion Negatif getaran ). Gambar 6 Ion negatif yang tercipta pada fase korona tadi sangat berperan dalam penangkapan debu pada ESP. Sebelum partikel debu terjerap mereka akan berikatan dengan ion negatif karna masuk dalam medan elektronegatif yang terbentuk. Peristiwa ini disebut saturation charge (Gambar 6). Nantinya partikel debu yang termuati oleh ion negatif perlahan akan menuju collection electrodes dan menempel karena adanya gaya adhesi dan kohesi. Gaya adhesi menyebabkan partikel debu tetap saling menempel karna adanya perbedaan permukaan molekul sedangkan gaya kohesi menyebabkan partikel debu yang baru ikut menempel (Gambar 7). Proses terakhir ialah pelepasan partikulat debu dari dinding collection electrodes, bisa menggunakan water spray atau menggunakan proses rapping ( memakai energi mekanik pada collection electrodes seperti oleh ken parker tahun 1989 hal 47 Gambar 7 oleh ken parker tahun 1989 hal 48

6 III. APLIKASI ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP ) Banyak sekali industri yang menggunakan alat ESP karna efesiensi menyerap partikulat yang sangat tinggi bisa mencapai 99 %, sedangkan ukuran partikel debu terkecil yang diperoleh < 2 μc. Industri yang biasanya memakai ESP adalah pabrik semen, pulp and paper, power plant.penerapannya dalam industri bisa di berbagai plant dalam pabrik seperti : Steam raising utility dan industrial boiler yang menggunakan bahan bahan seperti: anthracite, bituminous, lignite, petroleum coke, brown coals, dll. Iron and steel manufacturing pada unit blast furnace gas cleaning, sinter plants, iron pelletisers, scarfing and deseaming machine. Metallurgical process plant pada unit dryers, smelters, roasters and refining on non ferrous plant, gold and silver bullion refining operations. Coal and gas operations pada unit coal drying, carbonisation and treatment, milling and grinding, detarring coal gasification. Cement and lime manufacture pada unit rotary kiln, clinkers cooler, limestone crushing, raw meal mills, grinders and feed preparation. Waste incineration pada unit municipal, chemical, clinical and hazardous waste disposal, sewage slug fired installations. Miscellaneous applications pada unit carbon black collection, catalyst recovery on refinery cat crackers, capture and recovery of oil mists, penultimate gas cleaning stage on uranium reprocesing plant.

7