BAG FILTER

MAKALAH EQUIPMENT MAINTENANCE

PNJ – PT. HOLCIM INDONESIA TBK.

HENGKI SETIAWAN

NIM. 5212220011

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA-EVE HOLCIM INDONESIA

JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

KONSENTRASI REKAYASA INDUSTRI

NAROGONG

FEBRUARI, 2015

Teori

Pencemaran udara (air pollution) yaitu masuknya atau

dimasukkannya zat, energi, atau komponen lainnya ke dalam

udara ambien oleh kegiatan manusia. Akibat dari

pencemaran udara adalah mutu udara ambien turun sampai ke

tingkat tertentu. Dampak dari menurunnya mutu udara

ambien yaitu udara ambien tidak dapat memenuhi fungsinya.

Sangat banyak kegiatan manusia yang dapat menghasilkan

pencemar udara. Pencemar udara (air pollutant) yaitu zat yang

berada di atmosfer dalam konsentrasi tertentu yang

bersifat membahayakan manusia, binatang, tumbuhan atau

benda-benda lain. Contoh pencemar udara Antara lain,

debu, gas CO, gas NO2, gas SO3, gas HC, gas NH3 dan masih

banyak lagi.

Salah satu pencemar udara yang ada di pabrik semen

adalah debu. Debu yang dihasilkan dari pembuatan semen

sangat banyak. Debu yang dihasilkan tidak jarang sulit

untuk dikontrol. Debu yang tidak terkontrol akan

menimbulkan berbagai permasalahan. Permasalahan yang

utama yaitu pencemaran lingkungan. Dari segi keselamatan

kerja, debu juga mempunyai pengaruh yang sangat besar.

Sebagai contoh, ketika ada karyawan bekerja di area

Pabrik dan lingkungan dipenuhi debu, maka kondisi kerja

sudah tidak aman. Kondisi tidak aman ini dikarenakan

jarak pandang yang terbatas dan pengaruh debu ke system

pernafasan akan mengganggu dalam bekerja. Maka untuk

mengendalikan debu yang dihasilkan dari proses pembuatan

semen dibutuhkan alat dedusting atau dust collector.

Bag filter merupakan alat dedusting (pengumpul debu) yang

sering digunakan di pabrik semen. Di PT Holcim Indonesia

Tbk, banyak Bag Filter yang digunakan untuk proses Dedusting.

Bag filter merupakan alat dedusting yang paling efektif

dari beberapa jenis dust collector. Bag filter dapat

menyaring 99% debu halus yang bercampur udara panas.

Efisiensi bag filter yang tinggi disebabkan oleh media

yang digunakan untuk menangkap debu. Bag filter menggunakan

Cloth Bag sebagai media penangkap debu. Udara yang

tercampur debu dimasukkan ke dalam bag house dengan

memanfaat hisapan Fan. Udara akan melewati Cloth bag,

sedangkan debu yang terbawa udara akan tertahan oleh Cloth

Bag. Udara yang tertahan oleh cloth bag selanjutnya akan

dijatuhkan dan akan dimasukkan ke transport produk.

Seperti equipment-equipment yang lain, Bag filter

memiliki kelbihan dan kekurangan. Kelebihan dari

penggunaan bag filter adalah :

1. Efisiensi pengumpulan debu yang sangat tinggi,

meski untuk partikulat debu yang sangat kecil.

2. Dapat dioperasikan pada kondisi debu dan volume

alir yang berbeda beda.

3. Tidak beresiko menimbulkan pencemaran air dan

tanah.

4. Tidak membutuhkan tenaga listrik yang besar untuk

mengoperasikan bag filter. Tidak seperti

Electrostatic Precipitator.

Sedangkan untuk kekurangan dari penggunaan bag

filter yaitu :

1. Memerlukan area yang luas (relative).

2. Material kain akan dapat rusak akibat adanya

temperature yang tinggi ataupun korosi bahan

kimia.

3. Tidak dapat beroperasi pada kondisi material

basah.

4. Kain dapat lengket, dapat berpotensi menimbulkan

kebakaran atau meledak.

5. Bag bekas yang sudah tidak terpakai akan menjadi

sumber polusi yang lain.

1.1 Jenis Bag Filter

Dalam perancangan bag filter terdapat beberapa

desain Bag filter. Desain ini dibedakan

berdasarkan system pembersihan debu yang

tertangkap oleh bag. Antara lain :

1.1.1 Shaker Bag Filter.

Proses pembersihan debu dari bag

menggunakan gaya guncang. Bag yang dipasang

pada shaft akan berguncang karena gerakan

eksentrik dari shaft. Selain memanfaatkan

gerakan eksentrik shaft, ada juga yang

menggunakan vibrator untuk menggetarkan bag.

Debu yang menempel akan terjatuh akibat

getaran vibrator tersebut. Pada desain bag

filter ini terdapat pula system Rapping yang

menggunakan pelatuk sebagai pembersih debu.

Rapping bergerak memutar secara periodic

memukul hanger bag. Akibat dari pukulan ini

adalah rontoknya debu yang menempel pada bag

ke dalam Hopper.

Gambar 2.1 Shaker Bag Filter

1.1.2 Reverse Air Bag Filter.

Pada sistem reverse air, proses pembersihan

debu hasil filtrasi menggunakan udara bersih.

Proses pembersihan terjadi karena adanya

semburan dari fan tambahan. Pada Bag Filter

ini terdapat dua jenis damper, yaitu inlet

damper dan poppet damper. Pada saat proses

filtrasi, inlet damper akan terbuka sehingga

udara kotor bisa masuk ke bag house. Selama

proses filtrasi, poppet damper harus tertutup

agar aliran udara dari fan tambahan tidak

bertabrakan dengan udara kotor. Poppet damper

akan terbuka ketika proses cleaning, sedangkan

inlet damper akan tertutup. Pada saat poppet

damper terbuka, maka udara dari fan tambahan

akan mengalir berlawanan dengan arah aliran

udara kotor. Dengan arah aliran yang

berlawanan ini, maka debu yang menempel di bag

akan terjatuh kedalam Hopper. Setelah proses

pembersihan selesai, poppet damper akan

tertutup dan Inlet damper akan terbuka

kembali.

.

Gambar 2.2 Reverse Air Bag Filter

1.1.3 Pulse Jet Bag Filter.

Proses pembersihan pada system Pulse Jet

adalah dengan memanfaatkan udara bertekanan

yang disemburkan ke Bag Cloth. Dalam Pulse Jet

Bag filter ini terdapat 3 bagian utama, yaitu

Clean Air Plenum, Filtration Housing & Hopper.

Clean Air plenum terletak di bagian atas

sebagai tempat udara bersih hasil penyaringan.

Udara yang sudah tersaring akan dikeluarkan

dengan memanfaatkan hisapan fan. Clean Air

Plenum terhubung langsung dengan Fan melalui

outket Ducting. Filtration Housing merupakan

tempat terjadinya penyaringan udara kotor.

Pada Filtration Housing terdapat Cloth Bag

sebagai media penyaring. Pada bagia bawah,

terdapat Hopper yang berfungsi sebagai tempat

jatuhnya material hasil penyaringan.

Gambar 2.3 Pulse Jet Bag Filter

1.2 Bagian-bagian Bag Filter

1.2.1 Bag Housing

Bag housing merupakan kotak tempat filter.

Housing bag filter dibagi menjadi 2 bagian

yaitu bagian atas yang merupakan ruang udara

bersih (plenum), dan bagian bawah sebagai

ruang udara kotor. Filter dipasang pada ruang

udara kotor. Konstruksi dari housing harus

cukup kuat menahan tekanan udara positif

maupun negatif/vakum. Selain itu, bag housing

harus kedap udara agar udara dari luar tidak

masuk ke system.

Gambar 2.4 Bag Housing

1.2.2 Filter / Bag Cloth

Filter berbentuk kantong silinder dengan

bagian atas berlubang dan pada bagian bawah

tertututp (buntu). Filter merupakan bagian

terpenting dalam bag filter. Filter berfungsi

untuk menangkap debu yang terbawa udara kotor.

Material filter terdiri dari jenis polyester,

polypropelene, fiberglass dll. Pemilihan jenis

filter tergantung jenis debu yang akan

disaring. Selain jenis debu, sifat kimiawi

dari debu dan udara yang disaring seperti

kandungan asam, alkali, suhu udara juga

mempengaruhi pemilihan jenis Filter.

Gambar 2.5 Filter / Bag Cloth

1.2.3 Filter Cage

Filter cage berbentuk keranjang/cage/frame

yang dipasang pada bagian dalam filter. Fungsi

filter cage adalah untuk menahan filter tetap

mengembang sehingga udara dapat lewat

didalamnya. Filter cage ini terbuat dari

material besi galvanis dengan diameter 5-6mm.

Gambar 2.6 Filter Cage

1.2.4 Venturi

Venturi terletak pada bagian atas

cage/filter (bagian keluarnya udara dari

silinder filter). Fungsinya adalah mengarahkan

udara pulse jet pembersih filter. Penggunaan

venturi akan meningkatkan efektifitas

pembersihan filter, bila tanpa venturi tekanan

compressor adalah 6-8 bar dengan venturi

tekanan cukup 4-6 bar. Material terbuat dari

plat galvanis atau aluminium cor.

Gambar 2.7 ventury.

1.2.5 Tubesheet

Tubesheet merupakan lembaran plat dengan

beberapa lubang di permukaannya. Fungsi dari

Tubesheet adalah untuk memisahkan antara

Plenum (sisi udara bersih) Bag Filter dengan

sisi udara kotor. Tubesheet juga berfungsi

sebagai tempat untuk memasang Filter Bag.

Lubang-lubang pada Tubesheet adalat tempat

dimasukkannya Filter Bag dan sebagai penahan

Filter Bag. Oleh sebab itu, lubang pada

Tubesheet tidak boleh lebih besar dari

diameter luar Filter Bag. Jika lubang terlalu

besar, maka udara kotor akan lolos menuju

Plenum.

1.2.6 Solenoid valve

Solenoid valve merupakan katup pembuka

aliran compressed air kedalam kantong filter,

untuk membersihkan filter.

Gambar 2.8 Solenoid Valve

1.2.7 Header, diafragma & nozzle

Header adalah tabung penampung compressed

air. Diafragma adalah pipa penghubung dari

solenoid valve ke nozzle, ukurannya sama

dengan solenoid valve. Nozzle merupakan alat

untuk menyemprotkan udara bertekanan ke

filter.

1.2.8 Rotary Air Lock

Rotary air lock terdapat pada bagian bawah

Housing. Fungsi Rotary Air Lock adalah untuk

pembuangan debu yang tertampung di hopper,

walaupun tetap berputar tetapi udara tidak

dapat masuk/keluar dari dalam Bagfilter.

Rotary air lock umumnya digerakkan oleh motor

dengan perantara gearbox.

Gambar 2.9 Rotary Air Lock

1.2.9 Blower

Blower adalah kipas udara sentrifugal yang

digerakkan oleh motor listrik, equipment ini

berfungsi menghisap udara polusi dari proses

ke bag filter. Blower mengunakan pulley dan

vent belt sebagai transmisi. Dilengkapi dengan

silencer untuk mengurangi kebisingan.

Gambar 2.10 Blower

1.2.10 Hanger Bag

Hanger Bag merupakan tempat untuk

menggantung Filter Bag. Hanger Bag hanya

terdapat pada Bag Filter dengan Shaking

Cleaning Sistem.

1.2.11 Vibrator & Pelatuk

Vibrator merupakan alat untuk menimbulkan

efek getaran pada Shaking Bag Filter. Getaran

dari Vibrator digunakan untuk merontokkan debu

yang menempel pada Filter Bag. Pelatuk

memiliki fungsi sama dengan vibrator.

Perbedaannya adalah pada pemakaiannya, pelatuk

digerakkan secara memutar. Dari putaran

tersebut, pelatuk digunakan untuk memukul

Hanger Bag sehingga bag akan bergetar dan debu

jatuh.

1.2.12 Inlet Damper & Poppet Damper

Inlet Damper & Poppet damper digunakan pada

Bag Filter dengan system Cleaning Reverse Air.

Inlet Damper digunakan untuk mengatur udara

kotor yang akan masuk ke Bag House. Ketika

proses Cleaning, Inlet Damper akan menutup,

ketika proses cleaning selesai Inlet Damper

akan terbuka kembali. Sedangkan fungsi dari

Poppet Damper adalah untuk mengatur udara yang

digunakan untuk membersihkan Filter Bag.

Ketika Proses Cleaning Poppet damper akan

terbuka & akan menutup kembali pada saat

proses Filtrasi.

1.3 Prinsip kerja Bag Filter

Bag filter sistem atau Dust Collector system

merupakan suatu kesatuan yang terdiri dari ducting,

bag filter dan blower. Fungsi blower adalah

menghisap partikel atau debu yang dihasilkan dari

proses produksi. Partikel debu yang terhisap

kemudian disaring pada bag filter sehingga udara

yang keluar menjadi bersih. Partikel debu dihisap

oleh blower yang berada di outlet ducting. Partikel

atau debu bergerak dari lubang hisap melalui line

ducting – bagfilter – blower. Debu dan partikel

masuk kedalam ruang udara kotor dalam bagfilter.

Sebagian besar partikel akan jatuh dalam hopper dan

sisanya yang halus akan tersaring dan menempel pada

dinding luar filter. Debu yang menempel pada bag

kemudian dibersihkan menggunakan Cleaning Sistem.

Udara bersih keluar dari filter menuju ruang udara

bersih dihisap oleh blower dan dibuang ke udara

bebas. Bagfilter ini dilengkapi dengan cleaning

sistem, yaitu pembersih filter yang memiliki jenis

berbeda beda. Pada 566 BF 1 sistem pembersihan

filter menggunakan Pulse Jet Sistem. Udara dari

compressor terkumpul di Header. Pada saat

pembersihan udara katup solenoid akan membuka

mengalirkan udara kompressi kedalam filter (untuk

merontokkan lapisan debu pada dinding luar filter.

Gambar 2.11 prinsip kerja bag filter

1.4 Parameter Operasi

Hindari high Differential pressure over filter

dan (n -1) chamber yang tidak beroperasi.

Hindari temperatur yang tinggi dan terlalu

rendah.

Hindari high dust load (e.g. dosing

fluctuations).

Gunakan temperatur dan water injection control

loops yang benar.

Gunakan gas flow control loop yang benar.

Gunakan interlock yang benar.

Hindari kondisi yang menyebabkan build-up or

corrosion.

Gunakan start-up dan shut-down procedure yang

benar.

Gunakan Dp-control di dalam timer control (bila

memungkinkan).

1.5 Peran Equipment dalam Proses.

Bag Filter memiliki

1.6 Critical Parts

Filter Bag

Filter cage

Nozzle

Regulator

1.7 Masalah Pada Bag Filter & Penyebabnya

Pada operasional Bag Filter, banyak terjadi

masalah yang dapat mengakibatkan kurang optimalnya

fungsi Bag filter, adapun masalah tersebut antara

lain :

Gas/Dust Distribution Problem.

Indikator-indikator abnormal/malfunction

- Kerusakan bagian dalam atau rusak di

bags

- Flow material yang masuk ke hopper

tidak merata, hopper overfilling

- Beberapa compartment membutuhkan

frekwensi cleaning yang lebih

banyak(separate Dp-measurement)

- Build-up, erosi, terlihat pada

beberapa tempat

Penyebab

- Kesalahan Design

- Material build-up menghalangi

distribusi gas flow (sebagian

blocking di inlet duct/ filter bags)

- Lubang-lubang korosif yang

mengakibatkan gas mengarah bypas ke

beberapa bagian

- Kekeliruan indikasi posisi damper.

Filtration Problem

Indikator-indikator abnormal/malfunction

- High dust emission (> 20 mg/Nm3)

- High pressure difference over bag

filter (> 15 mbar) atau high cleaning

frequency

- Setelah off-line cleaning Dp tetap

tinggi atau high cleaning frequency

Penyebab dust emisi tinggi

- Bag filter rusak atau lepas

Korosif pada sangkar, over-cleaning, Gesekan antar

bag atau dgn dinding, over-temperature, too high

Dp over bags, high gas velocities

- Kerusakan tube sheet atau dinding

separasi raw gas

- High cleaning frequency (kesalahan

timer control)

- Wrong fabric

- Very fine dust particles

Penyebab high Dp atau high cleaning

frequency

- High gas flow rate (e.g. false air)

- High dust load (e.g. dosing

fluctuations)

- Tidak cukupnya cleaning

- Build-up or blockages

- Permukaan bag tertutup(encrustation,

moisture, condensation/sublimation,

pemampatan dust cake) atau inside

fabric (penetration of very fine

particles, condensation/sublimation)

- Kesalahan indikasi posisi damper

- Kesalahan control loop gas flow

Cleaning System Problem

Indikator abnormal/malfunction- High cleaning frequency atau high

pressure difference over filter (>15mbar)

- Dust build up antara bag denganbag/dinding

- Bag blocked atau cage korosif dekatbag venture

- Pressure di header menurun selamacleaning cycle

- Membran valve are “farting” and nothissing(berdesis)

Penyebab

- Oil atau water masuk ke pipa udara

compressor

- Compressor terlalu kecil atau dipakai

untuk bagian lain

- Air vessel atau pipa terlalu kecil

atau mempunyai hambatan yang besar

- High temperature, chemical or

mechanical wear of membranes

- Terputusnya air pressure(disconnected

or turned)

- Kebocoran di pulse bar sealing atau

posisi lain di air supply

- Blocked di pulse bar atau valve closed

- Kekeliruan cleaning strategy (timer

control)

- Dp set point terlalu rendah atau

difference antara cleaning on/off

switch points terlalu tinggi(optimal:

0.5 – 1 mbar)

Preventive actions

- Pastikan separasi oil dan water serta

air dryers bekerja baik

- Jangan menyambung bagian lain dengan

cleaning air supply

- Ganti segera membran valve yang rusak

- Gunakan strategi cleaning yang

benar(lebih baik Dp daripada timer

control)

- Hindari cleaning terus-menerus

Dust Settling Problem

Indikator abnormal/malfunction

- Over pengisian pada dust transport

system ketika gas flow berkurang saat

filter shut down

- Dp over filter sangat sensitive

terhadap gas flow (lebih dari

quadratic) dan sangat tinggi(>20

mbar)

- Dust build up antar bag atau bag dgn

dinding

Penyebab

- Kompartemen tidak semuanya

digunakan(kesalahan indikasi posisi

damper )

- Kesalahan gas flow control loop

- Dust tidak menggumpal (sangat kering)

atau tidak terbentuk layer yang stabil

di bag

- Terlalu tinggi “can-velocity”

Penyebab Terjadinya Failure/Kerusakan.

Mechanical failures:

- Erosi oleh high gas velocity, erosi

dust atau tidak meratanya distribusi

gas

- Kerusakan selama instalasi (membran)

Chemical attack (tergantung kualitas

bag):

- Hydrolysis (moisture)

- Strong alkali, acid milieu or

oxidizing conditions

- High NOx (saat mendekati titik embun)

Thermal damage:

- Shrinkage (penyusutan),

elongation(pemanjangan)

- Partial burning (spark)

1.8 Periodical & Preventive Maintenance.

Lepas bag untuk di analysis setiap setengah

tahun

Catat cleaning cycle time dan atau konsumsi

udara compressor

Hindari kondisi-kondisi yang membuat

malfunction dengan cara membetulkan gas flow,

temperature, Dp dan water injection control

loop dan interlocking

Untuk stop lama: jalankan cleaning system 1

jam lebih untuk membersihkan dust sebanyak

mungkin

Start setelah stop lama: carry out pre-coating

to protect bags.

1.9 Unplan Maintenance

Shut down for filter inspection:

a. Shut down fan, bag cleaning system dan dust

transport pada saat bersamaan untuk melihat

filter dalam kondisi mendekati operasi.

b. Amati dimana dust terakumulasi.

Broken bags:

a. Gunakan broken bag detector untuk

mengidentifikasi kamar yang bag-nya rusak

dengan membandingkan puncak emisi waktu

cleaning sequence

b. Untuk menurunkan emisi bag filter, lakukan

step-step berikut sampai problem teratasi:

i. 1st: Tutup valve cleaning pada bag row

yang sudah teridentifikasi

ii. 2nd: Isolate identified chamber, jika

jumlah chamber >4

iii. 3rd: Lepas bag yang rusak dan letakkan

metal plate di atas lubang tube sheet

iv. 4th: Pasang bag baru

v. 5th: Catat posisi bag yang rusak, analysa

bag

1.10 Inspection.

Running Inspection Bag Filter

Area : Finish Mill Nar 2

No Eq Item check Standard Kondisi* Keterangan

1 BF Orifice Pipe No RippedPressure Gauge

5-6 kgf/cm2

Pulse Valve No StuckDividing Pipe No LeakManometer <150 mmH2OSolenoid No RippedHousing Bin No LeakExhoust Pneumatic

No Leak

Hopper No LeakInlet Duct No PlugOutlet Duct No PlugDamper No

Stuck/BrokeFlexible No Ripped

1

345678910

Dust loaden air

Bag cageClean air outlet (Plenum )Tube sheet Filter bagVenturiLocking ring (or snap band fixation)BlowpipeHeader (com pressed air tank)

2 Diffuser11

12131415161718

Diaphragm pulse valve

Pulse control tim erRotary valveDifferential pressure gaugeClosing valveCom pressed air binRegulation dam per valveFan

19 Purge unit with hand reducer and filter set

JointStack No Dust on

Exhoust

Explanation :

√ : Good Φ : MonitorO : Not Good X : Broken / Damage

Daftar Pustaka

1. Faisal Sahabuddin. Studi Kasus Kadar Debu Semen Di Bagian Gudang Pt.Hasjrat Abadi, Kota Gorontalo. Universitas Negeri Gorontalo

2. Nishant Mohurle, Prof. N. R. Thakare. June 2013. Analysis on Fabric Filtration Material for Pulse Jet Fabric Filter Volume 3, Issue 6. (ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008 Certified Journal).

3. Latar Muhammad Arief, Ir, MSc. Presentasi Pembersih Udara. Universitas Esa Unggul.