RANGKUMAN PLANT DESIGN

(AIR STRIPPER)

OLEH :

Nama : Siti Rukayah

Nim : 1009035006

Prodi : Teknik Lingkungan

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MULAWARMAN

SAMARINDA

2014

A. Pengertian Air Stripping

Air stripping adalah proses pemisahan komponen yang mudah menguap (volatile),bahan kimia (EPA, 2001) dalam suatu cairan dengan cara mengalirkan udara ke dalamcairan. Proses air stripping banyak digunakan dalam bidang teknik kimia terutamauntuk memurnikan air tanah atau limbah cair yang mengandung bahan volatile(Wikipedia, 2011). EPA (2001) menambahkan bahwa pemisahan bahan kimia dalamcairan terjadi melalui proses evaporasi atau perubahan fasa cair menjadi gas. Senyawavolatile dalam cairan dicirikan dengan tekanan uap yang tinggi dan kelarutan rendah.Hal tersebut digambarkan dalam persamaan tanpa dimensi koefisien hukum Henry(Henrys law coefficient). Koefisien tersebut menunjukkan perbandingan antarakonsentrasi bahan tertentu (polutan) di udara dengan konsentrasi bahan di dalam airdalam kondisi equilibrum. Polutan yang memiliki koefisien Hukum Henry yang tinggi,secara ekonomi dapat dipisahkan (stripped) dari air. Air Stripping hanya efektifdigunakan pada senyawa volatile atau semi volatile dengan bilangan Henry diatas 0,01(CPEO, 2011).

Air stripping adalah proses pemisahan bahan organik terlarut dalam air. Hubunganantara faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja air striping pda kondisi tunak adalahlinier dan digambarkan dalam persamaan hukum Henry. Untuk kandungan bahanvolatile yang rendah (a) persamaan hukum Henry adalah:

pa = Ha xa

pa adalah tekanan parsial gas a, Ha adalah konstanta Henry dan xa adalah fraksi bahanorganik volatile yang terlarut di dalam cairan. Konstanta Henry diperngaruhi oleh suhu.Efeknya adalah kelarutan gas mengalami penurunan dengan meningkatnya suhu.

Stripper dalam arti kimia dikatakan sebagai senyawa kimia ditemukan di alam dalamkeadaan yang tidak murni. Biasanya suatu senyawa kimia berada dalam keadaantercampur dengan senyawa lain. Untuk beberapa keperluan seperti sintesis senyawakimia yang memerlukan bahan baku senyawa kimia dalam keadaan murni atau prosesproduksi suatu senyawa kimia dengan kemurnian tinggi, proses pemisahan perludilakukan. Proses pemisahan sangat penting dalam bidang teknik kimia. Suatu contohpentingnya proses pemisahan adalah pada proses pengolahan minyak bumi. Minyak

bumi merupakan campuran berbagai hidrokarbon. Pemanfaatanhidrokarbon-hidrokarbon penyusun minyak bumi akan lebih berharga bila memilikikemurnian yang tinggi. Proses pemisahan minyak bumi menjadikomponen-komponennya akan menghasilkan produk LPG, solar, avtur, pelumas, danaspal.

B. Prinsip Kerja Air Stripper

Secara mendasar proses pemisahan dapat diterangkan sebagai proses perpindahanmassa. Proses pemisahan sendiri dapat diklasifikasikan menjadi proses pemisahansecara mekanis atau kimiawi. Pemilihan jenis proses pemisahan yang digunakanbergantung pada kondisi yang dihadapi. Pemisahan secara mekanis dilakukankapanpun memungkinkan karena biaya operasinya lebih murah dari pemisahan secarakimiawi. Untuk campuran yang tidak dapat dipisahkan melalui proses pemisahanmekanis (seperti pemisahan minyak bumi), proses pemisahan kimiawi harus dilakukan.Proses pemisahan suatu campuran dapat dilakukan dengan berbagai metode. Metodepemisahan yang dipilih bergantung pada fase komponen penyusun campuran. Suatucampuran dapat berupa campuran homogen (satu fase) atau campuran heterogen (lebihdari satu fase). Suatu campuran heterogen dapat mengandung dua atau lebih fase:padat-padat, padat-cair, padat-gas, cair-cair, cair-gas, gas-gas, campuran padat-cair-gas,dan sebagainya. Pada berbagai kasus, dua atau lebih proses pemisahan harusdikombinasikan untuk mendapatkan hasil pemisahan yang diinginkan.

C. Contoh Pemanfaatan Stripper

- Air Stripping untuk Memisahkan Polutan Amonia

Ammonia merupakan polutan yang dapat dipisahkan dari suatu limbah cair walaupunseringkali memerlukan pengaturan pH terlebih dahulu. Proses pemisahan (stripping)lebih mudah dilakukan pada suhu tinggi. Hal tersebut sejalan dengan koefisien hukumHenry dimana koefisian akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu.

Proses air stripping biasanya diawali dengan proses pre-asidifikasi. Tujuanpre-asidifikasi adalah untuk mendisosiasi ammonium dalam bentuk garam.

Pre-asidifikasi dilakukan dengan menambahkan asam kuat seperti asam sulfat sehinggadicapai pH 5,5-6. Proses yang terjadi adalah digambarkan seperti persamaan berikut.

2 HSNH4 + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2 H2S

Gas H2S bersifat lebih volatile dibandingkan dengan gas NH3. Kombinasi gas H2Sdengan asam lemah akan memungkin suhu proses stripping dapat diturunkan hinggasuhu dibawah 80 oC. Proses pemisahan gas NH3 secara cepat umumnya dilakukan padasuhu 105 oC. Hal tersebut didasari hasil percobaan bahwa kombinasi gas H2S denganasam lemah akan menghasilkan konstanta Henry 150 MPa, sedangkan kombinasi gasNH3 dengan asam lemah akan menghasilkan konstanta Henry 15 MPa. Telahdisebutkan diawal bahwa semakin tinggi kostanta Henry, maka proses stripping akansemakin mudah dilakukan. Kondisi proses stripping yang dapat dijadikan acuandiperlihatkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Kondisi Proses Air Strippping

Proses Air Stripping

Kandungan S2-awal (g/L) 0,2 - 0,5

Suhu (oC) ambien

Kandungan S2-akhir (g/L) 5-15

Efisiensi removal S2- (%) 90-96

V udara / V air 40-80

Tinggi kolom packing (m) 2-3

Percolation velocity (m3/ jam. m2) 30-40

Sumber: Berne dan Cordonnier, 1995

Dari Tabel 1 diatas terlihat bahwa air stripping memiliki kelebihan lain yaitu dapatdijalankan pada suhu rendah.Air stripping dapat memisahkan bahan volatile dengankandungan ammonia dalam bentuk S2- sangat kecil yaitu 0-2 hingga 0,5 gram per liter.

Proses stripping lainnya seperti steam stripping dan flue gas umumnya dapatmemisahkan dengan kandungan S2- awal lebih dari 0,5 gram per liter.

Amonia mempunyai kelarutan yang tinggi di dalam air. Hal tersebut memberkonsekuensi pada makin tingginya rasio udara dan air yang harus digunakan dalamsistem air stripping. Untuk setiap satuan volume air yang dimurnikan mungkindiperlukan ribuan satuan volume udara yang harus dipompakan ke dalam sistem.Dengan tingginya volume udara yang dibutuhkan maka hal tersebut akan berdampakpada ukuran dari reactor yang juga semakin besar. Untuk mengatasi hal tersebut makadikembangkanlah sistem terkemas untuk memperluas permukaan kontak. Pada Gambar4 berikut adalah beberapa produk yang dikembangkan oleh perusahaan Lantec yangberpusat di Malaysia (Wong, 2011). Dengan menggunakan #2 NUPAC, efisiensistripping dapat mencapai angka lebih dari 90%.

D. Kolom Stripper

Kolom stripper merupakan salah satu peralatan utama dalam proses distilasi karenakolom ini berfungsi untuk mempertajam pemisahan komponen komponen, sehinggabisa memperbaiki mutu suatu produk dengan memisahkan fraksi ringan yang tidakdikehendaki dalam produk tersebut.

Pada dasarnya prinsip kerja kolom stripper adalah proses penguapan biasa, padatemperatur tertentu fraksi ringan yang temperatur didihnya lebih rendah dari temperaturtop kolom akan menguap dan keluar melalui top kolom. Secara umum untuk membantupenguapan dilakukan dengan injeksi steam atau dengan bantuan alat penukar panasreboiler untuk menaikkan temperatur.

Ada dua macam jenis stripper yaitu :

Stripper dengan Injeksi Steam

Injeksi steam bertujuan untuk menurunkan tekanan partial diatas permukaancairan,sehingga fraksi ringan yang terikut ke dasar kolom stripper akan lebih mudahmenguap dan kembali ke kolom fraksinasi.

Stripper dengan Reboiler

Pemanasan kembali pada bottom solar stripper bertujuan agar terjadi penguapan. Uap

dalam reboiler mempunyai Specific Gravity (SG) yang lebih rendah dari pada SG

cairan di dasar stripper, cairan di dasar stripper akan mendorong uap kembali ke

stripper dan seterusnya menguap kembali ke kolom fraksinasi. Stripper dengan reboiler

ada dua macam :

1. Stripper dengan Dapur Reboiler

Reboiler jenis ini banyak digunakan. Bentuknya seperti dapur yang berfungsi untukmemanaskan fluida cair dari dasar stripper yang masih banyak mengandung fraksi fraksi ringan yang tidak dikehendaki. Dengan bantuan pompa cairan dilewatkanmelalui dapur dan dipanaskan sampai suhu tertentu, sehingga fraksi ringan yang tidakdikehendaki didalam produk akan teruapkan melalui puncak stripper. Denganmenguapkan fraksi ringan maka produk dari dasar stripper flash pointnya akan naik.

2. Stripper dengan Thermosiphon Reboiler

Reboiler jenis ini berbentuk seperti alat penukar panas yang terdiri dari shell and tubedan banyak digunakan pada unit yang mempunyai produk dengan temperatur yangmasih tinggi sehingga panasnya dimanfaatkan sebagai reboiler stripper.

Prinsip kerja reboiler ini bekerja atas dasar perbedaan spesific Gravity yaitu denganadanya pemanasan dari media pemanas cairan yang ada pada dasar stripper. Cairanyang lebih panas mempunyai Specific Gravity lebih kecil, sehingga cairan pada dasarstripper mendesak cairan yang berbeda pada alat penukar panas kembali ke stripper,sehingga terjadi aliran pada alat penukar panas tersebut. Dengan adanya aliran tersebut,fraksi ringan yang masih terkandung didasar stripper akan naik dan menguap melaluipuncak stripper. Dengan demikian produk yang diambil dari dasar stripper diharapkansudah sesuai dengan spesifikasinya.

E. Peralatan dan fungsi Stripper

1. Tray (Plate)

Alat ini berfungsi sebagai alat kontak antara uap dan cairan agar terjadi pemisahanyang sempurna. Tray yang ada pada kerosine stripper adalah bubble cup. Plate dapatdibuat dari carbon steel atau cast iron. Bila bahan plate adalah steel maka keliling platedapat di las pada dinding kolom atau dengan support ring. Bila bahan plate cast ironmaka keliling plate diletakkan pada dinding kolom dengan support ring. Cast iron tahankorosi daripada carbon steel, tapi cast iron lebih sulit dikerjakan.

2. Down Comer

Fungsi Down Comer ialah untuk menyalurkan cairan dari atas menuju plate yang adadibawahnya, down comer ada dua macam :

- Down Comer yang berbentuk pipa

- Down Comer yang berbentuk alat pencurah.

Ujung bawah down comer harus mempunyai liquid seal yang cukup ( cukup tercelupdalam cairan pada plat dibawahnya ). Untuk mencegah mengalirnya uap hidrokarbonkeatas melalui down comer.

3. Tab

Merupakan kaki dari cap yang berfungsi untuk menahan valve tray agar tidak lepas dari

plate.

4 .Weir

Adalah suatu alat yang berupa potongan pelat yang diletakkan pada plate untuk

mempertahankan tinggi permukaan cairan dibawah down comer, agar ujung bawah

down comer cukup tercelup didalam cairan, sehingga bertindak sebagai seal ( perapat)

bagi uap yang akan keatas melalui down comer.

5. Support Ring

Berfungsi sebagai tempat dudukan tray ( plate ).

DAFTAR PUSTAKA

http://slametpurwanto.com/stripper-dalam-arti-kimia/

http://slametpurwanto.com/air-stripping-pengertian-prinsip-dan-mekanisme/

http://tentangteknikkimia.wordpress.com/2011/12/16/absorber-dan-stripper/

http://stripper-novanesk.blogspot.com/