utilitas air laut_umuluyguyg

Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Distilat Asam Lemak Minyak Sawit dan Metanol

Lampiran Utilitas air - 1

UTILITAS

Utilitas berfungsi untuk menyediakan bahan-bahan penunjang untuk mendukung kelancaran pada sistem produksi di seluruh pabrik.Unit-unit yang ada di utilitas terdiri dari :

4. Unit pembangkit dan pendistribusian listrik

A. Unit Penyediaan dan Pengolahan Aira.

kebutuhan air ini meliputi kebutuhan laboratorium, kantor, karyawan, dlldiperlukan sebesar 10000 kg/j

b.

Jumlah kebutuhan = 122731.873= 55670.3075

Over design 20%, kebutuhan air umpan boiler = 66804.369Recovery 80 %, sehingga make - up = 13360.8738

c. Air pendingin untuk pendingin alat proses1. Condenser CD-01 = 81566.87 kg/jam di RD2. Condenser CD-02 = 30808.20 kg/jam di methanol still3. HE-03 = 15882.42 kg/jam4. HE-04 = 33901.62 kg/jam5. HE-05 = 28309.80 kg/jam6. HE-06 = 15659.05 kg/jam7. HE-08 = 623.62 kg/jam8. HE-09 = 2183.74 kg/jam

kebutuhan total = 208935.31 kg/jam

over design 10 %, kebutuhan air pendingin = 229828.8429 kg/jRecovery melalui cooling tower 90 % maka make - up air pendingin proses = 22982.88429 kg/j

d. Air untuk pemadam kebakaranDisediakan air sebanyak 600 ft3/hari = 712.9743 kg/j

Jumlah kebutuhan air total = 51762.40563 kg/j (angka keamanan 10 %) = 51.98855585 m3/j

= 1834.548868 cuft/j= 411749.3623 m3 / tahun

PROSES PENGOLAHAN AIRPabrik menggunakan air laut sebagai sumber air pembuat steam dan sebagai media pendingin. Air laut untuk media pendingin memerlukan make-up water untuk mengganti kehilangan air akibat penguapan di cooling tower dan yang hilang di sistem.

sebe 51.98855584808

1. Unit penyediaan dan pengolahan air (Water System)2. Unit pembangkit steam (Steam Generation System)3. Unit penyedia udara instrument (Instrument Air System)

(Power Plant and Power Distribution System)

Air untuk keperluan umum ( General Uses)

Air untuk pembangkit steam ( Boiler Feed Water )

Air laut yang dibutuhkan pabrik disediakan oleh sea water intakem3/jam.



Air laut diambil dari laut yang ada di sekitar pabrik yang dipompakan denganpompa air laut sebagai umpan unit desalinasi.Kandungan padatan yang terbawa dihilangkan dengan filter.Pertumbuhan ganggang laut, karang laut, rumput laut, dan mikroorganisme dapat terjadi seiring dengan mengalirnya air laut.Untuk mencegah hal tersebut, dilakukan injeksi Natrium hipoklorit (NaOCl)di air laut intake sebesar 1 ppm secara kontinyu.

UNIT DESALINASI

Unit desalinasi bekerja berdasarkan prinsip distilasi , dimana

komponen/ larutan yang mempunyai titik didih lebih rendah dari komponen

lainnya diuapkan di evaporator sehingga terpisah dari komponen lainnya.

Fungsi unit ini adalah untuk menghilangkan garam-garam yang

terdapat pada air laut sehingga diperoleh air bebas garam

pada air laut bersifat non volatil sehingga untuk memisahkannya digunakan

proses penguapan, sehingga uap yang terbentuk tersebut dapat diembunkan

dan diperoleh air tawar.

Unit desalinasi air laut menggunakan tipe reheat

terdiri dari evaporator multi efek dengan heat reject section, main ejector,

ejector condenser, pompa blow down brine, pompa distilat dan injeksi anti

scale.

Unit ini mendapatkan suplai steam yang digunakan untuk

pemanasan lewat main ejector dan sebagai driving steam

Hasil dikontrol dengan pengaturan tekanan steam inlet

tekanan steam pada inlet main ejector , kecepatan produksi unit desalinasi

dapat dikurangi dan sebaliknya. Evaporator beroperasi pada tekanan vakum

dengan tujuan agar air laut yang masuk evaporator dapat teruapkan pada

suhu yang cukup rendah. Air laut umpan diberi anti

pembentukan scale di permukaan tube di evaporator. Dengan suhu operasi

yang rendah , resiko pembentukan scale dapat dikurangi.



Perancangan :

steam uap cair

2 4 6

ke demin plant

Umpan

Air laut 1

3 5kondensat larutan garam pekat (brine)

Suhu air laut masuk evaporator, Tf = 30 CDebit umpan air laut = FKadar garam awal masuk evaporator = xFEntalpi uap = HF

Massa steam masuk = Is• Kondisi 3 = kondisi 2

Steam sudah menjadi kondensat

Air laut bebas garam fase uapKadar garam xu = 0Laju uap hasil = UEntalpi uap hasil = HuSuhu uap hasil = Tu

Larutan garam pekat (brine)Laju alir brine = BKadar garam pada brine = xBEntalpi brine = HBSuhu brine = TB

Air laut bebas garam dalam fase cairLaju cairan = CEntalpi cairan = HcSuhu cairan, Tc = 30 CKadar garam xc = 0

Neraca massa air laut total :

Massa masuk = massa keluar

F = U + B … (1)Neraca massa komponen

… (2)Neraca Panas

Panas masuk = Panas Keluar

• Kondisi 1(air laut)

• Kondisi 2 (steam)Tekanan steam, P = 4 atmSuhu steam masuk = Ts = 145 C = 293 F

• Kondisi 4 (uap)

• Kondisi 5 (brine)

• Kondisi 6 (cair tawar)

F.xF = U. xu + B. xB

UNIT DESALINASI

Unit desalinasi bekerja berdasarkan prinsip distilasi , dimana

komponen/ larutan yang mempunyai titik didih lebih rendah dari komponen

lainnya diuapkan di evaporator sehingga terpisah dari komponen lainnya.

Fungsi unit ini adalah untuk menghilangkan garam-garam yang

terdapat pada air laut sehingga diperoleh air bebas garam

pada air laut bersifat non volatil sehingga untuk memisahkannya digunakan

proses penguapan, sehingga uap yang terbentuk tersebut dapat diembunkan

dan diperoleh air tawar.

Unit desalinasi air laut menggunakan tipe reheat

terdiri dari evaporator multi efek dengan heat reject section, main ejector,

ejector condenser, pompa blow down brine, pompa distilat dan injeksi anti

scale.

Unit ini mendapatkan suplai steam yang digunakan untuk

pemanasan lewat main ejector dan sebagai driving steam

Hasil dikontrol dengan pengaturan tekanan steam inlet

tekanan steam pada inlet main ejector , kecepatan produksi unit desalinasi

dapat dikurangi dan sebaliknya. Evaporator beroperasi pada tekanan vakum

dengan tujuan agar air laut yang masuk evaporator dapat teruapkan pada

suhu yang cukup rendah. Air laut umpan diberi anti

pembentukan scale di permukaan tube di evaporator. Dengan suhu operasi

yang rendah , resiko pembentukan scale dapat dikurangi.



U. Hu + B. HB … (3a)

… (3b)

Persamaan kecepatan perpindahan panas :

… (3c)

DiketU = laju uap hasil = 51.988555848 m3/jam kebutuhan air tawar

51762.40563 kg/jam

114136.10441 lb/jam

3 % = 0.03

15% = 0.15

ls = 915.5 Btu/lb

Tu = 105 221

35 95Pers F = U + B

F = 114136.104 + B … (4)

Pers

0,03 F= 167150.9(0) +B.(0,15) … (5)Pers (4) & Pers (5) :

0.03F = 0.15*(F-167150.9)0.12F = 17120.4157F = 142670.131 kg/jam 314530.57 lb/jamB = 90907.7249 kg/jam 200415.17 lb/jam

Supplai air laut sebanyak 51762.4056 kg/jrho air pada 30 C = 995.65Debit air laut 143.29

Uap keluar evaporator :

Tu = 105Hu = 1156.3 Btu/lb

1156.3 Btu/lb

70 Btu/lb

Ud = 700Persamaan (3a)

U. Hu + B. HB

m = 373237.028 lb/jamm = 169299.205 kg/jam

Persamaan (3c)

3874.13264 359.92

F. HF + ls. m =

QF =Qs

F. CpF (Tu-TF) + F. lF = ls. m

m. ls = Ud. A. (Tu – TF)

xF =

xB = 5 xF =

oC = oF

TF = oC = oF

F.xF = U. xu + B. xB

kg/m3

m3/jam

oC

HB =

HF =

Btu/ j / ft2/oF (Tabel 8, Kern, 1965)

F. HF + ls. m =

m. ls = Ud. A. (Tu – TF)

ft2 = m2A=m .. λs

Ud .( Tu−T F )

m=U . Hu+B .H B−F .H F

λs



Jadi luas perpindahan panas tiap efek = 1/3*A = 119.97 m2

A=m .. λs

Ud .( Tu−T F )



lb/j rb01 4509.74kg/j rb02 1088.69794kg/j 2130.2268kg/j 47941.6442

55670.31

di methanol still


Lampiran Demineralisasi - 7

UNIT DEMINERALISASI

Unit ini bertugas untuk mengurangi kandungan ion positif (+) dan ion negatif

(-) dalam air desalinasi karena akan menghasilkan scale dalam boiler. Air hasil

desalinasi masih mengandung ion-ion yang dapat membentuk garam-garam dalam

air. Proses demineralisasi bertujuan untuk mengeluarkan garam-garam tersebut

menggunakan resin-resin penukar ion yang ada di dalam alat penukar ion. Resin

kation adalah suatu material sintesis yang dapat menukar ion-ion positif, sedangkan

resin anion adalah suatu mineral sintesis yang dapat menukar ion-ion negatif. Ion

positif (kation) diantaranya : Ca++, Mg++, Na+, K+,sedangkan ion-ion negatif misalnya

SO4--, Cl-, NO3

-, CO2, SiO2. Proses demineralisasi dilakukan dalam dua tahap :

1. Air dialirkan melalui penukar ion positif (kation), reaksinya :

Ca++ Ca++

R–H + Mg++ R - Mg++

Na+ Na+

2. Air selanjutnya dialirkan melalui penukar ion negatif (anion), reaksinya :

HCO3- HCO3

-

R–OH + SO4-- R - SO4

--

Cl- Cl-

SiO2 SiO2

Dengan demikian didapat hasil akhir air yang sudah bebas mineral ( air demin). Air

demin selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler dan sebagai

water.

Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl

Skema proses regenerasi :

H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4



PERANCANGAN ALATCation Exchanger (KE)Tugas : Menghilangkan kation dari air yang akan dipakai sebagai make - up air umpan

Jenis : Phenolic resin dengan merk dagang Duolite C-3air make-up =

diambil flow rate = 5 13360.8738 kg/jamSuhu

???Effisiensi regenerasi = 0.49 lb garam/kgrain ???

Jumlah : 2 buahBerat jenis air : 995.65Kecepatan aliran = 13.4192

= 3545.3239 gal/j= 59.0887 gal/menit

Luas penampang yang dibutuhkan := kec aliran air /flow rate resin= 11.8177

Dipakai alat penukar ion berbentuk silinder tegakDiameter silinder =

= 3.8800 ft= 1.1826 m

Dalam 1 gallon air rata-rata terdapat 10 grain hardness (Powell , 1954 )Kesadahan kation masuk diperkirakan = 300 ppmKesadahan air keluar maksimal = 0 ppm1 gpg (grain per galon) = 17.1 ppmKesadahan yang dihilangkan selama 24 jam :

= 1492767.95 grain= 1492.77 kgrain

ketel uap sebanyak 24579 kg/jam (make-up 5898.96 kg/jam)

Flow rate = 5 – 8 gpm/ft2 area bed (Powell, 1954)gpm/ft2 area bed

= 120 0FKapasitas exchanger = 8 kgrain/ft3

Kg/ m3

m3/jam

Penukar kation yang digunakan adalah phenolic resin.Kecepatan aliran air dalam penukar ion : 5 gal/men.ft2

ft2

Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl


H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4

√ 4 Aπ

=(300−0 )ppm

17. 1ppmgpg

(6 . 4470gpm )(60 menj)(24 j

hari)



Digunakan satu unit cation exchanger, kapasitas = 1492.7679 kgrainTiap 1 ft3 phenolic resin dapat menghilangkan 8200 grain "hardness", jadi diambil kapasitas 8,2 kgrain/ft3 phenolDalam 1 gallon air rata-rata terdapat 10 grain hardness (Powell , 1954 )Kebutuhan phenolic resin untuk 1 unit = 182.0449

Tinggi bed = luas penampang/volume phenolic resin= 15.4044 ft= 4.6953 m

Regenerasi Phenolic := 1.0281

Kebutuhan H2SO4 = 364.0897 lbLarutan H2SO4 yang digunakan adalah H2SO4 5% = 0.05Maka jumlah H2SO4 dalam larutan = 0.0514

= 0.4289 lb/galTotal regenerasi = 848.89 galKecepatan regenerasi = 5

Waktu regenerasi = 14.37 menit

Sebelum regenerasi dilakukan pencucian dan setelah regenerasi dilakukan pembilasan Kedua proses ini dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang melekat pada resin (Powell, 1954).Kecepatan pencucian dan pembilasan (4 – 5) gpm/ft2 ,diambil = 5Dipilih waktu pencucian = 5 menit dan waktu pembilasan = 5Waktu total regenerasi = 24.37 menitKebutuhan air pembilas dan pencuci = 590.89 gal

T operasi = 1440 menit = 24 jam

DIMENSI BEJANA :Tinggi bejana = tinggi packing + tinggi ruang kosong + 2 x tinggi headTinggi bed = 4.6953 mFree board = 1 m ???

Diambil = 12 in 0.3048 mTinggi head elliptical dished head = ¼ D = 0.2957 mTinggi bejana = 6.2866 mJadi spesifikasi :

D = 1.1826 mH = 6.2866 mJumlah = 1 unitSiklus Operasi = 24 jamRegenerasi = 14.37 menit

H2SO4 yang harus disediakan :H2SO4 5% yang dibutuhkan tiap periode = 364.09 lb = 165.1500 kg

ft3

g/cm3

g/cm3

gpm/ft2

gpm/ft2

Pada bagian bawah bed di atas penyangga diberi gravel untuk menyangga resin sekaligus untuk mendistribusikan cairan saat regenerasi, dengan tebal 12 - 24 in

ρH 2 SO4

t=92. 62055 gal

5gpmft2

. 11 .2894ft2 =14 ,37 menit

Toperasi=19 . 8625ft3(8200 grain

ft3 )

(300−0ppm )

17 .1 ppmgpg

(6 . 4470gpm )=1440menit=24 jam



Dibuat dengan pengenceran H2SO4 98 %H2SO4 98% yang diperlukan = 8.4260 kg1 periode = 24 jamH2SO4 98% yang harus disediakan = 0.3511 kg/jam 1.92E-04 m3 0.0507

Anion Exchanger (AE)Tugas : Menghilangkan anion dari air yang akan diumpankan ke boiler dan WHB

ketel uap sebanyak 24579 kg/jam (make-up 5898.96 kg/jam)Jenis : Phenolic dengan merk Duolite A-7

flow rate = 5 - 7 gpm/ft2 area bed (Powell, 1954)Suhu maksimal = 105Kapasitas exchanger = 1-8 kgrain/ft3Effisiensi regenerasi= 3.2Jumlah : 1 buah

Berat jenis air = 995.65Kecepatan aliran = 13.4192

= 3545.32387 gal/j= 59.089 gal/menit

Kecepatan aliran air dalam penukar ion : 5

Luas penampang yang dibutuhkan : 11.8177Dipakai alat penukar ion berbentuk silinder tegak

Diameter silinder =

= 3.88 ft2 = 1.1826 mKem. strongly basic = 10000 grain kesadahan/ft3Kesadahan air = 250 ppmKesadahan 1 sikl. Op.= 36.74 kg

567012.391 grainVolume strongly basic= 56.70 ft3Tinggi Bed(Z) = 4.80 ft

1.46 m

RegenerasiKebutuhan NaOH = 3.5 lb/cuft (Powell,1954)NaOH = 198.45 lb

90.02 kgKebutuhan NaOH/tahun = 1425954.5 kg

Tangki NaOHTugas : menyiapkan larutan NaOH yg digunakan untuk regenerasi resin pada AE

Jenis : tangki silinder vertikal dg atap conicaldan dasar rata.

Kadar = 5%Kapasitas = 4 regenerasi

360.09 kgrho = 1039 kg/m3Volume(V) = 6.93 m3 1831.0847 galOver design = 10%Vol. design(V')= 7.62 m3

0F

lb caustic /ft3

Kg/ m3

m3/jam

gal/men.ft2

ft2

√ 4 x1 .2894π



D = 2.13 mH = 2.13 m



UNIT DEMINERALISASI

Unit ini bertugas untuk mengurangi kandungan ion positif (+) dan ion negatif

(-) dalam air desalinasi karena akan menghasilkan scale dalam boiler. Air hasil

desalinasi masih mengandung ion-ion yang dapat membentuk garam-garam dalam

air. Proses demineralisasi bertujuan untuk mengeluarkan garam-garam tersebut

menggunakan resin-resin penukar ion yang ada di dalam alat penukar ion. Resin

kation adalah suatu material sintesis yang dapat menukar ion-ion positif, sedangkan

resin anion adalah suatu mineral sintesis yang dapat menukar ion-ion negatif. Ion

positif (kation) diantaranya : Ca++, Mg++, Na+, K+,sedangkan ion-ion negatif misalnya

SO4--, Cl-, NO3

-, CO2, SiO2. Proses demineralisasi dilakukan dalam dua tahap :

1. Air dialirkan melalui penukar ion positif (kation), reaksinya :

Ca++ Ca++

R–H + Mg++ R - Mg++

Na+ Na+

2. Air selanjutnya dialirkan melalui penukar ion negatif (anion), reaksinya :

HCO3- HCO3

-

R–OH + SO4-- R - SO4

--

Cl- Cl-

SiO2 SiO2

Dengan demikian didapat hasil akhir air yang sudah bebas mineral ( air demin). Air

demin selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler dan sebagai

water.

Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl


H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4



Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl


H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4



menit



gal


Lampiran Cooling Tower - 16

Cooling TowerTugas : mendinginkan kembali air pendingin yang digunakan pada alat -alat

proses menjadi 30 C sebelum disirkulasikan lagiSistem : kontak langsung dengan udara didalam cooling tower (fan)Jenis : induced draft cooling tower

Jumlah air yang didinginkan = 183863.07 kg/jam= 809.61 gpm

Densitas air 1000 kg/m3Suhu air masuk, T1 50 celcius = 122 F dari mana?Suhu air keluar, T2 30 celcius = 86 FSuhu dry bulb udara Tdb 30 celcius = 86 FSuhu wet bulb udara Twb 26.11 celcius = 79 F ,

(RH = 50 %)Temperature approach T2 - Twb = 3.89 celciusCooling range 20 celcius from fig. 12.14 Perry, 1984

water concentration 3.5 gal/(men.ft2)Area tower yang digunakan 231.32 ft2Fan HP ( fig. 12.15 Perry, 1984) 0.037 hp/(ft2 tower), 100 % standard

Power untuk fan = 8.56 Hp dipilih motor induksi standard NEMA 60 HpJika T approach 8 ~ 11 celcius dipilih tinggi menara = 4.6 ~ 6.1 m (Perry, 1984)

dipilih tinggi menara = 6 m = 19.69 ft

Tangki air pendinginTugas : menampung air dari cooling tower dan make - up sebagai air pendingin

untuk kemudian disirkulasikan ke alat - alat prosesJenis : tangki silinder tegakJumlah air = 183863.1 kg/jam = 183.86 m3/jamTangki dirancang dengan overdesign 10 % dan waktu tinggal 1 jam

V tangki = 202.25 m3Dimensi tangki D = H = (4.V /p )^1/3 = 6.36 m


Lampiran Listrik - 17

Penyediaan ListrikPerhitungan kebutuhan daya listrikPenggerak alat prosesPompa - 01 = 0.25 Hp umpan isobutenePompa - 02 = 0.75 Hp umpan methanolPompa - 03 = 0.25 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 04 = 1 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 05 = 1.5 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 06 = 3 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 07 = 10 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 08 = 3 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 09 = 1 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 10 = 1.5 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 11 = 1.5 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 12 = 2 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 13 = 2 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 14 = 3 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 15 = 0.8 Hp pompa di utilitas ?Pompa - 16 = 1.25 Hp pompa di utilitas ?

= Err:522 Hptotal = Err:522 kW

Penggerak alat utilitas :fan cooling tower = 60 Hpkompresor udara = 5 Hppompa pengolah air = 65 1/4 Hppompa bahan bakar = 1 Hptotal = 131.25 Hp

= 97.87 kw

Keperluan lain-lain :Instrumentasi (10% alat) = Err:522 kwPenerangan & AC = 200 kwRumah tangga = 250 kwTotal kebutuhan daya listrik Err:522 kwAngka keamanan 20%Total kebutuhan daya listrik Err:522 kwFaktor daya 0.8Kebutuhan pembangkitan daya listrik = Err:522 kVA

Kebutuhan daya listrik dipenuhi oleh listrik PLNsebagai cadangan digunakan Generator Diesel

Sebagai cadangan digunakan diesel cadanganDiperkirakan 1 kWh listrik dapat dihasilkan dari 14000 kcal bahan bakarDaya = 712.80 kW x 14000 kcal/kWh

Err:522 kcal/jamHeating value minyak = 10150 kcal/kgDensitas = 970 kg/m3Kebutuhan minyak = Err:522 m3/jamDiesel disiapkan u/ operasi selama 3 hari (maksimal) kontinyuJadi bahan bakar yang harus selalu ada :


Lampiran Listrik - 18

Err:522 m3


Lampiran Udara - 19

Tangki Bahan Bakar Tugas : Menyimpan bahan bakar selama 3 hari

Total kebutuhan bahan bakar = 2057.9463 kg/j= 2.4499 m3/j 19403.49373

Lama penyimpanan 3 hariMaka, Volume tangki = 176.3954 m3

Over design 10% = 194.0349 m3DImensi tangki L = 0,5 D

V = 0,5 p / 4 * D ^ 3maka, D = 7.90 m

L = 3.95 m

Pompa Bahan Bakar Tugas : Memompa bahan bakar dari Tangki penyimpan ke Diesel ,Boiler

Perhitungan :G = 2057.9463 kg/jr = 840 kg/m3

m = 0.5 cPQ = 2.4499 m3/j

Q design = 2.6949 m3/j (Over dsesign = 10%)D opt = 0.69 in

Dipakai pipa standar : NPS = 0.75Sch. = 40

ID = 0.622 inV = 3.8206 m/s

Head total diperkirakan 50 m

BHP = 0.42 HpEff. pompa = 0.5Eff. motor = 0.85

Daya motor = 0.99 HpDipakai power standar = 1 Hp

Penyediaan Udara TekanUdara tekan biasanya digunakan sebagai penggerak alat-alat kontrol yang bekerja secara pneumatik

P udara tekan biasanya 40 psigDiambil P = 3.7211 atm

Asumsi : 1. Konsumsi udara untuk 1 alat kontrol 1 standard ft3/men= 28 L/men

2. Jumlah alat kontrol 30 buahUdara yang dibutuhkan = 50.4 m3/jOver design = 10%Kebutuhan udara total = 55.44 m3/j pada STP (0 C, 1 atm)

Kompresor udaraTugas : menaikkan tekanan udara dari lingkungan menjadi 3,72 atm sebanyak 51.744 m3/jam (STP)Suhu udara masuk = 35 celcius

= 308 kelvin= 555 R

Tekanan masuk = 1 atmTekanan keluar = 54.7 psia

Dipakai rotary pump (Positive Displacement Pump)


Lampiran Udara - 20

= 3.72 atmP" uap air = 0.06 atm (RH = 100%)

= 0.89 psiaP uap air di udara = 0.06 atm (RH . P")

Vw = Vd T1 P1 = 66.5801 m3/jam

Ts P1 - P

Compresion Ratio = 3.72dipilih reciprocating compressor, 1 stage , horizontal% uap air diudara = 6.06%BM rerata udara 28.24

Kecepatan massa udara masuk , G1 = P1 . Vw 2.63 kmol/jam z.R.T1

Actual BHP untuk single stage (Ludwig, 1984)

denganR = tetapan gas umum, 8314 Nm/(kmol.K)G = kecepatan udara masuk : 0.0007 kmol/sk = Cp/Cv = 1.4 (udara)Rc = 3.72BHP tehitung = 4.01 Hpdengan memperhitungkan loss factor dan flame lossBHP = 5.00 Hpeffisiensi motor = 0.8Power motor = 4.00 hpdipilihreciprocating compressor, single stage horisontalukuran : 7 x 5 inputaran 550 rpmmaximum pressure 60 psi (4.1 atm)piston displacement 121 cfm ( 205.6 m3/j )motor penggerak 5 hp

Tangki UdaraTugas : Menampung dan mengeringkan udara dengan silika gelPerhitungan :Jumlah air dalam udara = 4.0324 m3/jam

= 2.9029 kg/jKemampuan absorbsi silika gel thd. air pd RH 100% = 0.5 kg air/kg silikaKebutuhan silika = 5.8058 kg/jBulk density silika = 48.00 lb/ft3

Volume silika gel = 0.0076 m3/jamRegenerasi tiap = 24 jam

V silika = 0.1812 m3Dianggap V silika adalah 15% volume tangkiDimensi tangki : H = 1.5 D

V tangki = 1.2081 m3V tangki = p/4*1.5*D^3

1

1

1

21 .117.745

.G

PP

kkTR

BHPkk


Lampiran Udara - 21

maka, D = 1.0083 mL = 1.5124 m


Lampiran Boiler - 22

a. Boiler 1

digunakan gas oil (industrial fuel), dengan spesifikasi sbb : API = 30 Flash point = 210 F Pour point = 35 F IBP = 440 F Viscositas/100 F = 70 detik

Persamaan dari Nelson :

0.8762

Diambil nilai characterization factor (K) = 11.8 Pada: API = 36,3 dan K = 11,8, dari fig. 5-22 Nelson, diperoleh : GHV = 19575 Btu/lb Dari fig. 5-23 Nelson diperoleh kadar H2 dalam bahan bakar = 13.3 % H2 yang terdapat dalam bahan bakar dapat bereaksi dengan udara Reaksinya adalah sebagai berikut :

Panas pengembunan H2O pada kondisi pembakaran industrial fuel = Hfg =1058.2 Btu/lb

Jadi Netto Heating Value dengan basis lb bahan bakar (NHV) :

= 19434.2594 Btu/lb Kebutuhan bahan bakar :

efisiensi bahan bakar, diambil 50 %

Hf steam = 952 Btu/lbQ = 20469455 Btu/jam = 5999.59726 kJ/detm = 1053.26653 lb/jam = 477.761699 kg/jam

Tipe Boiler :

b. Boiler 2

digunakan gas oil (industrial fuel), dengan spesifikasi sbb : API = 30 Flash point = 210 F Pour point = 35 F IBP = 440 F Viscositas/100 F = 70 detik

Persamaan dari Nelson :

0.8762

Untuk menghasilkan steam dengan T = 212 F dan P = 14.7 psia maka

packaged boiler (ulrich hal. 298)

Untuk menghasilkan steam dengan T = 343.5 F dan P = 100 psia maka

sg=141 ,5API+131 ,5

=

H2 (g )+ 1

2 O2 (g )→H 2O(g )

NHV=GHV−H fg×%H 2

m=Q

NHV×η η=

sg=141 ,5API+131 ,5

=


Lampiran Boiler - 23

Diambil nilai characterization factor (K) = 11.02 Pada: API = 30 dan K = 11,02, dari fig. 5-22 Nelson, diperoleh : GHV = 19100 Btu/lb Dari fig. 5-23 Nelson diperoleh kadar H2 dalam bahan bakar = 11.4 % H2 yang terdapat dalam bahan bakar dapat bereaksi dengan udara Reaksinya adalah sebagai berikut :

Panas pengembunan H2O pada kondisi pembakaran industrial fuel = Hfg =1058.2 Btu/lb

Jadi Netto Heating Value dengan basis lb bahan bakar (NHV) :

= 18979.3652 Btu/lb Kebutuhan bahan bakar :

efisiensi bahan bakar, diambil 50 %

Hf steam = 888.87 Btu/lbQ = 66117506 Btu/jam = 19379.041 kJ/detm = 3483.65213 lb/jam = 1580.18461 kg/jam

Tipe Boiler : Jumlah total bahan bakar yang dibutuhkan =

4536.91866 lb/jam = 2057.9463 kg/jam

packaged boiler (ulrich hal. 298)

sg=141 ,5API+131 ,5

=

H2 (g )+ 1

2 O2 (g )→H 2O(g )

NHV=GHV−H fg×%H 2

m=Q

NHV×ηη=η=


Lampiran Tangki - 24

Tangki NaOCl

Tugas : menyiapkan dan menyimpan larutan NaOCl 5% selama satu minggu operasi

Jenis : tangki silinder tegak berpengaduk

Turbidity = 493 ppm (Dari gb.2.1 Powell,1954)

Keb.soda abu = 8.3452381 lb/1E+6gal air0.0000011.00 ppm

M' = 51762.4 kg/jKeb.soda abu = 0.05 kg/j = 409.96 kg/thWaktu = 168 jamKeb.soda abu = 8.70 kg

1008 kg/m362.90 lb/cuft

Vol.lar soda abu= 0.17 m3Over design = 20%Vol.lar soda abu = 0.21 m3Diambil = H = 1.2*DD = 0.60 m 24 inH = 0.72 m 29 inDi (d impeler) = 0.20 mPower pengadukzl = 0.60 msg = 1.01WELH = 23.99 inJml pengaduk = 1.01

1 buahPut. Pengaduk = 356.24 rpmu = 0.054 kg/m.men

Re = 269013.2Dt/Di = 3.00zl/Di = 3.00zl/D = 1.00Jenis : turbin dg 6 buah pisau

(flate blade turbin)Jml baffle = 4Lebar baffle = 0.05 mTinggi dr dasar= 0.20 mPanjang sudu = 0.05 mLebar sudu = 0.04 mPower = 0.07 hpEffisiensi = 0.63Power = 0.12 hp

0.5 hp(Standar)

rho =



Tangki NaOCl Tangki Pencampuran

Tugas : mencampur air laut dengan NaOClJenis : tangki silinder tegak berpengaduk

Debit(Q) = 51.99 m3/jWaktu tinggal = 10.00 menVolume(V) = 8.66 m3Over design = 20%Vol. design(V')= 10.40 m3Diambil = H = 1.2*DD = 2.23 m 78 inH = 2.67 m 106 inDi (d impeler) = 0.74 mPower pengadukzl = 2.23 msg = 1.0020WELH = 87.82 inJml pengaduk = 1.00

1.00 buahPut. Pengaduk = 96.18 rpmu = 0.05 kg/m/menRe = 9.8E+05Dt/Di = 3.00zl/Di = 3.00zl/D = 1.00Jenis : turbin dg 6 buah pisau

(flate blade turbin)Jml baffle = 3.00Lebar baffle = 0.19 m Power = 1.24Tinggi dr dasar= 0.74 m Effisiensi = 0.84Panjang sudu = 0.19 m Power = 1.48

Lebar sudu = 0.15 m 7.50

Desalinasi water tank

Tugas : menampung air hasil desalinasiJenis : bak beton bertulang

Air keluar evaporator = 51762.41 kg/jDebit(Q) = 51.99 m3/jWaktu tinggal = 1.5 jamVolume(V) = 77.98 m3Over design = 20%Vol. design(V') = 93.58 m3Diambil : p = l = 2tp = 5.72 ml = 5.72 m 225.20068 int = 2.86 mtebal = 12 cm



Tangki Pencampuran Hot Basin

Tugas : menampung air yg akan didinginkan dicooling tower

Jenis : bak beton bertulang

Air pendingin = 168234.32 kg/j90% dipakai lagi + make up = 168234.32 kg/jDebit(Q) = 168.97 m3/jWaktu tinggal = 1.5 jamVolume(V) = 253.45 m3Over design = 20%Vol. design(V') = 304.14 m3Diambil : p = l = 2tp = 8.47 ml = 8.47 m 333.582366t = 4.24 mtebal = 12 cm

Cold Basin

Tugas : menampung air pendingin yg dingin dari cooling towerJenis : bak baton bertulang

M' = 229828.8 kg/jQ' = 230.83 m3/jWaktu tinggal = 1.5 jamOver design = 20%Vol. design(V')= 415.50 m3

hp Diambil : p = l = 2tp = 9.40 m

hp l = 9.40 mt = 4.70 m

hp (standar) tebal = 12 cm

Desalinasi water tank Bak Penampung Air Bersih

Tugas : menampung seluruh air hasil pengolahanJenis : bak beton bertulang

Q' = 230.83 m3/jWaktu tinggal = 6 jamOver design = 20%Vol. design(V')= 1661.9973577 m3Diambil : p = l = 2tp = 14.92 ml = 14.92 mt = 7.46 mtebal = 12 cm



Hot Basin Bak Sanitasi

Tugas : menampung air bersih untuk keperluan umumJenis : bak beton bertulang

M' = 10000 kg/jQ' = 10.0436901 m3/jWaktu tinggal = 24 jamOver design = 20%Vol. design(V')= 289.258273 m3Diambil : p = l = 2tp = 8.33 ml = 8.33 mt = 4.17 mtebal = 12.00 cm

inKebutuhan KaporitKandungan Chlor= 70% (Ryan,1946)Kebutuhan chlor= 0.5-0.8 ppm (Ryan,1946)

Cold Basin 0.8 ppmKecepatan alir = 10000 kg/jChlorin = 0.008 kg/j

8 g/jkaporit/hari = 274.29 g/harikaporit/tahun = 90.51 kg

Bak Penampung Air Bersih



Bak Sanitasi Cation Exchanger

Tugas : menghilangkan kesadahan air proses yang disebabkan oleh kation

Jenis : down flow cation exchanger

Resin yang digunakan adalah zeolit jenis wet process syntetic atau jenis gel yang mempunyai kemampuan penukaran 8000-12000 grain kesadahan (sbg CaCO3) per ft3 (Ryan,1946) dirancang u/ bekerja dengansiklus 12 jam, terdiri dari 11 jam operasi,0.5 jam pencucian dan 0.5 jam regenerasi.

Kec air yg hrs diolah= 56.710.060.25

Kecepatan aliran air = 3 - 5Dipilih = 4Luas = 0.06Diameter = 0.28

0.09Kemampuan zeolit = 8000.00Kesadahan air = 200.00Kesadahan 1 sikl. Op.= 0.12

1923.81Volume zeolit = 0.24Tinggi Bed(Z) = 3.85

1.17RegenerasiKebutuhan HCl = 0.35-0.5Dipilih = 0.4HCl = 0.77

Kebutuhan HCl/tahun = 5529.25



Cation Exchanger Anion Exchanger

menghilangkan kesadahan air proses yang Tugas : menghilangkan kesadahan air proses yang disebabkan oleh anion

Jenis : strongly basic anion exchanger

Resin yang digunakan adalah zeolit jenis wet process Resin yang digunakan adalah strongly basic resins yang mempunyai kemampuan penukaran 10000-20000 grain

penukaran 8000-12000 grain kesadahan (sbg CaCO3) per ft3 (Ryan,1946) dirancang u/ bekerja dengan siklus 12 jam, terdiri dari 11 jam operasi, 0.5 jam pencucian dan 0.5 jam regenerasi.

Kec air yg hrs diolah=kg/jm3/jgpm Kecepatan aliran air =gpm/ft2 (Ryan,1946) Dipilih =gpm/ft2 Luas =ft2 Diameter =ftm 4 in Kem. strongly basic =grain kesadahan/ft3 Kesadahan air =ppm Kesadahan 1 sikl. Op.=kggrain Volume strongly basic=ft3 Tinggi Bed(Z) =ftm

Regenerasilb/1000grain Kebutuhan NaOH =

NaOH =lb 0.35 kg

kg Kebutuhan NaOH/tahun =



Anion Exchanger Deaerator

menghilangkan kesadahan air proses yang Tugas : melepaskan gas2 yang terlarut dalam air seperti O2 dan CO2 sehingga mengurangi korosi logam

strongly basic anion exchangerJenis : silinder tegak dgn bahan isian

Resin yang digunakan adalah strongly basic resins yang mempunyai kemampuan penukaran 10000-20000 grain bahan Isian =per ft3 (Ryan,1946) dirancang u/ bekerja dengan siklus diameter =12 jam, terdiri dari 11 jam operasi, 0.5 jam pencucian

packing factor =Lw =

56.71 kg/j0.06 m3/j Gw =0.25 gpm4 - 7 gpm/ft25 gpm/ft20.05 ft20.25 ft FLV =0.08 m 18 in Diambil delP/m =10000 grain kesadahan/ft3 K4 =250 ppm Vw' =0.16 kg A =2406.88 grain D =0.24 ft34.82 ft Diambil H = 4*D1.47 m H =

3.5 lb/cuft (Powell,1954)0.84 lb0.38 kg

6052.95048 kg Tangki Boiler Feed Water

Tugas menampung sementara air make up steam sebelum diumpankan ke boiler

Jenis tangki silinder tegak

Q 1461.21m 2922.43V 1.4612over 20%Vt 1.75345614H = 1.2 DD 1.22991357H 1.47589629

BFW ini digunakanpada saat start up dan pada saat proses berjalan secara kontinu.

rho l =u l =rho g =



40 in40 in



Deaerator Tangki NaOH

melepaskan gas2 yang terlarut dalam air seperti O2 dan CO2 sehingga Tugas :mengurangi korosi logam Jenis :

silinder tegak dgn bahan isianKadar =

raschig ring ceramic Kapasitas =2 in50.8 mm rho =65 Volume(V) =13360.87 kg/j Over design =742.270766 kmol/j Vol. design(V')=100 kg/j D =5.55555556 kmol/j H =1000 kg/m30.00062 Ns/m22.5 kg/m3 Tangki Boiler Feed Water 6.6820 mm H2O/m Tugas 0.15 Jenis0.75 kg/m2s4.96 m2 Q2.51 m m0.9 m V

over3.6 m Vt

H = 1.2 DDH


Tangki Boiler Feed Water

menampung sementara air make up steam sebelum diumpankan ke boiler

tangki silinder tegak

kg/j t = 2 jam

m3

m3

mm

pada saat start up dan pada saat proses berjalan secara kontinu.



Tangki NaOH

menyiapkan larutan NaOH yg digunakan untuk regenerasi resin pada AEtangki silinder vertikal dg atap conicaldan dasar rata.

Kadar = 5%Kapasitas = 4 regenerasi

1.53 kg1039 kg/m3

Volume(V) = 0.03 m3Over design = 10%Vol. design(V')= 0.03 m3

0.35 m 140.35 m 14

Tangki Boiler Feed Water

menampung sementara air make up steam sebelum diumpankan ke boilertangki silinder tegak

13360.87 kg/j t = 2 jam26721.75

13.3609 m320%

16.0330486 m3

2.57186594 m3.08623913 m


utilitas air laut_umuluyguyg

Documents