PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA

DI SEKTOR INDUSTRI:

Prof. Ir. Puji Lestari, IPU, Ph.D

Ketua Kelompok Keahlian Pengelolaan Kualitas Udara & Limbah

Fakultas Teknik Sipil & Lingkungan- Institut Teknologi Bandung (ITB)

Email: pujilest@indo.net.id

Webinar PSLH-ITB - 20 Mei 2020

2

Industry Minus Control ??

Problem ??

SOURCE: DL-WBI

OUTLINE

Pengantar

Kenapa Industri Perlu Melakukan Pengendalian?

Pendekatan Pengendalian

Prinsip Pengendalian Gas & Partikulat

Pemilihan Alat Pengendali Pencemaran Udara

Diskusi3

Pengantar

Undang undang Nomor 23 Tahun 1997 tentangPengelolaan Lingkungan Hidup

PP41 tahun 1999 : Peraturan Pemerintah TentangPengendalian Pencemaran Udara

agar udara dapat bermanfaat sebesar-besarnya bagipelestarian fungsi lingkungan hidup, maka udara perludipelihara, dijaga dan dijamin mutunya melalui pengendalianpencemaran udara;

KepMenLH no 13/1995 : Untuk mencegah terjadinyapencemaran udara dari jenis-jenis kegiatan sumbertidak bergerak perlu dilakukan upaya pengendalianpencemaran udara dengan menetapkan bakumutu emisi sumber tidak bergerak;

4

Contoh Baku Mutu Emisi

KepMenLH no 13 tahun 1995 tentang Baku mutu emisi sumber tidak bergerak

PermenLH no 19 tahun 2017.. Tentang bakumutu emisi Industri Semen

Permen LH no 4/2014 baku mutu emisi sumbertdk bergerak untuk kegiatan pertambangan

PermenLH no7/2007, Baku Mutu emisi Keteluap untuk Industri Gula dan sawit

PermenLH no 15 tahun 2019, Baku Mutu EmisiPembangkit Thermal

5

PP41/1999 (Definisi) Pengendalian pencemaran udara adalah upaya

pencegahan dan/atau penanggulangan pencemaranudara serta pemulihan mutu udara;

Sumber pencemar adalah setiap usaha dan/ataukegiatan yang mengeluarkan bahan pencemar keudara yang menyebabkan udara tidak dapatberfungsi sebagaimana mestinya;

Baku mutu emisi sumber tidak bergerak adalahbatas kadar maksimum dan/atau beban emisimaksimum yang diperbolehkan masuk ataudimasukkan ke dalam udara ambien;

6

Pengendalian PencemaranUdara ?

Teknik atau cara yg digunakan untukmenyisihkan polutan baik itu menurunkansebagian maupun mengeliminasi polutanyang akan diemisikan ke udara ambienatau atmosfir dari sumber

Sebagian besar Polutan atau Pencemarudara itu berasal dari proses pembakaran Industri, Pembangkit, transportasi

7

Mengapa Industri PerluMelakukan Pengendalian ?

Adanya Regulasi /Peraturan ?

Keuntungan Financial ?

Market Pressure..?

Personal Commitment ? Owner?

8

Pendekatan Pengendalian

Prevention

Recycle

Re –Design

Implementasi RECP (Resource Efficient & Cleaner Production)

End of Pipe

9

Prevention

Process treatment

Major waste

reduction

Large boilers (power plants, etc)

Fuel quality (ash, sulfur)

Operating conditions (low NOx)

Equipment Improvement to avoid Fugitive Emission

Characteristics: can save money; relies on process improvement; meets resistance to change

10Source : DL_WBI

Recycle

PROCESS treatment

waste

Material

recycled

Treatment

requirements

reduced

11DL-WBI

Redesign

NewProcess

Waste eliminated

Treatment not required

12DL-WBI

Resource Efficient and Cleaner Production

13

Resource

Efficiency

Waste Minimi-zation

People’s Well

Being

Integrated and continued application of preventive environmental practices and total productivity techniques to processes, products and services to increase efficiency and reduce risks to humans and environment

Target Utama: energy, air, Bahan Baku

14

Picture of RECP

Resource Efficient and Cleaner Production

End of pipe (Aplikasi APCS)

PROCESS treatment

waste

Characteristics: conceptually simple, may be expensive, not reliable as solution

Cannot deal with fugitive emissions

15

Prinsip Dasar Pengendalian:

Peraturan Baku Mutu Emisi yang berlaku

Identifikasi Jenis Emisi

Polutan Partikulat ?

Polutan Gas ?: SO2, NOx, CO

Heavy Metal, HCL, HF

Lainya (Mercury, VOC, PAHs, PCB, Dioxin/Furan)

Sumber & Process Terbentuknya Ketel uap

Proses utama?

Material Handling process, Loading/unloading16

Aplikasi Alat Pengendali

Pengendali emisi partikulat Dry Collector : -settling chamber, cyclone,

Elektrostatik Presipitator, dan Fabrik filter

Wet Collector : Wet scrubber, spray tower, venturiscrubbers, plate scrubbers dsb.

Pengendali Emisi Gas Incinerator/Combustion

Absorbsi

Adsorpsi

Kondensasi

FGD (Flue Gas Desulfurization)

17

Dry Collector : Cyclone

Partikel > 20 µm

(multi cyclone 5-20

µm)

Efisiensi 60- 90%

Sebagai pre-cleaner

Capex rendah

Bisa beroperasi pada T

tinggi

Efisiensi rendah utk

partikel halus18

Fabric Filter

Untuk partikel halusEfisiensi >99,9 %

Capex lebih rendah

Tidak terjadi korosi

Power moderate

Tidak tahan suhu panas

Perawatan sulit

Tidak tahan thdasam/basa

Aplikasi Semen, Baja dll

19

Electrostatic Presipitator

Efisiensi tinggi 99,9%

Volume yg besar

Beroperasi pada suhutinggi.

Berumur sangatpanjang

Investasi tinggi

Tidak fleksible

20

Wet Scrubber

• Pressure Drop : 0.5 – 2 in

H2O

• Efisiensi: 90 % untukPartikel > 5 micron

• L/G : 0.5 – 8 galon/1000 ft3

• Droplet size: 100 - 500 m• Menyisihkan Gas dan

Partikel

• Beroperasi pada T tinggi

• Space lebih kecil

21

SO2 Controls

Wet flue gas desulfurization (FGD)

Limestone forced oxidation (LSFO) usually preferred

Spray drying (dry FGD)

Simplified versions of above

Sea water FGD

Semi-dry – Furnace Sorbent Injection, circulating bed reactor

TEKNOLOGI FGDSEAWATER FGD

Kelebihan dan Kekurangan• Efisiensi lebih dari 90%

• Proses sederhana, tidak ada pemisahan limbah cair dan limbah padat

• Tidak cocok digunakan untuk batu bara dengan kadar S tinggi (>1%)

• Dampak terhadap lingkungan laut perlu sangat diperhatikan

SOURCE: ALSTOM 23

DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG ( ITB) 24

Faktor yang mempengaruhi

Pemilihan/ Design APC

Karakteristik Fisik dan Kimia dari Polutan,

proses dan Flue Gas atau effluent

Konsentrasi Polutan grain loading of the

pollutants

Tingkat Penyisihan yg dibutuhkan (Collection

Efficiency)

Distribusi Ukuran Partikel (Partikulat)

Kondisi Gas & Explosive Limit (LEL & UEL)

DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG ( ITB) 25

Karakteristik Proses dan Efluen

• Sifat flue gas atau pembawa kontaminan• Korosivitas

• Sifat asam atau basa

• Mudah terbakar

• Suhu menentukan besarnya ukuran kolektor

• Komposisi Flue Gas (CO, CO2, O2)

• Konsentrasi Polutan Utama (loading)

26

DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG ( ITB)

27APTI 413

28

Distribusi Ukuran Partikel Merupakan faktor penting dalam penyisihan partikel

pada Alat Pengendali partikulat

4-5 November 2002 29DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG ( ITB)

Grade EfficiencyThe relationship between the collection efficiency and the

particle size is called the grade efficiency

Grade Efficiency BW 01/04 (Single-High Efficiency)

0

20

40

60

80

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Diameter Partikulat (mikro)

Eff

icie

ncy (

%)

Efficiency (%) D=2,65

Efficiency (%) D=2,7

Efficiency (%) D=2,75

2-30

Faktor Penting dalam

Pengendalian Gas

Flow rate gas (Q) rata-rata dan maksimum

Temperatur Rata-rata dan maksimum

Konsentrasi partikulat rata-rata & maksimum

Karakteristik Partikulat dalam flue gas

Konsentrasi oksigen minimum, rata-rata & maksimum

Konsentrasi Polutan gas rata-rata & maksimum

Sifat kontaminan yg mudah terbakar (ignition temperature)

2-31

Explosive Limits

Organic compounds

Carbon monoxide

Ammonia

Hydrogen (sometimes present

with organic compounds)

Hydrogen sulfide

Source :APTI 415

2-32

Explosive Limit (APTI 415)

Concentrations

Lower Explosive Limit (LEL)

At contaminant concentrations below the LEL,

there is insufficient contaminant “fuel” for an

explosion

Upper Explosive Limit (UEL)

At contaminant concentrations above the UEL,

there is insufficient oxygen for the oxidation of

the compounds present.

APTI 415

BAGAIMANA MEMILIH & DESIGN

ALAT YANG SESUAI DENGAN

EMISI YANG KITA MILIKI ?

Achievable

Best Available Technology

Pemilihan Alat Untuk Industri

(Evaluasi Seluruh Proses)

ANCILLARY

EQUIPMENT

CAPTURE

HOODDUCTING

GAS

CONDITIONING

CONTROL

DEVICEFANS* STACK

POLLUTANT

REMOVAL

&

TREATMENT

Pump, Cooling Towers, and

Controls

Canopy Hoods,

Semi-Closed Hoods,

Direct Exhaust

Side Draft Hoods

Water-Cooled

Refractory,

Carbon Steel

Stainless Steel

U-Tube Cooler

Quenchers,

Spray Chamber,

Mechanical Collectors

Thickener&Clarifiers,

Vacuum Filters, Bins and

Elevators, Screw Conveyors

Backward Curved, Radial

*In some application, the

fan may be ahead of the

control device

34sumber: Noll1997

Device

Characteristics

Device

Performance

Technical

Feasibility

Evaluation of

Source

Select Available

Control Devices

Control

Regulations

Total Annual Cost

of Alternatives

Select Best

Available Control

System

Operating PrinciplesDesign ParametersPrevious Application

EfficiencyFlexibility

Gas PreconditioningLoad-handling Capacity

Control RequirementsCorrosion

PreventionEnergy Requirements

ReliabilityChemical Requirements

Maintainability

Faktor yg perlu dipertimbangkan

dalam Memilih APCS untuk Industri

Sumber: Noll, 199735

Table 3-1 . Industrial Pollutant Sources and

Typical Control Devices Industry Source Control System Typical gas

temperature

Asphalt

Roofing

Saturator &

Storage tanks

Scrubber, precip.,

after burner

26.7-148.9 0C

Basic Oxygen Furnace

1. Basic Oxygen Furnace

2. Charging

Hood

1. Precipitator, scrubber, bag

house

2. Same as 1

1. 1926.7-22040C

2. 65.6-204.4 0C

Benzene

Handling &Storage

1. Vents, storage,

tanks

1. Afterburner,

adsorber, refrigeration

1. 21-37.8 0C

Brick

Manufacturing

1. Tunnel Kiln

2. Crusher,mill

3. Dryer

4. Periodic Kiln

1. Scrubber,

baghouse

2. Same as 1

3. Same as 1 4. Same as 1

1. 93.3–315.60C

2. 21 0C mill

3. 121.10C

4. Same as 1

Castable

Manufacturing

1. Electric arc

2. Crusher, mill

3. Dryer

4. Periodic kiln

1. Baghouse,

scrubber

2. Same as 1

3. Same as 1 4. Same as 1

1. 1648.9–22040C

2. 210C

3. 148.90C

4. 65.60C

Chemical

Manufacturing

Waste

Disposal

1. Miscellaneous

Sources

1. Afterburner,

Flare

1. As required

Clay Refractories

1. Shuttle kiln 2. Calciner

3. Dryer

4. Crusher, mill

1. Baghouse, precipitator,

scrubber

2. Same as 1

3. Same as 1 4. Baghouse,

precipitator

1. 66-4270C kiln

2. Same as 1

3. 121.10C

4. 210C

Coal fired

Boiler

1. Steam

generator

1. Precipitator,

scrubber,

baghouse

1. 148.9-371.10C

Conical Incinerator

1. Incinerator 1. Scrubber 1. 204.4-371.10C

36sumber: Noll 1997

Kenapa sulit dilaksanakan?

“There is no Simple answer”

Harus ada insentif, biaya yang tinggi dan

perlu komitmen dari top-bottom

Mengelola pencemaran Udara di sektor

industri diperlukan dua atau lebih

pendekatan dari sisi pemerintah, industri

dan juga dukungan masyarakat.

37

THANK YOU

Terima Kasih

38