Analisis pinch dilakukan untuk mengevaluasi efisiensi energi pada proses dekomposisi HI dalam produksi hidrogen. Variasi delta T minimum (ΔTmin) 10°C, 15°C, dan 20°C digunakan untuk menghitung pemulihan panas maksimum. Hasilnya menunjukkan ΔTmin 10°C memberikan pemulihan panas tertinggi dan total biaya produksi hidrogen terendah."

1. Pengaruh Proses Integrasi Panas terhadap Produksi Hidrogen
pada Siklus Sulfur-Iodine Seksi III menggunakan Analisis Pinch
KELOMPOK 5
CREATED BY
NINIK
AHMAD
WAHYUNI
MUJAHID
MARRNICE GRASIELA MARWA
ANDI AUDINI FACHRIN
EGI ARIFRIANTO
TRI WAHYU AGUNG WIBOWO

2. PENDAHULUAN
Pada siklus sulfur-iodine seksi III, Dekomposisi HI merupakan bagian penting dalam siklus proses ini karena memproduksi H2, Beberapa unit
peralatan dan unit utilitas yang ada dalam sistem proses membutuhkan dan menghasilkan energi yang cukup besar. Sehingga dalam
menjalankan proses produksi masih ditemukan beberapa penggunaan sistem energi yang dapat dioptimalkan melalui proses analisis
efisiensi energi dengan menggunakan Analisis Pinch.
Dalam industri, salah satu komponen yang
mempengaruhi tingginya biaya produksi
adalah biaya untuk bahan bakar, sementara
itu harga bahan bakar meningkat dari
ke tahun. Hidrogen merupakan bahan
mendapatkan perhatian
karena merupakan bahan
tahun
bakar
untuk
bakar
lingkungan dan berpotensi
yang banyak
dikembangkan,
yang ramah
menggantikan bahan bakar fosil. Reaksi
pembakaran gas hidrogen tidak menghasilkan
gas yang berbahaya pada lingkungan karena
hanya menghasilkan uap air.
2

3. Apa itu Analisis Pinch ?
Yang dimaksud dengan pinch technology adalah suatu metodologi yang didasarkan pada prinsip-prinsip
termodinamika untuk mengurangi pemakaian energi pada overall suatu proses. Teknologi pinch digunakan
untuk merancang dan mengembangkan jaringan alat penukar panas, dengan mengintegrasikan aliran
panas (sebagai sumber panas) dengan aliran dingin (sebagai penyerap panas). Tujuan yang ingin dicapai
adalah pemanfaatan panas yang ada di dalam aliran proses semaksimal mungkin atau penggunaan energi
seminimal mungkin
3

4. Bahan dan Metode
4
Untuk melakukan analisis pinch pada proses Dekomposisi HI,, langkah-langkahnya meliputi:
Proses
dibuat untuk mengetahui proses
pada seksi konversi amoniak
1. Diagram Alir
Termodinamika
Data seperti laju alir massa/mol,
kapasitas panas rata-rata
(cpmean), suhu masuk (Ts),
suhu keluar (Tt),
2. Data
Neraca Energi
Tiap data primer yang telah
diketahui, diolah untuk
menghitung neraca massa dan
neraca energi
3. Neraca Massa dan
Alat Bantu
1. Diagram Grid
2. Problem Table
3. Kurva Composite dan Grand
Komposite
5..
Heat Exchanger
Network (HEN)
Jaringan penukar panas dibuat
untuk menghitung jumlah HE
terpasang, biaya, dan luasnya
4.

5. Persamaan yang Digunakan
The Power of PowerPoint |
thepopp.com
5
𝑄 = 𝑚. 𝐶𝑝𝑚𝑒𝑎𝑛. ∆𝑇
m = laju alir molar (mol/jam)
cpmean: = kapasitas panas rata-rata aliran
(kW/mol K),
ΔT = perbedaan suhu (K)
𝐴 =
𝑄. Δ𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷
𝑈
A = Luas Permukaan (m^2)
Q= Kalor (kW)
U=Koefisien Overall HE (kW/m^2 K)
ΔTLMTD = (K)
Δ𝐻 = 𝑄 ± 𝑊
Karena tidak ada perubahan energi
mekanis dalam HE maka W=0
Δ𝐻 = 𝑄 ; Δ𝐻 = C. ΔT.
Kalor Luas HE ΔH

6. The Power of PowerPoint |
thepopp.com
6
Hal yang harus diperhatikan dalam membuat analisis pinch :
Panas yang ditransfer harus menyeberangi pinch point
Tidak ada penambahan utilitas dingin diatas pinch point
Tidak ada penambahan utilitas panas diatas pinch point

7. The Power of PowerPoint |
thepopp.com
7
Kurva Composite
Dari keseluruhan tahapan dalam analisis pinch salah satu hal penting
yang menjadi kunci utama Teknologi Pinch, adalah kurva composite.
Kurva composite merupakan kurva yang terbentuk antara temperatur (T)
dengan enthalpi (H) atau lebih dikenal dengan diagram T-H. kurva ini
menunjukkan profil panas yang tersedia pada suatu proses (hot
composite curve) dan panas yang dibutuhkan pada suatu proses (cold
composite curve), yang digambarkan dalam suatu diagram yang sama
Titik Pinch adalah titik yang terdekat jaraknya antara aliran fluida panas
dan aliran fluida dingin.Pinch point bertujuan untuk menentukan recovery
energy.
Pada komposite apabila pinch point tidak saling bersentuhan, maka
digunakan nilai ΔT min.

8. The Power of PowerPoint |
thepopp.com
8
Kurva Grand Komposite
Kurva Grand Composite dibentuk berdasarkan penggunaan data-
data aliran pada Kurva Composite dan Utilitas, kurva ini akan
menghasilkan data tentang kapasitas sumber utilitas dan target
utilitas yang harus dipenuhi oleh proses. Sebagai langkah awal
dalam pembuatan kurva grand composite adalah pembuatan kurva
composite.
Kurva grand composite dari suatu proses yang telah mengalami
modifikasi proses dimana kurva cold composite akan bergeser dgn
perubahan temperature naik ½ dari ΔTmin. dan hot composite akan
bergeser dengan perubahan temperatur turun ½ dari ΔTmin.
Dengan kata lain, kurva ini menunjukkan pengurangan pendekatan
temperatur yang diizinkan pada fluida panas, sedangkan aliran
dingin merupakan penambahan temperatur yang diizinkan. Hasilnya
nanti akan berdasarkan temperatur proses yang memiliki
pendekatan temperatur (Δ Tmin).

9. Diagram Alir Dekomposisi HI

10. The Power of PowerPoint |
thepopp.com
10
Dari diagram alir dan neraca massa pada seksi
III: dekomposisi HI, dilakukan ekstrak data
yang nantinya digunakan untuk menghitung
kalor di tiap-tiap streamnya (Q). Data-data
yang dibutuhkan untuk analisis pinch , seperti
laju alir mol tiap-tiap stream, kapasitas panas
rata-rata (cpmean), temperature supply
dan temperature target (Tt), diekstrak
neraca massa sesuai dengan diagram
(Ts)
dari
alir
seksi III. Data yang telah diekstrak ditunjukkan
pada Tabel 1

11. The Power of PowerPoint |
thepopp.com
11
Kurva komposit pada Gambar 2 menunjukkan plotting suhu versus
heat load (H). Dengan ΔTmin sebesar 10 K, titik pinch atas berada
pada 403,15 K dan titik pinch bawah 393,15 K. Penghematan
energi (Maximum energy recovery) yang dapat dicapai adalah
sebesar 1557,12 kW. Sementara beban pemanasan dan
pendinginan secara berurutan adalah sebesar 21,32 kW dan 253,10
kW

12. The Power of PowerPoint |
thepopp.com 12
Pada Gmbar 4, kurva komposit dengan ΔT minimal sebesar 15 K, titik
pinch atas barada di 408,15 K dan titik pinch bawah 393,15 K. Maksimum
energy recovery yang dapat dicapai adalah sebesar 1503,72 kW.
Sedangkan beban pemanasan dan pendinginan secara berurutan adalah
sebesar 74,72 kW dan 306,50 kW. Ternyata, setelah menggeser delta T
sebesar 15 K, dengan jumlah HE yang sama, beban pemanasan (heater)
di atas pinch dan beban pendinginan (cooler) dibawah area titik pinch,
semakin banyak, itu artinya, maximum energy recovery semakin kecil,
sehingga luasan HE yang diperlukan juga makin kecil.
Pada Gambar 6, kurva komposit dengan ΔTmin sebesar 20 K,
menghasilkan titik pinch atas barada di 413,15 K dan titik pinch bawah
393,15 K. Maksimum energy recovery yang dapat dicapai adalah sebesar
1450,32kW. Sedangkan beban pemanasan dan pendinginan secara
berurutan adalah sebesar 128,12 kW dan 359,90 kW. Hasil yang sama
juga menunjukkan bahwa ketika ΔTmin digeser lagi sejauh 20 K, dengan
jumlah HE yang sama, beban pemanasan (heater) di atas pinch dan
beban pendinginan (cooler) dibawah area titik pinch, semakin banyak, itu
artinya, semakin besar biaya utilitasnya, selain itu maximum energy
recovery semakin kecil, sehingga luasan HE yang diperlukan juga makin
kecil

13. Berikut merupakan kesimpulan yang didapatkan setelah
melakukan analisis pinch dengan berbagai ΔTmin.

14. KESIMPULAN
The Power of PowerPoint |
thepopp.com
14
Dari analisis tersebut, dapat disimpulkan bahwa untuk memperoleh pemanfaatan panas besar dan total cost produksi H2 yang rendah, maka
ΔTmin 10 K merupakan rekomendasi temperature approach.
Seksi III yang merupakan proses dekomposisi
produksi hidrogen, merupakan proses
itu, dibutuhkan evaluasi
HI pada
yang
dalam
Oleh karena
segi, terutama efisiensi energi. Variasi
proses
krusial.
berbagai
minimum temperature approach (ΔTmin) digunakan untuk
panas.
menghitung seberapa besar sistem
Hasil analisa pinch menunjukkan
merecover
pada ΔTmin
menyebabkan
10 K
beban
dihasilkan MER paling tinggi. Ini
utilitas berkurang yang pada akhirnya menurunkan
biaya. Sedangkan luasan HE terpasang dengan jumlah 10
adalah sebesar 30,35 m2 dengan total cost sebesar
$60170,59. Besarnya luasan HE linier dengan
operasional nya (total cost). Selain itu, total
biaya
cost
pada
untuk
ΔTmin
produksi H2 paling rendah juga diperoleh
10 K

15. Thank You for
Attention
Any Questions?