TUGAS UTILITAS AIR PENDINGIN DAN SISTEM PENDINGINAN AIR DISUSUN OLEH : Aprilia Laila 21030112130049 Ignatius Ivan 21030112140047 Indri Wahyuningtyas 21030112120005 Luthfi Choiruly 21030112130055 Mario Lorenso 21030112120026 Minaco Rino 21030112140043 Ninda Yunita 21030112110044 Rizkia Ramadhina 21030112130074 Suad Fatihati 21030112130050 Theresia Avila 21030112140053 Yodha Galih 21030112130030 JURUSAN TEKNIK KIMIA
44
Embed
246974387 Makalah Kel 5 Air Pendingin Dan Sistem Pendinginan Air
gycuiw y icwydc iwc iqgdv ciud dowciqugw dodgcoqygco oqkhdoiwdug q cw pquw we wq ew ei ug owi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS UTILITAS
AIR PENDINGIN DAN SISTEM PENDINGINAN AIR
DISUSUN OLEH :
Aprilia Laila 21030112130049
Ignatius Ivan 21030112140047
Indri Wahyuningtyas 21030112120005
Luthfi Choiruly 21030112130055
Mario Lorenso 21030112120026
Minaco Rino 21030112140043
Ninda Yunita 21030112110044
Rizkia Ramadhina 21030112130074
Suad Fatihati 21030112130050
Theresia Avila 21030112140053
Yodha Galih 21030112130030
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2014
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan kegiatan lain
dalam suatu industri. Penggunaan air industri dapat memanfaatkan air permukaan, air
sebagai sumber air. Penggunaan air permukaan dan air tanah mengharuskan untuk
mengolah air. Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan kegiatan
lain dalam suatu industri. Untuk itu diperlukan penyediaan air bersih yang secara
kualitas memenuhi standar yang berlaku dan secara kuantitas dan kontinuitas harus
memenuhi kebutuhan industri sehingga proses produksi tersebut dapat berjalan
dengan baik. Dengan adanya standar baku mutu untuk air bersih industri, setiap
industri memiliki pengolahan air sendiri-sendiri sesuai dengan kebutuhan industri
(Hardayanti, 2006).
Air pendingin merupakan salah satu jenis air yang diperlukan dalam proses
industri. Kualitas air pendingin akan mempengaruhi integritas komponen atau struktur
reaktor, karena pada dasarnya air sebagai pendingin akan berhubungan langsung dengan
komponen atau struktur reaktor. Air yang digunakan sebagai pendingin harus memenuhi
persyaratan yang sesuai dengan komponen atau struktur yang dirumuskan dalam
spesifikasi kualitas air pendingin (Lestari, 2006). Dalam memenuhui spesifikasi dari air
pendingin maka dilakukan pengolahan terhadap air pendingin tersebut dengan berbagai
metode dan teknologi peralatan yang bervariasi. Oleh karena itu, dalam makalah ini kami
akan mencoba menjelaskan mengenai air pendingin atau biasa disebut dengan cooling
water.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari makalah ini antara lain:
1. Apakah definisi air pendingin (cooling water) itu?
2. Apa saja jenis air pendingin yang digunakan dalam proses industri?
3. Apa saja komponen sistem air pendingin?
4. Apa saja masalah yang sering terjadi dalam air pendingin?
5. Apa saja teknologi yang berhubungan dengan air pendingin?
C. Tujuan
Tujuan dari makalah ini, antara lain:
1. Mengetahui definisi mengenai air pendingin (cooling water)
2. Mengetahui jenis air pendingin yang digunakan dalam proses industri.
3. Mengetahui komponen sistem air pendingin.
4. Memahami masalah yang sering terjadi dalam air pendingin.
5. Mengetahui teknologi yang berhubungan dengan air pendingin.
BAB II
ISI
A. Pengertian Umum
Air pendingin (cooling water) adalah suatu system yang menggunakan air sebagai
media dan berfungsi menurunkan suhu/temperature dalam suatu proses industri. Air
pendingin (cooling water) mempunyai arti yang cukup penting dalam kehidupan suatu
pabrik atau industri.
Sebagai contoh, bila air pendingin tidak stabil atau tidak berfungsi dengan baik,
maka pesawatmesin akan terganggu operasinya karena kondisinya yang semakin panas
sehingga efisiensi dari system itu akan menurun.
Untuk menjaga kondisi air pendingin tetap stabil, maka gangguan terhadap air
pendingin tersebut harus kita hilangkan antara lain :
1. Kerak dan pengerakkan
2. Korosi
3. Pertumbuhan lumut dan mikroba
4. Kotoran-kotoran (fouling)
Faktor-faktor yang menyebabkan air dipilih sebagai pendingin yang baik adalah :
1. Terdapat banyak sekali dan murah
2. Mudah memakainya
3. Tiap unit volume air dapat membawa jumlah panas yang besar
4. Pada batas-batas suhu penggunaan yang normal tidak terjadi
pemurnian/penyusutan yang nyata.
5. Tidak terjadi penguraian
B. Pengolahan Air Pendingin
Air pendingin (cooling water) adalah air yang dilewatkan melalui alat penukar
panas dengan maksud untuk menyerap dan memindahkan panasnya. Sistem yang
dilaluioleh aliran air pendingin disebut sebagai sistem air pendingin (cooling water
system). Sistem air pendingin dibagi dalam dua jenis, yaitu jenis resirkulasi dan jenis
sekalilewat (once-through). Pada jenis resirkulasi, air pendingin yang telah digunakan,
digunakan kembali untuk keperluan yang sama, sedangkan pada sistem sekali-lewat air
yang telah digunakan langsung dibuang. Jenis resirkulasi dibagi lagi dalam dua jenis,
yaitu resirkulasi terbuka dan resirkulasi tertutup. Pada sistem resirkulasi terbuka sebagian
air yang telah digunakan diuapkan untuk mendinginkan bagian air sisanya. Pada sistem
resirkulasi tertutup, pendinginan kembali tidak dengan cara memanfaatkan panas laten
penguapan, melainkan dengan menggunakan suatu jenis alat penukar panas. Pada sub-
bab berikut, akan dijelaskan mengenai persyaratan air pendingin serta metoda
pengendalian terhadap masalah yang sering timbul pada sistem air pendingin. Metoda
pengendalian tersebut meliputi sistem air pendingin resirkulasi terbuka, system air
pendingin resirkulasi tertutup, dan sistem air pendingin sekali-lewat.
a. Persyaratan Air Pendingin
Air pendingin adalah air yang dilewatkan melalui alat penukar panas (heat
exchanger) dengan maksud untuk menyerap dan memindahkan panasnya. Masalah yang
sering timbul dalam sistem air pendingin adalah :
terjadinya korosi
pembentukan kerak dan deposit
terjadinya fouling akibat aktivitas mikroba
b. Korosi pada Sistem Air Pendingin
Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalah
penyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan. Kontaminasi produk yang diinginkan
karena adanya kebocoran-kebocoran, dan menurunnya efisiensi perpindahan panas.
c. Pembentukan Kerak dan Deposit pada Sistem Air Pendingin
Gangguan yang ditimbulkan oleh terbentuknya kerak antara lain : penurunan
efisiensi perpindahan panas, naiknya kehilangan tekanan karena naiknya tahanan dalam
pipa serta penyumbatan pada pipa-pipa berukuran kecil. Fouling pada Sistem Air
Pendingin Menara pendingin (cooling tower) merupakan bagian dari sistem air pendingin
yang memberikan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan dan perkembangan
mikroorganisma. Algae dapat berkembang dengan baik pada bagian yang cukup
mendapat sinar matahari, sedangkan "lendir" (slime) dapat berkembang pada hampir di
seluruh bagian dari sistem air pendingin ini. Mikroorganisma yang tumbuh dan
berkembang tersebut merupakan deposit (foul) yang dapat mengakibatkan korosi lokal,
penyumbatan dan penurunan efisiensi perpindahan panas. Penggunaan air yang
memenuhi persyaratan dapat mencegah timbulnya masalah-masalah dalam sistem air
pendingin. Persyaratan bagi air yang dipergunakan sebagai air pendingin tidak seketat
persyaratan untuk umpan ketel. Contoh persyaratan untuk air pendingin untuk sistem
resirkulasi terbuka ditunjukkan pada tabel berikut :
parameter Nilai1. Konduktivitas (mhos/cm) <10002. Turbiditas (ppm) <103. Suspended Solid (ppm) <104. Total Hardness (ppm as CaCO3) <1005. Total iron (ppm as Fe) <1,06. Residual chlorine (ppm as Cl2) 0,5-1,07. Silicate (ppm as SiO2) <1508. Total Chromate (ppm as CrO4) 1,5-2,59. Ph 6,5-7,5
C. Sistem Air Pendingin
a. Resirkulasi Terbuka
Sistem resirkulasi terbuka dibahas lebih dulu karena sistem ini memiliki masalah
yang jauh lebih rumit, sehingga masalah dalam sistem ini telah mencakup pula masalah
dalam sistem-sistem yang lain.
1. Pengendalian Pembentukan Kerak
Pembentukan kerak dipengaruhi oleh jumlah padatan terlarut yang ada di air.
CaCO3 merupakan kerak yang sering ditemui pada sistem air pendingin dan terbentuk
jika kadar Ca dan alkalinitas air terlalu tinggi. Pengendalian gangguan ini dimaksudkan
untuk mencegah pembentukan kerak CaCO3 dengan menjaga agar kadar Ca dan
alkalinitas dalam air sirkulasi cukup rendah, dan mencegah pengendapan kerak pada
permukaan logam. Untuk maksud pertama dapat ditempuh dua cara, yaitu :
menurunkan siklus konsentrasi air yang bersirkulasi atau
menambah asam, misalnya H2SO4, agar pH air di bawah 7
Untuk maksud kedua dapat digunakan inhibitor kerak berupa chemicals seperti
polifosfat, fosfonat, ester fosfonat dan poliacrylat. Kecenderungan pembentukan kerak
dapat diperkirakan menggunakan Langelier Saturation Index (LSI) dan Ryznar Stability
Index (RSI). Fokus utama penggunaan kedua index ini adalah untuk mengatur kondisi air
pendingin agar tidak membentuk kerak dan tidak bersifat korosif. Index LSI berharga
positif (+) berarti air cenderung untuk membentuk kerak CaCO3, dan jika berharga
negatif (-) air tidak jenuh dengan CaCO3, cenderung untuk melarutkan CaCO3 dan
bersifat korosif. Identik dengan LSI, harga RSI lebih kecil dari 6,0 menunjukkan
kecenderungan pembentukan kerak dan jika lebih besar dari 6,0 berarti cenderung untuk
melarutkan CaCO3 dan bersifat korosif Contoh penggunaan LSl disajikan pada Gambar
6.1. Gambar tersebut dapat dipakai untuk menghitung pHs, yaitu harga pH dimana air
berada dalam kesetimbangan dengan CaCO3. Perbedaan harga pHs dengan pH
menyatakan harga indeks LSI. Tabel 6.2 menyajikan harga indeks LSI dan RSI dan
perkiraan kemungkinan yang akan terjadi pada sistem air pendingin.
2. Pengendalian Korosi
Pengendalian korosi dilakukan dengan cara menambahkan chemicals yang
berfungsi sebagai inhibitor (penghambat). Inhibitor yang umum dipakai adalah polifosfat,
kromat, dikromat, silikat, nitrat ferrosianida dan molibdat. Dosis inhibitor yang
digunakan harus tepat, karena suatu inhibitor hanya dapat bekerja efektif setelah
kadarnya mencapai harga tertentu. Kadar minimum yang dibutuhkan oleh suatu inhibitor
agar dapat bekerja secara efektif disebut batas kritis. Pemakaian inhibitor yang melebihi
batas kritis akan menambah biaya operasi. Jika kadar inhibitor turun di bawah batas
kritis, bukan saja menjadi tidak efektif, tetapi dapat pula menyebabkan pitting.
3. Pengendalian Pembentukan Fouling dan Penghilangan Padatan Tersuspensi
Pembentukan fouling yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat dicegah atau
dikendalikan menggunakan klorin, klorofenol, garam organometal, ammonium kuartener,
dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida). Klorin merupakan chemicals yang paling
banyak dipakai. Dosis pemakaian klorin yang efektif adalah sebesar 0,3 sampai 1,0 ppm.
Pengolahan yang tepat diperoleh secara percobaan, karena penggunaan beberapa biosida
secara bersama-sama kadang-kadang memberikan hasil yang lebih baik dan senyawa-
senyawa tersebut acap kali digunakan bersama klorin. Padatan tersuspensi dalam air
merupakan masalah yang cukup serius. Padatan tersuspensi tersebut dapat menempel
pada permukaan perpindahan panas sehingga mengakibatkan berkurangnya efisiensi
perpindahan panas. Salah satu metoda yang digunakan untuk mengendalikan padatan
tersuspensi adalah dengan melakukan filtrasi secara kontinu terhadap sebagian air yang
disirkulasi.
b. Resirkulasi Tertutup dan Sistem Air Pendingin Sekali-Lewat
Sistem air pendingin dengan resirkulasi tertutup membutuhkan sejumlah kecil air
make-up untuk mengurangi gangguan. Air demin atau kondensat uap, biasanya
digunakan sebagai sebagai air make-up. Pada sistem air pendingin sekali-lewat, tidak ada
proses pemekatan. Jika proses pemekatan tidak terjadi, maka kadar padatan terlarut relatif
sama dengan air umpan. Kekurangan pada sistem ini adalah terjadi kenaikan temperatur,
sehingga perlu usaha untuk menurunkan temperatur tersebut. Pengolahan seringkali
dimaksudkan untuk mencegah atau meminimumkan kerak atau korosi dan juga berfungsi
untuk mengurangi fouling yang disebabkan oleh padatan tersuspensi dan organisme laut.
Chemicals yang digunakan untuk maksud tersebut identik dengan yang dipakai untuk
resirkulasi terbuka, kecuali pada pengendalian korosi. Pemakaian inhibitor korosi pada
sistem ini sama sekali tidak praktis, sehingga masalah korosi ditangani dengan cara
melapisi permukaan peralatan dengan serat yang diperkuat dengan plastik, semen, atau
menggunakan peralatan yang tahan terhadap korosi.
D. Sistem Cooling Water
1. Once Trough System
Setelah mendinginkan proses pabrik air langsung dibuang. Contohnya pada pabrik
yang ada di tepi sungai atau laut, air sungai/laut setelah dipakai pendinginan proses dalam
pabrik dibuang lagi ke sungai atau ke laut.
Air pendingin digunakan sebagai pendingin pada heat exchanger hanya
dilewatkan sekali, selanjutnya langsung dikembalikan lagi ke badan air. Once through
systems digunakan bilamana kebutuhan air pendingin sangat banyak, ketersediaan sumber
air banyak dan murah serta memiliki fasilitas untuk menangani buangan air panas dari air
pendingin yang sudah digunakan. Once through system dimana air pendingin akan
melewati HE hanya sekali. Mineral-mineral dalam air akan relatif tetap jumlahnya, tidak
berubah. Polusi suhu yang disebabkan discharge dari sistem ini menjadi perhatian
lingkungan.
Keuntungan menggunakan Once through systems :
Tidak diperlukan cooling tower
Tidak diperlukan pengolan / treatment pendahuluan
Kerugian menggunakan once through systems :
Korosi
Fouling
Sampah dan kotoran
Polusi / pencemaran temperatur di badan air
Gambar 1. Once through.system (Gumilar, 2011)
2. Recirculating System
Air setelah mendinginkan suatu proses kemudian diolah lagi (didinginkan)
selanjutnya bias dipakai sebagai air pendingin lagi. Recirculating system bias dibagi