TRAY TOWER SCRUBBER

ALAT PENGENDALI PENCEMARAN UDARA

“TRAY TOWER SCRUBBER”

Salah satu teknologi yang digunakan saat ini yang merupakan sumber pencemaran udara adalah instalasi Insinerator. Insinerator adalah instalasi yang digunakan untuk pengolahan limbah padat dengan proses pembakaran. Instalasi ini jika tidak terencana dengan baik akan bernilai negatif terhadap lingkungan, karena efek yang dihasilkan adalah produk-produk yang destruktif. Untuk mengendalikan emisi yang dihasilkan dari proses insinerasi, pada insinerator dipasang fasilitas penanganan gas buang. Instalasi yang sering dijumpai salah satunya adalah scrubber.

 

Tray Tower Scrubber

Tray Tower Scrubber atau Plate Tower Scrubber merupakan scrubber  vertikal, dimana bagian dalam dari kolom berisi sejumlah tray atau plate yang disusun pada jarak tertentu (tray/plate spacing) di sepanjang kolom. Jumlah tray/plate ideal yang dibutuhkan untuk memperoleh hasil pemisahan bergantung pada tingginya kesulitan pemisahan zat yang akan dilakukan dan juga ditentukan berdasarkan perhitungan neraca massa dan kesetimbangan. Gas yang mengalir dari bagian bawah Scrubber akan melintas dari lubang-lubang yang ada pada setiap pelat yang digenangi oleh aliran air yang mengalir dari bagian atas scrubber.

Tipe ini tidak efektif untuk ukuran partikel sub mikron tetapi tipe ini memiliki efisiensi tinggi untuk ukuran partikel > 5μm dimana dengan ukuran tersebut efisiensi yang didapat mencapai 97%. Desain ini baik digunakan untuk aliran gas 1.000 – 75.000 cfm dengan L/G ratio lebih kecil dibandingkan dengan Spray Tower dan Ventury Scrubber.

Fungsi Tray adalah sebagai tempat berlangsungnya proses perpindahan, tempat terbentuknya keseimbangan, dan alat pemisah dua fasa seimbang.

Syarat penggunaan Tray Tower

Sebagai alat pemisah, tray tower dipilih jika :

• Diameter kolom lebih dari 3 ft. sebab pembuatan tray dengan ukuran kecil relatif sulit dan sebagai konsekwensinya harga tray menjadi lebih mahal.

• Campuran yang akan dipisahkan tidak mudah membentuk buih, tidak korosif, dan mengandung suspensi padatan.

• Proses pemisahan disertai dengan reaksi kimia, sehingga koil pendingin dapat dipasang di antara dua tray berurutan (reaksi eksotermis) dan pemasangan koil pemanas dapat dilakukan jika reaksinya bersifat endotermis.

Kondisi Operasi

Kondisi operasi kolom ditentukan oleh pasangan suhu dan tekanan yang membentuk keseimbangan pada suatu tray. Kondisi operasi puncak kolom, ditentukan oleh pasangan suhu dan tekanan T₁ daan P₁ yang membentuk keseimbangan pada tray nomor 1 (satu) atau tray puncak, baik menggunakan kondensor total, maupun parsial. Kondisi operasi dasar kolom, ditentukan oleh pasangan suhu dan tekanan T_n dan P_n yang membentuk keseimbangan pada tray ke n atau tray dasar, baik menggunakan reboiler total maupun reboiler parsial. Penting untuk diperhatikan:

• Jika memungkinkan, operasi kolom pada tekanan 1 atmosfer. Tekanan tinggi atau tekanan vakum sebisa mungkin harus dihindari.

• Suhu dan tekanan puncak kolom, harus di bawah suhu dan tekanan kritis masing-masing komponen yang dapat terjadi pada hasil puncak.

• Suhu dan tekanan puncak kolom, lebih rendah dari suhu dan tekanan dasar kolom.

• Kondisioperasi kolom, ditentukan dengan mempertimbangan utilitas yang ada atau harus diadakan serta beda suhu yang diijinkan.

 

Mekanisme

Dalam tray tower, cairan dimasukkan dari puncak kolom dan dalam perjalanannya, cairan akan mengalir dari tray yang satu ke tray yang lain yang ada di bawahnya. Selama proses berlangsung, di setiap tray akan terjadi kontak fasa antara fasa cairan dengan fasa uap yang dimasukkan dari dasar kolom. Secara keseluruhan, kontak antara fasa dalam tray tower dapat dipandang sebagai aliran lawan arah, meskipun arus yang sebenarnya terjadi adalah arus silang.

Tray harus dirancang sedemikian, agar posisi cairan di setiap tray berada pada ketinggian yang cukup. Dengan demikian, untuk melewati cairan tersebut, gelembung-gelembung gas akan membutuhkan waktu relatif lama hingga memungkinkan dicapainya keseimbangan.

Kecepatan aliran uap/gas juga akan berpengaruh terhadap keberhasilan proses pemisahan. Jika kecepatan gas terlalu rendah, maka gelembung-gelembung gas akan mengembang, sehingga luas permukaan bidang kontak tiap satuan volume menjadi kecil. Hal tersebut akan mempengaruhi efisiensi pemisahan. Sebaliknya, gas dengan kecepatan tinggi cenderung akan terdispersi lebih sempurna sehingga efisiensi pemisahan meningkat. Namun, aliran gas dengan kecepatan tertentu akan membawa percikan cairan masuk kedalam tray yang ada di atasnya. Peristiwa ini disebut “liquid entrainment”. Jika entrainment yang terjadi berlebihan maka akan terjadi banjir atau flooding. Peristiwa ini tidak diharapkan karena justru akan menyebabkan efisiensi pemisahan turun.  

Efisiensi Tray

Efisiensi tray adalah pendekatan fraksional terhadap kondisi kesetimbangan yang dihasilkan oleh tray aktual. Dalam keadaan seimbang, komposisi komponen ringan dalam fasa uap, cairan merupakan komponen maksimal, minimal yang dapat dicapai pada satu tahap keseimbangan pada suhu tertentu. Namun, kenyataan menunjukkan bahwa hal yang demikian sulit bahkan tidak mungkin dapat dicapai pada konstruksi dari alat kontak antar fasa jenis apapun. Komposisi uap sesungguhnya lebih rendah daripada komposisi idealnya jika keseimbangan benar-benar terwujud. Demikian sebaliknya untuk komposisi cairannya.

 

Referensi

Santosa, H., 2004,  “Diktat Kuliah Perancangan Tray Tower”, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik UNDIP, Semarang.

USU Institutional Repository, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/16711/4/Chapter%20II.pdf.

http://en.wikipedia.org/wiki/Theoretical_plate