1. PENGOLAHAN AIR UMPAN
BOILER
EXTERNAL TREATMENT (PENGOLAHAN
DI LUAR BOILER)
Cara pengolahan:
a. Pengolahan mekanik
b. Pengolahan kimiawi (dengan bantuan
bahan kimia)
2. a. Pengolahan mekanik
Pengolahan mekanik dilakukan dengan cara:
Pengolahan dengan penukar ion
Pengolahan dengan deaerasi
Pengolahan dengan penukar ion
Pengolahan ini dimaksudkan agar ion-ion
garam yg terlarut dlm air dpt diganti
hingga diperoleh air yg sesuai utk boiler
3. Penukar ion dpt dibagi menjadi:
Pelunakan air
- Pelunakan sederhana
- Pelunakan dg de alkalisasi
Pengolahan bebas mineral
(demineralisasi)
Dibedakan menjadi:
Berdasarkan tipe bed (unggun) dari
resin penukar ion:
4. Tipe bed campuran
Tipe dua bed satu degasifikasi
Tipe empat bed satu degasifikasi
Berdasarkan cara regenerasi:
Regenerasi aliran searah
Regenerasi aliran berlawanan
arah
Regenerasi berkesinambungan
5. Resin penukar ion
Resin yg digunakan utk penukar ion
hrs mempunyai struktur dimana
radikal penukar ionnya terikat pd
struktur polimer
Resin penukar ion dibedakan mjd:
- Resin penukar kation
- Resin penukar anion
6. Resin penukar kation, yaitu
* resin yg berkombinasi dg gugus sulfo
( - SO3H) disebut resin penukar kation
asam kuat
* resin yg berkombinasi dg gugus
carboxyl (-COOH) disebut resin penukar
kation asam lemah
Resin penukar anion, yaitu:
* resin yg berkombinasi dg gugus
quartenary ammonium, disebut resin
7. penukar anion basa kuat
* resin yg berkombinasi dg gugus
amina tersier, sekunder, primer (-
NH2, -NHR, -NR2), disebut resin
penukar anion basa lemah
Pelunakan air sederhana
Tujuan utk menghilangkan
kesadahan dlm air
8. Resin penukar ion yg digunakan
adl senyawa Na+ dari penukar
kation asam kuat
Reaksi yg terjadi:
R(-SO3Na)2 + Ca(HCO3)2 R(-SO3)2Ca +
2NaHCO3
R(-SO3Na)2 + MgSO4 R(-SO3)2Mg +
2Na2SO4
9. Resin penukar ion yg telah
kehilangan daya tukarnya dpt
digunakan kembali setelah
diregenerasi dg menggunakan
larutan NaCl 10%
Reaksi pada saat regenerasi:
R(-SO3)2Ca + 2NaCl R(-SO3Na)2 + CaCl2
R(-SO3)2Mg + 2NaCl R(-SO3Na)2 + MgCl2
10. Pelunakan dg de alkalisasi
Terdiri dari:
1. Pelunakan dg resin H dicampur dg air
baku
2. Pelunakan dg resin Na dan H
Pd umumnya yg digunakan yg kedua
11. Reaksi yg terjadi:
Bed H : R(-SO3H)2 + Ca(HCO3)2 R(-SO3)2Ca + 2H2O+ CO2
R(-SO3H)2 + MgSO4 R(-SO3)2Mg +H2SO4
R-SO3H + NaCl R-SO3Na + HCl
Bed Na :
R(-SO3Na)2 + Ca(HCO3)2 R(-SO3)2Ca + 2NaHCO3
R(-SO3Na)2 + MgSO4 R(-SO3)2Mg + 2Na2SO4
Campuran:
HCl + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O
H2SO4 + 2 NaHCO3 Na2SO4 + 2 CO2+ 2 H2O
12. Regenerasi:
Bed Na dg larutan NaCL 10%
Bed H dg larutan HCl
Pengolahan Bebas Mineral
(Demineralisasi)
a. Demineralisai dg bed campuran resin
Metode ini dikerjakan dg melewatkan
air baku ke dlm tabung yg berisi resin
penukar kation asam kuat bentuk H
dan resin penukar anion basa kuat
bentuk OH yg dicampur secara
homogen
14. Regenerasi:
Resin dipisah mjd lapisan resin
penukar kation dan resin penukar
anion, kmd lap. Pertama diregenerasi
dg lar. HCl 4-10% dan yg kedua dg lar
NaOH 2-5%
b. Demineralisasi dg 2 bed 1
degasifikasi
Sistem ini terdiri dari:
- Tabung kation yg berisi bed-H asam
kuat
- Alat degasifikasi
- Tabung anion berisi bed-OH basa
kuat
15. Proses demineralisasi:
Air baku dialirkan ke dlm tabung kation
utk menukar kation dlm air dg ion
hidrogen (H+ ), CO2 dihilangkan dlm unit
penghilang karbon (alat degasifikasi),
air kmd dialirkan ke tabung anion utk
menukar anion dg ion hidroksil (OH-)
c. Demineralisasi dg 4 bed 1
degasifikasi
Sistem ini merup pengembangan dr
sistem 2 bed 1 degasifikasi dg
menambahkan bed-H dan bed-OH
16. Sistem ini dpt mengurangi jml regeneran
yg digunakan, waktu regenerasi, dan
jml air regenerasi yg digunakan
Pengolahan deaerasi
Tujuan: utk menghilangkan gas-gas yg
terlarut dlm air (oksigen, CO2)
Prinsip:
membuat kelarutan gas-gas di dlm air
mjd nol.
17. Deaerasi dpt dilakukan dg:
a. Pemanasan
b. Cara hampa
a. Cara Pemanasan
Pd cara ini gas-gas terlarut
dihilangkan dg memanaskan air
umpan hingga suhu 120 – 1500C
Oksigen terlarut dpt dikurangi
mjd kurang dr. 0,007 mg/l
18. b. Deaerasi hampa
Cara ini dilakukan dg jln
mengurangi tekanan dlm alat
hingga sama dg tekanan uap air
pd suhu yg bersangkutan
Oksigen terlarut dlm air yg telah
diolah kurang dari 0,1 – 0,3 mg/l
19. Pengolahan kimiawi (lime softening)
Proses ini adalah proses
pelunakan air dg menambahkan
bahan kimia dg tepat berdasarkan
atas suatu analisis kimia
Endapan yg terjadi dari proses ini
dipisahkan dlm bak pengendap, yg
diikuti dg penyaringan
20. Reaksi yg terjadi:
Menghilangkan CO2 dlm air
2 CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2
Mengurangi jml Ca, Mg Bicarbonat
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2
H2O
Ca(HCO3)2 berasal dari air sendiri
maupun dari reaksi diatas dapat
diendapkan mjd CaCO3
21. Mengurangi jml Mg
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCO3
+ H2O
MgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4
Mg(OH)2 akan mengendap dan akan
menurangi jml Mg dlm air
22. INTERNAL TREATMENT
(PENGOLAHAN DI DLM BOILER)
Tujuan: utk menghilangkan sisa
mineral yg tdk dpt dihilangkan
seluruhnya pd external
treatment dg penambahan bahan
kimia
Macam-macam Internal Treatment:
1. Menghilangkan Oksigen
Tujuan: menghilangkan sisa
oksigen yg msh terikut ke dlm
boiler
23. Caranya: dg menambahkan bahan
kimia spt: Sodium Sulfit, Hydrazin,
Hydroquinon
Reaksi yg terjadi:
Na2SO3 + ½ O2 Na2SO4
N2H4 + O2 2 H2O + N2
C6H4(OH)2 + ½ O2 C6H4O2 + H2O
C6H4O2 + O2 Polyquinon
Pemilihan bhn kimia tergantung
tekanan boiler.
24. • Boiler tekanan rendah digunakan
SodiumSulfit
• Boiler tekanan tinggi digunakan
Hydrazin atau Hydroquinon
2. Mencegah terbentuknya kerak
Bahan kimia pencegah kerak
berfungsi:
* Mencegah terbentuknya kerak
* Mengatur pH air boiler untuk
mencegah korosi
25. Penambahan bahan kimia
dimaksudkan utk menghilangkan
sisa CaCO3 yg msh terikut.
Bahan kimia yg dpt digunakan:
NaOH, Na3PO4, K3PO4, Na2HPO4
26. PENYEDIAAN BAHAN BAKAR
Bahan bakar yg digunakan
diklasifikasikan mjd:
1. Bahan bakar padat
Bahan bakar padat
dikelompokkan mjd:
a. Kelompok limbah, misalnya
limbah kayu, limbah ampas tebu,
limbah kulit biji kelapa sawit, dll
27. b. Kelompok alam, misalnya
batu bara
2. Bahan bakar cair
Bahan bakar cair yg digunakan
adalah minyak bumi
Jenis-jenis minyak bumi:
- Solar
- Residu
- HSD, dll
28. Hal yg harus diperhatikan dlm
pemilihan bahan bakar:
a. Heating value dari bahan bakar
b. Flash point
c. Fire point
3. Bahan bakar gas
Bahan bakar jenis ini cukup
murah jika saluran perpipaan dari
tambang gas sudah tersedia.
29. Keuntungan bahan bakar gas:
- Penyalaan lebih mudah dibanding
bahan bakar padat atau cair
- Pembakaran tidak menimbulkan
jelaga, abu
- Bahan bakar gas akrab thd
lingkungan, shg tdk memerlukan
peralatan khusus utk menangani
masalah polusi gas buang
30. 4. Bahan bakar nuklir
Bahan bakar jenis ini
memanfaatkan energi panas yg
ditimbulkan oleh terbelahnya inti
atom.
Bahan utama yg digunakan adlh
Uranium
31. BOILER
Boiler adlh alat yg menghasilkan
uap (steam) dari air dg jalan
pemanasan.
Jenis-jenis boiler:
1. Fire Tube Boiler
2. Water Tube Boiler
3. Cast Iron Sectional Boiler
32. 1. Fire Tube Boiler
Pada boiler jenis ini api dan gas
pembakaran dimasukkan ke dlm pipa
dan dikelilingi oleh air
Beberapa tipe fire tube boiler
a. Scotch marine boiler, yaitu boiler dg
bentuk yg panjang, rendah, dan bulat.
Kotak api boiler memp. 2 tempat
yaitu di ujung-ujung pipa.
33. b. Lokomotif Boiler
c. Vertikal fire tube boiler
Pada tipe ini api dan gas
pembakaran masuk melalui pipa-
pipa dan dikelilingi oleh air.
Biasanya dipakai utk instalasi yg
cukup besar.
34. 2. Water Tube Boiler
Boiler jenis ini umunya dpt
menghasilkan uap sampai
tekanan 150 Kg/cm2 dg
kapasitas produksi mencapai
1000 ton uap per jam.
Boiler jenis ini mempunyai
efisiensi total yg lebih besar dr
jenis fire tube boiler.
35. Tipe-tipe water tube boiler:
a. Single drum
b. Multi drum
c. Straight tube
d. Bent tube
3. Cast Iron Sectional Boiler
Boiler jenis disebut juga water
tube boiler.
Air berada di dlm tiap cast iron
yg dihubungkan dg yg lain shg
membentuk boiler
36. Biasanya terdapat 5 buah cast
iron utk tipe kecil dan 12 buah
cast iron utk tipe besar
EFFISIENSI BOILER
Khusus utk bahan bakar cair
(minyak), heating value sangat
diperhatikan, dapat dihitung
effisiensi boiler.
37. Heating value dihitung dg rumus
Dulong:
HV = 14.000 + 62.000 (H – O/8) +
4.050S
HV = Heating value, Btu/lb fuel
H = berat hidrogen/lb fuel
O = berat oksigen/lb fuel
S = berat sulfur/lb fuel
38. Effisiensi boiler dinyatakan dg:
η = out put
input
Out put dinyatakan dg:
Banyaknya steam yg terjadi, hal
ini ditunjukkan dari total bahan
bakar yg dinyalakan pada suatu
periode dan total air yg diubah
mjd uap pd periode yg sama.
39. Effisiensi Boiler dpt juga dinyatakan dg:
η = energi fuel masuk - energi keluar
energi fuel masuk
Contoh Perhitungan:
Sebuah boiler menggunakan bahan
bakar batu bara sebanyak 682.000 lb
dg steam yg dihasilkan sebesar
6.400.000 lb pada tekanan 179 psig
dan superheated pd total temperatur
5200F. Hitung effisiensi boiler dg
menggunakan steam yg dihasilkan thd
konsumsi bhn bakar!
40. Penyelesaian:
Steam yg dihasilkan tiap 1 lb batu bara
= 6.400.000
682.000
= 9,40 lb steam
Heating value batu bara = 13.260 Btu/lb
batu bara.
41. Tekanan absolut steam = 179 + 14,7 =
193,7 psia
Dari steam table, total heat utk 1 lb steam
pd 193,7 psia dan temperatur 5200F =
1.307,57 Btu
Diasumsikan temperatur air masuk = 2080F,
jadi panas yg terkandung di dalam air dari
320F adalah 1 lb ( 1 Btu/lb0F)(208 – 32) =
176 Btu
42. Jadi panas yg diambil utk 1 lb steam =
1.307,57 – 176 = 1.131,57 Btu
Panas yg dibutuhkan utk 9,4 lb steam =
9,4 x 1.131,57 = 10.636,76 Btu.
Eff. Boiler = panas yg dibutuhkan
panas yg diberikan bhn bakar
= 10.636,76 x 100% = 80,22%
13.260
