TUGAS KELOMPOK
PENCEMARAN UDARA DAN GAS
BUANG
KELOMPOK : IV
Izzati Winda Murti : 3313201003
Cesaria Wahyu Lukita : 3313201004
Praditya Sigit Ardisty Sitogasa : 3313201010
Afry Rakhmadany : 3313201016
Yonnet Hellian Kresna : 3313201018
Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Jurusan Teknik Lingkungan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
2013
1. Sebuah baghouse pulse-jet digunakan pada sebuah pabrik semen. Hitung jumlah bag yang diperlukan untuk menyaring 8000 m3/min udara dengan beban debu 3,0 g/m3. Setiap bag mempunyai panjang 3,0 m dengan diameter 0,3 m. Jika kehilangan tekanan rata-rata adalah 1,0 kPa dan efisiensi fan utama 60%, hitung daya fan dalam kW. Lalu jika debit aliran volumetric udara pulse adalah 0,5% debit aliran filter dan tekanan udara pulse adalah 6,0 atm, hitung daya yang dibawa oleh kompresor dengan efisiensi 50% dalam kW. [Jawaban = (a) 905 bags, (b) 222 kW, (c) 316 kW]
2. Hitung dengan asumsi yang diperlukan berapa kebutuhan energy untuk system FGD (Fluegas Desulfurization) plant. Diketahui exhaust scrubber 1.000.000 acfm pada 130 F dan 1 atm. Fan bergerak 1.200.000 acfm pada tekanan actual yang naik 10 inchi H2O. Ratio L/G 65 gal/100 acf, pompa menghasilkan head 75 ft dan specific gravity slurry 1,10. Kebutuhan pemanasan kembali (reheat) 50F. [Jawaban = 9,85 x 107
Btu/jam]Penyelesaian :
1. Diketahui :Sebuah Bag House Dapat menyaring udara Q = 8000 m3/min udara dengan beban debu = 3,0 g/m3. Setiap bag mempunyai panjang = 3,0 m diameter = 0,3 m. Jika kehilangan tekanan rata-rata = 1,0 kPa efisiensi fan utama = 60% debit aliran volumetric udara pulse = 0,5% debit aliran filter dan tekanan udara pulse = 6,0 atm, efisiensi = 50% dalam kW.
Ditanya :
a. Hitung jumlah bag yang diperlukanb. hitung daya yang dibawa oleh kompresor dengan efisiensi 50% dalam
kW.
Jawab :
a. Menghitung Jumlah bag yang diperlukan
Langkah 1 :
V = QA dimana : Q = volume gas flow rate , m3/min
A = luas area , m2
V = 10 ft/min
V = 10 ft /min3,28
= 3,12 m/min
A = QV
Q = 8000 m3/min
A = 8000m3 /min❑3,12m/min❑
= 2557,53 m2
Langkah 2 :
Luas 1 bag house yaitu :
A= π D H
= 3,14 x 0,3 x 3
= 2,826 m3
Langkah 3 :
Total Bah House
Jumlah n = 2557,53m22,826
= 905 bags
Jadi jumlah bag yang diperlukan adalah 905 bags .
b. Menghitung daya yang dibawa oleh kompresor dengan efisiensi 50% dalam kW.
Langkah 1 Hitung Fan :
Fan
ΔP 1 kPa = 1 KN/m2
= 1000 N/ m2
ΔP = P. Q
= 1000 N/m2 x 8000m3 /menit60 s /menit
= 133,333.33 Nm/s
= 133,333.33 watt
ᶯ = ΔPP1 x 100 %
60 % = 133,333.33watt
P1
P1 = 133,333.33watt
60%
= 222,222.22 watt
= 222 KW
P2 = ΔP + P1
= 133,333.33 watt + 222,222.22 watt
= 355,555.55 watt
= 355,6
Langkah 2 Hitung areal dust ΔW :
ΔP = 2,72 ΔW0,45 P -1,38 . V 2,34
Dimana :
ΔP : pressure drop across the bag and dust deposit , cm H2O
V : filtering velocity, cm/s
ΔW : areal dust density added between two consecutive cleanings
(ΔW=LVtf) , mg/cm2
P : Pulse pressure , atm
ΔW0,45 = ( 3 . g/m2 x 10 / 10000 g ) 0,45
= 3 x 10 -3 mg/cm2
= 0,07 mg / cm2
V2,34 = 3,12 m/min
= 3,12 10060 2,34
= 47, 36394
P -1,38 = 6 atm
= 6 -1,38
= 0,084363
ΔP = 2,72 x (0,07) x 47,36394 x 0,084363
= 0,80 cm H2O
ΔP = 78,45 Pa
ᶯ = ΔPP1
50% = 78,45Pa
P1
P1 = 156,9 Pa
= 0,1569 kPa
P2 = ΔP + P1
= 156,9 + 78,45
= 235,35 Pa
= 0,23535 kPa
Q1 = 8000m3 /menit605 /menit x 5 %
= 6,67 m3/s
W = 150% X
1,40,4 x 0,1569 kPa x
1000N /m21kPa x 6,67
m3s x
0,235350,1569KPa 0,4 /1,4 – 1
= 7325,661 x 0,1228
= 899,77 W
=0,0899 kPa
Penyelesaian Soal no.2
2. Diketahui :xhaust scrubber = 1.000.000 acfm Suhu = 130 F P = 1 atm. Fan = 1.200.000 acfm Pada tekanan actual yang naik = 10 inchi H2ORatio L/G = 65 gal/100 acf, Pompa menghasilkan head = 75 ft Specific gravity slurry = 1,10Kebutuhan pemanasan kembali (reheat) = 50FAsumsi :Efisiensi fan dan slurry recirculation pumps = 0,8Efisiensi reheat energy = 0,9 Asumsi Mass Flow rate = 1790000 lbm/hr
Ditanya : Berapa kebutuhan energy untuk system FGD (Fluegas Desulfurization) plant ... ?
Jawab : Langkah 1 Hitung Fan Power : Fan Power
Pf = 0,0001575hp¿H 2O−cfm x
12000000,8 x 10 in H2O
= 2362,5 hp= 1761,244 KW
Langkah 2 Slurry recirculation pumps : Slurry recirculation pumps
L = 65 gal100acf x 1,000,000 acfm
= 650000 gpm
Pp = 0,000252hpft H 2O−gpm x
75 ft H 2Oslurry x1,1 ft H 2O slurry x 650000gpm0,8
= 16938,8 hp = 12627,87 KW
Langkah 3 All other mechanical equipmentAll other mechanical equipment
Po = 0,20 ( PFhp + Pp hp)= 0,20 x (2362,5 + 16938,8 ) hp= 3860,259 hp= 2877,823 KW
Total electric power = 1761,244 KW + 12627,87 KW +2877,823 KW
= 17266, 94 KWLangkah 4 : The thermal energy required to generate (at 0,8 efisiensi ) yaitu:
Qp = Total electric power x 3412Btu /hr
kW x efisensi
= 17266,94 KW x 3412Btu /hr
kW x 10,8
= 73643500 Btu /hrLangkah 5 Reheat Energy : Reheat energy
Qh =Asumsi massa flow rate
lbmhr
x0,25Btulbm
−oF x reheat padasuhu5 F
Efisiensi reheat energy
= 1790000
lbmhr
x 0,25Btulbm
−oF x50 F
0,9
= 24861111,11 Btu/hr
Total energy consumption of the FGD system
QT = 73643500 + 24861111,11 Btu/hr= 98506411 Btu/hr= 9,85 Btu/hr