LAPORAN TETAP

UTILITAS

(PENGOLAHAN EKSTERNAL AIR UMPAN BOILER )

DISUSUN OLEH :

Kelompok : 3

Kelas : 5 KA

Almira Fadhillah 0609 3040 0315

Ari Siswanto 0609 3040 0316

Friskilia Gultom 0609 3040 0320

Iwan Jaya Azis 0609 3040 0322

Nur Annisa Suci Lestari 0609 3040 0327

Prio Adi Laksono 0609 3040 0328

Rizqon Prananda Hb. 0609 3040 0331

Yessie Line Panjaitan 0609 3040 0336

Instruktur : Ir. M. Zaman, M. Si.

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TEKNIK KIMIA

TAHUN AJARAN 2011

PENGOLAHAN EKSTERNAL AIR UMPAN BOILER

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan mahasiswa diharapkan dapat:

- memahami system pengolahan eksternal air umpan boiler

- mengecek hasil air sebelum dan sesudah pengolahan eksternal

II. ALAT

- Konduktometer

- Turbidity meter

III. BAHAN

- Sampel air umpan boiler

- Kertas lakmus

IV. GAMBAR ALAT (TERLAMPIR)

V. DASAR TEORI

Pengolahan air metode pertukaran ion dengan memanfaatkan proses kimiawi

untuk memisahkan ion – ion seperti Ca2+, Mg2+, SO42-, dan lain – lain yang

menyebabkan kerusakan pada boiler. Reaksi penukar ion dapat berasal dari

bahan alami seperti zeolit atau bahan sintetik seperti resin anion dan kation.

Penukar ion alami zeolit merupakan penukar ion anorganik sedangkan

penukar ion sintetik merupakan polimer organic bergugus fungsi penukar ion

dan kation. Kegunaannya adalah sebagai bahan pelunak dalam proses

demineralisasi air dan untuk pengolahan air limbah. Keunggulannya dibanding

dengan zeolit yaitu memiliki kapasitas yang lebih besar dan tahan terhadap pH

Proses pengolahan secara eksternal

Pengolahan secara eksternal di maksudkan untuk menurunkan nilai

kesadahan melalui proses pelunakan dan mengurangi konsentrasi gas – gas

terlarut terutama gas O2. proses pelunakan adalah pengolahan air untuk

mengurangi kesadahan Ca2+ dan Mg2+. Proses pelunakan yang sering

digunakan dalam penyediaan air umpan boiler adalah proses pertukaran kation

non hardness dari unggun resin penukar ion. Unggun resin merupakan sebuah

kolom yang diisi oleh resin penukar ion. Pada saat operasi aliran air dimasukkan

dari bagian atas.

Reaksi pertukaran kation :

Ca/Mg – anion + 2NaR Ca/Mg – R + 2Na – anion

Reaksi berlangsung spontan dan sempurna sepanjang ruang kolom. Pertukaran

kation masih ada atau belum tercapai breakthrough. Tercapainya kondisi

breakthrough menunjukkan kemampuan pertukaran kation berkurang yang

ditandai dengan terdeteksi dengan terdeteksinya kesadahan dialiran keluar resin.

Dalam kondisi ini kolom resin perlu diregenarasi agar kemampuan pertukaran

pulih kembali.

Proses regenasi dilakukan dengan mengalirkan larutan garam sehingga terjadi

reaksi :

Ca/Mg – R Ca/Mg – Cl + 2 NaR

Sebelum digunakan perlu dilakukan pencucian atau pembilasan dengan air

lunak untuk menghilangkan kelebihan NaCl yang tersisa diunggun resin. Air

regenerasi biasanya memerlukan 80 – 160 kg NaCl untuk setiap 1 m3 resin

dengan larutan garam 5 – 20%. Laju air garam yang digunakan berkisar 40

l/menit.m2.

Proses pelunakan air dengan resin penukar ion ini lebih efisien dan praktis

dibandingkan dengan proses pelunakan menggunakan pengendapan kimia

karena tidak menghasilkan lumpur, peralatan sederhana dan mudah

dioperasikan.

VI. PROSEDUR KERJA

1. Mengisi air bersih ke dalam 2 gelas kimia masing – masing

sebanyak 250 ml.

2. Menganalisa pH, konduktivitas, dan turbiditas

3. Menambahkan KCL 0,5 mg dan mengaduk serta dibiarkan

selama 10 menit

4. Mengecek pH, konduktivitas dan turbiditas yang telah

dilakukan pengolahan.

VII. DATA PENGAMATAN

Sampel

Kondisi sebelum perlakuan Kondisi setelah perlakuan

pHKonduktivitas

(ms/cm)

Turbidity

(NTU)pH

Konduktivitas

(ms/cm)

Turbidity

(NTU)

1 5,5 0,10 102 5,5 0,14 104

VIII. ANALISA PERCOBAAN

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi,

padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan

penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan karbon

dioksida).

Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

Pertukaran ion

De-aerasi (mekanis dan kimia)

Osmosis balik

Penghilangan mineral/ demineralisasi

Karena di dalam boiler terjadi pemanasan harus diwaspdai adanya

kandungan-kandungan mineral seperti ion Ca2+ dan Mg2+. Air yang banyak

mengandung ion Ca2+ dan Mg2+ disebut sebagai air yang sadah (hard water).

Ion-ion ini sangat berpengaruh pada kualitas air yang nantinya akan digunakan

sebagai umpan boiler. Biasanya ion-ion ini terlarut dalam air sebagai garam

karbonat, sulfat, bilkarbonat dan klorida. Ion-ion penggangu ini biasanya akan

dipertukarkan dengan pada ion exchange.

Berbeda dengan senyawa-senyawa kimia lainnya, kelarutan dari

senyawa-senyawa mengandung unsur Ca dan Mg seperti CaCO3, CaSO4,

MgCO3, Mg(OH)2, CaCl2, MgCl2, dll ; akan memiliki kalarutan yang makin

kecil/redah apabila suhu makin tinggi. Sehingga ketika memasuki boiler, air ini

merupakan masalah yang harus segera diatasi. Air yang sadah ini akan

menimbulkan kerak(scalling) dan tentu saja akan mengurangi effisiensi dari

boiler itu sendiri akibat dari hilangnya panas akibat adanya kerak tersebut.

Selain itu yang dikhawatirkan bisa menyebabkan scalling adalah adanya deposit

silika.

IX. KESIMPULAN

Dari hasil prektikum dapat disimpulkan bahwa :

Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi,

padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan

penyebab utama pembentukan kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan

karbon dioksida).

Air yang sadah akan menimbulkan kerak(scalling) dan tentu saja akan

mengurangi effisiensi dari boiler

X. DAFTAR PUSTAKA

Kasi laboratorium.2011.Petunjuk Praktikum Utilitas.Palembang;POLSRI

PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Jelaskan pengolahan eksternal air umpan boiler!

2. Jelaskan pertukaran ion dan kesadahan air!

3. Jelaskan kondisi breakthrough dan bagaimana

mengembalikan resin yang telah mencapai keadaan breakthrough tersebut!

Jawab

1. Pengolahan eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi,

padatan telarut (terutama ion kalsium dan magnesium yang merupakan

penyebab utama pembentukan kerak) dan gas- gas terlarut (oksigen dan

karbon dioksida). Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

Pertukaran ion

De-aerasi (mekanis dan kimia)

Osmosis balik

Penghilangan mineral/ demineralisasi

Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warna

dari bahan baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang

digunakan pada bagian pengolahan berikutnya.

2. Proses pertukaran ion (Plant Pelunakan)

Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilangkan dengan melewatkan air

pada bed zeolit alam atau resin sintetik dan tanpa pembentukan endapan. Jenis

paling sederhana adalah ‘pertukaran basa’ dimana ion kalsium dan magnesium

ditukar dengan ion sodium. Setelah jenuh, dilakukan regenerasi dengan

sodium klorida. Garam sodium mudah larut, tidak membentuk kerak dalam

boiler. Dikarenakan penukar basa hanya menggantikan kalsium dan

magnesium dengan sodium, maka tidak mengurangi kandungan TDS, dan

besarnya blowdown. Penukar basa ini juga tidak menurunkan alkalinitasnya.

Kesadahan

Kesadahan air adalah kandunganmineral-mineral tertentu di dalam air,

umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam

karbonat. Endapan dalam boiler dapat diakibatkan dari kesadahan air umpan

dan hasil korosi dari sistim kondensat dan air umpan. Kesadahan air umpan

dapat terjadi karena kurangnya sistim pelunakan.

3. Breakthrough merupakan kondisi dimana resin telah mulai kehilangan

kemampuannya untuk menukarkan  ion  dan  pada  nilai  Ce/Co  1  berarti

resin sudah  tidak  mampumempertukarkan ion. Untuk mengatasi masalah

breakthrough ini maka resin dapat dilakukan dengan proses regenerasi. Tahap

regenerasi  memiliki  tujuan  untuk  mengganti  ion  yang  telah

dipertukarkan selama proses service dan mengembalikan resin pada

kapasitas awal. Tahap regenerasi hampir sama dengan tahap service,

hanya saja air sadah diganti dengan NaCl untuk meregenerasi resin.

Ion-ion Na dalam larutan akan masuk dan berdifusi ke dalam resin yang

mengandung ion-ion Ca karena sudah jenuh dan terjadi pertukaran ion.

Resin akan mengikat ion Na dan ion Ca akan terdifusi keluar dari

resin.

LAMPIRAN

Konduktometer