Lebih Jauh tentang Absorpsi Gas dan Pembahasan CONTOH: Soal #2

dokumen-dokumen yang mirip
TRANSFER MASSA ANTAR FASE. Kode Mata Kuliah :

Prof. Dr. Ir. Setijo Bismo,, DEA. DTK FTUI Nopember, 2014

BAB IV. PERHITUNGAN STAGE CARA PENYEDERHANAAN (Simplified Calculation Methods)

PACKED BED ABSORBER. Dr.-Ing. Suherman, ST, MT Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Edisi : Juni 2009

ALAT TRANSFER MASSA ABSORBER DAN STRIPPER

BAB V. CONTINUOUS CONTACT

PERANCANGAN PACKED TOWER. Asep Muhamad Samsudin

PERANCANGAN TRAY TOWER. Asep Muhamad Samsudin

Prinsip Dasar Perpindahan Massa dalam OTK (UO)

FORMULASI PENGETAHUAN PROSES MELALUI SIMULASI ALIRAN FLUIDA TIGA DIMENSI

MAKALAH ALAT INDUSTRI KIMIA ABSORPSI

Ruang Lingkup. 1. Pemilihan Tipe Kolom 2. Penentuan Kondisi operasi 3. Perancangan Tray Tower 4. Perancangan Packed Tower

SATUAN OPERASI-2 ABSORPSI I. Disusun Oleh:

KOLOM BERPACKING ( H E T P )

PEMILIHAN TIPE KOLOM PEMISAH. Asep Muhamad Samsudin

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PMD D3 Sperisa Distantina EKSTRAKSI CAIR-CAIR

PERANCANGAN ALAT PROSES ABSORBER. Oleh : KELOMPOK 17

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia II Kolom Berpacking (HETP) BAB I PENDAHULUAN

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON BANTEN

PENGETAHUAN PROSES PADA UNIT SINTESIS UREA

PEMILIHAN TIPE KOLOM PEMISAH. Asep Muhamad Samsudin

BAB I DISTILASI BATCH

BAB I. PENDAHULUAN OTK di bidang Teknik Kimia?

FISIKA 2. Pertemuan ke-4

Materi kuliah OTK 3 S1 Sperisa Distantina

Kolom pemisahan. stripper. absorber. distilasi

III ZAT MURNI (PURE SUBSTANCE)

Wusana Agung Wibowo. Prof. Dr. Herri Susanto

Gambar 1. Skematis Absorber Bertalam-jamak dengan Sistem Aliran Gas dan Cairannya

TINJAUAN TEORITIS PERANCANGAN KOLOM DISTILASI UNTUK PRA-RENCANA PABRIK SKALA INDUSTRI

KAJIAN HIDRODINAMIKA DAN TRANSFER MASSA PROSES ABSORBSI PADA VALVE TRAY DENGAN MENINJAU PENGARUH VISKOSITAS CAIRAN

Diagram Segitiga dan Kesetimbangan Cair-Cair

BAB II. KESEIMBANGAN

BAB III. PERHITUNGAN STAGE SEIMBANG

BAB II DESKRIPSI PROSES

BAB 6 ANALISIS 6.2. Analisis Perhitungan dan Hasil Perhitungan Absorpsi CO2 dengan Air Menggunakan Analisis Gas

Kajian Hidrodinamika Proses Absorbsi pada Valve Tray dengan Meninjau Viskositas Cairan

LANDASAN TEORI. P = Pc = P 3 = P 2 = Pg P 5 P 4. x 5. x 1 =x 2 x 3 x 2 1

packing HETP meningkat dengan beban (loading) dalam structured packing

PMD D3 Sperisa Distantina

MODEL ABSORPSI MULTIKOMPONEN GAS ASAM DALAM LARUTAN K 2 CO 3 DENGAN PROMOTOR MDEA PADA PACKED COLUMN

Sumber : Karl Kolmetz, et al, 2007, Optimization Design Column

DESAIN ALAT DISTILASI UNTUK MEMPEROLEH ETANOL DENGAN KADAR OPTIMUM

BAB II LANDASAN TEORI

PROSES PRODUKSI ASAM SULFAT

Perpindahan Panas. Perpindahan Panas Secara Konduksi MODUL PERKULIAHAN. Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh 02

Kesetimbangan Fasa Bab 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODE PENELITIAN

Laporan Praktikum Kimia Fisik

Kinetika Reaksi Homogen Sistem Reaktor Alir (Kontinyu)

PEMBUATAN BIODIESEL DARI MINYAK BIJI NYAMPLUNG DENGAN PROSES TRANSESTERIFIKASI DALAM KOLOM PACKED BED. Oleh : Yanatra NRP.

KESETIMBANGAN FASE DALAM SISTEM SEDERHANA (ATURAN FASE)

BASIC OF SHORT CUT & RIGOROUS COLUMN DISTILLATION SIMULATION IN HYSYS. CREATED BY DENNY FIRMANSYAH

Penurunan Bikarbonat Dalam Air Umpan Boiler Dengan Degasifier

1) Menghitung laju uap dan cairan maksimum dan minimum 2) Mengumpulkan dan perkirakan sifat fisis campuran 3) Memilih jarak antar plat 4) Menetukan

PERFORMA KOLOM SIEVE TRAY DENGAN PACKING SERABUT PADA DISTILASI ETANOL-AIR

PEMISAHAN CAMPURAN ETANOL - AMIL ALKOHOL - AIR DENGAN PROSES DISTILASI DALAM STRUCTURED PACKING DAN DEHIDRASI MENGGUNAKAN ADSORBENT

STUDI TENTANG KONSTANTA LAJU PERPINDAHAN MASA-KESELURUHAN (K L a) H2S PADA PENYISIHAN NH 3 DAN DENGAN STRIPPING -UDARA KOLOM JEJAL.

ENTROPI. Untuk gas ideal, dt dan V=RT/P. Dengan subtitusi dan pembagian dengan T, akan diperoleh persamaan:

Teori Kinetik Gas. C = o C K K = K 273 o C. Keterangan : P2 = tekanan gas akhir (N/m 2 atau Pa) V1 = volume gas awal (m3)

Fugasitas. Oleh : Samuel Edo Pratama

PEMILIHAN TIPE KOLOM PEMISAH. Asep Muhamad Samsudin

MENGUAP DAN MENDIDIH

BAB II ABSORPSI DAN STRIPPING II.1 ABSORPSI dan STRIPPING

PROSES DESORPSI GAS KHLOR DALAM LARUTAN SODIUM HYPOKHLORIT DENGAN MENGGUNAKAN REAKTOR TRICKLE BED

BAB I PENDAHULUAN. Pemisahan campuran azeotrop multikomponen dengan menggunakan

MATERI : MENARA DISTILASI CAMPURAN BINER

Sifat-sifat Fisis Larutan

PENGUKURAN KESETIMBANGAN UAP-CAIR SISTEM BINER ETANOL+ETIL ASETAT DAN ETANOL+ ISOAMIL ALKOHOL PADA TEKANAN 101,33 kpa, 79,99 kpa dan 26,67 kpa

Penuntun praktikum DISTILASI BATCH

TUTORIAL III REAKTOR

SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang

I. Pendahuluan. A. Latar Belakang. B. Rumusan Masalah. C. Tujuan

PEREKAYASAAN MENARA PENYERAP GAS HF PADA PROSES KONVERSI UF 6 MENJADI UO 2 MELALUI JALUR AMMONIUM URANIL KARBONAT (AUK)

Perancangan Kolom Distilasi. Abdul Wahid Surhim

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA II

Kimia Fisika Bab 6. Kesetimbangan Fasa OLEH: RIDHAWATI, ST, MT

FORMULASI SISTEMATIKA KNOWLEDGE-BASED ENGINEERING UNTUK PENANGANAN PERMASALAHAN PROSES DENGAN STUDI KASUS REAKTOR UREA PABRIK KALTIM-1

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Bab VIII Teori Kinetik Gas

Bab III Metodologi Penelitian

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. A. Karakteristik Pengeringan Lapisan Tipis Buah Mahkota Dewa

PEMISAHAN MEKANIS (mechanical separations)

WUJUD ZAT (GAS) Gaya tarik menarik antar partikel sangat kecil

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 7 WETTED WALL COLUMN

Lampiran A : Perangkat Percobaan Kontaktor Gas Cair

Pemisahan Campuran Etanol Amil Alkohol Air dengan Proses Distilasi dalam Structured Packing dan Dehidrasi Menggunakan Adsorbent

PERANCANGAN WET SCRUBBER SEBAGAI UNIT PENGURANG KADAR H2S PADA PRODUKSI BIOGAS DI PT ENERO MOJOKERTO

c. Kenaikan suhu akan meningkatkan konversi reaksi. Untuk reaksi transesterifikasi dengan RD. Untuk percobaan dengan bahan baku minyak sawit yang

BAB III METODE PENELITIAN. Pengujian dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Instrumen Jurusan

Soal Teori Kinetik Gas

ATK I DASAR-DASAR NERACA MASSA ASEP MUHAMAD SAMSUDIN, S.T.,M.T.

KESETIMBANGAN FASA. Komponen sistem

V. HASIL DAN PEMBAHASAN. Perbaikan Dan Uji Kebocoran Mesin Pendingin Absorpsi

Hukum Kesetimbangan Distribusi

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

Transkripsi:

Kuliah #3: Lebih Jauh tentang Absorpsi Gas dan Pembahasan CONTOH: Soal #2 Prof. Dr. Ir. Setijo Bismo, DEA. DTK-FTUI, 27 Oktober 2015

Beberapa Model Kolom Absorpsi A. Kolom Talam (Tray-type Plate Columns) Pengontakan Gas (Absorbat) dan Cairan (Absorben) secara COUNTERCURRENT Pengontakan terjadi dalam cairan (absorben) di atas talam Konfigurasi Kolom Talam: LIQUID FLOW PERFORATED TRAY OVERFLOW WEIR Cairan mengalir sejajar atau PARALEL dengan talam Gas mengalir tegak-lurus terhadap talam

Rancangan Talam (Tray) A. Talam Berlubang (Sieve Tray, Perforated Tray)

B. Talam Katup (Valve Tray) Perancangan Talam

C. Talam Bubble Cap (Bubble Cap Tray) Perancangan Talam

B. Kolom Isian (Packed Columns) Aliran COUNTERCURRENT antara GAS dan CAIRAN (Absorben) Pengontakan pada antarmuka (interface) CAIRAN/GAS pada PACKING CAIRAN mengalir pada permukaan PACKING dengan pola umum menuruni kolom GAS mengalir mengalir di celah-celah (ruang kosong) dalam UNGGUN ISIAN (packing) dengan pola aliran menaiki kolom Jenis PACKING: Acak (random) Terstruktur (structured)

UNGGUN Packing Dipasang dalam formasi penampang unggun Zona (Pelat) Distribusi berada di antara 2 penampang unggun Aliran relatif menentukan HIDRODINAMIKA Kolom Kasus Pembatas: Genangan (FLOODING) Desisan (WEEPING) LIQUID IN DISTRIBUTION PLATE GAS OUT PACKED SECTION

Beberapa Rancangan RANDOM PACKING BENTUK: RINGS SADDLES Lainnya MATERIAL: LOGAM KERAMIK PLASTIK

SPESIFIKASI UNGGUN Random PACKING DIAMETER NOMINAL FRAKSI KOSONG (void fraction) Raschig Ring BERAT RUAH (bulk weight )

Tabel Karakteristik Random PACKING (#1)

Tabel Karakteristik Random PACKING (#2)

PACKING TERSTRUKTUR PACKING dalam Blok UNGGUN dan mengisi penuh diameter kolom

PERANCANGAN KOLOM TALAM Penggunaan Diagram McCABE THIELE: GARIS OPERASI (Operating Line ) dan GARIS KESETIMBANGAN (Equilibrium Line) Garis Operasi dan Kesetimbangan untuk Operasi Absorpsi dan Desorpsi

Sistem Absorpsi Larutan Encer Bila Garis Operasi dan Garis Kesetimbangan memiliki kelandaian TETAP, berlaku Persamaan KREMSER: N N = = y mx + A y2 mx2 ln A 1 2 ln (1 1 A) 1 x y m + A x1 y1 m ln(1 A) 2 1 ln (1 A)

Sistem Non-Linier Bila membentuk garis tak lurus, maka Garis Operasi didasarkan pada Persamaan Aliran INERT: x2 y1 x1 y2 L' + V' = L' + V' 1 x 1 y 1 x 1 y 2 1 1 2 Secara normal, berdekatan dengan Kondisi pada EKSTREMITAS (Terminal Conditions) Bentuk Solusi GRAFIS (McCABE-THIELE DIAGRAM) menggunakan Kedua Persamaan Garis

Jumlah Tahap Kesetimbangan (Number of Equilibrium Stages ) DIDASARKAN pada TAHAP integer antara Garis Operasi dan Garis Kesetimbangan: ABSORPSI, Garis Operasi terletak di ATAS Garis Kesetimbangan STRIPPING, Garis Operasi terletak di BAWAH Garis Kesetimbangan Garis Operasi untuk Laju-alir Cairan Minimum dan Aktual

( LV ) min KASUS PEMBATAS Garis Operasi dengan Terminasi Tahapan pada Garis Kesetimbangan Merupakan Jumlah Tahap Tak Berhingga ( LV ) min dapat terjadi pada perpotongan pertama garis lurus dari titik akhir terhadap Garis Kesetimbangan ( ) ( ) LV = LV faktor desain min Perancangan Titik Terminal didasarkan pada NERACA MASSA Merupakan Jumlah Tahap Berhingga Jika Lebih Kecil dari TAHAP KESETIMBANGAN, dapat menggunakan EFISIENSI MURPHREE η M = y y y n n+ 1 * n yn+ 1

Jatuh Tekanan pada PACKING EFISIENSI PENGONTAKAN dalam ABSORBER: Luas PERMUKAAN/Satuan VOLUME HIDRODINAMIKA Kolom Luas PERMUKAAN: TABEL/Referensi tentang RANGE OF PACKING TABEL 14.7b dalam PERRY S Kondisi-kondisi BATAS/Limit: FLUKS rendah CHANNELING OR WEEPING FLUKS tinggi FLOODING

Korelasi Jatuh Tekanan DATA Empiris: PERRY S FIG. 14-48 THRU 14-59 FIG. 10-6-5 &10.6-6 BASIS: aliran kering Limit FLOODING F P TABLE?? in. w. c. Δ Pflood = ft Packing 0.7 0.115 FP (10.6 1)

PERANCANGAN FLUKS DIAMETER KOLOM didasarkan pada PERHITUNGAN FLUKS: Secara normal, ditentukan oleh Laju Alir Gas/Uap (VAPOR FLUX) Rentang Nilai Perancangan yang direkomendasikan: 65% sampai dengan 80% dari batas FLOODING Data EKSPERIMENTAL: METODA TERBAIK Ada EDGE EFFECTS untuk Uji Kolom Kecil Anti KABUT (MIST ELIMINATOR): Termasuk dalam PERANCANGAN Memperhitungkan Tetesan Terikutkan (ENTRAINED DROPLETS) yang terbentuk (masih ada) di atas PACKING

Skematisasi Operasi Absorpsi V, y 1 L, x 0 V, y N +1 L, x N

CONTOH: Soal #2 Dari data yang telah dihitung dan ditabelkan pada contoh soal #1 di atas, hitunglah laju cairan minimum ( L min ) berupa air murni yang diperlukan untuk mengabsorpsi 90 %-v gas SO2 dalam aliran gas utama yang memiliki laju alir ( Q Gi, ) sebesar 84,9 m 3 per menit (3.000 acfm) yang mengandung 3 %-v SO 2! Gambarkan pula kurva garis operasi aktualnya! Suhu operasi yang digunakan adalah 293,15 K dan tekanannya 101,3 kpa (1 atm).

CONTOH: Soal #2 Jawaban: Seperti jawaban sebelumnya, sistematika jawaban soal #2 ini juga diberikan dalam beberapa tahap untuk dapat mempermudah para mahasiswa dalam mempelajari serta memahaminya. Tahap : menentukan fraksi-fraksi molar dari polutan dalam fasa gas, yaitu: Y 1 dan Y 2. Sketsa ilustrasi proses dan pelabelan proses absorpsi yang dimaksud, dapat dibuat sebagai berikut:

CONTOH: Soal #2 Y1 = 3 % vgas SO2 = 0,03 fraksi-molar dalam aliran gas umpan (kotor) Y = pengurangan kadar SO sebesar 90 % v pada aliran gas umpan 2 2 = (10 %) (Y ) 1 = (0,1) (0,03) = 0,003 fraksi-molar dalam aliran gas keluar (bersih)

CONTOH: Soal #2 Tahap : menentukan fraksi molar gas SO 2 dalam cairan (pelarut air) yang keluar meninggalkan absorber untuk memenuhi efisiensi absorpsi yang diinginkan. Pada laju cairan absorben yang minimum, fraksi-molar gas polutan yang memasuki absorber ( = Y1 ) berada dalam kesetimbangan dengan fraksi-molar cairan yang meninggalkan absorber ( = X1). Dalam hal ini, cairan absorben akan menjadi terjenuhkan oleh adanya SO 2 yang terlarut. Dalam kondisi kesetimbangan tersebut, berlaku: Y = H X 1 1 Dan, konstanta HENRY ( H = ) yang didapat dari soal sebelumnya adalah: sehingga H = 42,7 X fraksi-molar SO2 di udara (fasa gas) fraksi-molar SO di dalam air 1 = = = Y1 H 0,03 42,7 0,000703 2

CONTOH: Soal #2 Lm Tahap : menghitung rasio massa (molar) cairan-terhadap-gas ( = ) Gm menggunakan persamaan: sehingga Y Y = L X X L G ( ) m 1 2 1 2 Gm m = ( Y1 Y2) ( X X ) ( 0,03 0,003) ( 0, 000703 0, 0) m min 1 2 = = g-mol air 38, 4 g-mol udara

CONTOH: Soal #2 Tahap : konversikan terlebih dahulu, laju alir volum gas (bersih) yang keluar dari absorber menjadi laju alir molar ( = G mo, ), yaitu dari satuan 3 m menit menjadi [ ] mol menit. Diketahui dari Hukum Avogadro untuk gas ideal: pada 0 C 3 dan tekanan 101,3 kpa (= 1 atm), terdapat 0,0224 m g-mol gas. Terlebih dahulu, konversikan volume-molar gas dari 0 C ke keadaan 20 C (dari 273,15 ke 293,15 K), menggunakan persamaan gas ideal: P V T = P V T 1 1 2 2 1 2

CONTOH: Soal #2 dalam hal ini, untuk tekanan sistem yang sama (pada 1 atm), diperoleh: P1 V1 P2 V2 P1 V1 T2 = V2 = T1 T2 T1 P2 yang berarti 1 0,0224 293,15 3 ( V ) = 20 C m g-mol gas 273,15 1 = sehingga 3 0,0240 m g-mol gas ( Gm) QG, i 3 20 C 1g-molgas = 0,0240 m 3 1 g-mol gas = 84,9 m menit 3 0,0240 m = 3538 g-mol gas (udara) menit = 3,538 kg-mol gas (udara) menit

CONTOH: Soal #2 Tahap : menghitung laju alir minimum cairan ( = Lm,min ). Dalam hal ini, rasio minimum cairan-terhadap-gas (udara) telah dihitung pada Tahap-, yang harganya: L G m m min = g-mol air 38,4 g-mol udara yang berarti: ( L ) = 38, 4 ( G ) m min m 20 C sedangkan, dari langkah atau Tahap- diperoleh sehingga didapat: ( ) 20 C = 3,538 kg-mol gas (udara) menit G m ( L ) = 38, 4 ( 3,538) m min kg-mol air = 135,86 menit kg-mol air menit untuk satuan massa air, didapatkan: ( ) L = m min kg air 2445,5 menit

CONTOH: Soal #2 Tahap : sketsa kurva garis operasi dan juga garis kesetimbangannya adalah sbb: Kelandaian (slope) garis operasi minimum adalah = 38,4; dengan koordinat [0; 0,003] di puncak menara dan [0,00073;0,03] di dasar. Garis operasi aktual dibuat dengan asumsi: kelandaiannya lebih besar 1,3 x kelandaian garis operasi minimum, yaitu 1,3 x 38,4 50; dengan koordinat [0; 0,003] di puncak menara dan [0,00054;0,03] di dasar diperoleh jumlah tahap 6.

CONTOH: Soal #2

Sampai Hari RABU