LA.1 Tangki pengencer H2 SO4 (M-116)

  

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN NERACA MASSA

  Kapasitas pabrik : 40.000 ton / tahun

  40.000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari

  :

  × × × tahun ton 330 hari 24 jam

  : 5050,5169 kg/jam Waktu operasi : 330 hari / tahun

  : 24 jam / hari Satuan operasi : kg / jam Basis perhitungan : 3187,2717 kg / jam

  LA.1 Tangki pengencer H SO (M-116)

  2

4 Fungsi : untuk mengencerkan larutan H SO 60 % menjadi larutan H SO

  14

  2

  4

  2

  4 %.

  

M

₂ M M _{1 3} Tangki

  Neraca massa total : M = M + M

  3

  1

2 Dimana :

  M : Massa dari tangki storage H SO 60 %

  1

  2

  4 M : Massa dari Water Proses

2 M : Massa menuju Reaktor

  3

• Kompisisi H SO masuk tangki pengencer :

  2

4 H SO - = 60% x 2857,2717 kg/jam

  2

  4

  = 1714,3630 kg/jam H O = 40% x 2857,2717 kg/jam -

  2

  = 1142,9087 kg/jam

• Pengenceran H SO dari 60% menjadi 14%

  2

  4 V .N H SO 60 % V .N H SO 14 %

  ( ) = ( )

  1

  1

  2

  4

  2

  2

  2

  4

  kg Jika : V = 2857,2717

  1

  jam N 0,6

  =

1 N 0,4

  =

  2

  kg maka : 2857,2717 x 0,6 V x 0,14

  =

  

2

  jam kg V 12245,4501

  =

  2

  jam

• Komposisi H SO keluar tangki pengencer :

  2

  4

• H SO = 14%

  2

4 H O = 86% -

  2

  40 H O yang terkandung dalam H SO 60% = x 2857,2717

  2

  2

  4

  100 = 1142,9087 kg/jam

  86 H O yang terkandung dalam H SO 14% = x 12245.4501

  2

  2

  4

  100 = 10531,0871 kg/jam

  Kebutuhan H O yang digunakan untuk pengenceran =

  2

  = 10531,0871 – 1142,9087 = 9388,1784 kg/jam

  Tabel LA.1 Neraca Massa Pada Tangki Pengencer H SO

  2

  4 Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari Storage (M ) Ke Reaktor ( M )

  1

  3 H SO 60 % : 1714,3630 H SO : 1714,3630

  2

  4

  2

  4 H O : 1142,9087 H O : 10531,0871

  2

  2 Dari Water Proses (M )

  2 H O : 9388,1784

  2 TOTAL : 12245,4501 TOTAL : 12245,4501 LA.2 Reaktor (R-110)

  Fungsi : Untuk mereaksikan CuO dengan larutan H SO 14% menjadi CuSO dan

  2

  4

  4 H O

  2

  

Reaktor

M ₃ M ₅ M

₄

  Neraca massa total : M

• M

  5

  = M

  3

4 Dimana :

  3

• H

  bereaksi = 17,3186 x 98 = 1697,2194 kg/jam H

  Mula-mula : 17,4935 17,4935 - - Bereaksi : 17,3186 17,3186 17,3186 17,3186 Sisa : 0,1749 0,1749 17,3186 17,3186 CuO masuk = 17,4935 x 80 = 1399,4800 kg/jam CuO bereaksi = 17,3186 x 80 = 1385,4852 kg/jam CuO sisa = 0,1749 x 80 = 13,9948 kg/jam H

  2 SO

  4

  masuk = 17,4935x 98 = 1714,3630 kg/jam H

  2 SO

  4

  2 SO

  4

  4

  sisa = 0,1749x x 98 = 17,1436 kg/jam CuSO

  4

  produk = 17,3186 x 160 = 2770,9704 kg/jam H

  2 O terbentuk = 17,3186 x 18 = 311,7342 kg/jam

  Kemurnian CuO = 99 %

  M

  2 O

  

2

SO

  4 CuSO

  2 SO

  2 SO

  4 M

  4

  : Massa dari Storage CuO M

  5

  : Massa menuju Rotary Vacuum Filter Komposisi bahan masuk reaktor :

  H

  4

  : Massa dari tangki pengencer H

  : 1714,3630 kg/jam H

  2 O : 10531,0871 kg/jam

  Karena perbandingan feed masuk adalah 1:1 maka dapat dihitung : H

  2 SO

  4

  98 1714 3630 , = 17,4935 kgmol/jam

  Konversi reaksi = 99% terhadap CuO Reaksi : CuO + H

  =

  

RVF

M ₅ M ₈ M ₆ M ₇

  ) – M

  2 O : 10842,8213

  Impuritis : 14,1362

  TOTAL : 13659,0663 TOTAL : 13659,0663 LA.3 Rotary Vakum Filter (H-121)

  Fungsi : Untuk mencuci dan memisahkan cake dari filtratnya Neraca massa total :

  M

  7

  = (M

  5

  6

  8 Dimana :

  4

  M

  5

  : Massa dari tangki reaktor M

  6

  : Massa dari Water Proses M

  7

  : Massa menuju Evaporator M

  8

  : Massa menuju Unit Pengolahan Limbah

  : 2770,9704 H

  : 17,1436 CuSO

  Impuritis = 1 % CuO yang digunakan untuk reaksi = 1399,4800 kg/jam 0,99X = 1399,4800

  3

  X = 1413,6162 Jadi Impuritis = 0,01 x 1413,6162 = 14,1362 kg/jam

  Tabel LA.2 Neraca Massa Pada Reaktor

Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari Tangki Pengencer H

  2 SO

  4

  ( H

  2 SO

  4

  : 1714,3630 M

  ) H

  4

  2 O : 10531,0871

  Dari Storage CuO ( CuO : 1399,4800

  M

  4

  ) Impuritis : 14,1362

  Ke Rotary Vacuum Filter ( CuO : 13,9948

  M

  5

  ) H

  2 SO

• M

Komposisi bahan masuk (kg/jam) : CuO : 13,9948 kg/jam H SO : 17,1436 kg/jam

  2

  4 CuSO : 2770,9704 kg/jam

  4 H O : 10842,8213 kg/jam

  2 Impuritis : 14,1362 kg/jam

13659,0663 kg/jam

  Solid masuk : CuO : 13,9948 kg/jam = 49,7487 % Impuritis : 14,1362 kg/jam = 50,2513 %

   28,1310 kg/jam 100,0000 %

  Air pencuci yang digunakan (asumsi 90 % dari solid) : (Hugot, 472) 90 % x 28,1310 = 25,3179 kg/jam Liquid masuk :

  H SO : 17,1436 kg/jam = 0,1255 %

  2

  4 CuSO : 2770,9704 kg/jam = 20,2909 %

  4 H O : 10842,8213 kg/jam = 79,5836 %

  2

  13656,2532 kg/jam

  = 100,0000 %

  Liquid yang terikut filtrat 99 % dari total liquid yang masuk : 13519,6907 Cake yang terikut filtrat 1 % dari total solid : 0,2813

  Total filtrat : 13519,9720

  Liquid yang terikut cake 1 % dari total liquid yang masuk : 136,5625 Cake yang dibuang 99 % dari total solid : 27,8497

  Total cake

  : 164,4122

  (Hugot,470)

  Komposisi filtrat setelah pencucian dan penyaringan : CuO : 49,7487 % x 0,2813 = 0,1399 kg/jam H SO : 0,1255 % x 13519,9720 = 16,9722 kg/jam

  2

  4 CuSO : 20,2909 % x 13519,6907 = 2743,2607 kg/jam

  4 H O : 79,5836 % x 13519,6907 =10759,4578 kg/jam

  2 Impuritis : 50,2513 % x 0,2813 = 0,1414 kg/jam

  13519,9720 kg/jam Komposisi cake setelah pencucian dan penyaringan : CuO : 49,7487 % x 27,8497 = 13,8549 kg/jam H SO : 0,1255 % x 136,5626 = 16,9722 kg/jam

  2

  4 CuSO : 20,2909 % x 136,5626 = 27,7097kg/jam

  4 H O : 79,5836 % x 136,5626 = 108,6814 kg/jam

  2 Impuritis : 50,2513 % x 0,9747 = 13,9948 kg/jam

  164,4122 kg/jam

  Tabel LA.3 Neraca Massa Pada Rotary Vacuum Filter Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari tangki reaktor ( M ) Ke Evaporator (M )

  5

  7 H SO : 17,1436 H SO : 16,9722

  2

  4

  

2

  4 CuO : 13,9948 CuO : 0,1399

  CuSO : 2770,9704 CuSO : 2743,2607

  4

  4 H O : 10842,8213 H O : 10759,4578

  2

  

2

Impuritis : 14,1362 Impuritis : 0,1414 13659,0663 13519,9720

  Dari Water Proses ( M ) Ke Unit Pengolahan Limbah (M )

  6

  8 H O : 25,3197 H SO : 0,1714

  2

  

2

  4 CuO : 13,8549

  CuSO : 27,7097

  4 H O : 108,68214

  

2

Impuritis : 13,9948 Jumlah 164,3842 TOTAL : 13684,3842 TOTAL : 13684,3842 LA.4 Evaporator (V-120)

  Fungsi : Untuk memekatkan konsentrasi larutan CuSO dari 20,3 % menjadi 45

  4

  %

  

M

₉ M M ₇ ¹⁰ Evaporator Neraca massa total : M = M – M

  10

  7

9 Dimana :

  M : Massa dari Rotary Vacuum Filter

  7 M : Massa menuju Kondensor

  9 M : Massa menuju Kristalizer

  10 Komposisi bahan masuk :

  CuO : 0,1399 kg/jam H SO : 16,9722 kg/jam

  2

  4 CuSO : 2743,2607 kg/jam

  4 H O : 10759,4578 kg/jam

  2 Impuritis : 0,1414 kg/jam

13519,9720 kg/jam

  Diasumsikan konsentrasi larutan CuSO yang diinginkan 45 %, hanya air yang

  

4

o

  diuapkan dengan suhu operasi 75 C. Uap air yang terbentuk = 45 % x 10759,4578 kg

  = 4841,7560 kg/jam H O sisa = 10759,4578 – 4841,7560

  2

  = 5917,7018 kg/jam Bahan keluar evaporator :

  CuO : 0,1399 kg/jam H SO : 16,9722 kg/jam

  2

4 CuSO : 2743,2607 kg/jam

  4 H O : 5917,7018 kg/jam 2 (l)

  H O : 4841,7560 kg/jam

  2 (g)

  Impuritis : 0,1414 kg/jam

  2743 , 2607

  % CuSO masuk = 100 % = 20,3 %

  4 × 13519 , 9720

  Tabel LA.4 Neraca Massa Pada Evaporator Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari Rotary Vacuum Filter (M ) Ke Kondensor (M )

  7

  9 H

  2 SO

2 O

  4

  M

  10

  : Massa dari Evaporator M

  11

  : Massa menuju Centrifuge Komposisi bahan masuk :

  H

  2 SO

  4

  : 16,9722 kg/jam CuO : 0,1399 kg/jam CuSO

  : 2743,2607 kg/jam H

  11

  2 O (l)

  : 5917,7018 kg/jam Impuritis : 0,1414 kg/jam Jika diinginkan CuSO

  4

  yang mengkristal sebanyak 81,28 % (untuk 14

  o

  C) : CuSO

  4

  terkristal = 81,28 % x 2743,2607 = 2229,7223 kg/jam

  

Kristalizer

M ₁₀ M ₁₁

  = M

  Neraca massa total : M

  4

  2 SO

  : 16,9722 CuO : 0,1399 CuSO

  4

  : 2743,2607 H

  2 O : 10759,4578

  Impuritis : 0,1414 H

  2 O (g)

  : 4841,7560 Ke Kristalizer (M

  10

  ) H

  4

  .5H

  : 16,9722 CuO : 0,1399 CuSO

  4

  : 2743,2607 H

  2 O (l)

  : 5917,7018 Impuritis : 0,1414 8678,2160

  TOTAL : 13519,9720 TOTAL : 13519,9720 LA.5 Kristaliser (X-125)

  Fungsi : Untuk mengkristalkan CuSO

  

4

  yang keluar dari evaporator menjadi CuSO

  4

10 Dimana :

  5 ×

  18

  5 H O terkristal = × 2743 , 2607

  2

  160 = 1543,0842 kg/jam

  CuSO .5H O terkristal = 2229,7223 + 1543,0842

  4

  2

  = 3772,8065 kg/jam Komposisi larutan sisa :

  CuO = 0,1399 kg/jam H SO = 16,9722 kg/jam

  2

  4 CuSO = (2743,2607-2229,7223) = 513,5384 kg/jam

  4 H O = (5917,7018-1543,0842) = 4374,6176 kg/jam

  2 Impuritis = 0,1414 kg/jam

  4905,4095 kg/jam Komposisi keluar kristalizer :

  CuSO .5 H O : 3772,8065 kg/jam

  4

2 CuO : 0,1399 kg/jam

  H SO : 16,9722 kg/jam

  2

  4 CuSO : 513,5384 kg/jam

  4 H O : 4374,6167 kg/jam

  2 Impuritis : 0,1414 kg/jam

8678,2160 kg/jam

Tabel LA.5 Neraca Massa Pada Kristalizer

  Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari Evaporator (M ) Ke Centrifuge ( M )

  10

  11 CuO : 0,1399 CuSO .5 H O : 3722,8065

  4

  2 H SO : 16,9722 CuO : 0,1399

  2

4 CuSO : 2743,2607 H SO : 16,9722

  4

  2

  4 H O : 5917,7018 CuSO : 513,5384 2 (l)

  4 Impuritis : 0,1414 H O : 4734,6176

  2 Impuritis : 0,1414 TOTAL : 8678,2160 TOTAL : 8678,2160

  LA.6 Centrifuge (H-126)

  Fungsi : Untuk memisahkan Kristal CuSO

  4

  .5H

  2 O dari mother liquor (larutan

  induk) Neraca massa total :

  M

• M

  14

  = (M

  12

  11

  ) – M

13 Dimana :

  11

  : Massa dari Kristalizer M

  12

  : Massa dari Water Proses M

  13

  : Massa menuju Unit Pengolahan limbah M

  14

  : Massa menuju Rotary Dryer Komposisi bahan masuk :

  CuSO

  4

  .5 H

  M

2 O : 3722,8065 kg/jam

  4

  = 8829,1283 kg/jam CuSO

  CuO : 0,1399 kg/jam H

  2 O basah = 5 % x 3772,8065 Centrifuge M ₁₁ M ₁₄ M

₁₂

M

₁₃

  .5 H

  4

  2 O dalam CuSO

  Kandungan H

  2 O :

  2 O basah yang terbentuk mengandung 5 % H

  .5 H

  4

  = 150,9123 kg/jam Total bahan masuk centrifuge = 8678,2160 + 150,9123

  : 16,9722 kg/jam CuSO

  2 O = 4 % x 3772,8065 kg/jam

  H

  2 O maka :

  .5 H

  4

  Air yang dipakai untuk pencucian 4 % dari CuSO

   8678,2160 kg/jam

  Impuritis : 0,1414 kg/jam

  2 O : 4734,6176kg/jam

  : 513,5384 kg/jam H

  4

  2 SO

  = 188,6403 kg/jam Komposisi kristal terbentuk :

  2 O : 4336,8895 kg/jam

  13

  ) H

  ) CuO : 0,1399 H

  11

  M

  .5 H

  4

  Dari Kristalizer ( CuSO

  Tabel LA.6 Neraca Massa Pada Centrifuge

Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Impuritis : 0,1414 kg/jam

  : 513,5384 kg/jam H

  CuSO

  4

  : 16,9722 kg/jam CuSO

  4

  2 SO

  Komposisi mother liquor : CuO : 0,1399 kg/jam H

  2 O = 188,6403 kg/jam

  H

  2 O = 3772,8065kg/jam

  .5 H

  4

  M

2 O : 3772,8065

  : 513,5384 H

  Impuritis : 0,1414

  2 O Rotary Dryer M ₁₄ M ₁₆ M ₁₅

  .5 H

  4

  Fungsi : Untuk mengurangi kadar air yang terkandung dalam CuSO

  2 O : 188,6403 3961,4468 TOTAL : 8829,1283 TOTAL : 8829,1283 LA.7 Rotary Dryer (B-130)

  ) H

  14

  M

  2 O : 3772,8065

  .5 H

  4

  Ke Rotary Dryer ( CuSO

  4867,6815

  2 O : 4336,8895

  2 O : 4374,6176

  : 513,5384 H

  4

  : 16,9722 CuSO

  4

  2 SO

  2 SO

  4

  : 16,9722 CuSO

  ) Ke Unit Pengolahan Limbah ( CuO : 0,1399

  12

  Dari Water Proses (M

  2 O : 150,9123

  4

  Impuritis : 0,1414 8678,2160 H

  Neraca massa total : M = M – M

  16

  14

15 Dimana :

  M : Massa dari Centrifuge

  14 M : Massa menuju Cyclone

  15 M : Massa menuju Bin

  16 Komposisi bahan masuk :

  CuSO .5 H O : 3772,8065 kg/jam

  4

2 H O : 188,6403 kg/jam

  2 3961,4468 kg/jam

  Asumsi H O yang diuapkan 90 % maka :

2 H O = 90 % x 188,6403 kg/jam

  2

  = 169,7763 kg/jam H O sisa = (188,6403 – 169,7763) kg/jam

  2

  = 18,8640 kg/jam Komposisi bahan masuk dari RD ke Pengepakan :

  CuSO .5 H O = 0,9 x 3772,8065 kg/jam = 3395,5258 kg/jam

  4

  2 H O = 0,9 x 18,8640 kg/jam = 16,9776 kg/jam

  2 3412,5035 kg/jam

  Komposisi bahan masuk dari RD ke cyclone : CuSO .5 H O = 0,1 x 3772,8065 kg/jam = 377,2806 kg/jam

  4

  2 H O = 0,1 x 18,8640 kg/jam = 1,8864 kg/jam

  2 379,1671 kg/jam Tabel LA.7 Neraca Massa Pada Rotary Dryer Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari Centrifuge (M ) Ke Cyclone (M )

  14

  15 CuSO .5 H O : 3772,8065 CuSO .5 H O : 377,2806

  4

  2

  4

  2 H O : 188,6403 H O : 1,8864

  2

  2 379,1617 3961,4468

  H O : 169,7763

  2 (g) Udara : 1007,0983 Udara : 1007,0983 Ke pengepakan (M )

  16 CuSO .5 H O : 3395,5258

  4

  2 H O : 16,9776

  2 3412,5035 TOTAL : 4968,5451 TOTAL : 4968,5451 LA.8 Cyclone (H-136)

  Fungsi : Untuk menyaring udara dari kristal CuSO .5 H O yang terikut

  4

  2 M ₁₇ M ₁₅ Cyclone M ₁₈ Neraca massa total :

  M = M – M

  18

  15

17 Dimana :

  M : Massa dari Rotary Dryer

  15 M : Massa hilang bersama udara

  17 M : Massa menuju Pengepakan

  18 Komposisi bahan masuk :

  CuSO .5 H O : 377,2806 kg/jam

  4

  2 H O : 1,8864 kg/jam

  2

379,1671 kg/jam

  Asumsi komponen yang terikut udara 1 % Komposisi bahan keluar cyclone masuk Pengepakan :

  CuSO .5 H O : 0,99 x 377,2806 = 373,5078 kg/jam

  4

  2 H O : 0,99 x 1,8864 = 1,8675 kg/jam

  2 375,3754 kg/jam

  Komposisi bahan keluar cyclone yang hilang : CuSO .5 H O : 0,01 x 377,2806 = 3,7728 kg/jam

  4

  2 H O : 0,01 x 1,8864 = 0,0189 kg/jam

  2

   3,7917 kg/jam Tabel LA.8 Neraca Massa Pada Cyclone Bahan Masuk (kg/jam) Bahan Keluar (kg/jam)

  Dari Rotary Dryer (M ) Hilang bersama udara (M )

  15

  17 CuSO .5 H O : 377,2806 CuSO .5 H O : 3,7728

  4

  2

  4

  2 H O : 1,8864 H O : 0,0189

  2

  2 3,7917 379,1671

  Udara : 1007,0983 Udara :1007,0983 Ke Pengepakan (M )

  18 CuSO .5 H O : 373,5078

  4

  2 H O : 1,8675

  2 46,9219 TOTAL : 1386,2654 TOTAL : 1386,2654

  (3395,5258 +373,2806 )

  x 100%

  Persen Kemurnian produk = (3412 ,5035 +375,3754 )

  = 99,50 % loss

2 SO

  = ∆H

  Kapasitas pabrik : 40.000 ton / tahun :

  40.000 ton 1000 kg 1 tahun 1 hari tahun ton 330 hari 24 jam × × ×

  : 3787,8788 kg/jam Waktu operasi : 330 hari / tahun

  : 24 jam / hari Satuan operasi : kkal / jam Suhu referensi : 25

  o

  C (Hougen,297)

  LB.1. Tangki Pengencer H

  4 (M-116)

  Neraca panas total : ∆H

  ∆H _P Q _loss ∆H ³ ∆H ₂ ∆H ₁ T=30 ^o C T=30 ^o C T=29,4203 ^o C

  

LAMPIRAN B

PERHITUNGAN NERACA PANAS

• Q
• ∆H
• ∆H

  P

  ∆H

  pekat ( ∆H

  1

  ) : = 2857,2717 kg/jam x 0,3504 kkal/kg

  o

  C x (30-25)

  o

  C = 5005,9400 kkal/jam

  2

  2 SO

  = m . Cp . ∆T Menghitung panas yang terkandung pada air pengencer masuk ( ∆H

  2

  ) : = 9388,1784 kg/jam x 0,9987 kkal/kg

  o

  C x (30-25)

  o

  C = 46879,8688 kkal/jam

  1

  4

  ∆T Menghitung panas yang terkandung pada H

  3

  3

  Dimana : ∆H

  1

  = panas yang terkandung pada H

  2 SO

  4

  pekat ∆H

  2

  = panas yang terkandung pada air pengencer masuk ∆H

  = panas yang terkandung pada larutan H

  1 = m . Cp .

  2 SO Menghitung panas pelarutan H SO ( ) : ∆H

  4

  2

  P

  = panas pelarutan H

  2 SO

  4 Q loss

  = panas yang hilang ∆H

  encer keluar ∆H

  2

4 P

  Diketahui panas pelarutan H SO adalah sebesar 6,7612 kJ/kgmol

  2

  4

  = 6,7612 kJ/kgmol x 30,5506 kgmol/jam x 0,2390 kkal/kJ ∆H P

  = 49,3680 kkal/jam Menghitung panas yang hilang (Q ) :

  loss

  Asumsi : Q = 1 % dari panas yang masuk

  loss

  1 ∆H 2 ∆H P

• = 0,01 x ( ) ∆H

  = 0,01 x (5005,9400 + 46879,8688 + 49,3680) kkal/jam = 519,3518 kkal/jam

  Menghitung panas yang terkandung pada larutan H SO encer keluar ( ) : ∆H

  2

  4

  3

  ∆H ∆H ∆H = ∆H + + Q +

  1

  2 P 3 loss

  5005,9400 + 4646879,8688 + 49,3680 = + 519,3518 ∆H

  3

  ∆H = 514515,8246 kkal/jam

  3 Menghitung suhu larutan H SO encer keluar :

  2

  4 = m . Cp .

  ∆H ∆T

  3 o o

  514515,8246 = 12245,4501 kg/jam x 0,9562 kkal/kg C x (T-25) C 4,3911 = T – 25

  o

  T = 29,3911 C

  Tabel LB.1. Neraca Panas Pada Tangki Pengencer H SO

  2

  4 Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

  ∆H : 5005,9400 ∆H : 51415,8246

  1

  3 Q : 519,3518

  ∆H : 5859,9842 loss

  2

  ∆H : 49,3680

  P

Total : 51935,1764 Total : 51935,1764

LB.2. Heater H SO (E-118)

  2

4 Q

  _loss Q ∆H ^{1 ∆H} _{o o} ² T =30 C T =75 C _{1 2} Neraca panas total : + Q = + Q

  ∆H

  1 ∆H

2 loss Dimana : = panas yang terkandung pada bahan masuk ∆H

  1

  = panas yang terkandung pada bahan keluar ∆H

2 Q = panas yang terkandung dalam steam

  Q = panas yang hilang

  loss

  Dari perhitungan sebelumnya, panas yang terkandung pada bahan yang masuk : ( ) = 6469,7434 kkal/jam

  ∆H

  1 Tabel LB.2. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan keluar ( ) :

  ∆H

  2 Massa Cp

  ∆H

  2 o

  Komponen C)

  ∆T (

  o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  H SO 1714,3630 0,9562 ( 75 – 25 ) 81963,6950

  2

  4 H O 10531,0871 0,9987 ( 75 – 25 ) 525869,8343

  2 T o t a l : 607833,5294

  Menghitung panas yang terkandung dalam steam (Q) : ∆H + Q = ∆H + Q

  1 2 loss

  51415,8246 + Q = 607833,5294 + (1 % x ( ∆H + Q))

  1 Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan P steam = 475,8 kpa, dari

  steam table (Van Ness,670) didapatkan :

  o

  T = 150 C = 2113,2 kJ/kg x (1 kkal/4,1840 kJ)

  λ = 505,0669 kkal/kg

  Menghitung kebutuhan steam yang diperlukan (M) : Q = M x

  λ

  1 2 loss

• Q = + Q ∆H ∆H

  51415,8246 + Q = 607833,5294 + (1 % x ( + Q)) ∆H

  1

  51415,8246 + 505,0669 M = 607833,5294 + 514,15 + 5,0507 M M = 1113,8276 kg/jam

  Tabel LB.3. Neraca Panas Pada Heater H SO

  2

  4 Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

  : 51415,8246 : 607833,5294 ∆H ∆H

  1

  2 Q : 562557,4374 Q : 6139,7326 loss Total : 613973,2620 Total : 613973,2620 LB.3. Reaktor (R-110)

  ∆H ∆H ₁

₂

_o

_o

Q _loss

T=75 C

T=30 C ∆H

  ∆H ₄ ⁵ _{o o} ∆H R T=-40 C T=10 C ∆H ³ Neraca panas total : = + +Q

• 1

  2 ∆H 4 ∆H R ∆H 3 ∆H 5 loss

• ∆H ∆H

  Dimana : = panas yang terkandung pada CuO dari open storage ∆H

  1

  = panas yang terkandung pada larutan H SO masuk ∆H

  2

  2

  4

  = panas yang terkandung pada produk keluar ∆H

  3

  = panas yang terkandung pada Brine masuk ∆H

  4

  = panas yang terkandung pada Brine keluar ∆H

  5

  = panas reaksi ∆H

  R

  Q = panas yang hilang

  loss

  Dari perhitungan sebelumnya, panas yang terkandung pada larutan masuk ( ) = ∆H

  2

  607833,5294 kkal/jam

  o

  Menghitung panas reaksi ( ∆H ) :

  R 25 C o

  Dari table 29 (Hougen, hal 297), didapat ∆H pada 25 C :

  f

  ∆H CuO = -37,1 kkal/kgmol

  f

  ∆H H SO = -193,91 kkal/kgmol

  f

  2

  4 CuSO = -184,00 kkal/kgmol

  ∆H f

  4 H O = -68,3174 kkal/kgmol

  ∆H f

  2 o

  = [ CuSO H O] – [ CuO + H SO ] ∆H C ∆H

• R 25 f

  4 ∆H f 2 ∆H f ∆H f

  2

  4

  = [(-184,00 x 17,3186) + (-68,3174 x 17,3186)] –

  [(-37,1 x 17,3186) + (-193,91 x 17,3186)] = [-3186,6224 – 1183,1617] – [-642,5201 – 3358,2497] = -4369,7841 – (-4000,7698) = -369,0143 kkal/jam

  Tabel LB.4. Menghitung panas yang terkandung pada bahan masuk ( ) :

  ∆H

  1 o

  Komponen Massa Cp

  C) ∆T ( ∆H

  1 o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  1399,4800 (30-25) 527855,7265 CuO 377,1799

  Impuritis 68,3743 14,1362 (30-25) 966,5528

  558822,2792 T o t a l Tabel LB.5. Menghitung panas yang terkandung pada reaktan ( ) :

  ∆H

  Reaktan o

  Komponen Massa Cp

  C) ∆T ( ∆H Reaktan

  o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  1385,4852 522577,1692 CuO 377,1799 (30 – 25)

  H SO 1697,2194 0,8839 (75 – 25) 75008,6114

  2

4 T o t a l 597585,7806

  Tabel LB.6. Menghitung panas yang terkandung pada produk ( ) :

  ∆H

  produk o

  Komponen Massa Cp

  C) ∆T ( ∆H produk

  o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  2770,9704 (80-25) 22951,9478 CuSO 0,1506

4 H O 1,0029

  2

  311,7342 (80-25) 17195,1026

  T o t a l 40147,0504

• ∆H
• ∆H

  Menghitung panas yang diserap ∆H

  T o t a l 622542,2991

  Menghitung panas yang hilang Asumsi Q

  loss

  = 1 % dari jumlah panas masuk (Q

  loss

  ) : = 0,01 (

  ∆H

  1

  

2

  R

  ) = 0,01 (528822,2792+ 607833,5294 + 557807,7445) = 16944,63553 kkal/jam

  1

  833,6161 22951,9478

  2

  ∆H

  3

  loss

  ) + Q

  serap

  (Q

  serap

  ) : 1694463,5531= (622542,2991+ 16944,63553) + Q

  serap

  Q

  serap

  598084,6015

  583,5888 88,5449

  = 1054976,6184 kkal/jam Q

  o

  ∆H

  R

  = ∆H

  produk

  reaktan

  R 25 o C

  = 40147,0504 – 597585,7806 - 369,0143 = -557807,7445 kkal/jam

  Tabel LB.7. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan keluar (

  ∆H

  3 ) :

  Komponen Massa (kg/jam)

  Cp (kkal/kg

  C) ∆T (

  (80-25) (80 – 25) (80 – 25) (80 – 25) (80 – 25)

  o

  C) ∆H

  3

  (kkal/jam) CuO

  Impuritis H

  2 SO

  4 CuSO

  4 H

  2 O

  13,9948 14,1362 17,1436

  2770,9704 10842,8213

  41,7004 6,2637 0,8841 0,1506 1,0029

• ∆H
• ∆H
• Q
• ∆H
• ∆H R = (

  serap

  Kebutuhan brine = Cp T

  ∆ 1054976,61

  48 =

• 5,47 x (10 (-45)) kg

  = 3506 , 6532 jam

  Tabel LB.8. Neraca Panas Pada Reaktor Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

  : 528822,2972 : 622542,2991 ∆H ∆H

  1

  3

  : 607833,5294 Q : 1054976,6184 ∆H serap

2 Q : 16944,6355

  : 557807,7445 loss ∆H

  R Total : 1694463,5531 Total : 1694463,5531 LB.4. Heater (E-122)

  

Q

Q _loss ∆H

_{1 ∆H}

_{o 2 o} T =65 C T =45 C ₁ ² Neraca panas total : + Q = + Q

  ∆H ∆H

  1 2 loss

  Dimana : ∆H = panas yang terkandung pada bahan masuk

  1

  = panas yang terkandung pada bahan keluar ∆H

2 Q = panas yang terkandung dalam steam

  Q = panas yang hilang

  loss Tabel LB.9. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan masuk ( ):

  ∆H

  1 o

  Komponen Massa Cp

  C) ∆T ( ∆H

  1 o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  CuO 0,1399 377,1799 (30 – 25) 52,7675 Impuritis 0,1414 68,3743 (30 – 25) 9,6681 H SO 16,9722 0,8841 (30 – 25) 75,0256

  2

  4 CuSO 2743,2607 0,1506 (30 – 25) 2065,6753

  4 H O 10579,4578 1,0029 (30 – 25) 53953,3011

  2 T o t a l 56165,4376 Tabel LB.10. Menghitung panas yang terkandung dalam bahan keluar ( ):

  ∆H

  2 o

  Komponen Massa Cp

  C) ∆T ( ∆H

  2

o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  CuO 0,1399 52,5332 (65 – 25) 7,3494 Impuritis 0,1414 0,1312 (65 – 25) 0,0186

  H SO 16,9722 0,8841 (65 – 25) 600,2049

  2

  4 CuSO 2743,2607 0,1506 (65 – 25) 16525,4025

  4 H O 10579,4578 1,0029 (65 – 25) 431626,4091

  2 T o t a l 448759,3844

  Menghitung panas yang terkandung dalam steam (Q) :

  1

  2

  1

• Q = + (1 % x ( + Q)) ∆H ∆H ∆H

  56165,4376 + Q = 448759,3844 + 561,6544 + 0,01 Q Q = 397135,6898

  Steam yang digunakan adalah saturated steam dengan P steam = 475,8 kpa, dari steam table (Van Ness,670) didapatkan :

  o

  T = 150 C = 2113,2 kJ/kg x (1 kkal/4,1840 kJ)

  λ = 505,0669 kkal/kg

  Menghitung kebutuhan steam yang diperlukan (M) :

  Q = M x λ

  1 2 loss

• Q = + Q ∆H ∆H

  56165,4376 + 505,0669 M = 448759,3844 + 561,6544 + 5,0507 M M = 786,2857 kg/jam

  Tabel LB.11. Neraca Panas Pada Heater Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

  : 56156,4376 : 448759,3844 ∆H

  1 ∆H

  2 Q : 397135,8698 Q : 4532,9231 loss Total : 4523292,3075 Total : 4523292,3075 LB.5. Evaporator (V-120)

  Q Q _o ∆H loss _{3 o} T =65 C T =75 C _{1 1} ∆H ₁ ∆H ₂ Neraca Panas Total. _{1 2 3}

+ + ∆Η = ∆Η ∆Η + Q Qloss

  dimana: ∆Η Panas bahan masuk :

  1

  ∆Η Panas bahan keluar :

  2 ∆Η : Panas uap air ₃ Q : Panas steam yang dibutuhkan

  Q : Panas yang hilang

  loss Asumsi panas yang hilang 1% dari jumlah panas yang masuk.

  Tabel LB.12. Menghitung panas yang terkandung pada bahan masuk ( ) :

  ∆H

  1 o

  Komponen Massa Cp ∆T (

  C) ∆H

  1 o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  CuO 0,1399 52,5332 (65 – 25) 7,3494 Impuritis 0,1414 0,1312 (65 – 25) 0,0186

  H SO 16,9722 0,8841 (65 – 25) 600,2049

  2

  4 CuSO 2743,2607 0,1506 (65 – 25) 16525,4025

  4 H O 10579,4578 1,0029 (65 – 25) 431626,4091

  2 T o t a l 448759,3844 Tabel LB.13. Menghitung panas yang terkandung pada bahan keluar ( ) :

  ∆H

  2 o

  Komponen Massa Cp

  C) ∆T ( ∆H

  2 o

  (kg/jam) (kkal/kg

  C) (kkal/jam)

  CuO 0,1399 44,4995 (75 – 25) 6,2255 Impuritis 0,1414 0,0597 (75 – 25) 0,0084

  H SO 16,9722 0,8841 (75 – 25) 750,2561

  2

  4 CuSO 2743,2607 0,1506 (75 – 25) 20656,7531

  4 H O 5917,7018 1,0029 (75 – 25) 296743,1568

  2 T o t a l 318156,3999

  Menghitung panas yang terkandung pada uap ( ) : ∆H

  3

  ∆H = m x λ

  3

  = m x (Hv-Hl) = 4841,7560 kg/jam x (656,4293 – 151,0994)kkal/kg

  4 ∆H ₁ T ₁ =75 ^o C ∆H ² T ₂ =50 ^o C

∆H

₃

∆H

₄ T ₂ =30 ^o C T ₄ =45 ^o C

  : 448759,3844 Q : 2344008,4198

  2

  = ∆H

  3

  1

  Neraca panas total : ∆H

  Total : 2792767,8042 Total : 2792767,8042 LB.6. Kondensor Barometrik (E-123)

  : 27927,6780

  loss

  : 2446683,7263 Q

  2

  : 318156,3999 ∆H

  3

  ∆H

  1

  = 2446683,7263 kkal/jam Menghitung panas yang terkandung pada steam (Q) :

  ∆H

  Tabel LB.14. Neraca Panas Pada Evaporator Panas masuk (kkal/jam) Panas keluar (kkal/jam)

  = = =

  98 2344008,41 λ Q M

  jam kg 4638,5713 kg kkal 505,0669 jam kkal

  λ Menghitung kebutuhan steam :

  = 0,01 (2344008,419+448759,3844) = 27927,6780 Q = M x

  loss

  = 0.01 x Q Q

  loss

  Q

  0,99 Q = 2769327,719– 448759,3844 = 2320568,334 Q = 2320568,334 /0,99 = 2344008,419

  448759,3844 + Q = 318156,3999 + 2446683,7263 + (1% (448759,3844+Q) 448759,3844 + 0,99 Q = 2769327,719

  Qloss Q _{3 2 1} + ∆Η + ∆Η = + ∆Η

• ∆H
• ∆H

  4

  keluar

  2 O 4841,7560 1,0029 (50 – 25) 121394,9273 T o t a l 121394,9273

  Menghitung Panas air pendingin ( ∆H

  3

  ) T

  masuk

  = 30

  o

  C :

  ∆H

  3

  = m Cp ∆T = m (1,0029) (30-25) = 5,0145 m

  Menghitung Panas yang terbawa air pendingin T

  = 45

  2

  o

  C (

  ∆H

  4

  ): ∆H

  4

  = m Cp ∆T = m (1,0029) (45-25) = 20,058 m

  Neraca panas total : ∆H

  1

  3

  = ∆H

  2