TUGAS PENGENALAN TEKNIK KIMIA

SCRUBBER

Disusun Oleh :

Alfonsina A. A. Torimtubun (115061100111027)

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

TAHUN AJARAN 2011 – 2012

PENGERTIAN SCRUBBER

Sistem scrubber adalah kelompok beragam perangkat kontrol polusi udara yang dapat

digunakan untuk menghapus beberapa partikulat dan / atau gas dari aliran buangan industri.

Secara tradisional, istilah "scrubber" telah disebut perangkat kontrol polusi yang

menggunakan cairan untuk mencuci polutan yang tidak diinginkan dari aliran gas. Baru-baru

ini, istilah ini juga digunakan untuk menggambarkan sistem yang menyuntikkan reagen

kering atau bubur ke dalam aliran gas buang kotor untuk "mencuci" gas asam. Scrubber

adalah salah satu perangkat utama yang mengontrol emisi gas, gas-gas terutama asam.

Scrubber juga dapat digunakan untuk pemulihan panas dari gas panas dengan kondensasi gas

buang.

FUNGSI SCRUBBER

Pada umumnya, scrubber terdiri dari 2 bagian, yaitu scrubber basah dan scrubber kering yang

masing-masing memiliki fungsi sebagai berikut.

1. Scrubber Basah

Gas buang dari pembakaran mungkin mengandung zat-zat yang dianggap berbahaya

bagi lingkungan, dan scrubber dapat menghapus atau menetralisir zat. Sebuah scrubber basah

digunakan untuk membersihkan udara, gas buang atau gas lain dari berbagai polutan dan

partikel debu. Scrubber basah bekerja melalui kontak senyawa target atau partikulat dengan

solusi scrubbing. Solusi mungkin hanya air (untuk debu) atau larutan reagen yang khusus

menargetkan senyawa tertentu.

Proses gas buang juga dapat mengandung racun larut dalam air dan / atau gas korosif

seperti hidrogen klorida HCl atau amonia NH3. Ini dapat dihilangkan dengan sangat baik

oleh scrubber basah.

Penghapusan efisiensi polutan ditingkatkan dengan meningkatkan waktu tinggal

dalam scrubber atau oleh peningkatan luas permukaan dari solusi scrubber dengan

menggunakan nozzle semprot, menara dikemas atau inspirator sebuah. Scrubber basah dapat

meningkatkan proporsi air dalam gas, sehingga segumpal tumpukan terlihat, jika gas tersebut

dikirim ke stack.

Parameter penting dalam sistem scrubber basah adalah laju aliran cairan. Hal ini

umum dalam terminologi scrubber basah untuk mengungkapkan aliran cairan sebagai fungsi

dari laju aliran gas yang sedang dirawat. Hal ini biasa disebut rasio cair ke gas (L / G rasio)

dan menggunakan unit galon per 1.000 kaki kubik aktual atau liter / meter kubik (l / m³).

Scrubber yang paling basah digunakan untuk kontrol partikulat beroperasi dengan cairan ke

gas rasio dalam kisaran 4 sampai 20 galon per 1.000 ft ³ aktual (0,5 sampai 3 liter per m³

sebenarnya).

Tergantung pada desain scrubber, volume minimal cairan yang dibutuhkan untuk

"basah" internal scrubber dan menciptakan target koleksi yang memadai. Setelah titik optimal

tertentu, menambahkan kelebihan cairan untuk scrubber partikulat yang basah tidak

meningkatkan efisiensi dan pada kenyataannya, bisa menjadi kontra-produktif dengan

menyebabkan kehilangan tekanan yang berlebihan. Cair ke gas rasio untuk penyerapan gas

sering lebih tinggi, di kisaran 20 sampai 40 galon per 1.000 ft ³ aktual (3 sampai 6 liter per m³

sebenarnya).

L / G rasio menggambarkan beberapa poin tentang pilihan scrubber basah digunakan

untuk penyerapan gas. Sebagai contoh, karena sistem gas buang desulfurisasi harus berurusan

dengan beban berat partikulat, terbuka, desain sederhana (seperti venturi, semprot kamar dan

tempat tidur bergerak) yang digunakan. Juga, rasio cair ke gas untuk proses penyerapan lebih

tinggi daripada untuk menghilangkan partikel dan kecepatan gas tetap rendah untuk

meningkatkan proses penyerapan.

2. Scrubber Kering

Sebuah sistem scrubber kering atau semi kering, tidak seperti scrubber basah, tidak

menjenuhkan aliran gas buang yang sedang diobati dengan kelembaban. Dalam beberapa

kasus tidak ada kelembaban yang ditambahkan, sedangkan lainnya hanya jumlah kelembaban

yang dapat menguap dalam gas buang tanpa menambahkan kondensasi. Oleh karena itu,

scrubber kering yang umumnya tidak memiliki segumpal tumpukan uap atau penanganan /

pembuangan air limbah persyaratan. Sistem scrubber kering digunakan untuk menghilangkan

gas asam (seperti SO2 dan HCl) terutama dari sumber pembakaran.

Ada sejumlah desain sistem tipe scrubber kering. Namun, semua terdiri dari dua

bagian utama atau perangkat: perangkat untuk memperkenalkan bahan gas asam sorben ke

dalam aliran gas dan partikel perangkat kontrol untuk menghapus produk reaksi. Sistem

scrubbing kering dapat dikategorikan sebagai injector sorben kering (DSIs) atau sebagai

peredam semprot dryer (SDA). Peredam spray dryer juga disebut semi-kering scrubber atau

pengering semprot.

Sistem scrubber kering sering digunakan untuk menghilangkan gas berbau dan korosif

dari operasi pabrik pengolahan air limbah. Media yang digunakan biasanya merupakan

senyawa alumina aktif diresapi dengan bahan untuk menangani gas tertentu seperti hidrogen

sulfida. Media yang digunakan dapat dicampur bersama-sama untuk menawarkan berbagai

macam removal untuk senyawa berbau lain seperti metil merkaptan, aldehida, senyawa

organik yang mudah menguap, dimetil sulfida, dan dimetil disulfida.

Sorben injeksi kering melibatkan penambahan bahan alkali (kapur biasanya terhidrasi

atau soda abu) ke dalam aliran gas untuk bereaksi dengan gas asam. Sorben bisa disuntikkan

langsung ke beberapa lokasi yang berbeda: proses pembakaran, gas buang saluran (menjelang

perangkat partikulat kontrol), atau ruang reaksi terbuka (jika ada). Gas-gas asam bereaksi

dengan alkali sorbents untuk membentuk garam padat yang dibuang di perangkat kontrol

partikulat. Sistem ini sederhana dapat mencapai hanya gas asam terbatas (SO2 dan HCl)

efisiensi penghapusan. Efisiensi pengumpulan yang lebih tinggi dapat dicapai dengan

meningkatkan kelembaban gas buang (yaitu, menggunakan semprotan air pendingin).

Perangkat ini telah digunakan pada insinerator limbah medis dan limbah pembakar beberapa

kota.

Dalam peredam spray dryer, gas buang yang diperkenalkan ke sebuah menara

penyerap (dryer) dimana gas-gas dikontakkan dengan bubur halus alkalin dikabutkan. Gas

asam diserap oleh campuran bubur dan bereaksi untuk membentuk garam padat yang

dikeluarkan oleh perangkat kontrol partikulat. Panas dari gas buang yang digunakan untuk

menguapkan semua tetesan air, meninggalkan gas buang tak jenuh untuk keluar menara

penyerap. Pengering semprot mampu mencapai tinggi (80 +%) efisiensi gas asam

penghapusan. Perangkat ini telah digunakan pada boiler industri dan utilitas dan insinerator

sampah kota.

MACAM-MACAM SCRUBBER DAN FUNGSI KERJANYA

1. Venturi Scrubber

Sebuah venturi scrubber adalah bagian konvergen / divergen dari saluran. Bagian

konvergen mempercepat aliran gas dengan kecepatan tinggi. Ketika aliran cairan disuntikkan

di tenggorokan, yang merupakan titik kecepatan maksimum, turbulensi yang disebabkan oleh

kecepatan gas yang tinggi atomizes cairan menjadi tetesan kecil, yang menciptakan luas

permukaan yang diperlukan untuk transfer massa untuk mengambil tempat. Semakin tinggi

penurunan tekanan di venturi, semakin kecil tetesan dan semakin tinggi luas permukaan.

Untuk penghapusan simultan SO2 dan fly ash, venturi scrubber dapat digunakan.

Bahkan, banyak dari natrium berbasis sistem industri pakai yang venturi scrubber awalnya

dirancang untuk menghilangkan partikulat. Unit ini sedikit dimodifikasi untuk menyuntikkan

minuman keras menggosok berbasis natrium. Meskipun pengangkatan kedua partikel dan

SO2 di satu kapal bisa ekonomi, masalah penurunan tekanan tinggi dan menemukan media

menggosok untuk menghapus beban berat abu terbang harus dipertimbangkan. Namun, dalam

kasus di mana konsentrasi partikel rendah, seperti dari unit berbahan bakar minyak, dapat

lebih efektif untuk menghilangkan partikulat dan SO2 secara bersamaan.

2. Scrubber Tidur Kemasan

Sebuah scrubber tidur kemasan terdiri dari sebuah menara dengan kemasan bahan di

dalam. Ini bahan kemasan bisa dalam bentuk sadel, cincin, atau beberapa bentuk yang sangat

khusus dirancang untuk memaksimalkan bidang kontak antara gas kotor dan cair. Menara

dikemas biasanya beroperasi pada penurunan tekanan jauh lebih rendah daripada venturi

scrubber dan karena itu lebih murah untuk beroperasi. Mereka juga biasanya menawarkan

efisiensi penyisihan yang lebih tinggi SO2. Kekurangannya adalah bahwa mereka memiliki

kecenderungan lebih besar untuk plug up jika partikel-partikel yang hadir dalam kelebihan

dalam aliran udara knalpot.

3. Menara Semprot

Menara Semprot memadai untuk pengumpulan partikel kasar lebih besar dari 10

sampai 25 pM diameter, meskipun dengan peningkatan tekanan nosel inlet cair, partikel

dengan diameter 2,0 pM dapat dikumpulkan. Tetesan kecil dapat dibentuk oleh cairan

tekanan tinggi di nozzle. Koleksi efisiensi tertinggi dicapai ketika tetesan kecil diproduksi

dan perbedaan antara kecepatan tetesan dan kecepatan dari partikel bergerak ke atas tinggi.

Tetesan kecil, bagaimanapun, telah menetap kecepatan kecil, sehingga ada berbagai ukuran

tetesan optimal untuk scrubber yang bekerja dengan mekanisme ini.

Menara semprot dapat digunakan untuk penyerapan gas, tetapi mereka tidak seefektif

menara tidur kemasan atau piring. Menara semprot dapat sangat efektif dalam menghilangkan

polutan jika polutan sangat larut atau jika reagen kimia ditambahkan ke cairan.

Sebagai contoh, menara semprot digunakan untuk menghilangkan gas HCl dari ekor gas

buang di bidang manufaktur asam klorida. Dalam produksi pupuk superfosfat yang

digunakan dalam manufaktur, SiF4 dan gas HF dilepaskan dari berbagai titik dalam proses.

Menara semprot telah digunakan untuk menghilangkan senyawa ini sangat larut.

Menara semprot juga digunakan untuk menghilangkan bau di makan tulang dan industri

manufaktur lemak dengan menggosok gas buang dengan larutan KMnO4.

Karena kemampuan mereka untuk menangani volume gas besar di atmosfer korosif, menara

semprot juga digunakan dalam sejumlah sistem desulfurisasi gas buang sebagai tahap

pertama atau kedua dalam proses penghapusan polutan.

Keuntungan utama dari menara semprot lebih dari scrubber lain adalah desain mereka

benar-benar terbuka, mereka tidak memiliki bagian internal kecuali nozel semprot.

Gambar Spray Tower

CONTOH PENERAPAN SISTEM SCRUBBER

Kelompok-kelompok kontaminan target untuk scrubber adalah HCl, H 2 SO 4, Klor,

SO 2, uap dan uap asam basa. Kebanyakan scrubber untuk insinerator penanganan uap atau

limbah cair desain packed bed. Gas asam biasanya merupakan target operasi scrubber.

Berikut merupakan contoh penerapan sistem scrubber :

1. Mengontrol Bau H2S

Hidrogen sulfida (H2S) adalah gas beracun dan mudah terbakar yang memiliki bau

busuk EGS. Treshold bau itu sangat rendah: 0,0005 PPM.

Di sini, tahap sistem scrubber diperlukan. Tahap pertama, menggunakan bahan kimia

murah untuk menyerap dan mengubah sebagian besar H2S. Untuk menghapus semua jejak

H2S, bahan kimia yang dapat digunakan jauh lebih kuat (dan mahal) dalam tahap berikutnya.

Berkat metode ini, gas tidak berbau lebih banyak dilepaskan ke lingkungan. Tidak

adanya H2S pada aliran gas yang keluar, dikonfirmasi dan dilakukan pengukuran sederhana

dengan tabung deteksi atau dengan analisis kromatografi.

2. Aliran Gas Buang

Aliran gas buang adalah istilah yang digunakan untuk aliran udara atau gas, sarat dengan

komponen berbahaya, yang dikeluarkan ke udara terbuka. Aliran gas buang dapat ditemukan

dalam banyak aplikasi industri:

proses kimia

penggunaan pelarut

proses pembakaran

penggunaan lem

penggunaan gas berbahaya

Emisi dari aliran gas harus sesuai dengan standar emisi polusi udara yang ketat yang

diterapkan ke banyak negara. Dengan demikian, perusahaan lebih beradaptasi dengan proses

produksi mereka, sehingga mereka dapat memenuhi standar emisi tersirat oleh organisasi

internasional dan hukum nasional.

Gas scrubber

Gas scrubber umumnya diterapkan di mana komponen berbau berbahaya, korosif atau buruk

di udara atau aliran gas buang harus dihilangkan atau dinetralkan. Dimana mereka juga

digunakan untuk menghilangkan partikel debu dari aliran gas buang ini. Pada kenyataannya,

gas scrubber sering dipakai, dan tidak jarang dikombinasikan dengan teknologi lain. Salah

satu alasan yang paling penting adalah bahwa gas scrubber memiliki sejarah panjang

reliabilty dan keselamatan. Selain itu, mereka dapat digunakan dalam keadaan yang luas dan

bahkan luar biasa, membuat mereka solusi pilihan untuk kebanyakan aplikasi.

Keuntungan

Gas scrubber menangani volume gas yang sangat berfluktuasi dan konsentrasi poluent

Gas scrubber mencapai koefisien efisiensi tinggi

Beberapa komponen berbahaya dapat dihilangkan pada saat yang sama, bahkan

bersama-sama dengan partikel debu

Dapat digunakan untuk pendingin aliran gas panas

Kondensasi gas buang

Kondensasi gas buang adalah proses, dimana gas buang didinginkan di bawah titik

embun air dan panas yang dilepaskan oleh kondensasi yang dihasilkan dari air kembali

sebagai panas suhu rendah. Pendinginan dari gas buang dapat dilakukan baik secara langsung

dengan penukar panas atau tidak langsung melalui scrubber kondensasi.

Kondensasi air melepaskan lebih dari 2 gigajoules (560 kWh) per ton air

terkondensasi, yang dapat dipulihkan dalam pendingin. Kelebihan air terkondensasi terus

harus dihilangkan dari proses. Kondensasi gas buang biasanya diimplementasikan pada boiler

biomassa dan insinerator limbah yang terhubung grid pemanasan dengan suhu relatif rendah

kembali (di bawah sekitar 55 ° C (131 ° F)).

Salah satu contoh aliran gas buang adalah gas buang desulfurisasi :

Sulfur dioksida adalah salah satu elemen pembentuk hujan asam. Desulfurisasi gas cerobong

(FGD) adalah teknologi yang digunakan untuk menghilangkan sulfur dioksida (SO2) dari gas

buang knalpot bahan bakar fosil pembangkit listrik, dan produsen kimia oksida belerang

Metode

Di bawah ini adalah salah satu metode umum yang digunakan:

• Scrubber basah menggunakan bubur dari basa sorben, biasanya batu kapur atau kapur, atau

air laut untuk menggosok gas;

• Scrubber semprot-kering menggunakan bubur sorben serupa;

• Asam sulfat proses pemulihan basah sulfur dalam bentuk asam sulfat kualitas komersial;

• SNOX desulfurisasi gas cerobong menghilangkan sulfur dioksida, nitrogen oksida dan

partikulat dari gas buang;

• Keringkan sistem injeksi sorben.

Untuk pembangkit listrik berbahan bakar batubara khas, FGD akan menghapus 95 persen

atau lebih dari SO2 dalam gas buang.

Prinsip-prinsip dasar

Kebanyakan sistem FGD mempekerjakan dua tahap: satu untuk penghapusan fly ash dan

yang lainnya untuk penghilangan SO2. Namun, sistem ini mengalami masalah pemeliharaan

berat dan efisiensi penyisihan rendah.

 

Skema desain penyerap dari FGD

SO2 adalah gas asam, dan, oleh karena itu, bubur sorben khas atau bahan lain yang

digunakan untuk menghapus SO2 dari gas buang bersifat alkali. Reaksi berlangsung di

scrubber basah menggunakan CaCO3 (kapur) menghasilkan CaSO3 (kalsium sulfit) dan

dapat dinyatakan sebagai:

CaCO3 (padat) + SO2 (gas) → CaSO3 (padat) + CO2 (gas)

Ketika srubber basah dengan bubur Ca(OH)2 (kapur), reaksi juga memproduksi CaSO3

(kalsium sulfit) dan dapat dinyatakan sebagai:

Ca(OH)2 (padat) + SO2 (gas) → CaSO3 (padat) + H2O (cair)

Ketika scrubber basah dengan bubur (OH) Mg 2 (magnesium hidroksida), reaksi

menghasilkan MgSO3 (magnesium sulfit) dan dapat dinyatakan sebagai:

Mg(OH)2 (padat) + SO2 (gas) → MgSO3 (padat) + H2O (cair)

CaSO3 (kalsium sulfit) selanjutnya dioksidasi untuk menghasilkan CaSO4 dipasarkan •

2H2O (gipsum). Teknik ini juga dikenal sebagai oksidasi paksa:

CaSO3 (padat) + H2O (cair) + ½ O2 (gas) → CaSO4 (padat) + H2O

Sebuah basa alami dapat digunakan untuk menyerap SO2 adalah air laut. SO2 yang diserap di

dalam air, dan ketika oksigen ditambahkan bereaksi untuk membentuk ion sulfat SO4-dan

bebas H +. Surplus H + diimbangi oleh karbonat dalam air laut mendorong ekuilibrium

karbonat untuk melepaskan gas CO2:

SO2 (gas) + H2O + ½ O2 (gas) → SO42-(padat) + 2H +

HCO3-+ H + → H2O + CO2 (gas)

3. Etilen Oksida Propylene Oxide dan Penghilangannya

EO (Etilen Oksida: C2H4O) dan PO (Propylene Oxide: C3H6O) adalah komponen yang

sangat mudah terbakar dan beracun. Keduanya bertindak sebagai karsinogen dan mutagen.

Karena memiliki efek pada manusia dan lingkungan, banyak negara mencanangkan standar

emisi yang sangat ketat.

EO dan PO adalah komponen dasar yang penting dalam banyak sintesis organik,

misalnya produksi glikol dan alkohol dalam jumlah besar. Glikol digunakan untuk produksi

otomotif anti-beku, plastik, resin poliester, serat sintetis dan karet, dan cairan hidrolik. Etilen

Oksida juga digunakan sebagai agen sterilisasi untuk peralatan medis di rumah sakit dan di

industri farmasi. Oksida Propylene kadang-kadang digunakan dalam industri pati untuk

meningkatkan aplikasi beku.

Reaksi kimia dengan komponen ini memakan waktu sangat lama, bahkan ketika katalis

digunakan. Banyak faktor lain menentukan efisiensi dari proses reaksi ini. EO dan scrubber

PO memiliki konsentrasi poluent di bawah 1 mg / Nm ³ (kurang dari 1 ppm).

4. Amonia Scrubber

Amonia (NH3) adalah gas yang sering digunakan dengan bau yang khas. Gas ini

merusak tembaga dan paduan, dan karena itu harus dijauhkan dari konduktor tembaga.

Aplikasi yang paling penting dari amoniak adalah pendinginan, sintesis kimia

(misalnya produksi pupuk) dan pengerasan logam. Amonia sangat larut dalam air dan juga

dijual sebagai larutan air (biasanya 25%).

Selain scrubber produksi klasik, menjual scrubber darurat sangat efisien dan

menguntungkan harga. Scrubber darurat ini digunakan di mana ruang kompresor pendingin

amonia besar berada. Begitu detektor Amonia menunjukkan kebocoran, scrubber darurat

secara otomatis dimulai. Amonia scrubber mencegah amonia keluar ke lingkungan. Untuk

ruang penyimpanan dan kompresor dimensi lebih kecil, operasi scrubber secara manual dapat

dikendalikan oleh remote. Keuntungan unik dari amonia scrubber adalah bahwa mereka

segera operasional. Tidak perlu pemanasan, dan dengan demikian mereka tidak memiliki

waktu start-up.

Gambar 4. Sistem keamanan pada scrubber Amonia