Upload
ridwan-prasetyo
View
131
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
pengertian fluidisasi
Citation preview
FLUIDISASI Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Unit Operasi 2 Mekanika Fluida
DISUSUN OLEH
Fatma Tsaniya Chamdani 21030114120055
Fortuna Evans 21030114130158
Novian Indra Agung P 21030114120026
Rizqi Pindy Wisudawati 21030114120052
Sekar Ayu Septianis 21030114120025
Siti Aghnia Salsabilla P 21030114130138
Charis Ahmad 21030114120105
Singgih Oktavian 21030114140128
Inaya Yuliandaru 21030114130134
Randy Dwi Pramono 21030114140127
M Adi Setiawan 21030114120014
Iik Febriana 21030114120109
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2016
ii
PRAKATA
Puji syukur di panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa berkat karuniaNya makalah tentang Fluidisasi ini dapat diselesaikan dengan lancar sesuai harapan. Terselesaikannya laporan ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu ucapan terima kasih juga di sampaikan kepada Bapak Slamet Priyono, MS selaku dosen pengampu matakuliah Unit Operasi II Mekanika Fluida, dan seluruh teman-teman yang telah membantu baik dalam segi waktu maupun motivasi.
Makalah ini berisi materi Fluidisasi. Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik cair maupun gas. Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat seperti fluida dengan viskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi sejumlah partikel padat berbentuk bola. Melalui unggun padatan ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut unggun diam atau fixed bed.
Makalah ini telah disusun sebaik mungkin, namun disadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Oleh karena itu, kritik dan saran dari berbagai pihak diperlukan untuk makalah yang lebih baik. Akhir kata, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Semarang, April 2016
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
PRAKATA ............................................................................................................ ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................. v
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1
1.2 Tujuan Percobaan .................................................................................. 1
1.3 Manfaat Percobaan ................................................................................ 1
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................... 2
2.1 Pengertian fluidisasi .............................................................................. 2
2.2 Jenis-jenis fluidisasi .............................................................................. 3
2.3 Alat-alat fluidisasi ................................................................................. 4
2.4 Prinsip kerja proses fluidisasi ............................................................... 6
2.5 Cara kerja proses fluidisasi ................................................................... 8
2.6 Fenomena dan faktor proses fluidiasasi ................................................. 9
2.7 Aplikasi proses fluidisasi ..................................................................... 10
BAB III PENUTUP .............................................................................................. 13
3.1 Kesimpulan ............................................................................................ 13
3.2 Saran ...................................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 14
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Fluidized Bed Reactor ....................................................................... 4
Gambar 2.2 Penerapan Fluidized bed reactor pada Industri ................................. 4
Gambar 2.3 Fluid Bed Drying System .................................................................. 5
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Proses Fluidisasi .......................................................... 7
Gambar 2.5 Cara Kerja Fluidized bed reactor ...................................................... 8
Gambar 2.6 Diagram alir Fluidized bed drier ....................................................... 9
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Pendahuluan
Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik
cair maupun gas. Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat
seperti fluida dengan viskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi
sejumlah partikel padat berbentuk bola. Melalui unggun padatan ini kemudian dialirkan
gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam,
karena gas hanya mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran
padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa
menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut
unggun diam atau fixed bed.
Dalam dunia industri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti
transportasi serbuk padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus,
perpindahan panas (seperti pendinginan untuk bijih alumina panas), pelapisan plastik
pada permukaan logam, proses drying dan sizing pada pembakaran, proses pertumbuhan
partikel dan kondensai bahan yang dapat mengalami sublimasi, adsorpsi (untuk
pengeringan udara dengan adsorben), dan masih banyak aplikasi lain.
1.2 Tujuan
1. Mahasiswa mampu mengetahui pengertian proses fluidisasi
2. Mahasiswa mampu menjelaskan prinsip kerja proses fluidisasi
3. Mahasiswa mampu menjelaskan aplikasi proses fluidisasi pada Industri
1.3 Manfaat
1. Mahasiswa mengetahui pengertian proses fluidisasi
2. Mahasiswa mengetahui prinsip kerja proses fluidisasi
3. Mahasiswa mengetahui aplikasi proses fluidisasi pada Industri
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Fluidisasi
Fluidisasi dipakai untuk menerangkan atau menggambarkan salah satu cara
mengontakkan butiran-butiran padat dengan fluida (gas atau cair). Sebagai ilustrasi
dengan apa yang dinamakan fluidisasi ini, kita tinjau suatu bejana dalam air di dalam
mana ditempatkan sejumlah partikel padat berbentuk bola, melalui unggun padatan ini
kemudian dialirkan gas dengan arah aliran dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup
rendah partikel padat akan diam. Keadaan yang demikian disebut sebagai unggun diam
atau ”fixedbed”. Kalau laju alir gas dinaikkan, maka akan sampai pada suatu keadaan
dimana unggun padatan tadi tersuspensi di dalam aliran gas yang melaluinya. Pada
kondisi partikel yang mobil ini, sifat unggun akan menyerupai sifat-sifat suatu cairan
dengan viskositas tinggi, misalnya ada kecenderungan untuk mengalir, mempunyai sifat
hidrostatik. Keadaan demikian disebut “fluidized bed”
Bila suatu fluida cair maupun gas mengalir perlahan melalui unggun/tumpukan
partikel-partikel zat padat yang posisinya tetap (masih belum mengakibatkan partikel
bergerak), maka penurunan tekanan fluida yang disebabkan oleh hambatan zat padat (
messure drop), adalah sesuai dengan persamaan Ergun, sebagai berikut:
Φs = sphericity, perbandingan luas permukaan bola terhadapt luas partikel
sesungguhnya pada volume yang sama
ε = porocity, perbandingan volume rongga atau sela unggun terhadapt volume
unggun
Vo = superficial velocity, Vo = V. ε, V = laju alir rata-rata
Dp = diameter partikel
ρ = densitas fluida
3
2.2 Jenis-jenis Fluidisasi
1. Fluidisasi partikulat
Dalam fluidisasi air dan pasir, partikel-partikel itu bergerak menjauh satu sama
lain dan gerakannya bertambah hebat dengan bertambahnya kecepatan, tetapi
densitas hamparan rata-rata pada suatu kecepatan tertentu sama disegala arah
hamparan. Proses ini disebut “ Fluidisasi partikulat” yang bercirikan ekspansi
hamparan yang cukup besar tetapi seragam pada kecepatan yang tinggi.
Kertika fluida cairan seperti air dan padatannya berupa kaca, gerakan partikel
pada saat terfluidisasi terjadi dalam ruanng sempit dalam hamparanSeiring dengan
bertambahnya kecepatan fluida dan penurunan tekanan, maka hamparan akan
terekspansi dan gerakan dan pergerakan partikel semakin cepat. Jalan bebas rata-rata
suatu partikel diantara tubrukan-tubrukan dengan partikel akan bertambah besar
dengan meningkatnya kecepatan fluida, dan akibatnya porositas hamparan akan
meningkat pula. Ekspansi dari hamparan ini akan di ikuti dengan meningkatnya
kecepatan fluida samapi setiap partikel bertindak sebagai suatu individu.
2. Fluidisasi Gelembung
Hamparan zat padat yang terfluidisasi di dalam udara biasanya menunjukan
fluidisai yang dikenal sebagia fluidisasi agregativ. Fluidisasi ini terjadi jika
kecepatan superficial gas diatas kecepatan fluidisasi minimum. Bila kecepatan
superficial gas diatas kecepatan jauh lebih besar dari Umf kebanyakan gas itu
mengalir melalui hamparan dalam bentuk gelembung, dan hannya sebagian kecil gas
itu mengalir dalm saluran-saluran yang terbentuk diantara partikel. Partikel itu
bergerak tanpa aturan dan didukung oleh fluida tetapi diruang-ruang antara
gelembung fraksi kosong kira-kira sama dengan kondisi awal fluidisasi . Gelembung
yang terbentuk berperilaku hamper seperti gelembung udara dalam air, atau
gelembung uap dalam zat cair yang mendidih (hamparan didih).
Ukuran rata-rata gelembung itu bergantung pada jenis dan ukuran partikel,
jenis plat distributor, kecepatan superficial, dan tebalnya hamparan. Gelembung-
gelembung cenderung bersatu, dan menjadi besar pada waktu naik melalui hamparan
fluidisasi itu dan ukuran maksimum gelembung stabil berkisar antara beberapa inci
sampai beberapa kaki diameternya. Gelembung-gelembung yang beriringan lalu
bergerak ke puncak terpisah oleh zat padat yang seakan-akan sumbat. Peristiwa
tersebut di kenal peristiwa “penyumbatan” (slugging) dan biasanya hal ini tidak
dikehendaki karena mengakibatkan karena adanya fluktuasi tekanan dalam
4
hamparan, meningkatkan zat padat yang terbawa ikut dan menimbulkan kesulitan
jika kita ingin memperbesar skalanya di unit-unit yang lebih besar.
2.3 Alat-alat Fluidisasi
Peristiwa fluidisasi digunakan dalam industri petrokimia dalam reaktor
cracking, katalis padat dalam butiran dapat diregenerasi secara kontinyu dengan
mengalirkan katalis dari reaktor ke unit aktivasi katalis. Contoh pemakaian dari
reaktor ini adalah pembuatan alkil klorida dari gas klorin dengan olefin dan
pembuatan phthalic-anhidride dari oksidasi naphtalena oleh udara.
Jenis Alat Fluidisasi
1. Reaktor (Fluidized bed reactor)
Fluidized Bed Reaktor adalah adalah jenis reaktor kimia yang dapat
digunakan untuk mereaksikan bahan dalam keadaan banyak fasa. Reaktor jenis
ini menggunakan fluida (cairan atau gas) yang dialirkan melalui katalis padatan
(biasanya berbentuk butiran-butiran kecil) dengan kecepatan yang cukup
sehingga katalis akan terolak sedemikian rupa dan akhirnya katalis tersebut
dapat dianalogikan sebagai fluida juga. Proses ini, dinamakan fluidasi.
Gambar 2.1 Fluidized Bed Reactor
Sumber : Makalah Fluidized Bed Reactor Universitas Lambung Mangkurat, 2011
5
Gambar 2.2 Penerapan Fluidized bed reactor pada Industri
Sumber : Makalah Fluidized Bed Reactor Universitas Lambung Mangkurat, 2011
2. Fluidized bed drier
Pengeringan hamparan terfluidisasi (Fluidized Bed Drying) adalah proses
pengeringan dengan memanfaatkan aliran udara panas dengan kecepatan tertentu
yang dilewatkan menembus hamparan bahan sehingga hamparan bahan tersebut
memiliki sifat seperti fluida (Kunii dan Levenspiel, 1977).
Metode pengeringan fluidisasi digunakan untuk mempercepat proses
pengeringan dan mempertahankan mutu bahan kering. Pengeringan ini banyak
digunakan untuk pengeringan bahan berbentuk partikel atau butiran, baik untuk
industri kimia, pangan, keramik, farmasi, pertanian, polimer dan limbah (Mujumdar,
2000). Proses pengeringan dipercepat dengan cara meningkatkan kecepatan aliran
udara panas sampai bahan terfluidisasi. Dalam kondisi ini terjadi penghembusan
bahan sehingga memperbesar luas kontak pengeringan, peningkatan koefisien
perpindahan kalor konveksi, dan peningkatan laju difusi uap air.
Gambar 2.3 Fluid Bed Drying System
Sumber : Makalah Fluidized Bed Reactor Universitas Lambung Mangkurat, 2011
6
Berikut ini adalah bagian-bagian mesin pengering sistem fluidisasi:
Kipas (Blower)
Kipas (Blower) berfungsi untuk menghasilkan aliran udara, yang akan
digunakan pada proses fluidisasi. Kipas juga berfungsi sebagai penghembus
udara panas ke dalam ruang pengering juga untuk mengangkat bahan agar proses
fluidisasi terjadi.
Elemen Pemanas (heater)
Elemen Pemanas (heater) berfungsi untuk memanaskan udara sehingga
kelembaban relatif udara pengering turun, dimana kalor yang dihasilkan dibawa
oleh aliran udara yang melewati elemen pemanas sehingga proses penguapan air
dari dalam bahan dapat berlangsung.
Plenum
Plenum dalam mesin pengering tipe fluidisasi merupakan saluran
pemasukan udara panas yang dihembuskan kipas ke ruang pengeringan. Bagian
saluran udara ini dapat berpengaruh terhadap kecepatan aliran udara yang
dialirkan, dimana arah aliran udara tersebut dibelokkan menuju ke ruang
pengering dengan bantuan sekat-sekat yang juga berfungsi untuk membagi rata
aliran udara tersebut.
Ruang Pengering.
Ruang pengering berfungsi sebagai tempat dimana bahan yang akan
dikeringkan ditempatkan. Perpindahan kalor dan massa uap air yang paling
optimal terjadi diruang ini. Menurut Mujumdar (2000), tinggi tumpukan bahan
yang optimal untuk pengering dengan menggunakan fluidized bed dryer adalah
2/3 dari tinggi ruang pengering.
Hopper.
Hopper berfungsi sebagai tempat memasukkan bahan yang akan
dikeringkan ke ruang pengering.
3. Transportasi Partikel
2.4 Prinsip Kerja Proses Fluidisasi
Proses fluidisasi biasanya dilakukan dengan cara mengalirkan fluida gas atau cair ke
dalam kolom yang berisi unggun butiran-butiran padat. Pada laju alir yang kecil aliran
hanya menerobos unggun melalui celah-celah/ ruang kosong antar partikel, sedangkan
7
partikel-partikel padat tetap dalam keadaan diam. Kondisi ini dikenal sebagai fenomena
unggun diam.
Pada saat kecepatan aliran fluida diperbesar sehingga mencapai kecepatan
minimum, yaitu kecepatan saat gaya seret fluida terhadap partikel-partikel padatan lebih
atau sama dengan gaya berat partikel-partikel padatan tersebut, partikel yang semula
diam akan mulai terekspansi, Keadaan ini disebut incipient fluidization atau fluidisasi
minimum.
Sedangkan jika kecepatan diperbesar, maka akan terjadi beberapa fenomena yang
dapat diamati secara visual dan pada kondisi inilah partikel-partikel padat memiliki sifat
seperti fluida dengan viskositas tinggi.
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Proses Fluidisasi
Sumber : Modul Fluidisasi. Departemen Teknik Kimia ITB. Bandung
Karena sifat-sifat partikel padat yang menyerupai sifat fluida cair dengan
viskositas tinggi, metoda pengontakan fluidisasi memiliki beberapa keuntungan dan
kerugian. Keuntungan proses fluidisasi, antara lain:
Sifat unggun yang menyerupai fluida memungkinkan adanya aliran zat padat secara
kontinu dan memudahkan pengontrolan
Kecepatan pencampuran yang tinggi membuat reaktor selalu berada dalam kondisi
isotermal sehingga memudahkan pengendaliannya.
Sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi memungkinkan
pemindahan jumlah panas yang besar dalam reaktor
Perpindahan panas dan kecepatan perpindahan mass antara partikel cukup tinggi.
Perpindahan panas antara unggun terfluidakan dengan media pemindah panas yang
baik memungkinkan pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas permukaan
kecil.
Sebaliknya, kerugian proses fluidisasi antara lain:
8
Selama operasi partikel-partikel padat mengalami pengikisan sehingga karakteristik
fluidisasi dapat berubah dari waktu ke waktu
Butiran halus akan terbawa aliran sehingga mengakibatkan hilangnya sejumlah
tertentu padatan
Adanya erosi terhadap bejana dan sistem pendingin
Terjadinya gelombang dan penorakan di dalam unggun sering kali tidak dapat
dihindari sehingga kontak antara fluida dan partikel tidak seragam. Jika hal ini terjadi
pada reaktor, konversi reaksi akan kecil.
2.5 Cara Kerja Proses Fluidisasi
1. Reaktor (Fluidized bed reactor)
Cara Kerja :
Reaktan dimasukkan dari bagian bawah reaktor
Sebagian kecil katalis disuspensikan oleh reaktan yang berwujud gas ke
dalam fluidized bed reactor
Sebagian padatan kecil dari katalis dapat lepas dari atas reaktor
Padatan terlepas dari reaktor dipisahkan dengan menggunakan siklon untuk
membuang padatan
Kemudian gas tersebut digunakan kembali ke dalam reactor
Gambar 2.5 Cara Kerja Fluidized bed reactor
Sumber : Modul Fluidisasi. Departemen Teknik Kimia ITB. Bandung
2. Fluidized bed drier
Mekanisme kerja
9
Bahan yang akan dikeringkan dimasukkan secara konstan dan kontinyu
kedalam ruang pengering, kemudian didorong oleh udara panas yang terkontrol
dengan volume dan tekanan tertentu. Bahan yang telah kering (karena bobotnya
sudah lebih ringan) akan keluar dari ruang pengeringan menuju siklon untuk
ditangkap dan dipisahkan dari udara, namun bagi bahan yang halus akan
ditangkap oleh pulsejet bag filter.
Flow diagram proses:
Gambar 2.4 Diagram alir Fluidized bed drier
Sumber : Modul Fluidisasi. Departemen Teknik Kimia ITB. Bandung
2.6 Fenomena dan Faktor – faktor yang mempengaruhi Fluidisasi
Fenomena-fenomena yang dapat terjadi pada prose fluidisasi antara lain:
1. Fenomena fixed bed yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju minimum
yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan
tetap diam.
2. Fenomena minimum or incipient fluidization yang terjadi ketika laju alir fluida
mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada
kondisi ini partikel-partikel padat mulai terekspansi.
10
3. Fenomena smooth or homogenously fluidization terjadi ketika kecepatan dan
distribusi aliran fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama
atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam.
4. Fenomena bubbling fluidization yang terjadi ketika gelembung –gelembung pada
unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel tidak homogen.
5. Fenomena slugging fluidization yang terjadi ketika gelembung-gelembung besar
yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel-partikel padat.
Pada kondisi ini terjadi penorakan sehingga partikel-partikel padat seperti
terangkat.
6. Fenomena chanelling fluidization yang terjadi ketika dalam ungggun partikel
padatan terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertical.
7. Fenomena disperse fluidization yang terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui
kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan
terbawa aliran fluida dan ekspansi mencapai nilai maksimum.
Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:
Laju alir fluida dan jenis fluida
Ukuran partikel dan bentuk partikel
Jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel
Porositas unggun
Distribusi aliran
Distribusi bentuk ukuran fluida
Diameter kolom
Tinggi unggun.
Faktor-faktor di atas merupakan variabel-variabel dalam proses fluidisasi yang akan
menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut.
2.7 Aplikasi Proses Fluidisasi
Penggunaan Proses Fluidisasi dalam Industri
1. Operasi Secara Fisik (Physical Operation), seperti:
Transportasi
Sifat fluidisasi pada fluidized bed juga merupakan sifat yang sama
dengan cairan dan sifat ini sangat efektif digunakan untuk alat transportasi
dari bubuk padatan.
Heat Exchanger (HE)
11
Fluidized bed dapat digunakan untuk HE operasi fisik dan kimia
kareana kemampuannya untuk mempercepat perpindahan panas dan
menjaga suhu menjadi konstan dengan ditunjukkan sebagian kecil dari
bermacam penggunaan dalam lingkup ini.
Adsorpsi
Proses adsorpsi multistages fluid chart untuk pemisahan dan
pemurnian kembali komponen gas.
2. Operasi Secara Kimia
Contoh: Reaksi gas dengan katalis padat dan reaksi padat dengan gas.
Aplikasi Fluidisasi dalam Industri
Gasifikasi : batubara
Transportasi
Fluidisasi dapat terfluidisasikan sama seperti cairan, sifat ini digunakan untuk
transportasi padat berupa serbuk.
Pencampuran bubuk halus (dengan ukuran partikel berlainan)
HE
Pelapisan bahan peledak pada permukaan logam
Drying dan sizeing
Industri yang menggunakan metoda Fluidisasi
Beberapa Industri yang menggunakan metoda fluidisasi adalah :
1. Proses desulfurisasi batubara
Proses desulfurisasi batubara Tondongkurah, Sulawesi Selatan telah
dilakukan dengan menggunakan larutan hidrogen peroksida yang diencerkan
dalam asam sulfat berkonsentrasi 0,1 N. Percobaan desulfurisasi tersebut
dilakukan dengan menggunakan peralatan kolom fluidisasi yang mempunyai
ukuran panjang 80 cm dengan diameter 3,5 cm. Kolom dihubungkan dengan
sebuah pompa sirkulasi yang mampu memberikan suplai larutan dengan jumlah
aliran yang diatur sebesar 100 cc per menit. Hasil percobaan menunjukkan bahwa
proses selama 2 jam dengan mempergunakan kolom tersebut mampu mengurangi
13,9 persen jumlah sulfur yang terdapat di dalam batubara Tondongkurah yang
berukuran (-14+20) mesh. Perpanjangan waktu sirkulasi larutan hidrogen
peroksida dari 2 jam menjadi 6 jam mampu meningkatkan jumlah pengurangan
12
sulfur menjadi sebesar 42,3 persen. Hasil percobaan lainnya menunjukkan bahwa
perkecilan ukuran partikel batubara dari (-14+20) mesh menjadi (-20+48) mesh
mampu meningkatkan angka tersebut. Pada percobaan desulfurisasi dengan
ukuran batubara (-20+48) mesh selama 2 jam, jumlah pengurangan sulfur adalah
19,6 persen. Demikian pula, apabila waktu sirkulasi dinaikkan menjadi 6 jam
pengurangan sulfur meningkat menjadi 48,9 persen.
2. Pembuatan Gas Sintetis Dari Batubara Dengan Teknologi Gasifikasi Unggun
Terfluidisasi
Percobaan gasifikasi dilakukan terhadap contoh batubara Indonesia
dengan menggunakan reactor gasifikasi sistem unggun terfluidisasi digunakan
batubara ukuran halus (-48 + 65 mesh). Gas pereaksi masuk melalui plat
distributor untuk mengangkat batubara dan pasir silica sebagai unggun material
dalam zona reaksi sehingga unggun terfluidisasi dan terjadi proses pencampuran
yang sempurna antara gas pereaksi dan batubara. Pada kondisi fluidisasi suhu
dalam reactor lebih merata dibanding dengan reaktor sistem unggun tetap. Suhu
reaktor sistem unggun fluidisasi adalah 900oC. Gas hasil gasifikasi yang disebut
gas sintetis (syngas) dilakukan pemurnian dengan alat cyclone, condenser dan
scrubber. Sesudah syngas dimurnikan kemudian dianalisa komposisinya dengan
menggunakan gas chromatography (GC).
2.8 Contoh Soal
1. Reaktor fluidisasi menggunakan katalis padat dengan diameter partikel 0,1 mm,
rapat massa 1,50 g/ml, sperisitas 0,92. Pada kondisi unggun diam, porositas 0,35,
tinggi unggun 2 m. Gas masuk dari bagian bawah reaktor pada suhu 600oC,
tekanan 1 atm pada viskositas 0,025 cP serta rapat massa 0,22 lb/cuft. Pada
fluidisasi minimum, porositas tercapai pada 0,45. Bila fluidisasi katalis pada
porositas 0,52, tentukan laju alir semu gas masuk kolom fluidisasi !
Penyelesaian :
13
cgs british
Diameter
partikel, DP
0,1
mm
0,01 3,28 x
10-4
Rapat
massa
partikel, P
1,50
g/ml
1,5 93,64
5
Sperisitas, 0,92 0,92 0,92
Porositas
unggun
diam, D
0,35 0,35 0,35
Tinggi
unggun
diam, LM
2 m 200 6,56
Temperatur
gas, T
600
oC
Tekanan
gas, P
1 atm
Viskositas
gas,
0,025
cP
0,00025 1,68 x
10-5
Rapat
massa gas,
g
0,22
lb/cuf
t
0,00352
4
0,22
Porositas
fluidisasi
minimum,
M
0,45 0,45 0,45
14
Porositas
terfluidakan
,
0,52 0,52 0,52
Gravitasi, g 980,665 32,17
4
22
3
.)1(.150
).(PS
Po D
gV
223
01,092,0)52,01(
52,0
00025,0150
)003524,050,1(665,980xx
x
xVo
scmVo / 97,0
sVo /ft 032,0
15
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik
cair maupun gas. Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat
seperti fluida dengan viskositas tinggi. Terdiri dari dua jenis yaitu fluidisasi
pratikulat dan gelembung. Proses fluidisasi dapat dilakukan dengan alat fluidized
bed reactor, fluidized bed drier, dan transportasi partikel. Aplikasi proses fluidisasi
pada Industri yaitu pada Proses desulfurisasi batubara dan Pembuatan Gas Sintetis
Dari Batubara Dengan Teknologi Gasifikasi Unggun Terfluidisasi.
3.2 Saran
1. Saat mempelajari dapat divisualisasikan dengan video sehingga lebih mudah
dalam memahami proses fluidisasi
2. Dalam mendalami proses fluidisasi dapat dengan mencari gambar berketerangan
agar mengetahui kegunaan untuk setiap komponen.
16
DAFTAR PUSTAKA
Kusuma, Ria. 2011. Fluidized Bed Reactor. Diakses dari
http://kusumaworld25.blogspot.co.id/2011/12/fluidized-bed-reactor.html pada 27
April 2016
Levenspiel, O., 1972, Chemical reaction engineering, 2 ed. John Wiley and Sons, Inc., New
York, NY, USA, pp. 210-213, 320-326.
Susanty, Henny, dkk. 2013. Modul Fluidisasi. Departemen Teknik Kimia ITB. Bandung