UJI KINERJA KONTAKTOR MEMBRAN MENYILANG GANDA UNTUK PROSES ABSORPSI-DESORPSI CO2 SECARA SIMULTAN MENGUNAKAN
PELARUT DIETANOLAMINA (DEA)
Disusun oleh:
Toto Iswanto (2311100026)
Muhammad Rifa’i (2311100187)
Dosen Pembimbing:
Dr. Yeni Rahmawati, S.T., M.T.
Dr. Ir. Susianto, DEA
LABORATORIUM PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA
SENIN, 22 JUNI 2015
PENDAHULUANPENELITIAN TERDAHULU
METODE PENELITIAN
HASIL PENELITIAN
KESIMPULAN
OUTLINE
2
3
PENDAHULUAN
CO2
• PENGOTOR
• KOROSIFCO2 korosif jika di dalam gas alam terkandung uap air:
H2O + CO2H2CO3
• MENYEBABKAN PENURUNAN NILAI PANASCO2 tidak memiliki nilai panas sehingga menyebabkanterjadinya penurunan nilai panas (heating value) danberkurangnya tegangan listrik yang dihasikan oleh turbin gas(Tolage, 2009).
• MENYEBABKAN SUMBATAN PADA SALURAN PERPIPAANProses pencairan gas alam berjalan pada suhu sangat rendah,yaitu -161oC, sedangkan titik beku CO2 sekitar -78,4
oC (Perry &Green, 2008).
CO2 dalam gas alamharus dihilangkan!
PROSES PEMISAHAN CO2
ABSORPSI SECARA FISIK DAN KIMIA
CRYOGENIC
PERMEASI MEMBRAN
ADSORPSI
PENDAHULUAN
4
Teknologi Kontaktor Membran
Teknologi Konvensional (Packed Column)
PENDAHULUAN
Absorpsi Desorpsi5
Kontak langsung gas dan liquid dapat
menyebabkan channeling, flooding, foaming,
dan entrainment
Resiko kehilangan pelarut saat regenerasi besar
Membutuhkan energi yang besar
6
Memiliki luas kontak yang relatif kecil dengan
ukuran alat yang besar(Simioni dkk., 2011)
PENDAHULUAN
Teknologi Konvensional(Kolom Absorpsi-Desorpsi)
Rentan terhadap korosi
7
Teknologi Penyerapan Kontaktor Membran
Mudah untuk di scale up, ukurannya 10 kali lebih kecil
dari pada packed tower
(Gabelman & Hwang, 1999)
Luas area kontak 4-30 kali lebih besar dibanding luas
area kontak kolom konvensional
(Simioni dkk., 2011)
PENDAHULUAN
Dapat melakukan absorpsi dan desorpsi secara
simultan dalam satu unit
(Kumazawa, 2000)
Laju alir salah satu komponen independen terhadap
laju alir komponen lain sehingga bebas dari masalah
flooding, foaming, dan entrainment
(Hedayat dkk., 2011 ; Simioni dkk., 2011)
Material/Proses Penelitian Hasil Referensi
PP(Polipropilena)/
simultan dalam satumodul
Memodelkan dan mengukur permeabilitasdan faktor pemisahan melalui membrancair untuk sistem CO2-N2 melalui berbagaitekanan parsial CO2.Mereka menggunakan pendekatanimmobilized liquid membrane denganpelarut dietanolamina (DEA). Dalam sistemini, DEA diamobilisasi dalam pori-porimembran PP mikro hidrofobik, dan gashelium digunakan sebagai sweep gas.
Hasilnya model initidak membutuhkanenergi eksternal.
Guha dkk. (1990)
PENELITIAN TERDAHULU
8
Material/Proses Penelitian Hasil Referensi
PTFE(Politetrafluoroetilena)/
simultan dalam satumodul
Proses absorpsi-desorpsi secara simultandalam satu unit kontaktor membran denganpelarut AMP (Amino Methyl Propanol) danMAE (Methyl Amino Ethanol).Percobaan dilakukan dalam satu tangki yangberisi pelarut dengan pengadukan untukhomogenitas pelarut.
Proses absorpsi-desorpsi secarasimultan dapat berlangsung stabilhingga 20 jam.
Kumazawa (2000) dan Shimada dkk. (2006)
PVDF (Polivinildenefluorid)/simultan beda modul
Mempelajari proses absorpsi dan desorpsimenggunakan modul membrane PVDF denganCO2 murni sebagai feed gas dan N2 sebagaisweep gas serta NMP (N-Methyl Pyrrolidone)sebagai pelarut.Percobaan dilakukan dalam 2 modul berbeda,yaitu modul untuk absorpsi dan untukdesorpsi. Pelarut yang digunakan di modulabsorpsi dikirim ke modul desorpsi untukdiregenerasi.
Fluks absorpsi lebih besar 10xdibanding fluks desorpsi. Untukmenaikkan fluks desorpsi, modulharus diperpanjang atau lajusweep gas diperkecil agar waktukontak gas-liquid dapat lebihlama.
Mansourizadeh dkk. (2011)
PENELITIAN TERDAHULU
9
10
PENELITIAN TERDAHULU
Proses Membran Pelarut Gas UmpanQl
(ml/min)Desorpsi
Pemisahan
(%)
Fluks
(mol/m2.s)Pustaka
Hibrid PVDF
PZ: 2-10%CO2:
10-40%20
T: 80 –
110oC
absorpsi:
> 95
absorpsi:
2,5.10-4 –
2.10-3Yeon dkk. (2004)TEA: 5-15%
PZ + TEA
HibridPVDF
MEA: 5%CO2: 11% 600-1.800
T: 80 –
105oC
absorpsi:
95- Yeon dkk. (2005)
(skala pilot) TEA: 5%
Simultan dalam
satu modulPTFE
MAE:
0,5-2 M
CO2:
5-20%batch
aliran N2T: 30oC
P: 1 atm
-
laju absorpsi
10,9-12,9 >
laju desorpsi
Shimada dkk.
(2006)
Simultan dalam
satu modulPTFE
AMP:
0,5-2 M
CO2:
5-20%batch
aliran N2T: 30oC
P: 1 atm
-
absorpsi-
desorpsi:
10-5 – 10-7Kumazawa (2000)
Variabel dan Hasil Penelitian Proses Absorpsi-Desorpsi dengan Kontaktor Membran
11
Proses Membran Pelarut Gas masukQl
(ml/min)Desorpsi
Pemisahan
(%)
Fluks
(mol/m2.s)Pustaka
Hibrid PPCORAL:
2 M
CO2:
0,05-10%
8-300T: 105oC -
absorpsi:
0,22 mol/m2.s
Feron dkk.
(2002)
Hibrid PPMEA & MDEA:
0,5-3 M-
0,025-0,1
m/s-
absorpsi:
90
absorpsi:
8,89.10-4 mol/m2.sYan dkk. (2007)
Simultan
beda modulPVDF Air CO2 murni 50-200
aliran N2T:
26-60oC
desorpsi:
< 30
absorpsi: 8,5.10-4
desorpsi: 3,0.10-8Mansourizadeh
dkk. (2011)
(lanjutan)
PENELITIAN TERDAHULU
RUMUSAN MASALAH
1. Penelitian proses absorpsi-desorpsi CO2 secara simultan
menggunakan satu modul kontaktor membran menyilang ganda
belum banyak.
2. Kandungan gas CO2 pada gas alam ada yang mencapai 30-60%
volume (seperti gas alam Natuna), sedangkan penelitian pada
kontaktor membran sebelumnya menggunakan konsentrasi CO2
0,05-30%.
12
TUJUAN
1. Mempelajari pengaruh parameter operasi seperti konsentrasi CO2,
laju alir gas CO2 (gas umpan), dan laju alir gas N2 (sweep gas)
terhadap laju perpindahan massa dan efisiensi pemisahan CO2 dalam
modul kontaktor membran menyilang ganda dengan konsentrasi gas
CO2 yang tinggi.
2. Melakukan uji kinerja kontaktor membran secara kontinyu selama 8
jam untuk mengetahui besar fluks absorpsi dan desorpsi CO2 serta
efisiensi pemisahannya.
13
14
KONSEP KONTAKTOR MEMBRAN
POLYPROPILENE, SERAT BERONGGA
Gas umpan
Sweep Gas, N2
N2 kaya CO2
Sales Gas
Larutan DEA (diam)
Modul Kontaktor Membran Tampak Samping(Konsep)
Sales GasSweep Gas, N2
N2 kaya CO2
Gas umpan
Larutan DEA (diam)
Modul Kontaktor Membran Tampak Samping(Riil)
Sales Gas
Sweep Gas, N2
N2 kaya CO2
Modul Kontaktor Membran Tampak Atas(Konsep)
Gas umpan Sales Gas
Sweep Gas, N2
N2 kaya CO2
Modul Kontaktor Membran Tampak Atas(Riil)
KONSEP KONTAKTOR MEMBRAN
15
Gas umpan
BATASAN MASALAH
1. Membran kontaktor di dalam modul membran yang disusun
menyilang ganda terbuat dari fiber polipropilena (PP).
2. Pelarut yang digunakan untuk proses absorpsi CO2 adalah
dietanolamina (DEA) yang dioperasikan secara diam/batch, sedangkan
untuk proses desorpsi CO2 menggunakan N2 sebagai sweep gas.
3. Gas umpan terdiri dari gas CO2 dan gas N2 yang komposisinya
disesuaikan variabel penelitian.
16
MANFAAT
Hasil penelitian ini diharapkan mampu untuk mengetahui pengaruh
parameter operasi terhadap laju perpindahan massa dan efisiensi
pemisahan CO2 dalam modul kontaktor membran secara simultan
sehingga dapat dijadikan referensi atau rujukan dalam pengaplikasian
kontaktor membran simultan menyilang ganda di industri yang
berkaitan dengan gas alam.
17
Bahan yang Digunakan:1. Gas umpan dengan konsentrasi CO2 40% dan
99,5% volume, balance N2.2. Gas N2 dengan konsentrasi 99,95% volume
balance O2.3. Fiber membran polipropilena (PP).4. Pelarut dietanolamina (DEA) 30% berat.
METODOLOGI PENELITIANVariabelVariabel tetap:1. Konsentrasi pelarut DEA (30% berat).
Variabel berubah:1. Konsentrasi CO2 dalam gas umpan: 40% dan
99,5% volume.2. Laju alir gas umpan : 400 – 800 ml/min.3. Laju alir gas N2 (sweep gas): 400, 600, dan 800
ml/min.
Variabel respon:1. Laju perpindahan massa (fluks) absorpsi CO2.2. Laju perpindahan massa (fluks) desorpsi CO2.3. Efisiensi absorpsi CO2.4. Efisiensi desorpsi CO2.5. CO2 loading pelarut.
Parameter Nilai
Diameter dalam (di) (mm)
Diameter luar (do) (mm)
Diameter pori (dp) (μm)
Panjang fiber (mm)
Jumlah fiber
Jumlah lapisan
Luas kontak gas-cairan (m2)
Porositas
0,35
0,5
0,2
83
2.500
25
21,195
0,65
Data Karakteristik Membran Polipropilena
18
Memasukkan pelarut DEA 30% berat ke dalam modul hingga
membran tercelup sempuna
Mulai
Modul membran, gas CO2, gas N2, pelarut DEA
Mengalirkan gas umpan sesuai variabel
Mengalirkan gas N2 sebagai sweep gas sesuai variabel
Membiarkan proses absorpsi-desorpsi berlangsung selama 30 menit
Mengulangi prosedur di atas dengan variabel lainnya
Menghitung CO2 loading pelarut DEA, laju absorpsi dan desorpsi
CO2, serta efisiensi absorpsi dan desorpsi CO2
Membuat larutan DEA 30% berat
Melakukan analisa pada gas keluar dengan Gas Chromatography
(GC)
Mengambil sampel gas yang keluar modul membran
Variabel Optimal
Selesai
Selesai
Menjalankan proses absorpsi-desorpsi secara kontinyu selama 8 jam
dengan variabel optimal yang diperoleh dari percobaan uji pengaruh
parameter operasi
Membuat plot laju absorpsi dan desorpsi CO2 serta efisiensi absorpsi
dan desorpsi CO2 per satu jam uji kinerja
Menganalisa morfologi permukaan membran dengan SEM
Menganalisa morfologi permukaan membran dengan SEM
Mulai
Variabel Optimal
19
20
RANGKAIAN ALAT PENELITIAN
ANALISA HASIL
SxTx
xCxQCxQJg
outoutininabsorpsiCO
0224,0
15,273)(2
SxTx
xKxVJ
g
outoutCO
0224,0
15,273'
2
%100' xCxQCxQ
KxV
outoutinin
outout
%100xCxQ
CxQCxQ
inin
outoutinin
21
001,0)(
2 xnKxVCxQCxQ
loadingCODEA
outoutoutoutinin
di mana di mana JCO2 adalah fluks absorpsi (mol/m2.s), J’CO2 adalah fluks desorpsi (mol/m2.s), adalah efisiensi absorpsi
(%), ’ adalah efisiensi desorpsi (%), Qin dan Qout adalah laju alir gas umpan dan laju alir sales gas (m3/jam), Vout adalah laju
alir gas N2 (sweep gas) keluar (m3/jam), Cin dan Cout adalah konsentrasi CO2 dalam gas umpan dan sales gas (%), Koutadalah konsentrasi CO2 dalam sweep gas keluar (%), Tg adalah temperatur gas (K), S adalah luas kontak gas-cair pada
permukaan membran (m2), dan nDEA adalah jumlah mol pelarut DEA 30% berat.
Fluks Absorpsi
Fluks Desorpsi
Efisiensi Absorpsi
Efisiensi Desorpsi
CO2 Loading
HASIL PENELITIAN
22
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Absorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Absorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
23
Konsentrasi Gas CO2 40% Konsentrasi Gas CO2 99,9%
1.8
2.2
2.6
3.0
3.4
3.8
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Flu
ksA
bso
rpsi
x 1
04
(mo
l/m
2.s
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
R2 = 0,9968
9
11
13
15
17
19
21
23
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Flu
ksA
bso
rpsi
x 1
04
(mo
l/m
2.s
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
R2 = 0,9968
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Absorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental
24
Konsentrasi Gas CO2 40%
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Flu
ksA
bso
rpsi
x 1
04
(mo
l/m
2.s
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
25
• Konsentrasi CO2 semakin besar, fluksabsorpsi semakin besar.
• Laju alir gas umpan semakin besar, fluksabsorpsi semakin besar.
• Laju alir sweep gas tidak berpengaruhterhadap besar fluks absorpsi.
Response Surface Fluks Absorpsi
MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan
SGI (Sweep Gas In)
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Desorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
26
Konsentrasi Gas CO2 40% Konsentrasi Gas CO2 99,9%
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Desorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
0
2
4
6
8
10
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Flu
ksD
eso
rpsi
x 1
06
(mo
l/m
2.s
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
R2 = 0,6818
0
10
20
30
40
50
60
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Flu
ksD
eso
rpsi
x 1
06
(mo
l/m
2.s
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
R2 = 0,6818
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Desorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental
27
Konsentrasi Gas CO2 40%
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Flu
ksD
eso
rpsi
x 1
04
(mo
l/m
2.s
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
28
• Semakin besar konsentrasi gas CO2,semakin besar fluks desorpsi.
• Semakin besar laju alir gas umpan,semakin kecil fluks desorpsi.
• Semakin besar laju alir sweep gas,semakin besar fluks desorpsi.
Response Surface Fluks Desorpsi
MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan
SGI (Sweep Gas In)
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Absorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
29
Konsentrasi Gas CO2 40%
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Absorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
20
25
30
35
40
45
50
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Efis
ien
siA
bso
rpsi
(%)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
R2 = 0,9969
76
78
80
82
84
86
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Efis
ien
si A
bso
rpsi
(%
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
Konsentrasi Gas CO2 99,9%
R2 = 0,9969
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Absorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental
30
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Efis
ien
si A
bso
rpsi
(%
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
Konsentrasi Gas CO2 40%
31
• Semakin besar konsentrasi gas CO2,semakin besar efisiensi absorpsi.
• Semakin besar laju alir gas umpan,semakin rendah efisiensi absorpsi.
• Semakin besar laju alir sweep gas,efisiensi absorpsi cenderungsemakin kecil.
Response Surface Efisiensi Absorpsi
MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan
SGI (Sweep Gas In)
32
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Efis
ien
si D
eso
rpsi
(%
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Desorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
0
1
2
3
4
5
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Efis
ien
si D
eso
rpsi
(%
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Desorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
Konsentrasi Gas CO2 99,9%Konsentrasi Gas CO2 40%
R2 = 0,7213 R2 = 0,7213
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Desorpsi CO2 pada
Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental
33
Konsentrasi Gas CO2 40%
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
400 500 600 700 800 900 1000 1100
Efis
ien
si D
eso
rpsi
(%
)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
34
• Konsentrasi gas CO2 cenderung tidakberpengaruh terhadap efisiensi desorpsi.
• Semakin besar laju alir gas CO2 (gasumpan), efisiensi desorpsi turun kemudiannaik.
• Semakin besar laju alir sweep gas, efisiensidesorpsi naik kemudian turun.
Response Surface Efisiensi Desorpsi
MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan
SGI (Sweep Gas In)
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap CO2 Loading pada Berbagai
Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
35
R2 = 0,9956
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap CO2 Loading pada Berbagai
Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik
0.02
0.022
0.024
0.026
0.028
0.03
0.032
0.034
0.036
0.038
0.04
400 500 600 700 800 900 1000 1100
CO
2Lo
ad
ing
(m
olC
O2/m
olD
EA)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0.22
0.24
400 500 600 700 800 900 1000 1100
CO
2Lo
ad
ing
(m
olC
O2/m
olD
EA)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
Konsentrasi Gas CO2 99,9%Konsentrasi Gas CO2 40%
R2 = 0,9974 R2 = 0,9974
36
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
400 500 600 700 800 900 1000 1100
CO
2Lo
ad
ing
(m
olC
O2/m
olD
EA)
Laju Alir Gas Umpan (ml/min)
SGI 400 ml/min
SGI 600 ml/min
SGI 800 ml/min
Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap CO2 Loading pada Berbagai
Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental
Konsentrasi Gas CO2 40%
• Semakin besar konsentrasi gas CO2,semakin besar CO2 loading.
• Semakin besar laju alir gas umpan,semakin besar CO2 loading.
• Laju alir sweep gas tidakberpengaruh terhadap besar CO2loading.
37
Response Surface CO2 Loading
MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan
SGI (Sweep Gas In)
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Flu
ksD
eso
rpsi
x 1
06
(mo
l/m
2.s
)
Jam ke-
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1 2 3
Flu
ksA
bso
rpsi
x 1
04
(mo
l/m
2.s
)
Jam ke-
Fluks Absorpsi Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min dan
Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 40%
Fluks Desorpsi Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min dan
Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 40%
38
30
32
34
36
38
40
42
44
1 2 3 4 5 6 7 8
Ko
nse
ntr
asi S
ales
Gas
(%
Vo
lum
e)
Jam ke-
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 2 3 4 5
Efis
ien
si (
%)
Jam ke-
Efisiensi Absorpsi
Efisiensi Desorpsi
Efisiensi Absorpsi dan Desorpsi Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min
dan Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 40%
Konsentrasi CO2 dalam Sales Gas Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min
dan Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 Masuk 40%
39
Pembasahan pada Permukaan Membran
(a)
Hasil SEM Permukaan Membran PP (a) sebelum perendaman; (b) setelah perendaman
40
(b)
KESIMPULAN
1. Fluks absorpsi tertinggi mencapai 2,306x10-3 mol/m2.s.
• fluks absorpsi semakin besar jika konsentrasi gas CO2 semakin besar dan laju alirgas CO2 (gas umpan) semakin besar,
• laju alir sweep gas cenderung tidak berpengaruh terhadap besar fluks absorpsi.
2. Fluks desorpsi tertinggi mencapai 4,536x10-5 mol/m2.s. Fluks desorpsi semakinbesar jika konsentrasi gas CO2 semakin besar, laju alir gas CO2 (gas umpan) semakinkecil, dan laju alir sweep gas semakin besar.
3. Efisiensi absorpsi tertinggi mencapai 83,747%. Efisiensi absorpsi semakin besar jikakonsentrasi gas CO2 semakin besar, laju alir gas CO2 (gas umpan) semakin kecil, danlaju alir sweep gas semakin kecil.
41
4. Efisiensi desorpsi tertinggi 4,873%. Pengaruh parameter operasi terhadap efisiensi desorpsi:
• konsentrasi gas CO2 cenderung tidak berpengaruh terhadap besar efisiensi desorpsi,
• semakin besar laju alir gas CO2 (gas umpan), efisiensi desorpsi turun kemudian naik,
• semakin besar laju alir sweep gas, efisiensi desorpsi naik kemudian turun.
5. Uji kinerja:
• Selama tiga jam pertama, fluks absorpsi semakin turun hingga 2,63x10-5 mol/m2.s. Lebih dari tigajam, fungsi absorpsi dari membran sudah tidak bekerja dengan baik.
• Fluks desorpsi semakin naik setiap jam uji kinerja hingga mencapai 6,202x10-5.
• Selama tiga jam pertama, efisiensi absorpsi semakin turun hingga 5,181%, sedangkan efisiensidesorpsi semakin naik hingga mencapai 92,437%. Lebih dari tiga jam, baik efisiensi absorpsimaupun efisiensi desorpsi sudah tidak berjalan dengan baik.
• Secara keseluruhan, kontaktor membran mampu menjalankan fungsi absorpsi dan desorpsi selamatiga jam uji kinerja.
KESIMPULAN
42
TERIMA KASIH
43