ELECTROSTATIC PRESIPITATORAplikasi dari electrostatic pada dunia industri digunakan untuk mengatasi masalah limbah debu. Industri yang mengaplikasikannya antara lain PLTU, pabrik gula dan pabrik semen, salah satu caranya adalah dengan menggunakanelectrostatic precipitator(ESP).ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentangpartikelyang didapat cukup besar. Dengan menggunakanelectro staticprecipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).

Salah satu komponen terpenting dalam proses produksi di Pabrik Gula dan PLTU adalah boiler. Fungsinya adalah sebagai tempat untuk memanaskan air, sehingga menghasilkan uap yang nantinya akan digunakan untuk proses selanjutnya. Pada PLTU, uap ini digunakan untuk memutar turbin uap sebagai penggerakgenerator.Untuk melakukan kerjanya, boiler membutuhkan adanya panas yang digunakan untuk memanaskan air. Panas ini disuplai dari bagian yang disebut dengan ruang bakar ataufurnace, dimana pada ruang bakar ini dilengkapi dengan alat pembakaran atau burner. Hasil pembakaran di ruang bakar tersebut mengandung banyak debu mengingat bahan bakar yang digunakan adalah batubara, dan debu tersebut akan terbawa bersama gas buang menuju cerobong. Sebelum gas buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas buang tersebut akan melewati kisi-kisi suatu electrostatic precipitator (ESP).

Gambar 1. Electrostatic precipitator overview.

Gambar 2. Persentase penangkapan partikel debu pada ESP.Cara Kerja ElectroStatic PrecipitatorCara kerja dari electro static precipitator (ESP) adalah (1) melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif (-). (2) Partikel debu yang sekarang bermuatan negatif (-) kemudian menempel pada pelat-pelat pengumpul (collector plate), lihat gambar 4. Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), lihat gambar 1 dan 2, dan ditransport (dipindahkan) ke flyash silo dengan cara di vakum atau dihembuskan.

Gambar 3. Bagian-bagian dari electrostatic precipitator.

Gambar 4. Proses ionisasi.Proses Pembentukan Medan ListrikProses pembentukan medan listrik; (1) Terdapat dua jenis electrode, yaitu discharge electrode yang bermuatan negatif dancollector plateelectrode bermuatan positif. (2) Discharge electrode diletakkan diantara collector plate pada jarak tertentu (memiliki jarak antara discharge electrode dengan collector plate). (3) Discharge electrode diberi listrik arus searah (DC) dengan muatan minus (lihat gambar 3), pada level tegangan antara 55 75 KvDC (sumber listrik awalnya adalah 380 volt AC, kemudian dinaikkan oleh transformer menjadi sekitar 55 75 Kv dan dirubah menjadi listrik DC oleh rectifier, diambil hanya potensial negatifnya saja). (4) collector plate ditanahkan (di-grounding) agar bermuatan positif. (5) Dengan demikian, pada saat discharge electrode diberi arus DC maka medan listrik terbentuk pada ruang yang berisi tirai-tirai electrode tersebut dan partikel-partikel debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut, Gas bersih kemudian bergerak ke cerobong asap.

Electrostatic precipitator merupakan salah satu cara agar Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ataupun industri lainnya yang berpotensi menghasilkan limbah debu menjadi ramah lingkungan, setidaknya dapat mengurangi kandungan polutan yang dibuang melalui cerobong.

WET SCRUBBER

Wet scrubberSistemscrubberadalah kumpulan berbagai macam alat kendali polusi udara yang dapat digunakan untuk membuangpartikeldan/atau gas dari arus gas keluaran industri.Wet scrubberadalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi alat yang menggunakanliquiduntuk membuang polutan. Nama lain dari filter basah adalah Scrubbers atau Wet Collectors. Prinsip kerja filter basah adalah membersihkan udara yangkotordengan cara menyemprotkan air dari bagian atas alt, sedangkan udara yang kotor dari bagian bawah alat. Pada saat udara yang berdebu kontak dengan air, maka debu akan ikut semprotkan air turun ke bawah.InstalasiScrubberScrubberbiasanya dipasang pada bagian lanjutan dari instalasi yangoutlet-nya mengeluarkan emisi, dikarenakan instalasinya bertujuan untuk mengendalikan emisi yang keluar dari instalasi tersebut.Cara KerjaWet ScrubberPadaWet scrubber, arus gas kotor dibawa menuju kontak denganliquidpencuci dengan cara menyemprotkan, mengalirkannya atau dengan metode kontak lainnya. Desain dari alat kontrol polusi udara (termasukWet scrubber) tergantung pada kondisi proses industri dan sifat alami polutan udara yang bersangkutan.Wet scrubbermembuang partikel dengan cara menangkapnya dalam tetesan atau butiran liquid. Adapun butiranliquidyang masih terdapat dalam arus gas pasca pencucian selanjutnya harus dipisahkan dari gas bersih dengan alat lain yang disebutmist eliminatoratau entrainmentseparator.KemampuanWet scrubberterbatas yaitu menyisihkan partikel kurang dari 0.3mikron.Prinsip operasi dariWet scrubberadalah:1.Menggunakan gaya inersia partikulat dan droplet untuk mentransferpartikulat dari aliran gas keliquid;2. Di dalamscrubber, partikulat dalam aliran udara dipaksa untuk berkontak denganLiquid droplet, liquidpackingmaterial,liquidjet dari pelat.

Mekanisme Pengumpulan:1.Inertial impaction and interception2.Kemampuan partikulatWet Scrubberuntuk menyisihkan partikulat tergantung dari:Ukuran partikel;Kecepatan partikel;Kecepatan droplet.

CYCLONESiklon (cyclone) karena karakteristiknya sering digunakan sebagai alat pemisahpartikeldengan gas. Penggunaan siklon sering dijumpai sebagai alat pengontrol polusi udara dari pengotor debu. Siklon juga dijumpai pada proses pembakaran untuk peralatan umpan bahan bakar padat (pulverized) pada boiler. Alasan utama penggunaan siklon dalah harganya yang murah, tidak mempunyai bagian yang bergerak dan mampu bertahan pada kondisi operasi yang berat. Sementara itu siklon juga mempunyai beberapa kelemahan dalam hal efisiensinya yang rendah (khususnya pada partikel yang sangat kecil) dan biaya operasi yang tinggi. Tingginya biaya operasi dikarenakan siklon perlu daya yang besar untuk mengatasi penurunan tekanan (pressure drop).

Cara kerjaCara kerja dari siklon adalah terdapatnya kumpulan partikel dan gas yang masuk dalam arah tangensial kedalam siklon pada bagian puncaknya.Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon.Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil.Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran.Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendahGas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon.

Cyclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk memisahkan partikulat dari udara kotor.Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah dinding cyclone dan meluncur ke bawah.

BAG FILTERBag filteradalah alat untuk memisahkan partikel kering dari gas (udara) pembawanya. Cara kerja Bag filter aliran gas yang kotor akan partikel masuk ke dalam beberapa longsonganfilter (disebut juga kantong ataucloth bag)yang berjajar secara pararel, dan meninggalkan debu padafilter tersebut.Aliran debu dan gas dalam bag filter dapat melewati kain(fabric)ke segala arahPartikel debu tertahan di sisi kotor kain, sedangkan gas bersih akan melewati sisi bersih kain. Konsentrasi partikelinletbag filter adalah antara 100 g/ m3 1 kg/m3. Debu secara periodik disisihkan dari kantong dengan goncangan atau menggunakan aliran udara terbalik

Proses yang terjadi dalamfabric bag filterdiawali dengan pengaliran produk reaksi berupa campuran antaracarbon blackdengan gas hidrogen, metan, CO2, dll. Pengaliran campuran gas ini (fluffy black) dibantu dengan menggunakanfan.Fantersebut ada yang dipasang pada saluran gas kotor (positive pressure baghouse) ada juga yang dipasang pada saluran gas bersih (negative pressure baghouse).Fluffy blackselanjutnya melewatibag filterdan partikelcarbon blacktertahan pada permukaan kain atau serat. Setelah disaring pada selang waktu tertentu, aliran gas masukcompartmentpertama dihentikan danflaffy blackdilewatkan melaluicompartmentlain.Bag filteryang telah jenuh selanjutnya dibersihkan dengan mekanisme tertentu sesuai dengan tipenya yaitureverse-air,shakingdanpulse-jet. Di samping itu pula terdapat metodesonic fibrationyakni dengan menggunakan gelombang frekuensi rendah untuk menggetarkanbag filter. Periode pembersihan ini sangat singkat berkisar 0,3 -120 sekon untuk tiapcompartment. Gas keluaran bagtersebut selanjutnya memasuki unit operasi lainnya, sedangkan karbon yang terkumpul di bagiancollection hopperdipindahkan dengan menggunakanscrew conveyor.

Skema Big House Filter

TUGASPENGOLAHAN PENCEMARAN UDARA

Oleh :

NURUL ASMARANI DAMAYANTID12111265

Jurusan Teknik SipilProdi Teknik LingkunganFakultas TeknikUniversitas Hasanuddin2013