48
3.3.3. Perancangan Venturi Scrubber
Langkah  perancangan  venturi  scrubber  dibuatkan  ke  dalam  diagram  alir seperti dibawah ini.
Gambar 3.9 Step by step perancangan venturi scrubber
Menggambar blueprint venturi scrubber
Pabrikasi
End Start
Data awal 1. Mengetahui kelembapan producer gas
2. Menentukan ukuran saluran masuk venturi 3. Menentukan kecepatan aliran prod.gas asumsi
4. Temperatur producer gas asumsi
Menghitung volume flow rate dan volume flow rate
pada temperatur standar persamaan 6 dan 7
Menghitung kondisi pada sisi masukan
1.  mass flow udara kering dan uap air pada sisi masukan
Persamaan 2.  Humidity ratio persamaan 9
Menghitung kondisi pada sisi luaran 1.  mass flow uap air
Persamaan 10 2.  Mass flow uap air yang
terevaporasi persamaan 11 3.  Banyaknya makeup water
Persamaan 12
Menentukan dimensi 1.  Menghitung
σ persamaan 13, Gambar 2.10.a 2.  Menentukan d
cut
Gambar 2.10. 3.  Menentukan scrubber power dan  pressure drop
Gambar 2.10.c 4.  Menentukan luas penampang throat persamaan 16
dan Gambar 2.10.d 5.  Menentukan diameter thro at, panjang throat, dan
panjang diverging section
49
2 3
3
. 32,8 fts .
. 0,2 fts 4
1, 03 ft s = 61,8 ft min Q
V A
Q Q
 
Data awal yang harus diketahui dalam merancang venturi scrubber adalah mengetahui  karakteristik  producer  gas  yang  akan  dibersihkan.  Berikut  adalah
karakteristik producer gas hasil gasifikasi sekam padi [47] :
Kandungan kelembapan
H2O
: 25 Particulate loading
: 3 grainsscf Specific density of particulate
: 1,8 Semua  satuan  yang  dipakai  dalam  perhitungan  desain  dalam  satuan
inggris,  untuk  menyesuaikan  referensi  yang  didapat.  Selain  itu  data  yang  harus ditentukan untuk perancangan yaitu :
Volume flowrate Q  :
Flowrate dihitung dengan menentukan kecepatan syngas masuk ke dalam
venturi dimana :
V = 10 ms = 32,8 fts
Ukuran saluran masuk venturi = diamater 2,5 inch = 0,2 ft Sehingga volume flowrate =
Pada bagian inlet venturi properties producer gas antara lain :
Volume flowrate Q  :
Flowrate pada  temperatur  standar  dihitung  dengan  menggunakan  hukum
gas ideal seperti yang ditunjukan dalam persamaan 8 yaitu :
2 2
2 1
2 1
1 1
3 2
3 2
atau 70
460 61,8 ft  min
350 460
46,15 ft  min T
T V
V Q
Q T
T F
R Q
F R
Q 
 
 
50
Mass flow udara kering dan uap air
Besarnya mass flow kedua data diatas dihitung melalui persamaan 9 :
2 2
H O H O
. . 1-
wv wv in
m in in
mole a
a in m in
in mole
MW m
Q V
MW m
Q V
 
 
  
 
  
Dimana MW
wv
= Berat molekul uap air = 18 MW
a
= Berat molekul udara kering = 29 V
mole
= Volume lb-mol udara = 385 ft
3
Sehingga
3
3
18 40,15 ft min . 25
385 0,54 lbmin
29 40,15 ft min . 1-25
385 2, 60 lbmin
wv in wv in
a in a in
m m
of water vapour m
m of dry air
 
  
 
  
 
Humidity ratio Humidity ratio
pada temperatur standar dihitung dengan persamaan 10:
0,54 2, 607
0, 2068
wv a
m m
 
 
 
Gas  yang  keluar  dari  outlet  venturi  sudah  berada  dalam  keadaan  jenuh RH 100 dengan asumsi temperatur luaran venturi 160
o
F. Dengan bantuan psy- chometric chart
, dapat ditentukan nilai humidity ratio untuk mengetahui besarnya air  yang  menguap  saat  berkontak  dengan  gas  panas.  Dengan  mengetahui
51
banyaknya  air  yang  menguap,  kebutuhan  makeup  water  dapat  disediakan  guna menutupi kekurangan air sebagai scrubbing liquid pada venturi.
Mass flow uap air sisi luaran
. lb wv
0, 26 . 2, 607 lbmin .
lb air 0, 678 lbmin
wv out out
a wv out
wv out
m w
m m
m 
 
Mass flow uap air yang terevaporasi
0, 678 0,539 lbmin 0,1385 lbmin
wv evap wv out
wv in wv evap
wv evap
m m
m m
m 
 
 
Banyaknya makeup water
2
0,1385 62, 4
0, 00221 0, 0176
wv evap wv evap
H O wv evap
wv evap
m Q
Q Q
cfm gpm
 
 
 Langkah  berikut  adalah  merancang  ukuran  venturi,  dimana  metode  yang
digunakan adalah Calvert Cut Diameter. Dengan  konstanta B=2,0 untuk venturi. Parameter awal yang mesti dicari yaitu ukuran partikel berikut standar deviasinya.
Ukuran rata-rata partikel dapat dilihat dari persentil diameter aerodinamis partikel ke-50  Disebut  pula  diameter  partikel  massa  median.  Standar  deviasi  dari
distribusi  tersebut  adalah  rasio  kumulatif  fraksi  massa  partikel  ke-84  dan  ke-50 yang dihitung menggunakan persamaan 13 dimana :
84 50
d d
 
Nilai  d
50
dan  d
84
diketahui  dengan  membaca  grafik  pada  gambar  2.10.a, dan didapatkan standar deviasinya adalah :
52
 
3
2 2
2
1 0,133
0,78 2
Dimana 1
1 22
ditentukan dari grafik pada gambar 2.10.d dimana 10 gal  1000acf
270 sec
72900 sec
Luas permukaan 1270 .
. .
g
g
lb ft w
L v
G v
ft v
ft throat
P A
L v
G
 
 
 
 
  
 
 
5,1 3
1, 7 
 
 Langkah  selanjutnya  menentukan  d
cut
melalui  bantuan  gambar  2.10.b, dengan  efisiensi  koleksi
d
untuk  partikel  5  µm  yaitu  0,99  sesuai  tabel  2.8 sehingga :
1, 7 1
1 0,99 0, 01
d
Pt Pt
 
  
  
Berdasarkan grafik diperoleh nilai d
cut
d
50
= 0,25 dan d
50
=3 maka d
cut
adalah 0,75. Nilai d
cut
kemudian dicocokkan terhadap garis gas atomized spray pada grafik di Gambar 2.10.c, guna mengetahui scrubber power dan pressure drop. Berdasarkan
grafik  didapatkan  nilai  power  =  3  hp  per  1000  ft
3
min  dan  pressure  drop  =  9 in.H
2
O. Selanjutnya menentukan luas permukaan throat melalui persamaan 14:
 
1 0,133
0,78 2
1270 . .
.
g
P A
L v
G
 
 
  
 
 
 
1 0,133
0,78 2
1270 . 9 1
72900 . .  10
22 0, 015 ft
A A
 
 
 
 
 
53
Untuk  mengoptimalkan  presure  recovery,  panjang  throat  dibuat  3  kali lebar  throat  dan  tinggi  diverging  section  4  kali  lebar  throat.    Karena  bentuknya
rec-tangular apabila diambil ukuran lebar = 37 mm, sehingga panjang throat = 3
x 37 mm =111 mm, dan tinggi diverging section = 4 x 37 mm = 148 mm. Terakhir ukuran  ventury  scrubber  yang  sudah  didapatkan  dibuat  menjadi  geometri  seperti
yang terlihat pada gambar 3.11.
3.3.4 Perancangan Rotary Separator