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

dokumen-dokumen yang mirip
PERANCANGAN PACKED TOWER. Asep Muhamad Samsudin

PERANCANGAN ALAT PROSES ABSORBER. Oleh : KELOMPOK 17

BAB V. CONTINUOUS CONTACT

TRANSFER MASSA ANTAR FASE. Kode Mata Kuliah :

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

packing HETP meningkat dengan beban (loading) dalam structured packing

PERANCANGAN TRAY TOWER. Asep Muhamad Samsudin

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

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 7 WETTED WALL COLUMN

KOLOM BERPACKING ( H E T P )

ALAT TRANSFER MASSA ABSORBER DAN STRIPPER

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

KESETIMBANGAN FASA. Komponen sistem

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

Penurunan Bikarbonat Dalam Air Umpan Boiler Dengan Degasifier

BAB I DISTILASI BATCH

TERMODINAMIKA (II) Dr. Ifa Puspasari

FISIKA 2. Pertemuan ke-4

Fluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir. Zat cair dan gas adalah fluida. Karena jarak antara dua partikel di dalam fluida tidaklah tetap.

Kolom pemisahan. stripper. absorber. distilasi

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

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

PMD D3 Sperisa Distantina EKSTRAKSI CAIR-CAIR

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)

BAB II LANDASAN TEORI

ALIRAN MELEWATI MEDIA BERPORI

DISAIN KOLOM PENYERAPAN GAS FLUOR YANG KELUAR DARI UF 6 CHEMICAL TRAP

PENGANTAR TRANSFER MASSA

BAB II. KESEIMBANGAN

MODUL 1.05 FLUIDISASI. Oleh : Ir. Agus M. Satrio, M.Eng

TRANSPORT MOLEKULAR TRANSFER MOMENTUM, ENERGI DAN MASSA RYN. Hukum Newton - Viskositas RYN

BAB I PENDAHULUAN I.1.

BAB II DASAR TEORI. ke tempat yang lain dikarenakan adanya perbedaan suhu di tempat-tempat

Hukum Kesetimbangan Distribusi

Kesetimbangan dinamis adalah keadaan dimana dua proses yang berlawanan terjadi dengan laju yang sama, akibatnya tidak terjadi perubahan bersih dalam

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

PENGUKURAN VISKOSITAS. Review Viskositas 3/20/2013 RINI YULIANINGSIH. Newtonian. Non Newtonian Power Law

AZAS TEKNIK KIMIA (NERACA ENERGI) PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

...(2) adalah perbedaan harga tengah entalphi untuk suatu bagian. kecil dari volume.

Kesetimbangan Fasa Bab 17

KIMIA FISIKA I TC Dr. Ifa Puspasari

MAKALAH ALAT INDUSTRI KIMIA ABSORPSI

BAB 1 Energi : Pengertian, Konsep, dan Satuan

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

KESETIMBANGAN FASE DALAM SISTEM SEDERHANA (ATURAN FASE)

BAB III STUDI PENGARUH PERUBAHAN VARIABEL TERHADAP KONSEKUENSI KEGAGALAN

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

Sistem Sumur Dual Gas Lift

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

BAB I. PENDAHULUAN OTK di bidang Teknik Kimia?

Pertemuan ke 7 BAB V: GAS

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

11/25/2013. Teori Kinetika Gas. Teori Kinetika Gas. Teori Kinetika Gas. Tekanan. Tekanan. KINETIKA KIMIA Teori Kinetika Gas

Chapter 6. Gas. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

PERCOBAAN I PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

HUKUM 1 THERMODINAMIKA. Agung Ari Wibowo S.T., M.Sc Politeknik Negeri Malang

Matematika Teknik Kimia III (Process Modeling and Simulation)

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA FISIKA PENENTUAN BERAT MOLEKUL BERDASARKAN PENGUKURAN MASSA JENIS GAS

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

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

Bab IV Hasil dan Pembahasan

H 2 O (l) H 2 O (g) Kesetimbangan kimia. N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g)

STUDI ABSORPSI CO2 MENGGUNAKAN KOLOM GELEMBUNG BERPANCARAN JET (JET BUBBLE COLUMN)

LAMPIRAN B PERHITUNGAN. = 27 cm x 13 cm x 17 cm = 5967 cm 3

Wusana Agung Wibowo. Prof. Dr. Herri Susanto

TRANSFER MOMENTUM FLUIDA DINAMIK

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

PERHITUNGAN KOEFISIEN PERPINDAHAN MASSA PADA PUROLITE SEBAGAI RESIN PENUKAR ION

MODUL- 9 Fluida Science Center U i n versit itas Brawijijaya

SATUAN OPERASI-2 ABSORPSI I. Disusun Oleh:

BAB III METODE PENELITIAN

BAB IV PENGEMBANGAN DAN PENGUJIAN PROTOTIPE SISTEM VAPOR RECOVERY

/ Teknik Kimia TUGAS 1. MENJAWAB SOAL 19.6 DAN 19.8

TEORI KINETIK GAS (II) Dr. Ifa Puspasari

Hukum Termodinamika 1. Adhi Harmoko S,M.Kom

BAB V EKSTRAKSI CAIR-CAIR

KESETIMBANGAN FASA. Sistem Satu Komponen. Aturan Fasa Gibbs

BAB II LANDASAN TEORI

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

SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR (FFE) DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA DITINJAU DARI PENGARUH ARAH ALIRAN UDARA

Fugasitas. Oleh : Samuel Edo Pratama

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

Teknik Reaksi Kimia Lanjut

Sulistyani M.Si

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

FISIKA THERMAL II Ekspansi termal dari benda padat dan cair

Bab I Thermodinamika untuk Teknik Lingkungan

BAB V Hasil Komputasi, Simulasi, dan Analisis

NME D3 Sperisa Distantina BAB II NERACA MASSA

Soal ini terdiri dari 10 soal Essay (153 poin)

Panas dan Hukum Termodinamika I

10/18/2012. James Prescoutt Joule. Konsep dasar : Kerja. Kerja. Konsep dasar : Kerja. TERMODINAMIKA KIMIA (KIMIA FISIK 1 ) Hukum Termodinamika Pertama

EKSTRAKSI CAIR-CAIR. BAHAN YANG DIGUNAKAN Aquades Indikator PP NaOH 0,1 N Asam asetat pekat Trikloroetan (TCE)

PEMILIHAN TIPE KOLOM PEMISAH. Asep Muhamad Samsudin

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ABSTRAK ABSTRACT

WUJUD ZAT. 1. Fasa, Komponen dan Derajat Bebas

TEMPERATUR. dihubungkan oleh

LAMPIRAN 1 DATA PENGAMATAN. mol NaCl

Laporan Praktikum Kimia Fisik

Transkripsi:

PACKED BED ABSORBER Dr.-Ing. Suherman, ST, MT Teknik Kimia Universitas Diponegoro Edisi : Juni 009

Packed Bed Absorber. Pendahuluan Bagian packed bed absorber Problem Umum. Menghitung Tinggi Penurunan Persamaan Desain Definisi N OG dan H OG 3. Menghitung Diameter Pressure Drop di Packed Bed Korelasi Umum

. PENDAHULUAN 3

Packed Bed Absorber Packed tower: berupa tube atau pipa ang diisi dengan beberapa packing. Cairan masuk dari bagian atas, sedangkan gas masuk dari bagian bawah. Hitung: Laju alir air Diamater tower Tinggi packing 4

Packing Ada 3 jenis. Raschig ring: potongan pipa L D 0,5- in. Berl saddle 3. Pall ring Packing memberikan kontak g bagus antar kedua fasa Sehingga luas permukaan menjadi maksimum 5

Distributor Tujuan: menghindari i terjadina channeling Redistributor ditempatkan setiap 0-5 ft 6

Problem Umum Packed bed tower berisikan in raschig ring. Laju alir umpan, kali nilai minimum. Air dengan 0,0% acetone Tekanan parsial acetone di larutan: p A = P 0 A γ A x A dim ana ln γ A =,95 ( x) P 0 A = 0,33 atm, tekanan uap acetone pada 80 F 80 F atm Hitung:. Laju alir air. Diamater tower 3. Tinggi packing 500 SCM udara mengandung 4% mool acetone Diambil 95% acetone 7

Overview Jawaban. Pemilihan laju alir larutan : L =, -,5 kali L min. Diameter tower: berdasarkan pada basis pressure drop. Z p T in H O = 0,5 0,5 ft packing 3. Ketinggian tower ditentukan oleh laju transfer massa. Konsep transfer unit Z = H T OG x N OG Konsep HETP Z T = N x HETP 8

(A) Laju alir minimum - SCFM = standard cubic feet per minute Gas ideal: PV = nrt V n = RT P = R 3 ( 73K) liter ft =,4 = 359 ( atm) gmol lbmol 500ft = 359ft V 3 3 min lbmol =,39 lbmol min Berapa laju alir minimum cairan ang dibutuhkan? Untuk menghitungna perlu memplot garis operasi dan kurva kesetimbangan V L 9

(A) Laju alir minimum - p Kurva Kesetimbangan A = P 0 A γ A x A dim ana ln γ x akta pa = pa/p 0 7.087 0.0000 0.0000 0.0 6.76 0.03 0.03 0.0 6.5064 0.049 0.049 0.03 6.636 0.060 0.060 004 0.04 603 6.03 00796 0.0796 0.07960796 0.05 5.87 0.0959 0.0959 0.06 5.604 0.09 0.09 0.07 5.4008 0.48 0.48 0.08 5.095 0.375 0.375 0.09 5.069 0.493 0.493 0. 4.855 0.60 0.60 A =,95 ( x) P 0 A = 0,33 atm, tekanan uap acetone pada 80 F 0.8 0.6 0.4 0. 0 0. 0.08 0.06 0.04 0.0 0 0 0.0 0.04 0.06 0.08 0. 0. x 0

(A) Laju alir minimum -3 Garis Operasi L Y = X + Y V x X = Y x 0.8 0.6 0.4 = 0. x = 0.000 X = 0.000 0.06 = 0.4 Y = 0.68 0.04 0.0 Y = 0.05 Y = 0.0084 0.00 Kurva kesetimbangan (EC) berada di bawah X garis operasi (OL). Selanjutna, minimum slope tercapai ketika OL meninggung EC. Akhirna, X bisa dibaca pada OL. L Y Y 0.68 0.00840084 = = =.9 Y =.9X + 0.008 V X X 0.08 0.000 min Y 0.0 0.08 0.00 0.0 0.04 0.06 0.08 0.0 L min =.9 V =.9 x.39 lbmol/min =.66 lbmol/min Atau.66 lbmol/min x 8 lb/lbmol x 8.33 lb/gal = 5.75 gal/min

(B) N OG - N OG = d * = 0.00807 (95% terambil dari cairan) Dalam soal ini misalkan x =007 0.07 Maka L dihitung x x L = V 80 F x x () atm Air x = 0.000 Maka akan didapat L/V =.06 * = 0.33exp[.95( x )]x () Aceton di udara = 0.4 V =.39 lbmol/min x = 0.07

(B) N OG - x/(-x) x * /(-*) Integrasi 0 0.5 0.00807 0.000 0.000 0.0005 3.467.0885 * 0.0 0.007 0.007 0.06 68.393.633 0.036 0.044 0.04 0.03 04.93 3.053 0.05 0.08 0.03 0.0456 5.89.8986 0.0 0063 0.063 0089 0.089 0.0808 00585 0.0585 0.9.6900 0.076 0.036 0.0349 0.0708 93.75.949 0.089 0.0437 0.048 0.087 59.343.86 0.05 0.0 0.054 0.0489 0.094 6.987.4787 0.5 0.0593 0.0560 0.05 00.508.737 0.8 0.0675 0.063 0.55 80.063 0.874 000 0.00 0.4 0.0753 0.0700 0.48 65.65 0.988 0.00 0.0 0.04 0.06 0.08 X x f ( ) ( x 0 ) + f ( x) ( ) f ( x) + f ( x ) f x dx = x x 0 + ( x x x ) 0 50 Y d N = OG =.0 * /( -*) 00 50 00 50 0 0.00 0.05 0.0 0.5 3

(C) H OG - H V S K a OG = = g G K a g Bila K g a = 0.04 lbmol/s m 3 D T = m Maka S = π r = 0.7854 m G = V/S =.39 lbmol/min/60/0.7854 G = 0.095 lbmol/s m H OG = 0.7374 m Z T = H OG x N OG = 0.7374 x = 5.5 m 4

Menghitung g Tinggi 5

Ketentuan Penurunan Ketentuan:. Transfer mass dari fase L ke V diberi tanda positif. Integrasi persamaan dihitung dari bagian bawah (posisi ) ke atas (posisi ) 3. Aliran ke atas adalah fase V sedang ke bawah adalah a fase L V V+dV L+dL L x Notasi: V, L = laju alir molar (lbmol/hr) (atau mol/s), x = fraksi mol fase V, L Z = tingi tower, ft (atau m) V L dz Catatan: Komposisi bisa berupa: - Tekanan parsial untuk gas - Konsentrasi mol/volume - Rasio mol V L x 6

Penurunan Persamaan Desain Neraca total dv = dl Neraca komponen ( V) d( Lx) d = V V = Lx Lx = Lx V V + L x + Laju perubahan kompenen di fasa d ( ) ( ) ( * V = k da = K )da da = a Sdz i a: luasan interface per unit volume packing S: luasan penampang melintang tower kosong Karena a sering tidak diketahui, maka + dikenalkan konstanta t komposit k a d z ( ) ( ) ( * V = k a i Sdz = K a )Sdz ( ) ( ) d V = = ( ) d V dz * k as K as ( ) 0 i 7

Penurunan Persamaan Desain Asumsi V, L konstan : tidak valid ( ) V' = V ( V) = V'd = V' d * V = K a S d d z ( ) V K a S ( ) dz d dz = 0 * ( )( ) = V d ( ) ( ) z dz 0 = H OG dn OG 8

Penurunan Persamaan Desain Untuk memudahkan intergrasi, maka diharapkan nilai H OG konstan Dari penurunan Chapter 3 Buku Foust: dasar mekanisme perpindahan massa ( ) kons tan K a = z dz lm V ( ) d = lm 0 * K a S z dz = V a S ( ) ( )( ) lm ( ) d lm ( ) ( )( ) * 0 K lm z = H OG dn OG ( ) lm = ( ) ( * ) ln ( ) ( * ) 9

Definisi H OG &N OG NTU - Ukuran tingkat kesulitan proses separasi - Semakin tinggi tingkat kemurnian produk ang diinginkan, semakin besar NTU ang diperlukan HTU - Ukuran efektifitas separasi dari packing tertentu untuk spesies kimia i ang diproses - Semakin tinggi laju perpindahan massa dan luas permukaan perpindahan, maka HTU akan semakin kecil 0

Z T =H OG xn OG Number of transfer unit Height of transfer unit Di Driving i Force N G ( ) d lm ( )( i ) V a S H G k ( ) lm i i ( ) d N lm OG ( )( ) * d x ( ) N L x lmdx x ( x)( x x) i V H OG K a S ( )lm V H L k x a S( x) lm x ( ) N OL x lmdx V * H ( )( ) x OL x x x K x a S ( x ) lm * x xi * x x

Cara menghitung N OG. Secara grafis versus ( ) = * ( ) ( ) lm ln ( ) * ( ). Metoda Wiegand Bahwa nilai (-) lm sama dengan nilai rata-rata aritmatik dari (-) dan (-*) N OG = d + ln ( ) * ( ) ( ) Biasana, suku terakhir bisa diabaikan 3. Metoda Log-Mean Driving Force Jika larutanna encer, dimana mol fraksi hampir sama dengan rasio mol, dan garis operasi dan kurva keseimbangan adalah lurus * * NOG= * * ( ) ( ) ( ) = lm ( ) lm * ( ) ln * ( )

Hubungan H OG,H G,H OL,H L H = H + OG G mv L H L H = H + OG G mv L H Lihat di Geankoplis (under construction) L 3

3 Menghitung g Diameter 4

Pressure Drop di Packed Bed Aliran di packed bed absorber: lawan arah Cairan jatuh ke bawah karena gravitasi Gas mengalir ke atas dengan sedikit pressure drop Laju alir massa (lb/hr m ) G = M V S packing gas cairan 5

Hubungan G x, G dan p 6

Terjadina fenomena Flooding Aliran gas ke atas gas ang memiliki gaa dorong terhadap cairan akan memperlambat laju alir cairan. Semakin besar laju alir gas semakin besar gaa dorong. Ketika gaa dorong mendekati gravitasi, maka cairan akan mengalir lebih lambat, dan cairan mulai terakumulasi di tower 7

Terjadina fenomena Flooding Flooding : p f /L 3i in HO/ft packing Loading : p f /L 0.5 in H O/ft packing Normal : p f /L 0.5 0.5 in H O/ft packing Liquid holdup: fraksi intersticial volume ang terisi cairan Intersticial volume: ruang kosong antara packing Loading: kenaikan holdup cairan karena naikna laju alir gas Flooding: aliran ke bawah cairan berhenti karena tinggina aliran ke atas gas 8

Pengaruh ukuran packing Semakin besar ukuran packing, semakin toleran terhadap laju alir gas ang lebih tinggi. 9

Korelasi umum p Untuk berbagai jenis packing Setiap packing memiliki nilai F p = faktor packing G x, G : lb/ft -s µ x : cp ρ x, ρ : lb/ft 3 g c : 3. lb f -ft/lb-s 30

Faktor Packing 3

Menghitung Diameter Tower Diketahui i L, V Hitung D T sehingga p/z T 0.5-0.5 in H O/ft packing p/z T =f(g,g x ) M xl M V M V G M L L G = = x S x = = S π D M V = T G M V V 4 S. Hitung absis (L/V). Plot ke dalam kurva, dan tentukan p ang diinginkan 3. Baca ordinat 4. Hitung G 5. Hitung D T πd 4 T = S = M G V 3