Bab IV Tgs Khusus Fix

BAB IV

BAB IVTUGAS KHUSUSEVALUASI PEMAKAIAN BAHAN KIMIA (H2SO4 DAN NaOH) PADA PROSES REGENERASI CATION, ANION DAN MIXBED EXCHANGER DI NEW ADDITIONAL DEMIN PLANT (ADP) PUSRI II

4.1. Latar Belakang

Air demin adalah air yang sudah tidak mengandung mineral, baik berupa ion-ion positif maupun negatif. Air demin biasanya dipakai sebagai bahan baku dalam pembuatan uap (steam).

Pada proses demineralisasi, air umpan dari filter water tank diolah kembali agar bebas dari zat-zat yang masih terlarut di dalamnya sehingga didapatkan air yang bermutu tinggi dan sesuai dengan persyaratan air umpan boiler (boiler feed water).

Mineral-mineral yang terkandung dalam air diambil dengan cara menggunakan resin pengikat ion. Mula-mula, air bersih (filtered water) dimasukkan ke dalam Carbon filter, yaitu vessel yang pada bagian dalam diisi dengan activated carbon yang bertujuan untuk mengikat zat-zat organik terutama zat klorin yang terkandung dalam air. Selanjutnya, air tersebut dimasukkan ke dalam cation exchanger, yaitu vessel yang pada bagian dalam diisi dengan resin kation yang bertujuan untuk mengikat ion positif yang terkandung dalam air. Setelah itu, air tersebut dimasukkan ke dalam anion exchanger, yaitu vessel yang pada bagian dalam diisi dengan resin anion yang bertujuan untuk mengikat ion negatif yang terkandung dalam air. Air yang keluar dari anion exchanger kemudian masuk ke dalam mixbed exchanger, yaitu vessel yang berisi campuran resin kation dan resin anion untuk mengikat ion positif dan negatif yang mungkin masih tersisa.

Jika resin kation dan resin anion yang terdapat pada masing-masing cation dan anion exchanger sudah mengalami penurunan kualitas dalam mengikat ion-ion dalam air sehingga mengalami kejenuhan maka resin kation diregenerasi dengan menggunakan asam sulfat pekat 98 % dan resin anion diregenerasi dengan menggunakan kaustik soda 48 %. Syarat lain yang mengharuskan dilakukannya regenerasi resin adalah bila telah mencapai total gallon, kandungan silika yang tinggi (high silica) dan nilai konduktivitas yang tinggi (high conductivity).

Umumnya, pada musin kemarau kandungan silika dalam air sungai relatif tinggi dan nilai konduktivitas rendah, sedangkan pada musin penghujan kandungan silika dalam air sungai relatif rendah dan nilai konduktivitas tinggi. Silika sangat tidak diinginkan berada dalam air proses karena dapat mengurangi efisiensi perpindahan panas di dalam boiler yang kemudian akan terjadi penumpukan panas yang berlebihan pada satu titik di dalam boiler sehingga akan mengakibatkan boiler meledak. Untuk mendapatkan air bebas mineral (demin water) dengan kualitas baik maka jumlah pemakaian asam dan kaustik soda harus efektif dan efisien. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk menghitung pemakaian bahan kimia tersebut secara aktual dan kemudian akan membandingkan dengan pemakaian secara desain.

4.2. TujuanMengevaluasi pemakaian bahan kimia (H2SO4 dan NaOH) dalam proses regenerasi resin pada cation, anion exchanger dan mixbed di New Additional Demin Plant (ADP) PUSRI II secara aktual dan membandingkan dengan pemakaian secara desain, serta membandingkan dengan pemakaian bahan kimia di ADP lama secara aktual.4.3. Permasalahan

Pada prinsipnya, keberhasilan dalam memproduksi air bebas mineral (demin water) ditentukan dari proses regenerasi resin. Untuk proses regenerasi resin ini menggunakan bahan kimia berupa asam sulfat dan kaustik soda.

Dosis pemakaian kedua jenis bahan kimia ini harus disesuaikan dengan kebutuhan regenerasi resin. Artinya, jumlahnya harus tepat dengan kondisi filtered water. Oleh karena itu, jumlah pemakaian bahan kimia tidak selalu sama saat regenerasi resin. Pemakain bahan kimia dalam jumlah yang tinggi akan menyebabkan semakin mahal biaya yang dikeluarkan dalam memproduksi air bebas mineral (demin water). Pemakaian bahan kimia yang berlebihan juga dapat menyebabkan dampak buruk terhadap lingkungan. Sementara itu, jumlah pemakaian bahan kimia juga ditentukan secara desain. Jika perbandingan jumlah pemakaian bahan kimia secara aktual hampir sama dengan jumlah pemakaian bahan kimia secara desain, maka efisiensi pemakaian bahan kimia dapat dikatakan baik.4.4. Tinjauan Pustaka

Demineralisasi adalah peristiwa pemindahan ion positif (kation), ion negatif (anion) dan semua garam mineral yang sebagian besar dikategorikan sebagai Total Dissolved Solids (TDS). Pretreatment dilakukan untuk menghilangkan zat pengotor seperti suspended solid, dan lain-lain. Ion exchange dapat didefinisikan sebagai peristiwa pertukaran ion antara fase padat (resin) dan fase cair (air) secara bolak balik. Deionisasi adalah peristiwa penghilangan padatan ion terlarut yang terkandung dalam air tanpa mempengaruhi kondisi mikroba dalam air. Padatan ion yang terlarut dalam air dapat dipisahkan menjadi ion bermuatan positif (kation) dan ion bermuatan negatif (anion). Peristiwa deionisasi merupakan menghilangkan kandungan ion dalam air, maka diperlukan material yang dapat megikat ion-ion tersebut. Material yang digunakan adalah cation exchange resin, yaitu strong acid cation (SAC) resin dan anion exchange resin, yaitu strong base anion resin (SBA). Untuk mengolah air lebih lanjut, disediakan juga unit resin campuran (mixbed). Unit ini berisi campuran antara resin kation dan resin anion yang tercampur secara merata. Unit mixbed ini berfungsi untuk menyerap sisa-sisa ion yang masih terkandung dalam air sehingga air yang keluar dari unit ini benar-benar sudah menjadi air yang bebas mineral dengan kualitas yang baik.Setelah menyelesaikan siklus pelayanan (service) untuk strong acid cation (SAC) dan strong base anion (SBA) selama 26 jam dan untuk mixbed selama 14 hari maka resin perlu diregenerasi. Regenerasi resin SAC menggunakan asam sulfat 98 % dan resin SBA menggunakan kaustik soda (NaOH 48 %). Regenerasi resin mixbed dilakukan dengan menggunakan asam sulfat 98 % dan kaustik soda (NaOH) 48 % secara bergantian. Setelah selesai regenerasi, resin yang sudah jenuh diaktifkan kembali dan siap untuk digunakan lagi.1. Filtered Water System

1.1. Filtered Water Storage Tank

Tangki penampung filtered water digunakan untuk menampung air hasil pre-treatment. Kualitas air pre-treatment ini harus sesuai dengan spesifikasi sebagai berikut :Tabel 1. Kualitas air pre-treatment

NoParameterNilai

12

3Kalsium as CaCO3Magnesium as CaCO3Potassium + Sodium as CaCO310 ppm6 ppm

49 ppm

Total Cation65 ppm

4

5

6

7Sulfat as CaCO3Klorin as CaCO3Nitrat as CaCO3M Alkanitas as CaCO341 ppm

6 ppm

3 ppm

15 ppm

Total Anion65 ppm

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18Klorin as Cl2pH

Silika as SiO2Konduktivitas

Material organikIron as Fe

Ammonium as NH3Turbiditas

Warna

Tekanan

Temperatur0,5 ppm

6,5 7,5

36 ppm

125 mhos

6 ppm

1,5 ppm

6 ppm

maks 3

20 as Hazen unit

8,1 kg/cm330oC

Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions Indonesia1.2. Activated Carbon Filter (ACF)

Filtered water hasil dari pre-treatment dialirkan dengan menggunakan filtered water transfer pump yang baru (2204-JC/JD) masuk ke activated carbon filter (ACF) unit yang berfungsi untuk menyerap material organik terlarut dan sisa klorin yang masih ada. Unit ini berisi pebbles, silex, pasir kuarsa dan karbon aktif. Dalam sistem ini disediakan dua unit activated carbon filter (2205-UD/E), satu unit beroperasi dan satu unit menunggu (stand by). Siklus operasi activated carbon filter ini adalah 26 jam. Material konstruksi ACF ini adalah carbon steel epoxy painted. Unit ini juga dilengkapi dengan carbon trap untuk mengatasi kebocoroan akibat kerusakan lateral dan kolektor bagian bawah.

Klorin akan bereaksi dengan activated carbon dengan reaksi sebagai berikut :

C (s) + 2Cl2 (l) + 2H2O (l) ( 4 HCl (l) + CO2 (g)Pengoperasian unit ini menggunakan dua parameter, yaitu waktu dan perbedaan tekanan (delta pressure). Jika selama waktu yang ditetapkan (misalnya 26 jam) telah tercapai maka secara otomatis unit ini akan melakukan proses backwash. Selain itu, jika dalam keadaan operasi sebelum waktu tercapai perbedaan tekanan (delta pressure) telah mencapai lebih dari 0,8 kg/cm3, maka unit ini juga akan melakukan backwash secara otomatis. Ketika satu unit ACF sedang dalam proses backwash, ACF lain langsung dalam proses operasi. 2. Demineralization System2.1. Strong Acid Cation Exchanger Unit (SAC Exchanger Unit)

Air hasil penyaringan dari ACF (2205-UD/E) selanjutnya melewati Strong Acid Cation Exchanger (2004-UD). Unit ini disebut dengan Strong Acid Cation Exchange Resin dengan muatan ion H+. Siklus normal operasi unit ini adalah 26 jam. Material unit SAC adalah carbon steel rubber lined. Unit ini dilengkapi dengan resin trap untuk mengatasi kebocoran akibat kerusakan dari bagian bawah. 2 % dan 4 % asam sulfat digunakan untuk meregenerasi resin kation pada unit SAC ini. Dengan menggunakan pompa H2SO4. untuk mencampurkan asam sulfat 98 % menjadi 2 % dan 4 %, maka power water melewati mixing tee agar proses pencampuran menjadi homogen. Spesifikasi SAC Exchanger Unit dijelaskan pada tabel di bawah ini :Tabel 2. Spesifikasi SAC Exchanger UnitQuantity offered1 unit

Normal flow 100 m3/hr

Size : Diameter (mm)

Height (mm) 1.600 mm

3.500 mm

MaterialCarbon Steel Rubber Lined

Net OBR 2.600 m3

Service Cycle Duration26 hours

Resin TypeMarathon C Dowex

Resin Quantity3.880 liter

Regeneration Quantity (100 %) kg/unit297 kg H2SO4 98 %

Service time1.560 min

Service flow 100 m3/hr

Filling Cycle Time1 min

Filling Cycle Flow100 m3/hr

Backwash Cycle Time15 min

Backwash Cycle Flow34,4 m3/hr

Middle Collector Flush5 min

Acid Pre-injection Cycle Time5 min

Acid Pre-injection Cycle Flow11,8 m3/hr

Acid Injection Cycle Time38 min

Acid Injection Cycle Flow12,1 m3/hr

Acid Slow Rinse Cycle Time 30 min

Acid Slow Rinse Cycle Flow11,8 m3/hr



Final Rinse Cycle Time10 min

Final Rinse Cycle Flow100 m3/hr

Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions IndonesiaDi dalam cation exchanger, ion-ion positif akan ditukar dengan ion H+ yang berasal dari resin. Unsur mineral yang terlarut dalam air terdapat dalam bentuk ion positif (kation) dan ion negatif (anion) dalam jumlah yang sama.

Reaksi penyerapan ion positif (kation) :

R 2H+(s) + H2O. Na2SO4(l) ( R 2Na+(s) + H2SO4. H2O(l)

Selama proses demineralisasi ini, kation logam yang terlarut dalam air akan diserap dan melekat pada resin. Pada keadaan yang sama, resin akan melepaskan ion H+ dalam jumlah yang sama sebagai pengganti kation yang diserap. Pada waktu regenerasi resin, bahan kimia berupa asam sulfat akan membuang kation logam yang melekat pada permukaan resin dan memberikan ion H+ pada resin tersebut. Dengan demikian, cation exchanger akan bersih seperti semula.

Reaksi regenerasi resin kation :

R 2Na+(s) + H2SO4. H2O(l) ( R 2H+(s) + Na2SO4.H2O(l)

Fresh resin (drain)

2.2. Strong Base Anion Exchanger Unit (SBA Exchanger Unit)

Air yang keluar dari SAC Exchanger Unit (2004-UD) selanjutnya diteruskan melewati Strong Base Anion Exchanger (2005-UD). Unit ini disebut dengan Strong Base Anion Exchanger Resin dengan muatan ion OH-. Unit ini digunakan untuk menghilangkan kandungan ion negatif dan zat pengotor seperti garam silika (SiO2). Siklus normal unit ini adalah 26 jam. Material unit SBA ini adalah carbon steel rubber lined. Unit ini dilengkapi dengan resin trap untuk mengatasi kebocoran akibar kerusakan dari bagian bawah. 2 % dan 4 % kaustik soda digunakan untuk meregenerasi resin anion pada unit SBA ini. Dengan menggunakan pompa NaOH untuk mencampurkan kaustik soda 48 % menjadi 2 % dan 4 %, maka power water melewati mixing tee agar proses pencampuran menjadi homogen.

Reaksi penyerapan ion negative (anion) :R 2OH-(s) + H2SO4.H2O(l) ( R SO42-(s) + 2H+ + 2OH-.H2O(l)

(2H2O).H2O(l) ( 3H2O(l) (air bebas mineral)

Di dalam anion exchanger terjadi peristiwa pertukaran ion yang sama seperti di cation exchanger, tetapi ion yang bertukar adalah ion negatif (anion) dengan ion hidroksida (OH-) dari resin anion. Jumlah ion negatif (anion) yang bertukar dengan ion hidroksida (OH-) berada pada jumlah yang sama. Setelah resin anion jenuh mengikat ion negatif (anion), resin anion diregenerasi dengan menggunakan kaustik soda. Dengan demikian, resin anion akan bersih kembali.Reaksi regenerasi resin kation :

R SO42-(s) + 2NaOH. H2O(l) ( R 2OH-(s) + Na2SO4.H2O(l)

Fresh resin (drain) Tabel 3. Kualitas Air yang keluar dari SBA Unit

NoParameterNilai

1

2

3

4Konduktivitas pada 25oC

Silika (SiO2)

Total Padatan Terlarut (TDS)

Total Gallon 25 mhos

maks 0,05 ppm

maks 0,5 ppm

2600 m3

Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions IndonesiaSpesifikasi SBA Exchanger Unit dijelaskan pada tabel di bawah ini :

Tabel 4. Spesifikasi SBA Exchanger UnitQuantity offered1 unit




3.500 mm


Net OBR 2.600 m3


Resin TypeMarathon A Dowex

Resin Quantity 7.830 liter

Regeneration Quantity (100 %) kg/unit609 kg NaOH 48 %








Caustic Pre-injection Cycle Time5 min

Caustic Pre-injection Cycle Flow20,1 m3/hr

Caustic Injection Cycle Time56 min

Caustic Injection Cycle Flow21,2 m3/hr

Caustic Slow Rinse Cycle Time 61 min

Caustic Slow Rinse Cycle Flow20,1 m3/hr



Final Rinse Cycle Time10 min

Final Rinse Cycle Flow100 m3/hr

Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions Indonesia2.3. Mixbed Ion Exchanger Unit

Air yang keluar dari unit SBA masih mengandung ion-ion yang harus dihilangkan untuk mendapatkan produk air demin dengan kualitas yang baik. Air yang keluar dari unit SBA melewati unit Mixbed (2006-UD). Unit ini berisi resin kation dan resin anion dalam jumlah yang sama. Unit ini juga dilengkapi dengan resin trap yang bertujuan untuk mengatasi kebocoran akibat kerusakan bagian bawah yang dapat menyebabkan resin terbawa keluar vessel dan terbuang. Material unit mixbed ini adalah carbon steel rubber lined. Pada pengoperasiannya, air yang diproses akan dilairkan melalui saluran yang terdapat pada bagian atas vessel dan turun perlahan-lahan ke bagian bawah vessel sehingga ion-ion yang masih terlarut dalam air dapat diserap oleh resin kation dan resin anion pada waktu yang hampir bersamaan. Resin akan mengalami kejenuhan setelah beroperasi dengan kapasitas tertentu. Jika hal in terjadi, maka resin harus diregenerasi. Regenerasi resin dilakukan setiap 14 hari sekali. Kualitas air yang telah diolah di unit mixbed ini adalah sebagai berikut :Tabel 5. Kualitas air yang keluar dari Mixbed UnitNoParameterNilai

1

2

3

4Konduktivitas pada 25oC

Silika (SiO2)

Total Padatan Terlarut (TDS)

Total Gallonmaks 0,25 mhos

maks 0,005 ppm

maks 0,1 ppm

33.600 m3

Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions IndonesiaSpesifikasi Mixbed Exchanger Unit dijelaskan pada tabel di bawah ini :

Tabel 6. Spesifikasi SAC Exchanger UnitQuantity offered1 unit




2.500 mm


Net OBR 33.600 m3


Resin TypeMarathon C Dowex

Marathon A Dowex

Resin Quantity : Marathon C Dowex

Marathon A Dowex1.230 liter

1.230 liter

Regeneration Quantity (100 %) kg/unit

Marathon C Dowex

Marathon A Dowex122 kg H2SO4 98 %

122 kg NaOH 48 %








Caustic Pre-injection Cycle Time5 min

Caustic Pre-injection Cycle Flow7,10 m3/hr

Caustic Injection Cycle Time56 min

Caustic Injection Cycle Flow7,70 m3/hr

Caustic Slow Rinse Cycle Time 61 min

Caustic Slow Rinse Cycle Flow7,1 m3/hr

Acid Pre-injection Cycle Time5 min

Acid Pre-injection Cycle Flow7,40 m3/hr

Acid Injection Cycle Time56 min

Acid Injection Cycle Flow7,70 m3/hr

Acid Rinse Cycle Time61 min

Acid Rinse Cycle Flow7,40 m3/hr

Drain Down Cycle Time3 min

Air Scouring Cycle10 min

Fast Rinse Cycle Time20 min

Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions Indonesia3. Demineralized Water Storage System

3.1. Demineralized Water Storage Tank

Tangki demin water digunakan untuk menyimpan air bebas mineral (demin water) yang memiliki kemurnian yang tinggi. Tangki ini dilengkapi dengan transmitter untuk memantau tinggi air bebas mineral (demin water) di dalam tangki.

4. Regeneration System

4.1. Demineralized Water Transfer Pump

Pompa transfer ini digunakan untuk mengalirkan demin water untuk regenerasi di unit SBA, SCA dan mixbed. Pompa ini dilengkapi dengan pressure gauge pada bagian akhir debit untuk memantau tekanan debit dan sebuah saklar tekanan yang akan menunjukkan sinyal ke PLC selama discharge tekanan tinggi.

4.2. Caustic Storage Tank

Tangki penyimpanan kaustik soda ini dibuat dengan material dari carbon steel coating epoxy. Tangki ini dilengkapi dengan inlet-outlet drain dan saluran overflow, juga dilengkapi dengan level indicator. Larutan kaustik ditransfer dengan menggunakan dosing pump.4.3. Acid Storage Tank

Tangki penyimpanan asam sulfat ini dilengkapi dengan inlet-outlet drain, saluran overflow, level indicator dan fume absorber (penyerap asap). Larutan asam sulfat ditransfer dengan menggunakan dosing pump.4.4. Dosing Pump

Dua unit dosing pump disediakan untuk setiap vessel untuk proses regenerasi di unit SAC, SBA dan mixbed. Sistem ini dioperasikan secara otomatis. Flow switch disediakan di bagian debit pompa yang akan memberikan sinyal ke PLC jika tekanan hisap rendah.

4.5. Heat Exchanger

Sebuah unit penukar panas atau heat exchanger disediakan untuk proses regenerasi di unit SBA dan mixbed. Unit penukar panas ini digunakan untuk memanaskan air bebas mineral (demin water) dari temperatur 30oC menjadi 80oC. Unit penukar panas ini berupa shell yang terbuat dari material carbon steel dan tube yang terbuat dari material SS 304.

5. Effulent Disposal System5.1. Neutralization Tank

Sebuah tangki netralisasi setinggi 6,3 meter disediakan untuk menampung bahan kimia berlebihan yang digunakan selama proses regenerasi. Selain itu, digunakan juga untuk membilas carbon filter, SAC, SBA dan mixbed unit.

Langkah-langkah melakukan regenerasi resin kation dan anion, yaitu :

1. Filling ( mengisi vessel cation, anion, dan mixbed exchanger dengan air filtered water di bagian atas (top). Pengisian vessel ini bertujuan untuk menahan resin agar tidak berpindah posisi sehingga dapat dicuci dari arah berlawanan (backwash).2. Backwash ( air masuk mengalir dari bagian bawah (bottom) ke bagian atas (top). Proses ini merupakan proses pencucian dari arah berlawanan. Tujuannya adalah untuk mengaduk resin sehingga resin kation yang berat jenisnya lebih besar dari berat jenis anion akan bergerak ke bawah dan resin anion akan bergerak ke atas. Selain itu, backwash bertujuan untuk membersihkan resin yang masih kotor sehingga kotoran terlepas dari resin dan bisa dibuang.

3. Middle Collector Flush ( membersihkan atau mem-flushing bagian tengah vessel atau bagian permukaan atas resin. Hal ini dilakukan karena permukaan atas resin merupakan bagian yang pertama kali berkontak langsung dengan bahan kimia. Bagian ini juga merupakan bagian yang paling sering dijumpai kandungan silika yang tinggi (high silica).

4. Acid / caustic pre-injection ( mengatur laju injeksi (injection flow rate) dari bagian bawah (bottom) dan keluar bagian tengah (middle collector). Langkah ini merupakan persiapan injeksi, yang juga bertujuan untuk mengencerkan bahan kimia sebelum masuk vessel.5. Acid / caustic injection ( menginjeksi larutan asam sulfat atau kaustik soda 2 % dan 4 % dari bagian bawah (bottom) dan keluar bagian tengah (middle collector).

6. Acid / caustic rinse ( mencuci resin dengan mengalirkan air bebas mineral (demin water) dari bagian bawah (bottom) dan keluar dari bagian tengah (middle collector). Langkah ini sebagai proses pembilasan awal yang juga bertujuan untuk menghilangkan larutan asam sulfat atau kaustik soda yang masih tertinggal di dalam vessel.7. Final rinse ( mencuci resin dan membersihkan larutan asam sulfat dan kaustik soda yang masih tertinggal di vessel pada laju operasi (operating flow rate) yang lebih tinggi. Langkah ini merupakan proses pembilasan lanjutan dengan menggunakan air dari cation exchanger yang masuk dan mengalir dari bagian atas (top) ke collector drain di bagian bawah (bottom).4.5. PerhitunganData spesifikasi two bed (cation dan anion exchanger) dan mixbed Unit

Tipe resin :

Cation exchanger= Dowex Marathon C

Anion exchanger= Dowex Marathon A

Mixbed

= Cation ( Dowex Marathon C

Anion ( Dowex Marathon A

Volum resin :

Cation exchanger= 3.880 liter

Anion exchanger= 7.830 liter

Mixbed

= Cation ( 1.230 liter

Anion ( 1.230 liter

Pemakaian bahan kimia :

Cation exchanger= H2SO4 98 % sebanyak 297 kg

Anion exchanger= NaOH 48 % sebanyak 609 kg

Mixbed

= H2SO4 98 % sebanyak 122 kg

NaOH 48 % sebanyak 122 kg

(Sumber : PT.Doshion Veolia Water Solutions Indonesia)Tabel 1. Data Regenerasi Two Bed ADP lama di PUSRI II pada Bulan Januari 2011TanggalADP Lama

RegenerasiNaOHH2SO4Waktu

18 cm3,5 cm3 jam

28 cm3 cm3 jam

38 cm3 cm3 jam

48 cm3 cm3 jam

58 cm3 cm3 jam

68 cm3 cm3 jam

77,5 cm3 cm3 jam

88 cm3,5 cm3 jam

98 cm3,5 cm3 jam

108 cm3 cm3 jam

11----

128 cm3 cm3 jam

138 cm3 cm3 jam

14----

158 cm3 cm3 jam

168 cm3 cm3 jam

178 cm3 cm3 jam

188 cm3 cm3 jam

198 cm3,5 cm3 jam

208 cm3,5 cm3 jam

218 cm3 cm3 jam

228,5 cm3 cm3 jam

238 cm3 cm3 jam

2412,5 cm4,5 cm3 jam

258 cm3 cm3 jam

268 cm3 cm3 jam

27----

288 cm4 cm3 jam

298 cm3,5 cm3 jam

308 cm3 cm3 jam

318 cm3 cm3 jam

Total28 x228,5 cm89,5 cm84 jam

Sumber : Logsheet demin plant P-II bulan Januari 2011Tabel 2. Data Regenerasi Two Bed ADP baru di PUSRI II pada Bulan Januari 2011TanggalADP Baru


112 cm3 cm5 jam

212 cm3 cm5 jam

3----

412 cm3 cm5 jam

512 cm3 cm5 jam

612 cm3 cm5 jam

712 cm3 cm5 jam

8- -- -

9-- - -

1012 cm3 cm5 jam

1112 cm3 cm5 jam

12----

1312 cm3 cm5 jam

1412 cm3 cm5 jam

1510,5 cm3 cm5 jam

1612 cm3 cm5 jam

1710 cm3 cm5 jam

18----

1910 cm3 cm5 jam

2012 cm3 cm5 jam

2112 cm3 cm5 jam

2212,7 cm2,7 cm5 jam

2326 cm10 cm5 jam

2412 cm3 cm5 jam

2512 cm3 cm5 jam

26----

2712 cm3 cm5 jam

2812 cm3 cm5 jam

2912 cm4 cm5 jam

30----

3113 cm3 cm5 jam

Total24 x298,5 cm79,5 cm120 jam

Sumber : Logsheet demin plant P-II bulan Januari 2011I. Perhitungan jumlah bahan kimia (H2SO4 dan NaOH) untuk regenerasi resin pada cation dan anion exchanger di ADP lama dan ADP baru secara aktual

a) ADP lama*Regenerasi untuk resin kation

Diketahui :

Diameter tangki = 304,8 cm

x 3,14 x (304,8 cm)2 x 3,19 cm

= 232.643,15 cm3

= 232,64 liter

Densitas H2SO4 98 % = 1,826 gr/cm3 = 1,826 kg/L

Massa H2SO4 = x volum

= 1,826 kg/liter x 232,64 liter

= 424,81 kgMaka, penggunaan bahan kimia (H2SO4) untuk regenerasi two bed ADP lama selama bulan Januari 2011 adalah 28 x 424,81 kg = 11.894,68 kg

*Regenerasi untuk resin anion

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 8,16 cm

= 595.099,71 cm3

= 595,10 liter

Densitas NaOH 48 % = 1,48 gr/cm3 = 1,48 kg/L

Massa NaOH = x volum


= 880,75 kg

Maka, penggunaan bahan kimia (NaOH) untuk regenerasi two bed ADP lama selama bulan Januari 2011 adalah 28 x 880,75 kg = 24.660,89 kgb) ADP baru

*Regenerasi untuk resin kation

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 3,31 cm

= 241.394,61 cm3

= 241,39 liter




= 440,78 kg

Maka, penggunaan bahan kimia (H2SO4) untuk regenerasi two bed ADP baru selama bulan Januari 2011 adalah 24 x 440,78 kg = 10.578,84 kg*Regenerasi untuk resin anion

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 12,44 cm

= 907.235,35 cm3

= 907,24 liter




= 1.342,71 kgMaka, penggunaan bahan kimia (NaOH) untuk regenerasi two bed ADP baru selama bulan Januari 2011 adalah 24 x 1.342,71 kg = 32.225,04 kgTabel 3. Data Regenerasi Mix Bed ADP lama di PUSRI II pada Bulan Januari 2011TanggalADP Lama


1----

2----

3----

4----

54 cm2 cm5 jam

6----

7----

8----

9----

10----

11----

12----

13----

14----

15----

16----

178 cm4 cm5 jam

18----

19----

20----

21----

22----

23----

24----

25----

26----

27----

284 cm2 cm5 jam

29----

30----

31----

Total3 x16 cm8 cm15 jam

Sumber : Logsheet demin plant P-II bulan Januari 2011Tabel 4. Data Regenerasi Mix Bed ADP baru di PUSRI II pada Bulan Januari 2011TanggalADP Baru


1----

2----

3----

4----

5----

6----

7----

8----

93,5 cm1,75 cm3,5 jam

10----

11----

12----

13----

14----

15----

16----

17----

18----

19----

20----

21----

22----

23----

243,5 cm1,75 cm3,5 cm

25----

26----

27----

28----

29----

30----

31----

Total2 x7 cm3,5 cm7 jam

Sumber : Logsheet demin plant P-II bulan Januari 2011II. Perhitungan jumlah bahan kimia (H2SO4 dan NaOH) untuk regenerasi resin pada mixbed exchanger di ADP lama dan ADP baru secara aktual

a. ADP lama*Regenerasi untuk resin kation

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 2,66 cm

= 193.990,83 cm3

= 193,99 liter




= 354,23 kg

Maka, penggunaan bahan kimia (H2SO4) untuk regenerasi mixbed ADP lama selama bulan Januari 2011 adalah 3 x 345,23 kg = 1.036,69 kg*Regenerasi untuk resin anion

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 5,33 cm

= 388.710,96 cm3

= 388,71 liter




= 575,29 kgMaka, penggunaan bahan kimia (NaOH) untuk regenerasi mixbed ADP lama selama bulan Januari 2011 adalah 3 x 575,29 kg = 1.725,87 kg

b. ADP baru

*Regenerasi untuk resin kation

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 1,75 cm

= 127.625,55 cm3

= 127,63 liter




= 233,05 kg

Maka, penggunaan bahan kimia (H2SO4) untuk regenerasi mixbed ADP baru selama bulan Januari 2011 adalah 2 x 233,05 kg = 466,1 kg

*Regenerasi untuk resin anion

Diketahui :


x 3,14 x (304,8 cm)2 x 3,5 cm

= 255.251,10 cm3

= 255,25 liter




= 377,77 kg

Maka, penggunaan bahan kimia (NaOH) untuk regenerasi mixbed ADP baru selama bulan Januari 2011 adalah 2 x 377,77 kg = 755,54 kg

III. Perhitungan jumlah produk air bebas mineral (demin water) di ADP lama dan ADP baru secara aktual

a. ADP lama

Diketahui :

Flowrate produk = 80 m3/jam

Produk yang dihasilkan dalam 1 hari= 80 m3/jam x 24 jam

= 1.920 m3Produk yang dihasilkan dalam 1 bulan = 1.920 m3 x 31 hari

(Bulan Januari 2011) = 59.520 m3

Loss product karena proses regenerasi

1 x regenerasi = 3 jam

Di bulan Januari 2011 melakukan 3 x regenerasi

Maka, loss waktu = 3 x 3 jam

= 9 jam

Flowrate product = 80 m3/jam

Loss product =80 m3/jam x 9 jam = 720 m3Total product aktual = 59.520 m3 720 m3

= 58.800 m3b. ADP baru

Diketahui : Flowrate produk = 100 m3/jam

Produk yang dihasilkan dalam 1 hari = 100 m3/jam x 24 jam

= 2.400 m3

Produk yang dihasilkan dalam 1 bulan = 2.400 m3 x 31 hari

(Bulan Januari 2011) = 74.400 m3

Loss product karena proses regenerasi

1 x regenerasi = 5 jam

Di bulan Januari 2011 melakukan 2 x regenerasi

Maka, loss waktu = 2 x 5 jam = 10 jam

Flowrate product = 100 m3/jam

Loss product =100 m3/jam x 10 jam = 1.000 m3Total product aktual = 74.400 m3 1.000 m3

= 73.400 m3 IV. Menghitung perbandingan efisiensi pemakaian bahan kimia untuk proses regenerasi ADP lama dan ADP baru secara aktual pada bulan Januari 2011Diketahui : Dari hasil perhitungan di atas, dapat disajikan sebagai berikut.

*ADP lama secara aktual

ParameterCation/AnionMixbed

Pemakaian H2SO411.894, 68 kg1.036,69 kg

Pemakaian NaOH24.660,89 kg1.725,87 kg

Total Galon2.200 m358.800 m3

*ADP baru secara aktual


Pemakaian H2SO410.578,84 kg446,1 kg

Pemakaian NaOH32.225,04 kg755,54 kg


*ADP baru secara desain

Perhitungan jumlah bahan kimia dan produk secara desain (PT Dishion Veolita)

Pada two bed exchanger, H2SO4 = 297 kg/ 1 x regenerasi

NaOH = 609 kg/ 1 x regenerasi

Pada mixbed exchanger, H2SO4 = 122 kg/ 1 x regenerasi

NaOH = 122 kg/ 1 x regenerasiMixbed ADP baru beroperasi setiap 14 hari, menghasilkan produk demin water sebanyak 33.660 m3. Dalam bulan Januari 2011, mixbed ADP baru beroperasi sebanyak 2 kali atau 28 hari.

1. Two bed exchanger melakukan proses regenerasi sebanyak 24 kali, maka :

Jumlah H2SO4 yang digunakan = 297 kg x 24 = 7.128 kgJumlah NaOH yang digunakan = 609 kg x 24 = 14.616 kg

2. Mixbed exchanger melakukan proses regenerasi sebanyak 2 kali, maka :

Jumlah H2SO4 yang digunakan = 122 kg x 2 = 244 kg

Jumlah NaOH yang digunakan = 122 kg x 2 = 244 kg


Pemakaian H2SO47.128 kg244 kg

Pemakaian NaOH14.616 kg244 kg


3. Jumlah produk demin water yang dapat dihasilkan mixbed ADP baru pada bulan Januari 2011, yaitu :2 x 33.600 m3 = 67.200 m3

Maka, dari perhitungan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut :ParameterADP lamaADP baru

Aktualaktualdesain

Pemakaian H2SO40,219 kg/m30,150 kg/m30,109 kg/m3

Pemakaian NaOH0,449 kg/m30,449 kg/m30,22 kg/m3

Total Galon58.800 m373.400 m367.200 m3

Efisiensi penggunaan bahan kimia (H2SO4 dan NaOH) ADP baru aktual terhadap desain

4.6. PembahasanPerhitungan evaluasi pemakaian bahan kimia (H2SO4 dan NaOH) pada proses regenerasi cation, anion, dan mixbed exchanger di New Additional Demin Plant (ADP) PUSRI II ini menggunakan beberapa data, seperti data spesifikasi cation ; anion ; mixbed exchanger, data spesifikasi resin kation-anion dan jumlah pemakaian bahan kimia untuk proses regenerasi. Dari data yang didapatkan, penulis akan menghitung jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4 dan NaOH) yang digunakan selama proses regenerasi, jumlah produk demin water yang dihasilkan dan perbandingan efisiensi penggunaan bahan kimia di ADP lama dan ADP baru di unit Utilitas PUSRI II serta perbandingan efisiensi penggunaan bahan kimia di ADP baru secara desain dan aktual.

Secara aktual, ketinggian bahan kimia (H2SO4) di two bed ADP lama adalah berkisar 3 sampai 3,5 cm dan ketinggian bahan kimia (NaOH) di two bed ADP lama adalah 8 cm. Dengan dosis seperti itu, akan menghasilkan demin water dengan kualitas yang baik. Berbeda dengan hal tersebut, ketinggian bahan kimia (H2SO4) di two bed ADP baru adalah 3 cm dan ketinggian bahan kimia (NaOH) di two bed ADP baru adalah 12 cm. Padahal, jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) secara desain adalah 6 cm. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) aktual adalah 2 x jumlah pemakaian bahan kimia secara desain. Ini berarti terjadi pemborosan dalam pemakaian bahan kimia (NaOH). Setelah penulis melakukan perhitungan, didapatkan hasil bahwa efisiensi jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) sebesar 45,05 %. Hal ini menunjukkan bahwa pemakaian bahan kimia (NaOH) di two bed ADP baru tidak efisien karena terdapat perbedaan jumlah pemakaian bahan kimia yang besar. Dari hasil perhitungan juga didapatkan hasil bahwa efisiensi pemakaian bahan kimia (H2SO4) sebesar 66,86 %. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) di two bed ADP baru cukup efisien karena hanya terdapat sedikit perbedaan jumlah pemakaian bahan kimia. Produk yang dihasilkan secara desain adalah 67.200 m3 dan secara aktual adalah 73.400 m3. Maka didapatkan nilai efisiensi kerja ADP baru adalah 91,55 %.

Dari perhitungan di atas, didapatkan hasil bahwa jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP lama adalah 0,219 kg/m3 sedangkan jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP baru adalah 0,150 kg/m3. Dari hasil perhitungan, terdapat sedikit perbedaan. Jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP lama lebih banyak daripada jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP baru sehingga pemakaian bahan kimia (H2SO4) secara aktual di ADP baru lebih efisien. Selanjutnya, jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) aktual di ADP lama adalah 0,449 kg/m3 dan hal yang sama juga penulis temukan di perhitungan pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP baru. Ini berarti pemakaian bahan kimia (NaOH) aktual di ADP lama dan ADP baru adalah sama. Sementara itu, dari hasil perhitungan didapat bahwa jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) desain di ADP baru adalah 0,109 kg/m3 sedangkan jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP baru adalah 0,150 kg/m3. Dari hasil perhitungan, terdapat sedikit perbedaan. Jumlah pemakaian bahan kimia (H2SO4) aktual di ADP baru lebih banyak daripada jumlah pemakaian secara desain sehingga pemakaian bahan kimia (H2SO4) di ADP baru tidak efisien. Selanjutnya, jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) desain di ADP baru adalah 0,22 kg/m3 sedangkan jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) aktual di ADP baru adalah 0,499 kg/m3. Hal ini menunjukkan bahwa jumlah pemakaian bahan kimia (NaOH) secara aktual adalah 2 x jumlah pemakaian bahan kimia secara desain. Ini berarti pemakaian bahan kimia (NaOH) aktual terhadap desain tidak efisien.

Bab IV Tgs Khusus Fix

Documents