LAMPIRAN II PERHITUNGAN. 1 β

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 = 00381 m - D2 = 05 in = 0016 m - A = d 2 maka A1 = 000114 m 2 A2 = 0000201 m 2 - Cd = 061 (Sumber : Mc Cabe. 1993 : 225) - Temperatur udara = 29 C + 273 = 302 K Maka udara pada 3027 K dilakukan interpolasi antara : pada T = 300 K adalah 11774 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 1170224 Kg/m3

44 Data yang terbaca pada manometer : h1 = -06 cmh2o h2 = 06 cmh2o maka - P1 + h1 = P2 + h2 P1 + (-06) = P2 + 06 P1 P2 = 06 + 06 = 12 cmh O = 11772 pa - β = = = 041994751 - Q = C A β (Sumber : Mc Cabe. 1993:221) = 061 0000201 m 2 ( ) = 000176647 m 3 /s =1059881 liter/menit - Massa laju alir udara primer : ṁ udara primer = Q o = 000176647 m 3 /s 1170224 kg/m 3 = 0002067164 kg/s 2. Perhitungan Laju Pemakaian Bahan Baku Laju pemakaian Bahan Baku Pada Laju Alir 1059961 liter/menit - Jumlah bahan baku yang disuplai = 2 kg = 2000 gr - Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = 00716 kg = 716 gr - Massa bahan baku terpakai = 2000 gr 716 gr = 19284 gr - Waktu (t) = 60 menit = 3600 s - ṁbb = = = 0535667 gr/s

45 3. Perhitungan Laju Abu (ash) Sisa Pembakaran laju abu (ash) sisa karbonisasi pada laju alir 1059961 liter/menit - Jumlah abu (ash) sisa karbonisasi = 00716 kg = 716 gr - Waktu (t) = 60 menit = 3600 s - ṁabu = = = 0019889 gr/s 4. Perhitungan Massa Jenis Syngas a. Pada laju alir udara 1059961 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 CO2 1977 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 = 20257 % N2 = 42781 % CO2 = 11894 % O2 = 8182 % CH4 = 2128 % H2 = 14073 % - 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

46 mi = (125 02026) + (1977 01189) + (068 002128) + (149 008182) + (125 042781) + (009 014073) mi = 11722 kg/m 3 b. Pada laju alir udara 1059961 liter/menit laju alir air 12 liter/menit - Fraksi volume dari tiap komponen gas ( b) lihat lampiran hasil analisis komposisi gas CO = 20547 % N2 = 42923 % CO2 = 12245 % O2 = 8331 % CH4 = 2224 % H2 = 1373 % mi = 11871 kg/m 3 c. Pada laju alir udara 1059961 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 = 10505 % O2 = 823 % CH4 = 2324 % H2 = 14841 % mi = 11607 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)

47 Cd β = densitas udara = koefisien orifice = diameter orifice Diketahui : - D1 = 15 m = 00381 m - D2 = 05 in = 0016 m - A = d 2 maka A1 = 000114 m 2 A2 = 0000201 m 2 - Cd = 061 (Sumber : Mc Cabe. 1993 : 225) - mi = 11722 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) = P2 + 058 P1 P2 = 058 + 058 = 116 cmh O = 113796 pa - β = = = 041994751 - Q = C A (Sumber : Mc Cabe. 1993:221) = 061 0000201 m 2 ( ) = 000173534 m 3 /s = 1041203 liter/menit

48 b. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 12 liter/menit h1 h2 = -054 cmh2o = 054 cmh2o A1 = 000114 m 2 A2 = 0000201 m 2 mi = 11871 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 00016639 m 3 /s atau 9983311 liter/menit. c. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 16 liter/menit h1 h2 = -051 cmh2o = 051 cmh2o A1 = 000114 m 2 A2 = 0000201 m 2 mi = 11607 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 000163526 m 3 /s atau 9811541 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 = 000173534 m 3 /s 3600 s = 62472156 m 3 b. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 12 liter/menit V = Q t

49 = 00016639 m 3 /s 3600 s = 62472156 m 3 c. Pada laju aliran air venturi wet scrubber 16 liter/menit V = Q t = 00016639 m 3 /s 3600 s = 59899869 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 1059961 liter/menit laju alir air 8 liter/menit LHV syngas = %COLHVCO + %CH4LHVCH4 + %H2LHVH2 LHV syngas = (0202571263 + 0021283588 + 0140731078) MJ/m 3 LHV syngas = 48390549 MJ/m 3 b. Pada laju alir udara 1059961 liter/menit laju alir air 12 liter/menit LHV syngas = %COLHVCO + %CH4LHVCH4 + %H2LHVH2 LHV syngas = (0205471263 + 002243588 + 013731078) MJ/m 3 LHV syngas = 48731513 MJ/m 3 c. Pada laju alir udara 1059961 liter/menit laju alir air 16 liter/menit LHV syngas = %COLHVCO + %CH4LHVCH4 + %H2LHVH2 LHV syngas = (021231263 + 0023243588 + 0148411078) MJ/m 3 LHV syngas = 5115060 MJ/m 3

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) = = 034816 gr/m 3 b. Pada Laju Alir Air 12 liter/menit Kandungan tar = = = 036311 gr/m 3 c. Pada Laju Alir Air 16 liter/menit Kandungan tar = = = 036946 gr/m 3 8.2 Kandungan Tar dalam Syngas Keluar Venturi Scrubber a. Pada Laju Alir Air 8 liter/menit Kandungan tar = = ( ) = 0252112 gr/m 3 (Sumber: Sianipar 2012:48) b. Pada Laju Alir Air 12 liter/menit Kandungan tar = = ( ) = 0234558 gr/m 3

51 c. Pada Laju Alir Air 16 liter/menit Kandungan tar = = ( ) = 0165621 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%