Perancangan Absorber Isotermal

HtOG, NtOG, dan HETP

HtOG : atau disebut dengan height of an overall gas transfer unit,adalah tinggi bahan isian (packing) yang dibutuhkan untuksetiap unit transfer massa yang terjadi di dalam absorber.

NtOG : atau disebut dengan number of overall gas transfer unit,adalah jumlah unit transfer massa yang terjadi di dalamabsorber

HtOG NtOG

HETP : atau disebut dengan height equivalent to a theoritical plate,adalah tinggi bahan isian yang setara atau ekuivalen dengansatu stage pada kolom pelat (tray column). HETP ditentukandengan eksperimen dan nilainya sangat tergantung padakarakteristik bahan isian dan karakteristik dari sistem.

hYY

YYYYY

dY

aK

Gh

0

*

'

00

ln

'

'1

1'

HXY

HXY

L

HGaK

Gh hh

Y

= Tinggi tumpukan bahan isian pada kolom absorber

= Laju mol gas per satuan luas kolom

= Laju mol cairan/solven per satuan luas kolom

= Koefisien transfer massa volumetris overall di fasa gas

= Konstanta Henry

= Rasio mol solut B pada fasa gas yang masuk ke kolom

= Rasio mol solut B pada fasa gas yang keluar dari kolom

= Rasio mol solut B pada fasa cair yang masuk ke kolom

= Rasio mol solut B pada fasa cair yang keluar dari kolom

h

'G

'L

aKY

H

0Y

hY

hX

0X

Soal Latihan 1:

Uap benzene di dalam campuran gas hasil pembakaran sebanyak 2%

ingin diserap dengan menggunakan wash-oil pada suatu menara bahan

isian berdiameter 470 mm. Penyerapan dilakukan pada suhu 30 C dan

tekanan 1 atm. Diketahui laju alir gas masuk (gas+benzen) adalah 250

L/s dan laju alir minyak adalah 0,6 L/s. Minyak yang masuk ke menara

tidak mengandung benzene. Jika diinginkan udara yang keluar

mengandung benzene sebesar 800 ppm, hitung tinggi bahan isian yang

diperlukan.

Data: H= 0,146 ; Kya = 0,0709 kmol m-3.s-1 ; BM minyak =270 kg/kmol;

densitas minyak 840 kg/m3

Penyelesaian:

Tinggi kolom bahan isian yang diperlukan:

dari soal, yang sudah diketahui secara

pasti adalah KYa dan H

00

ln

'

'1

1'

HXY

HXY

L

HGaK

Gh hh

Y

Gas out, benzen 800 ppm Liquid in, benzen 0%

Gas in, benzen 2% Liquid out, benzen ??%

Menghitung luas penampang kolom, A

Menghitung komposisi arus-arus masuk dan arus gas keluar

Dari soal, diketahui bahwa solut berupa benzene dengan arus gas masuk

mengandung 2% benzene (y0), arus gas keluar diinginkan mengandung

benzene sebesar 800 ppm (yh) dan arus minyak yang masuk tidak

mengandung benzene (xh).

- Hubungan antara rasio dengan fraksi dan

2

2

2 0,1735m1000mm

1m470mm

44

DA

y

yY

1x

xX

1

arus masuk arus keluar

y0 xh Y0 Xh yh x0 Yh X0

0,02 0 0,0204 0 0,0008 ? 0,000801 ?

Menghitung GLaju dinyatakan dalam laju mol, sementara di soal yang diketahui adalahlaju volumetris gas masuk 250 L/s. Dengan mengasumsikan bahwa gasideal, maka:

Menghitung L

sm

kmol0,0568

0,1735m

0,02)(1s

kmol0,010055

)1('

22

0

A

yGG

sm

kmol0,0108

0,1735m

0)(1s

kmol0,00187

)1('

22

A

xLL h

skmol

010055,0s

mol10,055

K03273mol.K

L.atm0,08206

s

L2501atm

RT

PVG

s

kmol0,00187

kg

kmol

270

1

m

kg840

1000L

1m

s

L6,0

3

3

L

Menghitung komposisi arus cairan keluar (X0)

00'

'YY

L

GXX hh

0,02040,000801

sm

kmol0,0108

sm

kmol0,0568

0

2

2

0 X

1035,00 X

arus masuk arus keluar

y0 xh Y0 Xh yh x0 Yh X0

0,02 0 0,0204 0 0,0008 0,0938 0,000801 0,1035

Menghitung tinggi tumpukan bahan isian

=

=

= 0,0709 kmol m-3.s-1

= 0,146= 0,0204= 0,000801= 0=0,1035

'G

'LaKYH

0Y

hY

hX

0X

smkmol0,0568 2

smkmol0,0108 2

00

ln

'

'1

1'

HXY

HXY

L

HGaK

Gh hh

Y

0,10350,1460,0204

00,1460,000801ln

sm

kmol0,0108

sm

kmol0,05680,146

1

1

sm

kmol0,0709

sm

kmol0,0568

2

23

2

h

m 63,6h

Soal Latihan 2:

Udara dan ammonia sebanyak 0,0472 m3/s (26 oC, 1 atm) ingin

diturunkan kandungan ammonia dari 5% menjadi 0,04% dengan

penyerapan menggunakan air. Tersedia suatu menara bahan isian

dengan diameter 0,305 m, dan tinggi tumpukan bahan isian 3,66 m.

Bahan isian berupa berl saddles (25 mm). Jika diketahui konstanta

Henry sebesar 1,414 dan sistem ammonia-air mengikuti hukum Henry

hanya sampai konsentrasi 5% mol, hitung kebutuhan air minimum

untuk keperluan tersebut.

Data: Kya = 0,1025 kmol m-3.s-1

00

ln

'

'1

1'

HXY

HXY

L

HGaK

Gh hh

Y