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