emision equipment

7/25/2019 Emision Equipment

1/11

TUGAS 3 PENCEMARAN LAUT

(ME141425)

Peralatan Penurun Emisi di Kapal

Mahasiswa:

Atandho Gama Magwasyar (4212 100 140)

Dosen:

Ir. H. Agoes Santoso, M.Sc, M.Phil.

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2016


2/11

MARPOL ANNEX VI Pollution by Air

1. Scrubber

Sistem scrubber adalah kelompok beragam perangkat kontrol polusi udara yang dapat

digunakan untuk menghapus beberapa partikulat dan / atau gas dari aliran buangan industri.Secara tradisional, istilah "scrubber" telah disebut perangkat kontrol polusi yangmenggunakan

cairan untuk mencuci polutan yang tidak diinginkan dari aliran gas. Istilah ini juga digunakan

untuk menggambarkan sistem yang menyuntikkan reagen kering atau bubur ke dalam aliran

gas buang kotor untuk "mencuci" gas asam. Scrubber adalah salah satu perangkat utama yang

mengontrol emisi gas, gas-gas terutama asam.Scrubber juga dapat digunakan untuk pemulihan

panas dari gas panas dengan kondensasi gas buang.

Ada beberapa metode untuk menghilangkan senyawa beracun atau korosif dari gas

buang dan menetralkan itu.

Scrubber

Scrubber merupakan salah satu dari beberapa alat pengendali polusi udara atau emisi

pada suatu instalasi yang konstribusinya secara umum adalah untuk mengendalikan partikel-

partikel berupa padatan dan ataupun gas yang sifatnya dapat larut pada air, sehingga pada

instalasinya mungkin akan dijumpai beberapa alat pendukung lain yang berhubungan untuk

mendistribusikan air.

Instalasi Scrubber

Scrubber biasanya dipasang pada bagian lanjutan dari instalasi yang outlet-nya

mengeluarkan emisi, dikarenakan instalasinya bertujuan untuk mengendalikan emisi yang

keluar dari instalasi tersebut. Tipe ini merupakan tipe insinerator sekali bakar dalam satu kali

proses dengan ruang bakar ganda. Skema yang terjadi pada proses ini diperlihatkan pada

diagram berikut.


3/11

Skema Proses Insinerasi

Pada proses insinerasi limbah padat dimasukkan ke ruang bakar utama (1), disini

limbah dibakar dengan burner pertama (2) dan kebutuhan udara pembakaran disuplay dari fan

pertama (3). Kemampuan insinerator rata-rata mencapai 70% dalam proses reduksi massa, 30%dari massa yang tertinggal pada ruang bakar utama berupa material yang tidak habis terbakar

serta abu endapan. Gas hasil pembakaran pada ruang bakar utama dibakar kembali pada ruang

bakar kedua (4), sama halnya pada ruang bakar pertama, ruang bakar kedua juga dilengkapi

dengan burner kedua (5) serta fan kedua (6) untuk proses pembakaran. Dengan proses dua kali

bakar ini maka gas-gas karbonisasi yang dihasilkan dari ruang bakar pertama akan habis

dibakar pada ruang bakar kedua. Gas hasil pembakaran dari ruang bakar kedua ini selanjutnya

diproses ke scrubber (7).

Pada scrubber didistribusikan air (8), dimana digunakan nozzle untuk menghasilkan

spray. Fungsinya adalah untuk memfiltrasi partikel, serta sebagai katalis gas-gas emisi hasil

pembakaran, juga untuk menurunkan temperatur gas. Partikel berukuran besar yang terikat olehair akan terpisah dari gas akibat gaya berat atau melekat pada dinding scrubber akibat

PRIMARY

CHAMBER

1

EXCESS AIR

BLOWER

9

GAS BERSIH

LIMBAH

HAZARD PARTICLE

10. PERVADE

SCRUBBER

7

SECONDARY

CHAMBER

4

CEROBONG

11

SECINDARY

FAN

6

POMPA

SPRAY

8

PRIMARY

FAN

3

PRIMARY

BURNER

2

SECONDARY

BURNER

5


4/11

keadaannya yang menjadi lembab. Pada scrubber juga didisribusikan udara menggunakan

blower (9), untuk menambahkan kadar Oksigen serta untuk menambah daya dorong gas agar

sampai ke cerobong. Selanjutnya gas tersebut melintasi Hazard Particle Pervade (10) untuk

mengabsorbsi gas yang sudah terkatalisir dengan air, juga sebagai absorber partikel yang tidak

terfiltrasi pada scrubber. Untuk pengendali tekanan, digunakan cerobong (11) yang juga untuk

mengendalikan jangkauan penyebaran gas akhir yang dikeluarkan dari instalasi.

Klasifikasi Scrubber

Klasifikasi scrubber secara garis besar terbagi atas 2 bagian yaitu Dry Scrubber dan

Wet Scrubber. Perbedaan antara kedua tipe ini adalah pada penggunaan fluida cair pada proses

kerjanya, dimana pada Wet Scrubber terdapat penggunaan fluida cair yang kegunaannya

sebagai pengikat partikel berupa fly ash, pelarut gas, serta untuk pengendali temperatur.

1.Dry Scrubber

Sesuai dengan sebutannya Dry Scrubber merupakan alat pengendali polusi yang dalam

aplikasinya berlangsung dalam proses kering. aplikasi ini lebih dominan hanya untukpengendali partikel-partikel dalam bentuk padat. Dikarenakan pada proses kerjanya hanya

dapat mengendalikan emisi dalam bentuk padatan seperti fly ash (partikel padat). Beberapa

tipe dari aplikasi ini diantaranya:

a. Cyclone Separator

Cyclone Separator dikenal juga dengan beberapa sebutan, diantaranya Cyclone

Collector, Centrifugal Separator, atau Inertial Separator.

b. Knockout Box

Perbedaan aplikasi ini dengan Cyclone Separator adalah penerapannya terhadap aliran

gas.

c. Baghouse

Baghouse merupakan aplikasi yang penerapannya berdasarkan pada sistem filtrasi

dengan menempatkan komponen filtrasi yang desainnya dibuat pada beberapa

tingkatan atau lapisan.


5/11

d. Electrostatic Precipitators (ESPs)

ESPs menerapkan aplikasi elektrostatis untuk mengikat partikel dimana pada

konsepnya memanfaatkan tenaga listrik yaitu dengan menghasilkan medan listrik

untuk mengikat partikel.

2.

Wet Scrubber

Perbedaan yang signifikan antara Wet Scrubber dengan Dry Scrubber adalah adanya

fluida cair pada aplikasi kerjanya, fluida cair yang umum digunakan pada Wet Scrubber

adalah air. Kelebihan khusus dari penambahan fluida ini adalah pengontrolannya terhadap

gas dapat larut seperti SOx dan NOx, yang pada Dry Scrubber emisi ini tidak dapat dikontrol

dengan baik oleh sistem tersebut. Kelebihan lainnya adalah sebagai pengendali temperatur,

dikarenakan pada prosesnya terjadi penggabungan antara 2 jenis fluida dengan perbedaan

temperatur yang signifikan.Wet scrubber adalah peralatan pengendali pencemar udara yang

berfungsi untuk mengumpulkan partikel-partikel halus yang terbawa dalam gas buang suatu

proses dengan menggunakan titik-titik air.

Pada pengolahan ini cairan umumnya air digunakan untuk menangkap partikel debu

atau untuk meningkatkan ukuran aerosol.Partikel halus berukuran 0,1 sampai 20 mikron

dapat disisihkan secara efektif dari gas pembawa menggunakan wet colector.

Wet Scrubber secara tipikal digunakan bila:

- partikel yang disihkan berukuran kecil dan dibutuhkan efisiensi relatif tinggi

- diperlukan pendinginan atau kelembaban bukan masalah

- gas bersifat combustible

-

polutan gas maupun partikel perlu disisihkan

Klasifikasi dari tipe Wet Scrubber ini cukup banyak, beberapa dari pembagiannya diantaranya:

1. Spray Tower

Tipe paling sederhana dari Wet Scrubber adalah Spray Tower, partikel yang ikut

mengalir bersama aliran gas disemprot dengan air menggunakan nozzle. Konstruksi tipe ini

bisa ditempatkan secara horizontal atau vertikal. Berikut ini contoh dari Spray Tower dengan

pemasangan secara vertikal.


6/11

Efisiensi filtrasi partikel untuk tipe ini berdasarkan ukuran partikel yang ada pada aliran

gas. Untuk ukuran partikel > 5m bisa mencapai 90%, 3 5m antara 60 80%, dan < 3m

dibawah 50%. Sistem ini memiliki aplikasi L/G ratio sekitar 20 gal/ 1000 ft3 dengan aliran gas

yang mengalir sekitar 147 m3/s atau (1500100.000 cfm).

2. Cyclonic Spray

Perbedaan antara Cyclonic Spray dengan Spray Tower adalah dari segi konstruksi padabagian aliran udara masuk ke Scrubber. Cyclonic Spray memiliki konstruksi bagian inlet gas

yang dibuat pada posisi tangensial terhadap silinder Scrubber sehingga gas yang masuk akan

mengalami aliran turbulen sehingga alirannya akan bersinggungan dengan dinding silinder

Scrubber. Hal ini mengakibatkan gas yang mengalir bertambah kecepatan alirannya.

Sedangkan air yang disemprotkan berasal dari nozzle yang ditempatkan pada bagian tengah

atas konstruksi inlet atau dari pipa yang ditempatkan ditengah sepanjang Scrubber. Berikut

beberapa tipe dari Cyclonic spray.

Efisiensi aplikasi untuk tipe ini lebih baik dibandingkan dengan Spray Tower.

Efisiensinya mencapai 95% untuk ukuran partikel > 5m dan untuk ukuran sub mikron antara

6075%.

3. Dynamic Srubber

Dynamic Scrubber atau sering disebut dengan Mechanically-Aided Scrubber atau

Disintegrator Scrubber memiliki rotor pada konstruksinya yang fungsinya untuk mengarahkan

aliran gas serta partikel hasil filtrasi. Rotor yang ada pada scrubber digerakkan oleh motor

listrik dengan penempatan rotor bisa ditempatkan diluar atau didalam konstruksi. Tipe ini lebih

effisien digunakan untuk filtrasi partikel berukuran < 1m dan penggunaannya untuk aliran gas

1.0005.000 cfm.

4. Tray Tower

Tray Tower Scrubber atau Plate Tower Scrubber merupakan scrubber vertikal yangdilengapi dengan beberapa pelat berlubang yang ditempatkan secara horizontal pada bagian


7/11

dalamnya. Gas yang mengalir dari bagian bawah Scrubber akan melintas dari lubang-lubang

yang ada pada setiap pelat yang digenangi oleh aliran air yang mengalir dari bagian atas

scrubber.

Tipe ini tidak efektif untuk ukuran partikel sub mikron tetapi tipe ini memiliki efisiensi

tinggi untuk ukuran partikel > 5m dimana dengan ukuran tersebut efisiensi yang didapatmencapai 97%. Desain ini baik digunakan untuk aliran gas 1.000 75.000 cfm dengan L/G

ratio lebih kecil dibandingkan dengan Spray Tower dan Ventury Scrubber.

KAJIAN EKSPERIMEN PENGGUNAAN WET SCRUBBER UNTUK MENGURANGI

KADAR Sox DAN Nox PADA MOTOR DIESEL

Marine Pollution 73/78 Annex VI oleh International Marine Organisation (IMO)

menetapkan standar limit kadar NOx sebesar 9.8 gr/kW.h untuk motor diesel dengan putaran

2000 rpm dan SOx sebesar 6 gr/kWh untuk semua putaran motor diesel yang dihasilkan olehkapal-kapal yang beroperasi di laut. Wet Scrubber System adalah salah satunya teknologi

memanfaatkan air laut (tidak ada proses kimiawi, hanya penyaringan saja) untuk mereduksi

debu dan SOx. Tetapi sistem wet scrubber dengan cara ini tidak atau masih belum mampu

mereduksi NOx dengan baik karena air laut biasa tidak cukup kuat untuk mereduksi NOx. Ini

merupakan kajian eksperimen untuk mengurangi kadar NOx dan SOx penambahan ide bahwa

sistem wet scrubber tersebut perlu ada modifikasi sehingga dapat dengan baik (efisiensi tinggi)

mereduksi SOx dan NOx. Modifikasi sistem wet scrubber pada proses kimia air laut menjadi

cairan asam scubber (mengandung Cl2 dan H2O) dan basa (mengandung NaOH dan H2O)

untuk mengikat NOx dengan dengan cara penyemprotan langsung ke gas buang. Pada akhirnya

gas buang yang sebelum dan setelah melewati wet scrubber diuji emisinya. Analisa yangdilakukan untuk mengetahui hasil keseluruhan eksperimen, terutama perbandingan penurunan

kadar SOx dan NOx yang terjadi dan disesuaikan dengan standar limit emisi yang berlaku.

PENURUNAN DEBU PADI MENGGUNAKAN WET SCRUBBER

Debu padi yang terhirup oleh pekerja penggilingan padi dapat mengakibatkan

gangguan pada fungsi paru. Semakin lama pekerja terpapar debu padi semakin menurun fungsi

parunya. Salah satu cara untuk menghilangkan debu padi dengan menggunakan wet scrubber.

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji kemampuan wet scrubber dalam menurunkan debu

padi yang meliputi pengaruh media perekat, perbedaan tekanan, dan jumlah kolom. Penelitian

ini diawali dengan analisa pendahuluan meliputi berat gabah yang dimasukkan setiap runninguntuk mengetahui berat debu yang terlepas dan lamanya waktu yang diperlukan untuk setiap


8/11

running. Terdapat tiga variabel penelitian yang digunakan yaitu variasi media bed, variasi

tekanan, dan variasi jumlah kolom. Variasi media bed meliputi bed berpori 2 mm, 3 mm, dan

4 mm. Variasi tekanan yang digunakan adalah 20, 30, dan 40 psi. Sedangkan variasi jumlah

kolom adalah 1 kolom, 2 kolom, dan 3 kolom. Pengulangan dilakukan sebanyak 5 kali untuk

setiap variasi. Parameter yang diperiksa adalah berat debu sebelum dan sesudah running wet

scrubber. Hasil penelitian menunjukkan bahwa diameter bed 2 mm memiliki efisiensi

penurunan debu padi rata-rata sebesar 87, 52 %, diameter bed 3 mm sebesar 76,76 %, dan

diameter bed 4 mm sebesar 74,06 %. Jumlah kolom sebanyak 1 kolom memiliki efisiensi

penurunan debu padi rata-rata sebesar 76,21 %, 2 kolom sebesar 78,49%, dan 3 kolom sebesar

83,64 %. Tekanan 20 psi memiliki efisiensi rata-rata penurunan debu padi sebesar 78,73 %, 30

psi sebesar 81,94 %, dan 40 psi sebesar 77,66 %

Fungsi Scrubber

Fungsi utama scrubber adalah untuk menghilangkan air yang masih terdapat dalam

gas.Air ini apabila msuk kedalam kompressor akan merusak sudu kompressor yang berputar

dalam kecepatan tinggi.Metode penghilangan air ada banyak namun yang biasa digunakan

adalah penyerapan air oleh Tri Etilen Glikol (TEG).Gas yang masuk dari sebelah kiri bawah

akan naik melewati cairan TEG dengan membentuk gelembung-gelembung. TEG pada

scrubber ini dialirkan dari atas berupa lean glycol yaitu glicol yang mengandung air.Kemudian

TEG turun melewati tingkat-tingkat pada scrubber dan berakhir pada scrubber dengan kondisi

kaya akan air (rich glycol).Glikol ini dimurnikan kembali dengan dimasukkan ke dalam

reboiler.Air akan menguap sedangkan glikol yang mempunyai titik didih lebih tinggi masih

berada dalam kondisi cair Glikol yang telah bersih kemudian diumpan lagi ke dalam scrubber.

Selain itu, fungsi scrubber adalah mendinginkan gas dan mengeluarkan So2 dan

partikel abu. Ketiga aktifitas tersebut dapat dicapai dengan cara kontak langsung antara flue

gas dan air. Sebelum mencapai dasar dari scrubber gas didinginkan dengan cara melewatkan

pada suatu pancaran air atau gelembug air sebelum melewat water seal, seal tersebut juga

berfungsi sebagai peralatan pengaman tambahan untuk mencegah terjadinya kebocoran gas

dari keluaran ketel apabila scrubber tersebut sedang dibuka untuk pemeriksaan maupun

perawatan. Didalam tabung scrubber itu sendiri gas bergerak keatas melalui suatu aliran gas

yang menurun.


9/11

Pada dasarnya, separator dan scrubber memiliki fungsi yang sama, yaitu memisahkan

antara fasa gas dan liquid. Term separator biasanya lebih ditujukan unutk bulk separation dan

horizontal, sementara scrubber untuk fine separator (small liquid droplets) dan vertical. Di

dalam scrubber biasanya terdapat mist eliminator untuk tujuan ini. Dari sisi sizing antara

separator dan scrubber tak ada perbedaan yang spesifik, hanya dengan penambahan mist

eliminator ada K factor yang dimasukkan dalam perhitungan ini. Untuk K factor berbeda-beda

tergantung type mist eliminator yang digunakan (mesh pad, vane type etc) untuk jelasnya bisa

refer ke GPSA section 7 separation.

Prinsip Kerja Scrubber

Prinsip kerja Scrubber terbagi atas dua bagian penting yaitu proses yang terjadi

terhadap parikel serta proses yang terjadi terhadap gas. Pada kondisi ini Dry Scrubber tidak

memiliki dampak terhadap proses pengendalian gas dikarenakan karakteristiknya difokuskan

hanya untuk pengendali partikel padatan. Pada Dry Scrubber prinsip kerja srubber adalah

dengan mengendalikan aliran gas yang mengandung partikel padat atau langsung memfiltrasi

aliran gas.

Beberapa cara yang digunakan untuk mengendalikan aliran gas diantaranya dengan

mengubah sifat aliran gas tersebut dari aliran laminar menjadi aliran turbular, hal ini akan

berakibat terhadap kecepatan aliran partikel padat yang teoritisnya partikel padat yang terdapat

pada gas akan mengalami dampak impacition atau bantingan lebih besar dibandingkan yang

dialami gas itu sendiri. Cara lainnya yaitu dengan mematahkan aliran gas, partikel akan

mengalami impaction berupa benturan secara langsung pada bagian bagian pembatas. Cara

paling sederhana adalah dengan memfiltrasi langsung aliran gas, dimana partikel padat akan

tertinggal pada media filtrasi.Efisiensi pengumpulan partikel pada Wet Scrubber lebih baik

dibandingkan Dry Scrubber, karena Wet Scrubber mampu menangkap partikel dengan ukuranyang lebih kecil serta mampu mengikat emisi dalam bentuk gas. Pada Wet Scrubber prinsip

kerjanya adalah dengan mengalirkan fluida cair pada aliran gas, sehingga gas yang mengalir

akan difiltrasi oleh fluida cair tersebut. Beberapa cara yang ada pada Wet Scrubber untuk

sistem distribusi fluida cair diantaranya adalah dengan proses atomizing, proses ini

mengatomisasi fluida cair menjadi partikel-partikel yang didistribusikan dalam jumlah banyak

sehingga sistem filtrasi terjadi secara merata. Terdapat 3 tipe berdasarkan arah aliran gas dan

air yang bersiklus yaitu Countercurrent, Crosscurrent, dan Cocurrent.

Cara lain adalah dengan mengalirkan gas melalui genangan fluida cair, dengan proses ini

partikel akan melekat dan mengendap pada genangan air.

2. Dual Fuel

Motor penggerak utama kapal saat ini terutama untuk kapal-kapal niaga sebagian besar

menggunakan diesel engine. Diesel engine dianggap paling cocok karena memliki tingkat

efisiensi termal yang mampu dicapai (hingga 48%) dan rendahnya emisi NOx yang

ditimbulkan (hingga 3 kg/kWh). Motor dual fuel memakai dua sistem bahan bakar yaitu

menggunakan LNG sebagai bahan bakar utama dan MDO/HFO sebagai bahan bakar

penunjang, dimana MDO/HFO digunakan pada saat tertentu contohnya saat kapal bermanuver

dan mesin mulai beroperasi.


10/11

Proses penggunaan atau distribusi LNG sebagai bahan bakar dari storage tankLNG

dalam bentuk cair dialirkan menuju evaporator kemudian dipanaskan sampai mencapai suhu

00C sehingga LNG akan berubah fase dari cair menjadi gas. Dalam bentuk gas LNG lalu

didistribusikan dengan menggunakan GVU (Gas Valve Unit) yang diletakan antara LNG

storage tankdan motor induk.

Gambar. Bit Viking Tanker Menggunakan Dual Fuel

Gambar diatas menunjukkan kapal tanker Bit Viking berbahan bakar LNG.

Penggunaan bahan bakar utama adalah gas, sehingga menghasilkan emisi pembakaran yang

baik dibandingkan dengan diesel. Motor dual fuelbekerja berdasarkan siklus otto, gas alam

dengan tekanan rendah (kurang dari 5 bar) diinjeksikan pada katup intake(katup udara) pada

setiap silinder saat langkah intake.

Motor diesel yang saat ini beroperasi dapat dikonversi menjadi mesin dual-fueldengan

menambahkan penggunakan konverter. Akan tetapi biaya peralatan konversi dual fuelhampirsama dengan pembeliaan motor induk baru, meskipun instalasi mungkin lebih murah dan

mudah. Ketika menkonversi dari diesel engineagar dapat memakai gas alam, biaya terbesar

adalah pemasangan tangki LNG, pipa, dan sistem keselamatan.

Dengan besarnya biaya yang digunakan untuk mengkonversi mesin diesel, keputusan

menkonversi kapal yang sudah ada untuk dapat menggunakan LNG akan sangat tergantung

pada penghematan penggunaan bahan bakar setelah itu. Pengoperasian kapal dan pengunaan

bahan bakar, harga LNG, dan biaya konversi awal. Keuntungan tentunya akan didapat dengan

pengoperasian kapal yang ditingkatkan, biaya pembelian LNG yang murah dengan

memanfaatkan kelebihan LNG di terminal LNG, dan biaya konversi yang lebih rendah.

Komponen

Pada umumnya komponen ventilation valvespada sistem bahan bakar LNG di kapal

terdiri dari tangki yang ada di tank room, gas evaporator, GVU (gas valve unit), dan main

engine.

1. Gas Valve Unit(GVU)

Gas valve unitbertugas sebagai katup yang mengatur tekanan gas yang masuk ke mainengine. GVU juga melakukan pengecekan awal terhadap kebocoran sebelum main engine


11/11

dioperasikan. Komponen pada GVU adalah manual shut off valve, gas filter,pressure control

valve, dan nitrogen inerting valves.

2. Evaporator

Evaporator berfungsi untuk mengubah LNG yang masuk pada suhu -1620C dalambentuk cair menjadi bentuk gas.

3.

Storage TankLNG

LNG storage tank memiliki spesifikasi khusus untuk menyimpan LNG, LNG

mempunyai suhu cryogenicekstrim sekitar -1500C. Untuk menyimpannya maka butuh material

khusus yang tahan terhadap suhu cryogenic, seperti alumunium alloy.

Gambar. LNG Storage Tank of Bit Viking Tanker

Gambar diatas adalah gambar tangki LNG yang digunakan untuk kapal tanker Bit

Viking.

emision equipment

Documents