Aplikasi Elektrostatik di Industri sebagai
PENGGUNAAN PENGENDAP ELEKTROSTATIK
(ELECTROSTATIC PRECIPITATOR) DALAM MENGATASI
PENCEMARAN UDARA PADA INDUSTRI
Artikel Fisika Lingkungan
Disusun Oleh :
Aldio Harya Stafega
(2015330080)
Cici Sabrina
(2014330115)
Dian Iryanti
(2015330095)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
UNIVERSITAS SAHID JAKARTA
2015
I.
PENDAHULUAN
II.
Elektrostatik merupakan salah satu cabang fisika yang berhubungan
dengan gaya yang dikeluarkan oleh medan listrik statik (tidak berubah) kepada sebuah
objek yang bermuatan. Electrostatic Precipitator (ESP), adalah suatu perangkat listrik
yang berfungsi sebagai alat pengendap atau pemisah debu dari udara dengan
menggunakan listrik statis.. Aplikasi elektrostatik dalam dunia industri digunakan untuk
mengatasi masalah limbah debu. Industri yang banyak mengaplikasikannya yaitu seperti
PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), pabrik gula, dan pabrik semen. Salah satu
penerapannya yaitu penggunaan electrostatic precipitator (ESP).
III.
ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap
debu dengan effisiensi tinggi (diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup
besar. Dengan menggunakan electrostatic precipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu
yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16% (dimana efektifitas
penangkapan debu mencapai 99,84%).
IV.
Contoh penggunaan ESP yaitu pada Pabrik Gula, dan PLTU, dimana
boiler berfungsi sebagai tempat untuk memanaskan air, sehingga menghasilkan uap.
Uap ini digunakan untuk memutar turbin uap sebagai penggerak generator. Untuk
melakukan kerja, boiler
membutuhkan adanya
panas yang digunakan
untuk
memanaskan air. Panas ini disuplai olehruang bakar atau furnace, dimana pada ruang
bakar ini dilengkapi dengan alat pembakaran atau burner. Hasil pembakaran di ruang
bakar tersebut akan mengandung banyak debu, mengingat bahan bakar yang
digunakan adalah batubara, kemudian debu tersebut akan terbawa bersama gas buang
menuju cerobong. Sebelum gas buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas
buang tersebut akan melewati kisi-kisi suatu electrostatic precipitator (ESP).
V.
II.
PENCEMARAN UDARA PADA INDUSTRI
VI.
Pencemaran udara ialah peristiwa pemasukan dan atau penambahan senyawa,
bahan, atau energi ke dalam lingkungan udara akibat kegiatan alam dan manusia
sehingga temperatur dan karakteristik udara tidak sesuai lagi untuk tujuan
pemanfaatan yang paling baik, atau dengan singkat dapat dikatakan bahwa nilai
lingkungan udara tersebut telah menurun. Dengan demikian, gas ataupun partikulat
yang dikeluarkan oleh beberapa sumber pencemar harus ditanggulangi. Pada
proses pengolahan di Industri, gas juga timbul sebagai akibat reaksi kimia maupun
fisika. Sebagian besar gas maupun partikel terjadi pada ruang pembakaran, sebagai
sisa yang tidak dapat dihindarkan dan karenanya harus dilepaskan melalui cerobong
asap ataupun penangkap debu harus ditekan sekecil mungkin dalam upaya
mencegah kerusakan lingkungan. Pada umumnya limbah gas dari pabrik bersumber
dari penggunaan bahan baku, proses, dan hasil serta sisa pembakaran. Jenis
industri yang menjadi sumber pencemaran melalui udara di antaranya:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
Industri Besi dan Baja
Industri Semen
Industri Kendaraan Bermotor
Industri Pupuk
Industri Aluminium
Industri Pembangkit Tenaga Listrik
Industri Kertas
Industri Kilang Minyak
Industri Pertambangan, dll
VII.
Jenis industri semacam ini akumulasinya di udara dipengaruhi arah angin, tetapi
karena sumbernya bersifat stationer maka lingkungan sekitar menerima resiko yang
sangat tinggi dampak pencemaran.
VIII.
IX.
Limbah Industri dibedakan menjadi empat jenis, yaitu:
X.
a. Limbah cair
XI.
b. Limbah padat
XII.
c. Limbah gas dan partikel
XIII.
d. Limbah B3 (bahan berbahaya beracun)
XIV.
Parameter pencemar udara yang dihasilkan dari ruang pembakaran
pada boiler adalah :
XV.
A. Sulfur Dioksida
XVI.
XVII.
a.
Sifat fisik Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua
komponen sulfur bentuk gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO2) dan Sulfur
trioksida (SO3), dan keduanya disebut sulfur oksida (SOx). Sulfur dioksida mempunyai
karakteristik bau yang tajam dan tidak mudah terbakar di udara, sedangkan sulfur trioksida
merupakan komponen yang tidak reaktif.
XVIII.
b.
Sumber dan Distribusi Masalah yang ditimbulkan oleh bahan pencemar
yang dibuat oleh manusia adalah dalam hal distribusinya yang tidak merata sehingga
terkonsentrasi pada daerah tertentu. Sedangkan pencemaran yang berasal dari sumber
alam biasanya lebih tersebar merata. Tetapi pembakaran bahan bakar di industri pada
dasarnya merupakan sumber pencemaran SOx, misalnya bahan bakar batu bara.
XIX.c.
Dampak dan Pencegahan Pencemaran SOx menimbulkan dampak terhadap
manusia dan hewan, kerusakan pada tanaman terjadi pada kadar sebesar 0,5 ppm.
Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah iritasi sistim pernafasan. Untuk
menekan emisi gas SOx digunakan unit FGD (Flue Gas Desulfurizazi).
XX.
B. Carbon Monoksida
XXI.
a.
Sifat Fisik Karbon Monoksida merupakan senyawa yang tidak berbau, tidak berasa dan
pada suhu udara normal berbentuk gas yang tidak berwarna. Senyawa CO mempunyai
potensi bersifat racun yang berbahaya karena mampu membentuk ikatan yang kuat dengan
pigmen darah
b. Sumber dan Distribusi Sumber CO buatan antara lain kendaraan bermotor, terutama
yang menggunakan bahan bakar bensin, sedangkan dari sumber tidak bergerak seperti
pembakaran batubara, minyak dari industri dan pembakaran sampah domestik.
XXII.
c.
Dampak dan Pencegahan Dampak dari CO bervariasi tergantung dari
status kesehatan seseorang, pengaruh CO kadar tinggi adalah terhadap sistem syaraf pusat.
Untuk menekan emisi CO digunakan unit Scrubber pada cerobong asap.
XXIII. C. Nitrogen Dioksida
XXIV.
a.
Sifat fisik Oksida Nitrogen (NOx) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di
atmosfir yang terdiri dari nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Nitrogen
monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen
dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam.
b. Sumber dan Distribusi Sumber pencemaran NOx yang terbesar adalah dari aktifitas
manusia di perkotaan dan kegiatan industri.
c. Dampak dan Pencegahan Dampak NOx berbahaya bagi mahkluk hidup sekitar dan
bersifat racun terutama terhadap paru-paru. Untuk menekan emisi NOx digunakan unit Low
NOx Combustion.
XXV.
XXVI. D. Partikel Debu
a.
Sifat Fisik Pada dasarnya sisa pembakaran dari gas buang boiler yang bersifat debu
dibedakan menjadi dua jenis:
XXVII. 1.Bottom Ash (abu dasar), bersifat mengendap pada ruang pembakaran dan
proses pembuangannya hanya menggunakan conveyor.
XXVIII. 2.Fly Ash (abu terbang).
XXIX. Partikulat debu melayang (fly ash) merupakan campuran yang sangat rumit dari
berbagai senyawa organik dan anorganik yang tersebar di udara dengan diameter yang
sangat kecil, mulai dari < 1 mikron sampai dengan maksimal 500 mikron. Partikulat debu
tersebut akan berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayanglayang di udara dan masuk kedalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan. Fly ash
pada umumnya mengandung berbagai senyawa kimia yang berbeda, dengan berbagai
ukuran dan bentuk yang berbeda pula, tergantung dari mana sumber emisinya.
XXX.
b.
Sumber dan Distribusi Partikulat debu melayang dihasilkan dari
pembakaran batu bara yang tidak sempurna sehingga terbentuk aerosol kompleks dari butirbutiran tar. Dibandingkan dengan pembakaraan batu bara, pembakaran minyak dan gas
pada umunya menghasilkan abu terbang lebih sedikit.
XXXI.
XXXII.
c.
Dampak dan Pencegahan
Pengaruh partikulat debu bentuk padat maupun cair yang berada di
udara sangat tergantung kepada ukurannya. Ukuran partikulat debu yang membahayakan
kesehatan umumnya berkisar antara 0,1 mikron sampai dengan 10 mikron. Adanya ceceran
logam beracun yang terdapat dalam partikulat debu di udara merupakan bahaya yang
terbesar bagi kesehatan. Batas baku mutu emisi debu yang ditetapkan pemerintah untuk
PLTU berbahan bakar batu bara sebesar 150 mg/m³. Untuk menekan emisi debu digunakan
Electrostatic Precipitator (ESP).
XXXIII.
Berdasarkan hal ini, setiap Industri wajib untuk mengendalikan partikulat
atau gas yang dihasilkan dari proses pengolahan bahan di Industri. Konsentrasi penggunaan
bahan penghasil pencemar harus diperhitungkan sehingga tidak menimbulkan gangguan
terhadap manusia dan mahluk lainnya. Salah satu penanganan buangan partikulat/debu dari
Industri dapat menggunakan alat yang disebut pengendap elektrostatik.
XXXIV.
XXXV.
XXXVI.
III.
PENGENDAP ELEKTROSTATIK
IV.
Alat pengendap elektrostatik digunakan untuk membersihkan udara yang
kotor dalam jumlah (volume) yang relatif besar dan pengotor udaranya adalah aerosol
atau uap air. Alat ini dapat membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar
dari alat ini sudah relatif bersih.
V.
Alat pengendap elektrostatik ini menggunakan arus searah (DC) yang
mempunyai tegangan antara 25 – 100 kv.
Electrostatic precipitator mampu
mengumpulkan partikulat dengan ukuran minimum >1 mikron dengan efisiensi 95-99%.
Kecepatan aliran gas yang terpolusi dalam elektrostatik adalah 3 sampai 5 ft.
VI.
VII.
VIII.
IX.
X.
XI.
XII.
XIII.
XIV.
XV.
XVI.
XVII.
Gambar Electrostatic
Precipitator
Electrostatic precipitator digunakan apabila :
a. Dibutuhkan efisiensi relatif tinggi untuk mengumpulkan debu halus
b. Gas yang perlu diolah dalam volume besar
c. Material yang berharga akan dikumpulkan
XVIII.
XIX.
XX.
PRINSIP KERJA PENGENDAP ELEKTROSTATIK
XXI.
Cara kerja dari electrostatic precipitator (ESP) yaitu sebagai berikut :
1. Melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara
discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu
pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu
tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif (-).
2. Partikel debu yang bermuatan negatif (-) selanjutnya menempel pada pelat-pelat
pengumpul (collector plate). Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan
kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini
kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), dan dipindahkan (transport) ke flyash
silo dengan cara dihembuskan (vacuum).
XXII. Gambar 1.
XXIII.
XXIV.
XXV.
XXVI.
XXVII.
XXVIII.
Gambar 2.
XXIX.
XXX.
XXXI.
XXXII.
XXXIII. Gambar 3.
XXXIV.
XXXV.
XXXVI.
XXXVII.
XXXVIII.
Gambar4.
XXXIX.
XL.
XLI.
XLI.1.
1.
Proses Pembentukan Medan Listrik
Terdapat dua jenis electrode, yaitu discharge electrode yang bermuatan negatif (-)
2.
dan collector plate electrode bermuatan positif (+).
Discharge electrode diletakkan diantara collector plate pada jarak tertentu (jarak
3.
antara discharge electrode dengan collector plate).
Discharge electrode diberi listrik arus searah (DC) dengan muatan minus (lihat
gambar 3), pada level tegangan antara 55 – 75 kV DC (sumber listrik awalnya
adalah 380 volt AC, kemudian dinaikkan oleh transformer menjadi sekitar 55 – 75
kV dan dirubah menjadi listrik DC oleh rectifier, diambil hanya potensial negatifnya
4.
saja).
Collector plate ditanahkan (di-grounding) agar bermuatan positif.
5.
Dengan demikian, pada saat discharge electrode diberi arus DC, maka medan
listrik terbentuk pada ruang yang berisi tirai-tirai electrode tersebut dan partikelpartikel debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut, Gas bersih kemudian
bergerak ke cerobong asap.
XLII.
XLIII. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PENGENDAP ELEKTROSTATIK
XLIV. Kelebihan precipitator adalah:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Memiliki efisiensi yang tinggi, bisa mencapai 99%.
Bisa mengumpulkan partikel berdiamater sangat kecil.
Partikel dapat dikumpulkan dalam keadaan basah atau kering
Dapat menangani debit gas yang besar.
Kebutuhan listrik untuk mengalirkan udara cukup rendah.
Debu dapat dikumpulkan dalam kondisi kering untuk recovery.
Kehilangan tekanan dan temperatur kecil. Kehilangan tekanan biasanya tidak melebihi
0,5 inci kolom air.
h. Dapat beroperasi secara kontinyu, dengan pemeliharaan sedikit dan periode waktu yang
lama.
i. Tidak terdapat komponen yang bergerak, sehingga bisa meminimasi biaya
pemeliharaan.
j. Dapat digunakan pada temperatur yang tinggi, temperatur yang bisa diterapkan adalah
700of.
k. Dapat digunakan untuk mengumpulkan asam-asam, yang sulit dikumpulkan dengan
peralatan lain.
l. Material korosif dapat dikumpulkan dengan ESP jenis tertentu.
m. Efisiensi dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan ukuran unit.
XLV.
a.
b.
c.
d.
e.
Kelemahan ESP diantaranya adalah :
Biaya investasi cukup mahal.
Sensitif terhadap variasi beban debu atau aliran.
Memerlukan tempat yang cukup besar.
Tidak dapat diaplikasikan untuk menyisihkan kontaminan dalam fase gas.
Terdapat bahaya listrik dengan tegangan cukup tinggi.
XLVI.
XLVII. PENGENDAP ELEKTROSTATIK SEBAGAI SEBUAH SOLUSI RAMAH LINGKUNGAN
XLVIII. Alat pengendap elektrostatik digunakan untuk membersihkan udara yang
kotor dalam jumlah (volume) yang relatif besar dan pengotor udaranya adalah aerosol
atau uap air. Alat ini dapat membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar
dari alat ini sudah relatif bersih.
XLIX. Alat pengendap elektrostatik ini menggunakan arus searah (DC) yang
mempunyai tegangan antara 25 – 100 kv. Alat pengendap ini berupa tabung silinder di
mana dindingnya diberi muatan positif, sedangkan di tengah ada sebuah kawat yang
merupakan pusat silinder, sejajar dinding tabung, diberi muatan negatif. Adanya
perbedaan tegangan yang cukup besar akan menimbulkan corona discharga di daerah
sekitar pusat silinder. Hal ini menyebabkan udara kotor seolah – olah mengalami
ionisasi. Kotoran udara menjadi ion negatif sedangkan udara bersih menjadi ion positif
dan masing-masing akan menuju ke elektroda yang sesuai. Kotoran yang menjadi ion
negatif akan ditarik oleh dinding tabung sedangkan udara bersih akan berada di tengahtengah silinder dan kemudian terhembus keluar.
L.
LI.
Gambar (a) menunjukkan diagram skematik dari sebuah pengendap
elektrostatik. Potensial listrik negatif yang tinggi tertahan pada kumparan kawat yang
ada di bagian tengah membentuk sebuah lompatan listrik di sekitar kawat. Gambar (b)
menunjukkan contoh aplikasi pengendap elektrostatik, sedangkan gambar (c) adalah
gambar cerobong tanpa pengendap elektrostatik. Jika dibandingkan, gambar (c) akan
menghasilkan polusi udara lebih besar dibanding gambar (b). Jika intensitas
pembuangan gas (asap pabrik) terlalu banyak, maka akan merusak lingkungan di
sekitarnya. Hal terburuk yang akan terjadi secara perlahan-lahan adalah rusaknya
lapisan ozon di atmosfer yang merupakan salah satu bentuk penyebab pemanasan
global (global warming).
LII.
Electrostatic precipitator merupakan salah satu cara agar industri yang
berpotensi menghasilkan limbah debu menjadi ramah lingkungan, setidaknya dapat
mengurangi kandungan polutan yang dibuang melalui cerobong.
LIII.
LIV.
LV.
LVI.
LVII.
LVIII. DAFTAR PUSTAKA
LIX.
Anonimus, 2009. Eectrostatic Precipitator. http://dunialistrik.blogspot.com/2009/04/electrostatic-precipitator.html. Diakses pada tanggal
LX.
23.10.2015 pukul 21:00
Arief, Muhammad Lattar. Pengolahan Limbah Industri-Limbah Gas. Esa Unggul. Jakarta
LXI. Halliday,
Resnick. Fundament
als of Physics
LXII.
8th Edition
Ichzan, 2011.
http://dokumen.tips/d
ocuments/peralatanpengendali-
pencemar-udara.html
LXIII. Kusmulyana, 1993. Pemantauan Kualitas Udara. Pelatihan Pengelolaan dan Teknologi
Limbah, ITB, Bandung
LXIV. MenLH, 2012. Baku Mutu Emisi Industri. http://jdih.menlh.go.id/pdf/ind/IND-PUU-7-2012Permen%20LH%2010%20th%202012%20baku%20mutu%20emisi%20kategori
%20L3.pdf. Diakses pada 24.10.2015 pukul 21:00
LXV.
Rizky, Aditya. 2011. Prinsip Kerja Pengendap Elektrostatik Presipitator.
http://www.adityarizki.net/2011/03/prinsip-kerja-pengendap-elektrostatik-electrostaticprecipitatoresp/. Diakses pada tanggal 22.10.2015 pukul 20:30
LXVI.
LXVII.
(ELECTROSTATIC PRECIPITATOR) DALAM MENGATASI
PENCEMARAN UDARA PADA INDUSTRI
Artikel Fisika Lingkungan
Disusun Oleh :
Aldio Harya Stafega
(2015330080)
Cici Sabrina
(2014330115)
Dian Iryanti
(2015330095)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
UNIVERSITAS SAHID JAKARTA
2015
I.
PENDAHULUAN
II.
Elektrostatik merupakan salah satu cabang fisika yang berhubungan
dengan gaya yang dikeluarkan oleh medan listrik statik (tidak berubah) kepada sebuah
objek yang bermuatan. Electrostatic Precipitator (ESP), adalah suatu perangkat listrik
yang berfungsi sebagai alat pengendap atau pemisah debu dari udara dengan
menggunakan listrik statis.. Aplikasi elektrostatik dalam dunia industri digunakan untuk
mengatasi masalah limbah debu. Industri yang banyak mengaplikasikannya yaitu seperti
PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), pabrik gula, dan pabrik semen. Salah satu
penerapannya yaitu penggunaan electrostatic precipitator (ESP).
III.
ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap
debu dengan effisiensi tinggi (diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup
besar. Dengan menggunakan electrostatic precipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu
yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16% (dimana efektifitas
penangkapan debu mencapai 99,84%).
IV.
Contoh penggunaan ESP yaitu pada Pabrik Gula, dan PLTU, dimana
boiler berfungsi sebagai tempat untuk memanaskan air, sehingga menghasilkan uap.
Uap ini digunakan untuk memutar turbin uap sebagai penggerak generator. Untuk
melakukan kerja, boiler
membutuhkan adanya
panas yang digunakan
untuk
memanaskan air. Panas ini disuplai olehruang bakar atau furnace, dimana pada ruang
bakar ini dilengkapi dengan alat pembakaran atau burner. Hasil pembakaran di ruang
bakar tersebut akan mengandung banyak debu, mengingat bahan bakar yang
digunakan adalah batubara, kemudian debu tersebut akan terbawa bersama gas buang
menuju cerobong. Sebelum gas buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas
buang tersebut akan melewati kisi-kisi suatu electrostatic precipitator (ESP).
V.
II.
PENCEMARAN UDARA PADA INDUSTRI
VI.
Pencemaran udara ialah peristiwa pemasukan dan atau penambahan senyawa,
bahan, atau energi ke dalam lingkungan udara akibat kegiatan alam dan manusia
sehingga temperatur dan karakteristik udara tidak sesuai lagi untuk tujuan
pemanfaatan yang paling baik, atau dengan singkat dapat dikatakan bahwa nilai
lingkungan udara tersebut telah menurun. Dengan demikian, gas ataupun partikulat
yang dikeluarkan oleh beberapa sumber pencemar harus ditanggulangi. Pada
proses pengolahan di Industri, gas juga timbul sebagai akibat reaksi kimia maupun
fisika. Sebagian besar gas maupun partikel terjadi pada ruang pembakaran, sebagai
sisa yang tidak dapat dihindarkan dan karenanya harus dilepaskan melalui cerobong
asap ataupun penangkap debu harus ditekan sekecil mungkin dalam upaya
mencegah kerusakan lingkungan. Pada umumnya limbah gas dari pabrik bersumber
dari penggunaan bahan baku, proses, dan hasil serta sisa pembakaran. Jenis
industri yang menjadi sumber pencemaran melalui udara di antaranya:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
Industri Besi dan Baja
Industri Semen
Industri Kendaraan Bermotor
Industri Pupuk
Industri Aluminium
Industri Pembangkit Tenaga Listrik
Industri Kertas
Industri Kilang Minyak
Industri Pertambangan, dll
VII.
Jenis industri semacam ini akumulasinya di udara dipengaruhi arah angin, tetapi
karena sumbernya bersifat stationer maka lingkungan sekitar menerima resiko yang
sangat tinggi dampak pencemaran.
VIII.
IX.
Limbah Industri dibedakan menjadi empat jenis, yaitu:
X.
a. Limbah cair
XI.
b. Limbah padat
XII.
c. Limbah gas dan partikel
XIII.
d. Limbah B3 (bahan berbahaya beracun)
XIV.
Parameter pencemar udara yang dihasilkan dari ruang pembakaran
pada boiler adalah :
XV.
A. Sulfur Dioksida
XVI.
XVII.
a.
Sifat fisik Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua
komponen sulfur bentuk gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO2) dan Sulfur
trioksida (SO3), dan keduanya disebut sulfur oksida (SOx). Sulfur dioksida mempunyai
karakteristik bau yang tajam dan tidak mudah terbakar di udara, sedangkan sulfur trioksida
merupakan komponen yang tidak reaktif.
XVIII.
b.
Sumber dan Distribusi Masalah yang ditimbulkan oleh bahan pencemar
yang dibuat oleh manusia adalah dalam hal distribusinya yang tidak merata sehingga
terkonsentrasi pada daerah tertentu. Sedangkan pencemaran yang berasal dari sumber
alam biasanya lebih tersebar merata. Tetapi pembakaran bahan bakar di industri pada
dasarnya merupakan sumber pencemaran SOx, misalnya bahan bakar batu bara.
XIX.c.
Dampak dan Pencegahan Pencemaran SOx menimbulkan dampak terhadap
manusia dan hewan, kerusakan pada tanaman terjadi pada kadar sebesar 0,5 ppm.
Pengaruh utama polutan SOx terhadap manusia adalah iritasi sistim pernafasan. Untuk
menekan emisi gas SOx digunakan unit FGD (Flue Gas Desulfurizazi).
XX.
B. Carbon Monoksida
XXI.
a.
Sifat Fisik Karbon Monoksida merupakan senyawa yang tidak berbau, tidak berasa dan
pada suhu udara normal berbentuk gas yang tidak berwarna. Senyawa CO mempunyai
potensi bersifat racun yang berbahaya karena mampu membentuk ikatan yang kuat dengan
pigmen darah
b. Sumber dan Distribusi Sumber CO buatan antara lain kendaraan bermotor, terutama
yang menggunakan bahan bakar bensin, sedangkan dari sumber tidak bergerak seperti
pembakaran batubara, minyak dari industri dan pembakaran sampah domestik.
XXII.
c.
Dampak dan Pencegahan Dampak dari CO bervariasi tergantung dari
status kesehatan seseorang, pengaruh CO kadar tinggi adalah terhadap sistem syaraf pusat.
Untuk menekan emisi CO digunakan unit Scrubber pada cerobong asap.
XXIII. C. Nitrogen Dioksida
XXIV.
a.
Sifat fisik Oksida Nitrogen (NOx) adalah kelompok gas nitrogen yang terdapat di
atmosfir yang terdiri dari nitrogen monoksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Nitrogen
monoksida merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau sebaliknya nitrogen
dioksida berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam.
b. Sumber dan Distribusi Sumber pencemaran NOx yang terbesar adalah dari aktifitas
manusia di perkotaan dan kegiatan industri.
c. Dampak dan Pencegahan Dampak NOx berbahaya bagi mahkluk hidup sekitar dan
bersifat racun terutama terhadap paru-paru. Untuk menekan emisi NOx digunakan unit Low
NOx Combustion.
XXV.
XXVI. D. Partikel Debu
a.
Sifat Fisik Pada dasarnya sisa pembakaran dari gas buang boiler yang bersifat debu
dibedakan menjadi dua jenis:
XXVII. 1.Bottom Ash (abu dasar), bersifat mengendap pada ruang pembakaran dan
proses pembuangannya hanya menggunakan conveyor.
XXVIII. 2.Fly Ash (abu terbang).
XXIX. Partikulat debu melayang (fly ash) merupakan campuran yang sangat rumit dari
berbagai senyawa organik dan anorganik yang tersebar di udara dengan diameter yang
sangat kecil, mulai dari < 1 mikron sampai dengan maksimal 500 mikron. Partikulat debu
tersebut akan berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayanglayang di udara dan masuk kedalam tubuh manusia melalui saluran pernafasan. Fly ash
pada umumnya mengandung berbagai senyawa kimia yang berbeda, dengan berbagai
ukuran dan bentuk yang berbeda pula, tergantung dari mana sumber emisinya.
XXX.
b.
Sumber dan Distribusi Partikulat debu melayang dihasilkan dari
pembakaran batu bara yang tidak sempurna sehingga terbentuk aerosol kompleks dari butirbutiran tar. Dibandingkan dengan pembakaraan batu bara, pembakaran minyak dan gas
pada umunya menghasilkan abu terbang lebih sedikit.
XXXI.
XXXII.
c.
Dampak dan Pencegahan
Pengaruh partikulat debu bentuk padat maupun cair yang berada di
udara sangat tergantung kepada ukurannya. Ukuran partikulat debu yang membahayakan
kesehatan umumnya berkisar antara 0,1 mikron sampai dengan 10 mikron. Adanya ceceran
logam beracun yang terdapat dalam partikulat debu di udara merupakan bahaya yang
terbesar bagi kesehatan. Batas baku mutu emisi debu yang ditetapkan pemerintah untuk
PLTU berbahan bakar batu bara sebesar 150 mg/m³. Untuk menekan emisi debu digunakan
Electrostatic Precipitator (ESP).
XXXIII.
Berdasarkan hal ini, setiap Industri wajib untuk mengendalikan partikulat
atau gas yang dihasilkan dari proses pengolahan bahan di Industri. Konsentrasi penggunaan
bahan penghasil pencemar harus diperhitungkan sehingga tidak menimbulkan gangguan
terhadap manusia dan mahluk lainnya. Salah satu penanganan buangan partikulat/debu dari
Industri dapat menggunakan alat yang disebut pengendap elektrostatik.
XXXIV.
XXXV.
XXXVI.
III.
PENGENDAP ELEKTROSTATIK
IV.
Alat pengendap elektrostatik digunakan untuk membersihkan udara yang
kotor dalam jumlah (volume) yang relatif besar dan pengotor udaranya adalah aerosol
atau uap air. Alat ini dapat membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar
dari alat ini sudah relatif bersih.
V.
Alat pengendap elektrostatik ini menggunakan arus searah (DC) yang
mempunyai tegangan antara 25 – 100 kv.
Electrostatic precipitator mampu
mengumpulkan partikulat dengan ukuran minimum >1 mikron dengan efisiensi 95-99%.
Kecepatan aliran gas yang terpolusi dalam elektrostatik adalah 3 sampai 5 ft.
VI.
VII.
VIII.
IX.
X.
XI.
XII.
XIII.
XIV.
XV.
XVI.
XVII.
Gambar Electrostatic
Precipitator
Electrostatic precipitator digunakan apabila :
a. Dibutuhkan efisiensi relatif tinggi untuk mengumpulkan debu halus
b. Gas yang perlu diolah dalam volume besar
c. Material yang berharga akan dikumpulkan
XVIII.
XIX.
XX.
PRINSIP KERJA PENGENDAP ELEKTROSTATIK
XXI.
Cara kerja dari electrostatic precipitator (ESP) yaitu sebagai berikut :
1. Melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara
discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu
pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu
tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif (-).
2. Partikel debu yang bermuatan negatif (-) selanjutnya menempel pada pelat-pelat
pengumpul (collector plate). Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan
kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini
kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), dan dipindahkan (transport) ke flyash
silo dengan cara dihembuskan (vacuum).
XXII. Gambar 1.
XXIII.
XXIV.
XXV.
XXVI.
XXVII.
XXVIII.
Gambar 2.
XXIX.
XXX.
XXXI.
XXXII.
XXXIII. Gambar 3.
XXXIV.
XXXV.
XXXVI.
XXXVII.
XXXVIII.
Gambar4.
XXXIX.
XL.
XLI.
XLI.1.
1.
Proses Pembentukan Medan Listrik
Terdapat dua jenis electrode, yaitu discharge electrode yang bermuatan negatif (-)
2.
dan collector plate electrode bermuatan positif (+).
Discharge electrode diletakkan diantara collector plate pada jarak tertentu (jarak
3.
antara discharge electrode dengan collector plate).
Discharge electrode diberi listrik arus searah (DC) dengan muatan minus (lihat
gambar 3), pada level tegangan antara 55 – 75 kV DC (sumber listrik awalnya
adalah 380 volt AC, kemudian dinaikkan oleh transformer menjadi sekitar 55 – 75
kV dan dirubah menjadi listrik DC oleh rectifier, diambil hanya potensial negatifnya
4.
saja).
Collector plate ditanahkan (di-grounding) agar bermuatan positif.
5.
Dengan demikian, pada saat discharge electrode diberi arus DC, maka medan
listrik terbentuk pada ruang yang berisi tirai-tirai electrode tersebut dan partikelpartikel debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut, Gas bersih kemudian
bergerak ke cerobong asap.
XLII.
XLIII. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PENGENDAP ELEKTROSTATIK
XLIV. Kelebihan precipitator adalah:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
Memiliki efisiensi yang tinggi, bisa mencapai 99%.
Bisa mengumpulkan partikel berdiamater sangat kecil.
Partikel dapat dikumpulkan dalam keadaan basah atau kering
Dapat menangani debit gas yang besar.
Kebutuhan listrik untuk mengalirkan udara cukup rendah.
Debu dapat dikumpulkan dalam kondisi kering untuk recovery.
Kehilangan tekanan dan temperatur kecil. Kehilangan tekanan biasanya tidak melebihi
0,5 inci kolom air.
h. Dapat beroperasi secara kontinyu, dengan pemeliharaan sedikit dan periode waktu yang
lama.
i. Tidak terdapat komponen yang bergerak, sehingga bisa meminimasi biaya
pemeliharaan.
j. Dapat digunakan pada temperatur yang tinggi, temperatur yang bisa diterapkan adalah
700of.
k. Dapat digunakan untuk mengumpulkan asam-asam, yang sulit dikumpulkan dengan
peralatan lain.
l. Material korosif dapat dikumpulkan dengan ESP jenis tertentu.
m. Efisiensi dapat ditingkatkan dengan cara meningkatkan ukuran unit.
XLV.
a.
b.
c.
d.
e.
Kelemahan ESP diantaranya adalah :
Biaya investasi cukup mahal.
Sensitif terhadap variasi beban debu atau aliran.
Memerlukan tempat yang cukup besar.
Tidak dapat diaplikasikan untuk menyisihkan kontaminan dalam fase gas.
Terdapat bahaya listrik dengan tegangan cukup tinggi.
XLVI.
XLVII. PENGENDAP ELEKTROSTATIK SEBAGAI SEBUAH SOLUSI RAMAH LINGKUNGAN
XLVIII. Alat pengendap elektrostatik digunakan untuk membersihkan udara yang
kotor dalam jumlah (volume) yang relatif besar dan pengotor udaranya adalah aerosol
atau uap air. Alat ini dapat membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar
dari alat ini sudah relatif bersih.
XLIX. Alat pengendap elektrostatik ini menggunakan arus searah (DC) yang
mempunyai tegangan antara 25 – 100 kv. Alat pengendap ini berupa tabung silinder di
mana dindingnya diberi muatan positif, sedangkan di tengah ada sebuah kawat yang
merupakan pusat silinder, sejajar dinding tabung, diberi muatan negatif. Adanya
perbedaan tegangan yang cukup besar akan menimbulkan corona discharga di daerah
sekitar pusat silinder. Hal ini menyebabkan udara kotor seolah – olah mengalami
ionisasi. Kotoran udara menjadi ion negatif sedangkan udara bersih menjadi ion positif
dan masing-masing akan menuju ke elektroda yang sesuai. Kotoran yang menjadi ion
negatif akan ditarik oleh dinding tabung sedangkan udara bersih akan berada di tengahtengah silinder dan kemudian terhembus keluar.
L.
LI.
Gambar (a) menunjukkan diagram skematik dari sebuah pengendap
elektrostatik. Potensial listrik negatif yang tinggi tertahan pada kumparan kawat yang
ada di bagian tengah membentuk sebuah lompatan listrik di sekitar kawat. Gambar (b)
menunjukkan contoh aplikasi pengendap elektrostatik, sedangkan gambar (c) adalah
gambar cerobong tanpa pengendap elektrostatik. Jika dibandingkan, gambar (c) akan
menghasilkan polusi udara lebih besar dibanding gambar (b). Jika intensitas
pembuangan gas (asap pabrik) terlalu banyak, maka akan merusak lingkungan di
sekitarnya. Hal terburuk yang akan terjadi secara perlahan-lahan adalah rusaknya
lapisan ozon di atmosfer yang merupakan salah satu bentuk penyebab pemanasan
global (global warming).
LII.
Electrostatic precipitator merupakan salah satu cara agar industri yang
berpotensi menghasilkan limbah debu menjadi ramah lingkungan, setidaknya dapat
mengurangi kandungan polutan yang dibuang melalui cerobong.
LIII.
LIV.
LV.
LVI.
LVII.
LVIII. DAFTAR PUSTAKA
LIX.
Anonimus, 2009. Eectrostatic Precipitator. http://dunialistrik.blogspot.com/2009/04/electrostatic-precipitator.html. Diakses pada tanggal
LX.
23.10.2015 pukul 21:00
Arief, Muhammad Lattar. Pengolahan Limbah Industri-Limbah Gas. Esa Unggul. Jakarta
LXI. Halliday,
Resnick. Fundament
als of Physics
LXII.
8th Edition
Ichzan, 2011.
http://dokumen.tips/d
ocuments/peralatanpengendali-
pencemar-udara.html
LXIII. Kusmulyana, 1993. Pemantauan Kualitas Udara. Pelatihan Pengelolaan dan Teknologi
Limbah, ITB, Bandung
LXIV. MenLH, 2012. Baku Mutu Emisi Industri. http://jdih.menlh.go.id/pdf/ind/IND-PUU-7-2012Permen%20LH%2010%20th%202012%20baku%20mutu%20emisi%20kategori
%20L3.pdf. Diakses pada 24.10.2015 pukul 21:00
LXV.
Rizky, Aditya. 2011. Prinsip Kerja Pengendap Elektrostatik Presipitator.
http://www.adityarizki.net/2011/03/prinsip-kerja-pengendap-elektrostatik-electrostaticprecipitatoresp/. Diakses pada tanggal 22.10.2015 pukul 20:30
LXVI.
LXVII.