Gas Buang Insinerator Analisa Siklus Wet Scrubber

3.1.1 Gas Buang Insinerator

Gas panas yang masuk ke scrubber adalah gas panas hasil pembakaran dari ruang bakar insinerator, T RB2 = T gas buang insinerator = 1100 o C ………………………………….…...…Data dengan luas penampang bagian sisi masuk scrubber adalah, A = 2 4 d π dimana, d = 0,75 m …………………………………….......Data = 0,442 m 2 Berdasarkan kesetinbangan massa, m in = m out massa yang masuk ke ruang bakar insinerator adalah m limbah + m bahan bakar + m udara pembakaran + m udara air fan m limbah = kapasitas insinerator = 60 kgjam ………………………………..Data konsumsi bahan bakar = 60 ltr4 jam untuk 2 ruang bakar .……….......…Data bahan bakar yang digunakan adalah solar C 16 H 34 , dengan konsumsi bahan bakar rata- rata 60 liter4 jam untuk 2 ruang bakar, maka: o f V = 15 ltrjam = 15.10 3 − m 3 jam Untuk C 16 H 34 dengan nilai ON-30, dan kondisi kandungan udara terdiri dari 21O 2 + 79N 2. Reaksi stokiometri dengan kondisi udara pembakar 21O 2 + 79N 2 dengan aditif C 10 H 11 adalah sebagai berikut Lit.13, Hal.38 0,3C 16 H 34 + 0,7C 10 H 11 + 0,21O 2 + 0,79N 2 aCO 2 + bH 2 O + cN 2 0,3C 16 H 34 + 0,7C 10 H 11 + 0,21O 2 + 0,79N 2 aCO 2 + bH 2 O + 0,79N 2 0,3C 16 H 34 + 0,7C 10 H 11 + 0,21O 2 + 0,79N 2 11,8CO 2 + 8,95H 2 O + 0,79N 2 Universitas Sumatera Utara Sehingga, perbandingan udara dengan bahan bakar adalah 0,3C 16 H 34 + 0,7C 10 H 11 + 16,275O 2 + 0,79N 2 11,8CO 2 + 8,95H 2 O + 0,79N 2 B.bakar Udara AFR = 34 16 2 2 3 , 79 , 275 , 16 H C N O + = 34 . 1 3 , 16 . 12 3 , 2 . 14 79 , 2 . 16 275 , 16 + + = 8 , 67 12 , 542 AFR teo = 7,996 kg udarakg bahan bakar Faktor excess air untuk temperatur pembakaran rata-rata pada 2 ruang bakar adalah 2 2 1 RB RB T T + dimana, 1 RB T − = 825 o C 2 RB T − = 1100 o C ………………….……………..…Data − T = 962,5 o C , dengan temperatur udara luar yang disuplai 30 o C, berdasarkan grafik berikut Grafik 3.1 Faktor Kelebihan Udara Dari grafik diatas, λ = 2,7 Universitas Sumatera Utara λ = teo teo akt AFR AFR AFR − AFR akt = λ.AFR teo + AFR teo = 29,59 kg udarakg bahan bakar densitas solar, ρ f = 852,5 kgm 3 , …….…………………....................………….Lamp.1 berdasarkan o m = ρ o V Keterangan: o m : Laju aliran massa kgs ρ : Densitas kgm 3 o V : Laju aliran volume m 3 s maka, f o m = ρ f o f V = 852,5. 15.10 3 − = 12,7875 kgjam a o m = 12,7875.29,59 = 378,38 kgjam Massa udara yang disuplai dari Air fan primer dan sekunder, berdasarkan Kapasitas Air fan = 23 m 3 menit …………………………………………..Data = 0,383 m 3 s berdasarkan tabel Lamp.4, setelah diinterpolasi, C T udara o 30 ρ = 1,1514 kgm 3 Maka: o m = ρ o V = 1,1514. 0,383 = 0,441 kgs Universitas Sumatera Utara Total udara yang disuplai oleh Air fan pada RB 1 dan RB 2 adalah o m = 2.0,441 = 0,882 kgs = 3175,1 kgjam Effisiensi reduksi massa insinerator rata-rata mencapai 70 lit.2, hal.1, maka massa limbah yang masuk ke scrubber adalah bah o m lim = 60.70 = 45 kgjam Sehingga massa gas buang insinerator keseluruhan yang masuk ke scrubber adalah T o m = 45 + 12,7875 + 378,38 + 3175,1 = 3611,27 kgjam = 1,003 kgs Tekanan gas masuk scrubber adalah berdasarkan tekanan pada ruang bakar, T RB1 = 825 o C P RB1 = -150 mmH 2 O [P gauge ] = - 150.9,807 = -1,471 kPa ……….……..…..Data = P atm + P gauge = 99,83 kPa Berdasarkan perbandingan temperatur antara ruang bakar 1 dan ruang bakar 2, dimana persentase kenaikan temperatur adalah sebanding dengan persentase kenaikan tekanan Lit. 3, Hal. 101, sehingga berdasarkan T RB1 = 825 o C T RB2 = 1100 o C Universitas Sumatera Utara Persentase peningkatan temperatur adalah ΔT g =       − 825 825 1100 x100 = 33,33 Maka perubahan tekanan dengan kenaikan sebesar 33,33 adalah P RB2 = P RB1 + 33,33.P 1 = 99,83 + 0,3333.99,83 = 133,107 kPa Berdasarkan PV = mRT Maka o V = P RT m o R = Konstanta gas, berdasarkan k = 1,33 ………………….......Lit. 4, Hal. 835 nilai Heating Value Gas Buang Insinerator diambil 1000 Btulb gas buang …………………………….………..………….Lamp. 6 HV = 1000.1,0550,454 = 2323,79 kJkg gas buang Dengan laju aliran massa gas buang insinerator, o m = 1,003 kgs maka HV = 2323,79.1,003 = 2330,76 kJs Untuk aliran tanpa kerja, HV = ΔQ, HV = ΔQ = T c m p o ∆ …………………………………………..Lit. 5, Hal. 156 dimana, ΔT = T 2 – T 1 Keterangan T 2 = Temperatur gas buang o K Universitas Sumatera Utara T 1 = Temperatur standart 25 o C o m = Laju aliran massa gas kgs c p = Kalor spesifik tekanan konstan kJkg o K Sehingga c p = 298 1373 . 003 , 1 73 , 2330 − = 2,16 kJkg o K k = c p c v , dan R = c p - c v , maka R = c p – c p k R = 2,16 – 1,264 = 0,536 kJkg o K maka o V = 107 , 133 1373 . 536 , . 003 , 1 = 5,55 m 3 s Sehingga ρ = o o V m = 0,181 kgm 3 Kecepatan aliran gas berdasarkan luas penampang sisi masuk, d = 0,75 m maka v = o V A , A = 0,442 m 2 = 12,56 ms

3.1.2 Excess Air Blower