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 Tn dan Pn 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.
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.
