PENGARUH LAJU ALIR GAS DAN KONSENTRASI SORBEN

TERHADAP FLUKS CO2 PADA ABSORPSI GAS CO 2

MENGGUNAKAN KONTRAKTOR MEMBRAN HALLOW FIBER

Gas CO2 adalah contoh dari gas rumah kaca yang berasal dari pembakaran

bahan bakar fosil seperti minyak bumi , gas alam dan batu bara. Efek rumah kaca

menyebabkan bumi menjadi panas sehingga mencairnya es dikutub dan

permukaan air laut menjadi naik. Gas CO2 bersifat korosif , yang jika muncul pada

bagian ellbow pipa , tubing tubing , cooler dan injektor turbin akan menyebabkan

penurunan temperatur dan tekanan. Contoh didalam turbin gas , CO2 akan

mengakibatkan penurunan nilai kalor pembakaran CO2 dan H2O tidak dapat

dibakar , menurunnya kalor pembakaran akan mengurangi tegangan listrik yang

dihasilkan oleh turbin gas tadi. Oleh karena itu untuk menurunkan efek rumah

kaca maka gas CO2 harus dihilangkan dari gas buang. Salah satu cara untuk

menghilangkan gas CO2 dengan cara absorpsi. Absorpsi secara konvensional

menggunakan kolom packing atau tray. Namun absorpsi secara konvensional

memiliki keterbatasan dalam pengoperasian.

Teknologi menggunakan membran dapat menjadi alternatif yang baik untuk

mengurangi kadar CO2 pada gas buang. Teknologi ini memiliki luas kontak

daerah per unit volum yang lebih besar dan biaya yang murah. Kontraktor

membran adalah suatu alat yang dapat mengakomodasi perpindahan massa gas -

cair ataupun cai-cair tanpa adanya dispersi satu fasa lainnya, tidak seperti kolom

kontraktor konvensional. Modul membran yang umum digunakan adalah

membran serat berongga (hallow fiber) berpori mikro (microporous membrane),

yaitu membran dengan struktur yang acak. Perpindahan massa antar fasa pada

kontraktor membran didorong oleh adanya perbedaan konsentrasi komponen antar

fasa dan penurunan tekanan yang diperlukan untuk menahan interfasa antar fluida

sangat kecil. Pada teknologi kontraktor membran, membran berfungsi sebagai

interface antara dua fasa dan sebagai daerah terjadinya kontak antara kedua fasa

tersebut.

Modul hollow fiber merupakan konfigurasi yang memiliki permukaan volume

yang paling besar dibanding modul jenis lain sehigga paling efektif untuk proses

pemisahan (bisa mencapai 30.000m2/ m3). Keunggulan lain dari modul hollow

fiber adalah biaya perancangan yang murah dan konsumsi energi yang rendah.

Penelitian mengenai kontraktor membran telah dilakukan yaitu mempelajari

penyerapan CO2 menggunakan kotraktor membran hallow fiber dengan larutan

sorben air, larutan NaOH dan larutan dietanolamin. Hasil yang diperoleh

meunjukkan bahwa penggunaan larutan NaOH sebagai sorben memberikan laju

perpindahan massa total yang lebih besar dibandingkan dengan sorben air dan

dietanolamin. Penelitian yang dilakukan mempelajari kontraktor untuk mereduksi

SO2 pada gas buang, memperoleh fluks SO2 yang lebih baik dibandingkan dengan

membran polisulfon. Hasil yang didapatkan bahwa volume yang diperlukan

kontraktor membran adalah 27 kali lebih kecil daripada volume yang diperlukan

oleh kolom packing. Penelitian yang berikutnya mempelajari absorpsi CO2

menggunakan kotraktor membran hallow fiber dengan larutan sorben air dan

menghasilkan peningakatan fluks pada peningkatan kecepatan aliran sorben.

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas kontraktor membran

hallow fiber sebagai kontraktor proses penyerapan CO2 menggunakan sorben

NaOH, dengan variabel kecepatan alir dan konsentrasi sorben, serta kecepatan alir

gas.

Pengaruh laju alir sorben terhadap fluks CO2

Semakin meningkat laju alir sorben, fluks CO2 secara umum semakin

meningkat. Dikarenakan pada laju alir NaOH yang tinggi, jumlah molekul NaOH

sebagai jerap besar sehingga daya serap sorben meningkat.

Pengaruh konsentrasi sorben terhadap fluks CO2

Naiknya konsentrasi NaOH maka semakin banyak mol NaOH yang bereaksi

dengan mol CO2 sehingga memperbesar fluks.

Pengaruh laju alir gas terhadap fluks CO2

Semakin besar laju alir gas, fluks CO2 yang dihasilkan juga semakin besar.

Hal ini disebabkan dengan kenaikan laju alir gas, maka akan meningkatkan

keturbulenan aliran gas CO2 didalam membran, keturbulenan dari aliran gas CO2

ini, menyebabkan jumlah mol CO2 yang masuk ke pori-pori membran per satuan

luas membran per satuan waktu akan bertambah, sehingga laju perpindahan panas

secara konveksi dapat digunakan untuk menjelaskan perpindahan massa gas CO2

di dalam fiber.

DAFTAR PUSTAKA

Dortmundt, David, & Doshi Kishore. 2007. Recent Developments in CO2

Removal Membran Technology.

Griffin, R. C. 1955. Technical Methods of Analysis as Employed in Laboratories. second edition. The Mc Graw-Hill Book Company, Inc. New York.

Kartoharjno Sutarno. 2007. Absorpsi CO2 dari campuran gas dengan CH4 CO2

atau N2 melalui Kontraktor Membran Serat Berongga menggunakan Pelarut Air. Makara. Teknologi. Vol II No.2. November; 97-102.

Levenspiel, O. 1972. Chemical Reaction Engineering. Second Edition. John Willey & Son, Inc. New York.

Puja & Irvan. 1996. Kontraktor Membran untuk Pengen-dalian Industri Gas Buang. Jurusan Teknik Kimia. Institut Teknologi Bandung.

Rangwala, H. A. 1995. Absorption of Carbon Dioxide into Aqueous Solution Using Hollow Fiber Membran Contractor. Journal of Membran Science. 112, 229-240.