Polusi Oksida Belerang
Post on 17-Jan-2016
235 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
POLUSI OKSIDA BELERANGPOLUSI OKSIDA BELERANG
Polutan primer yang sangat berbahayaMenyebabkan hujan asamMasa tinggal 3 – 7 hariSumber Alam:
Aktifitas bakteri pada permukaan tanah:
2 H2S (g) + O2 (g) 2 H2O (l) + 2 SO2 (g)
H2S (g) + O3 (g) H2O (l) + SO2 (g)
POLUSI OKSIDA BELERANGPOLUSI OKSIDA BELERANG
Sumber Alam:Gunung Api
Sumber Bukan Alam:Pembakaran batu baraPembakaran minyak bumi
4 FeS (s) + 11 O2 (g) 2 Fe2O3 (s) + 8 SO3 (g) (belerang anorganik)
S (s) + O2 (g) SO2 (g) (belerang organik)
POLUSI OKSIDA BELERANGPOLUSI OKSIDA BELERANG
Sumber Bukan Alam:Pembakaran bijih logam
2 ZnS (s) + 3 O2 (g) 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g)
POLUSI OKSIDA BELERANGPOLUSI OKSIDA BELERANG
Reaksi-reaksi gas oksida belerang:Oksidasi
SO2 (g) + O2 (g) SO3 (g)
SO2 (g) + O3 (g) SO3 (g) + O2 (g)
SO2 (g) + NO2 (g) SO3 (g) + NO (g)
FotokimiaSO2 (g) + hv SO2* (g)
SO2* (g) + O2 (g) SO3 (g) + O* (g) SO2* (g) + SO2 (g) SO3 (g)
+ SO (g)
SO (g) + SO2 (g) SO3 (g) + S (s)
Reaksi-reaksi gas oksida belerang:Katalisis (Pembentukan hujan asam)
SO2 (g) + HO* (g) HSO3* (g)
HSO3** (g) + O2 (g) HSO5* (g)
HSO5* (g) + NO (g) HSO4* (g) + NO2 (g)
HSO4* (g) + NO2 (g) + H2O (g) H2SO4 (l) + HNO3 (l)
Pembentukan hujan asam2 SO2 (g) + H2O (g) + O2 (g) H2SO4 (l)
reaksi ini dikatalisis oleh aerosol yang mengandung ion logam Mn (II), Fe (II), Cu (II) dan oksida krom, aluminium, timbal dan kalsium
POLUSI OKSIDA BELERANGPOLUSI OKSIDA BELERANG
DAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANGDAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANG
Dampak terhadap manusia:Menyebabkan gangguan pernafasanMenyebabkan iritasi kulitMenyebabkan kejang pada otot
pernapasanMenyebabkan kelumpuhan sistem
pernapasanMenyebabkan kematian
DAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANGDAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANG
Kadar SOx Dampak
6 ppm Iritasi tenggorokan
6 – 12 ppm Hiperplasia sel epitel dan kanker
> 12 ppm Kelumpuhan sistem pernafasan dan kematian
DAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANGDAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANG
Dampak terhadap tumbuhan (kons. 0,5 ppm):Menyebabkan bintik2 pada permukaan
daunMenyebabkan kerusakan jaringan daun
Dampak terhadap lingkungan:Menyebabkan korosi
Kontrol polusi oksida belerangKontrol Sumber:
Substitusi bahan bakarFuel cleaning:
Proses desulfurisasi (batu bara):Proses gasifikasi, belerang diubah menjadi
gas H2S, kemudian dipisahkan dari produk secara kimia (batu bara padat diubah menjadi batu bara gas)
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Kontrol polusi oksida belerang
Proses desulfurisasi:Proses liquefikasi, batu bara direaksikan
dengan gas hidrogen pada suhu 400 – 450 oC dan tekanan 100 – 300 atm. Produk utama merupakan cairan batu bara dan gas H2S, di mana gas H2S dihilangkan dari produk.
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Kontrol polusi oksida belerang
Proses desulfurisasi:Proses kimia:
Batu bara digerus menjadi halus dan dimasukkan ke dalam reaktor yang berisi air dan NaOH pada suhu dan tekanan tinggi
Batu bara digerus menjadi halus dan dimasukkan ke dalam reaktor yang berisi pelarut antrasen dan dialirkan gas H2 pada suhu dan tekanan tinggi
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Kontrol polusi oksida belerang
Proses desulfurisasi (minyak bumi):Penambahan kalsium oksida:
3 S (l) + 2 CaO (s) 2 CaS (s) + SO2 (g)
2 CaS (s) + 3 O2 (g) 2 CaO (s) + 2 SO2 (g)
Reaksi hidrogenasi:
S (l) + H2 (g) H2S (g)
Kontrol polusi oksida belerangTeknik modifikasi pembakaran:
Fluidized Bed Combustion
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Kontrol polusi oksida belerangAbsorpsi:
Fisika, terjadi ketika gas mudah larut dilarutkan dalam fasa cair, misalnya air:
SO2 (di udara) H2O (l) + H2SO3 + HSO3- + SO32-
Kimia, terjadi jika terjadi reaksi kimia dalam fasa cair membentuk senyawa baru:
SO2 (di udara) CaSO3. 2 H2O
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Kontrol polusi oksida belerangProses Absorpsi: Lime Limestone Dual alkali Sodium solution Ammonia based Wellman-Lord Citrate Magnesium oxide
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Proses Absorpsi Lime
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Proses Absorpsi Limestone
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Proses Absorpsi Dual Alkali
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Proses Absorpsi Sodium Solution
Sistem AbsorberPlate tower
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Sistem AbsorberBubble
Sistem AbsorberPacked Tower
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Disain AbsorberPolutan berdifusi melalui gas buang menuju
permukaan cairan pelarutPolutan terlarut dalam cairan pelarut pada
antarmuka gas-pelarutPolutan yang terlarut berdifusi dari
antarmuka ke cairan pelarut
Kontrol polusi oksida belerangAdsorpsi:
Adsorbent: karbon aktif, zeolit dan silika gelAdsorbat : gas Adsorpsi digunakan jika:
Konsentrasi polutan sangat encer dalam fasa gas
Recovery uap pelarutPolutan sangat sukar terbakar
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Adsorbent Karbon Aktif:Menyerap uap dan gas organik yang
mengandung/tidak mengandung airKapasitas adsorpsi akan baik, jika senyawa
yang diserap:Mempunyai Mr besarTidak jenuhMempunyai struktur lingkarSuhu operasi yang rendahMempunyai konsentrasi tinggi
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Sistem AdsorberFixed-Bed
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Sistem AdsorberFluidized-Bed (adsorpsi kontinu)
Menggunakan aliran counter-currentGas masuk di bagian bawah unit adsorber
dan mengalir secara aksial melalui unitAdsorbent ditambahkan pada bagian atas
unit adsorber
Kontrol polusi oksida belerangScrubber
Merupakan suatu alat yang digunakan untuk menghilangkan dan memisahkan partikel padat/cair dari gas buang, serta mampu memisahkan gas terlarut dari gas lainnya
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Jenis Scrubber:Wet (basah):
Suatu alat yang menggunakan cairan untuk menghilangkan sumber emisi dari gas buang
Bisa digunakan untuk menghilangkan partikulat dan polutan gas
Prinsip:
Gas buang dikontakkan dengan cairan melalui:Disemprotkan ke dalam cairanDi dorong ke dalam cairanDll
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Jenis Scrubber Wet (basah):
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Jenis Scrubber:Venturi:
Menggunakan tabung venturi Menggunakan cairan alkali Energi yang diperlukan bergantung kepada tingkat
keasaman gas buang Air yang mengandung alkali akan kontak dengan gas
melalui:Tetesan terdispersiKontraksi gasTumbukan
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Keuntungan Wet Scrubber: Memerlukan ruangan yang kecil Tidak menghasilkan debu sekunder Dapat digunakan pada suhu tinggi Dapat digunakan pada gas yang mempunyai
kelembaban tinggi Meminimalkan terjadinya kebakaran dan ledakan
bahan berbahaya Mampu menangkap partikel dan gas
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Kelemahan Wet Scrubber: Bisa menyebabkan korosi Memerlukan power yang tinggi Menhgasilkan limbah cair Sukar merecovery produk Menyebabkan masalah meteorologi
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Mekanisme kontrol gas buang menggunakan wet scrubber:
Tahap 1: polutan gas berdifusi dari area bulki gas menuju antarmuka gas-cairan
Tahap 2: gas bergerak melewati antar muka menuju fas cairan
Tahap 3: gas berdifusi ke dalam bulki cairan dan gas terabsorpsi
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Mekanisme kontrol gas buang menggunakan wet scrubber:
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi (power):
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Penggolongan wet scrubber berdasarkan tekanan drop:Low pressure scrubber (< 1,25 k.Pa)Medium pressure scrubber ( 1,25 – 3,75 k.Pa)High pressure scrubber ( > 3,75 k.Pa)
KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG
Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi:Gas phase contacting scrubber
Venturi scrubber:Plate towerOrifice scrubber
VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER
VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER
VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER
VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER
VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER
Reaksi kimia yang terjadi:Menggunakan NaOH
VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER
Reaksi kimia yang terjadi:Menggunakan lime (Ca(OH)2)
PLATE TOWERPLATE TOWER
ORIFICE SCRUBBERORIFICE SCRUBBER
Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi:Liquid phase contacting scrubber
Spray towerEjector venturi
SCRUBBERSCRUBBER
SPRAY TOWERSPRAY TOWER
Kegunaan: Pendingin gas Menjaga kelembaban Penghilangan partikel atau gas tahap pertama Biasanya digunakan untuk menghilangkan gas HCl
SPRAY TOWERSPRAY TOWER
Variabel: Kecepatan gas buang (0,3 – 1,0 m/s) Ukuran tetes cairan (500 – 1000 mikron) Rasio cairan-gas (
SPRAY TOWERSPRAY TOWER
SPRAY TOWERSPRAY TOWER
Menggunakan sistem spray Menggunakan tekanan tinggi (689 k.Pa) Menggunakan laju semprotan tinggi Rasio cairan-gas tinggi Waktu kontak cairan-gas singkat Digunakan pada gas buang yang larut dalam cairan Efisiensi penghilangan 95%
EJECTOR VENTURIEJECTOR VENTURI
EJECTOR VENTURIEJECTOR VENTURI
WET FILM SCRUBBERWET FILM SCRUBBER
Cairan disemprotkan/dituangkan pada suatu material pendukung membentuk suatu lapisan film
Gas buang dilewatkan pada material Nama lain: packed tower Juga digunakan untuk menghilangkan partikel
PACKED TOWERPACKED TOWER
Parameter Operasi: Laju alir gas buang Laju injeksi cairan Ukuran material packing Tinggi packing
PACKED TOWERPACKED TOWER
PACKED TOWERPACKED TOWER
PACKED TOWERPACKED TOWER
PACKED TOWERPACKED TOWER
SCRUBBERSCRUBBER
Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi:Combinasi liquid phase and gas phase
contacting scrubberCyclonic sprayMobile-bed Baffle sprayMechanically-aided
CYCLONIC SPRAY SCRUBBERCYCLONIC SPRAY SCRUBBER
Digunakan untuk menghilangkan polutan partikel dan gas
Efisiensi penghilangan sangat tinggiVariabel operasi:
Rasio cairan – gasUkuran packingJumlah stage
CYCLONIC SPRAY SCRUBBERCYCLONIC SPRAY SCRUBBER
Penggolongan Cyclonic Spray Scrubber:Irrigated cyclone scrubberCyclonic spray scrubber
IRRIGATED CYCLONE SCRUBBERIRRIGATED CYCLONE SCRUBBER
CYCLONIC SPRAY SCRUBBERCYCLONIC SPRAY SCRUBBER
MOBILE - BED SCRUBBERMOBILE - BED SCRUBBER
Penggolongan Mobile - Bed Scrubber:Flooded - bed scrubber
Mengandung mobile packing berbentuk bulat 10 – 20 cm
Packing terbuat dari plastik atau kacaFluidized – bed scrubber
Hampir mirip dengan flooded – bed scrubberPerbedaan kecepatan pergerakan packing
FLOODED - BED SCRUBBERFLOODED - BED SCRUBBER
FLUIDIZED - BED SCRUBBERFLUIDIZED - BED SCRUBBER
BAFFLE SPRAY SCRUBBERBAFFLE SPRAY SCRUBBER
Hampir sama dengan spray towerEnergi berasal dari spray nozzelGas buangan mengatomisasi cairan scrubberBanyak digunakan untuk menghilangan
partikelTidak spesifik untuk penghilangan gas
BAFFLE SPRAY SCRUBBERBAFFLE SPRAY SCRUBBER
MECHANICALLY - AID SCRUBBERMECHANICALLY - AID SCRUBBER
Energi disuplai oleh motor Motor berfungsi sebagai rotor untuk menghasilkan
tetesan cairan Membutuhkan ruangan yang kecil (dibanding
dengan sistem scrubber lain) Memerlukan energi lebih besar (dibanding dengan
sistem scrubber yang lain yang ekivalen) Digunakan untuk penghilangan partikel Tidak digunakan untuk penghilangan gas
MECHANICALLY - AID SCRUBBERMECHANICALLY - AID SCRUBBER
Penggolongan:Centrifugal fan
Berfungsi sebagai air mover dan collectorProses penghilangan polutan bertahap
Mechanically – induced sprayMotor ditenggelamkan dalam cairanPergerakan rotor menghasilkan tetesan spray
CENTRIFUGAL FAN SCRUBBERCENTRIFUGAL FAN SCRUBBER
MECHANICALLY INDUCED SPRAYMECHANICALLY INDUCED SPRAY
DRY SCRUBBERDRY SCRUBBER
Digunakan untuk penghilangan polutan gasBiasanya digunakan untuk penghilangan gas
HCl dan SO2Prinsip:
Material sorben alkalin diinjeksikan ke dalam gas buang dan bereaksi dengan gas buang menghasilkan padatan garam dan dikumpulkan oleh collector device
DRY SCRUBBERDRY SCRUBBER
Penggolongan:Spray dryerDry injection
SPRAY DRYERSPRAY DRYER
Komponen Utama:Lime slakerSorbent mixing tankSorbent feed tankAtomizer feed tankRotary atomizers nozzlesSpray dryer/absorber reaction vesselSolid recycle tankParticulate control device
SPRAY DRYERSPRAY DRYER
Deskripsi Proses:Menggunakan reagen sebagai bubur
mengandung 5 – 20 % (w/w)Bubur diatomisasi oleh rotary nozzle dalam
reaktor absorber selama 6 – 20 detikTahapan2:
Cao diubah menjadi Ca(OH)2 dengan mereaksikan dengan air menghasilkan bubur
Bubur alkalin disemprotkan ke dalam gas panasBubur akan bereaksi dengan gas membentuk garam
padat CaCl2 atau CaSO4
SPRAY DRYERSPRAY DRYER
Deskripsi Proses:Tahapan2:
Gas panas akan mengeringkan bubur dan mengabsorpsi gas tersebut
Padatan yang terbentuk kemudian dibawa menuju particulat control device
Sorbent atau padatan hasil reaksi kemudian jatuh ke dasar reaktor dan kemudian dibuang atau dimasukkan ke dalam solid recycle tank untuk didaur ualng
SPRAY DRYERSPRAY DRYER
Parameter Operasi:Jumlah sorbentKandungan bubur sorbent (5 – 20 %)Kelembaban gas buangDry bulb temperature: suhu yang menunjukkan
kejenuhan gas buang dan potensi untuk menguapkan kelembaban
SPRAY DRYERSPRAY DRYER
DRY INJECTORDRY INJECTOR
Komponen Utama:Lime slakerDry sorbent storage tankBlower untuk transfer sorbentInjectorParticulate collector deviceReaction chamber
Menggunakan kalsium hidroksida untuk mengabsorpsi gas
90 % menggunakan partikel berukuran 325 mikron
Kalsium hidroksida diinjeksikan berlawanan arah dengan aliran gas buang
DRY INJECTORDRY INJECTOR
DRY INJECTORDRY INJECTOR
Deskripsi proses:Hampir sama dengan spray dryer, tetapi yang
diinjeksikan berupa padatan keringMaterial sorbent menggunakan kalsium
hidroksida Sorbent diinjeksikan ke dalam gas buangTerjadi proses absorpsi gas buangDi dalam reaction chamber, waktu reaksi kimia
lebih lamaSorbent dan padatan produk dibawa menuju
particulate control device
DRY INJECTORDRY INJECTOR
Deskripsi proses:Sorbent dan padatan produk dibawa menuju
particulate control device
Parameter operasi:Laju injeksi sorbentUkuran partikel sorbent
DRY INJECTORDRY INJECTOR
top related