wet scrubber

WET WET SCRUBBERSSCRUBBERS

Joni HermanaRachmat BoedisantosoJurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITSKampus Sukolilo, Surabaya – 60111

TEKNOLOGI PENGENDALIAN PENCEMAR UDARASemester Ganjil 2010-2011

Wet Scrubber merupakan alat dengan system pengendali basah. menyisihkan partikulat maupun gas

Wet Scrubber menggunakan droplet air sebagai komponen utama.

Kriteria desain dari wet scrubber tergantung dari besarnya energi untuk mengatasi kehilangan tekanan selama proses scrubbing.

Wet Scrubber memiliki tingkat efisiensi penyisihan partikulat yang lebih tinggi dibandingkan dengan settling chamber maupun cyclone dan setara dengan fabric filter ataupun electrostatic precipitator.

Keuntungan dan kerugian pemakaian set collector Keuntungan

Dapat digunakan untuk menyisihkan partikel yang mudah terbakar dengan resiko kecil.

Dapat dipakai untuk absorbsi gas dan partikel dalam satu unit. Dapat mengatasi mist. Dapat mendinginkan gas panas. Efisiensi penyisihan bervariasi. Gas dan debu yang korosif dapat dinetralkan.

Kerugian Biaya Operasional tingi untuk efisiensi penyisihan yang tinggi Timbul masalah korosif. Timbul pencemaran air. Partikulat yang disisihkan tidak dapat direcycle. Pembuangan sludge-nya mahal.

MEKANISME PROSES

Ada dua prinsip mekanisme utama yang terjadi dalam proses wet scrubber, yaitu tumbukan (impaction) dan difusi.

JENIS WET SCRUBBER

Sistem pengendali basah didesain untuk segala bentuk dan ukuran, variasinya meliputi sistem tangki sederhana yang menggunakan nozzle hingga sistem yang rumit dengan penambahan baffles, motor, spray dan komponen lainnya

Klasifikasi yang digunakan untuk membedakan wet scrubber adalah jenis energi kontak yang digunakan antara droplet dan aliran udara.

Klasifikasi ini terdiri dari 4 kategori, yaitu : energi kontak dari aliran liquid, aliran udara, mekanik (driven rotor), atau kombinasi dari ketiga kategori rersebut ( Gambar 7.16 )

Spray Tower Spray tower adalah contoh wet scrubber

yang menggunakan energi dari liquid stream ( lihat absorpsi ).

Venturi Scrubber Venturi merupakan instrumen yang menggunakan energi

pergerakan aliran gas untuk mengatomisasi liquid menjadi droplet. Aliran liquid rnengalami kontak dengan aliran gas pada bagian menyempit dari venturi. Kita ketahui bahwa saat mengalami penyempitan, aliran gas akan dipercepat dan berkontraksi sehingga dapat menembus inti droplet liquid.

Venturi scrubber memiliki tingkat efisiensi penyisihan partikulat tertinggi dibandingkan pengendali basah lainnya.

Kehilangan tekanan yang terjadi sekitar 2 – 40 cm kolom air (biasanya 8 – 24 cm).

Kecepatan aliran gas saat di bagian penyempitan sekitar 30 – 250 m/detik.

Diameter partikulat yang dapat disisihkan hinga 0,5 µm. Droplet air yang terbawa aliran gas buang sebelum keluar ke

atmosfer harus dipisahkan dari aliran udara dengan menggunakan mist eliminator.

Vertical Spray Rotor Vertical Spray Rotor merupakan alat

pengendali basah yang menggunakan system mekanik. Pada system ini, rotor pemutar dalam kolom liquid akan berputar dan membentuk droplet air, smentara aliran gas masuk ke tanki melewati droplet tersebut, sehingga akan terjadi kontak dengan partikulat dan kemudian dipisahkan.

Vertical Spray Rotor

Moving Bed Scrubber Alat ini menggunakan kombinasi pemakaian

energi, yaitu energi yang berasal dari aliran liquid dan gas stream. Aliran gas masuk melalui dasar tanki, sedangkam liquid dialirkan melalui nozzle ke medium kontak yang terbuat dari moving plastic media. Pada medium ini terjadi kontak antara droplet dan gas stream, sehingga partikel dapat disisihkan.

Moving Bed Scrubber

EFISIENSI WET SCRUBBER

Efisiensi Wet Scrubber berbanding langsung dengan mekanismenya.

Untuk mekanisme impaksi, efisiensi disebut Target Efisiensi.

Target efisiensi didefinisikan sebagai perbandingan luas area aliran gas yang telah bebas partikulat dengan luas area dari liquid dropletnya.

Target Efisiensi :

dimana :

= Luas Area Bebas Partikulat / Luas Droplet

Sedangkan,

2'

od

dd

od

d '

2

7,0

p

p

K

Kd

dimana :Kp merupakan parameter tumbukan, yang dapat

dihitung dengan persamaan :

dimana :da : diameter aerodinamik ( cm )Vp : laju partikel ( cm/s )g : percepatan gravitasi ( cm/s2 )µg : viscositas gas ( poise )dd : diameter droplet ( cm )

dg

pap dg

VdK

2

Atau menurut Langmuir dan Blodgest

dimana : K : Parameter Tumbukan (Konstanta empiris) Vo : Kecepatan relatif partikel droplet ( cm/s ) Vtp : Terminal Velocity partikel ( cm/s ) g : percepatan gravitasi ( cm/s2 ) dd : diameter droplet ( cm )

Dari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa semakin kecil ukuran droplet, makin tinggi efisiensinya pengolahannya.

d

tpd dg

VVoK

PARAMETER PENTING DALAM DESAIN WET SCRUBBER

Parameter penting dalam merancang wet scrubber adalah laju gas (v), kehilangan tekanan (Dp) dan perbandingan liquid dan gas

Ventury Scrubber

Kecepatan aliran ( laju gas )

12000-24000 ft/menit (3657.x7315.2 m/menit melalui bagian throat.

Kehilangan Tekanan 6, 20, 60 sampai 100” ( umumnya 25-30” ) 15.2, 50.8, 152.4, sampai 254 cm ( umumnya 63.5-76.2 cm )

Efisiensi 100% (1-2 um) pada 10” (25.4 cm) kolom air 99% (3-4 um) pada 60” (152.4 cm) kolom air

Cut diameter 254 cm kolom air 0,05-0,1” (0.127-0.254 cm) pada 60-100” (152.4- 254 cm) kolom air

Perbandingan liquid-Gas 3-10 gal/1000 ft3 (401.24 – 1337.46 liter/1000 m3) Ukuran droplet 10 um

Spray Tower

Kecepatan aliran ( laju gas )

12000-24000 ft/menit (3657.x7315.2 m/menit melalui bagian throat.

Kehilangan Tekanan 6, 20, 60 sampai 100” ( umumnya 25-30” ) 15.2, 50.8, 152.4, sampai 254 cm ( umumnya 63.5-76.2 cm )

Efisiensi 100% (1-2 um) pada 10” (25.4 cm) kolom air 99% (3-4 um) pada 60” (152.4 cm) kolom air

Cut diameter 254 cm kolom air 0,05-0,1” (0.127-0.254 cm) pada 60-100” (152.4- 254 cm) kolom air

Perbandingan liquid-Gas 3-10 gal/1000 ft3 (401.24 – 1337.46 liter/1000 m3) Ukuran droplet 10 um

Contoh Soal : Hitung efisiensi spray chamber yang dipakai untuk menyisihkan

partikel dalam gas buang dengan diameter aerodinamik 8 mm, yang dialirkan melalui chamber denngan aliran counter current. Rasio Liquid-Gas I L/m3, Vg = 20 cm/s, diameter droplet 300 mm, tekanan 1 atm, dan suhu 25C, dan viscositas gas 0,00018 poise!

Jawaban : Vg = Vp

dimana : Kp

d = ( )2 Kp + 0,7 da

2 (Vp) Kp = g( g )( dd ) 0,00082 (20) Kp = = 0,263 9(0,00018)(0,03) 0,263 d = ( )2 = 0,074586 0,263 + 0,7

Kp

d = ( )2 Kp + 0,7 da

2 (Vp) Kp = g( g )( dd ) 0,00082 (20) Kp = = 0,263 9(0,00018)(0,03) 0,263 d = ( )2 = 0,074586 0,263 + 0,7

Particulate Wet Scrubbers

There are a number of major categories of particulate wet scrubbers

• Venturis• Impingement and Sieve Plates• Spray Towers• Mechanically Aided• Condensation Growth• Packed Beds• Ejector• Mobile Bed• Caternary Grid• Froth Tower• Oriented Fiber Pad• Wetted Mist Eliminators


Venturi Scrubbers –

Particulate matter, which accelerates as it enters the throat, is driven into the slow moving, large water droplets that are introduced near the high velocity point at the inlet of the venturi throat. The adjustable dampers in the unit illustrated are used to adjust the open cross-sectional area and thereby affect the speed of the particles entrained in the inlet gas stream.


Impingement Plate Scrubbers –

These scrubbers usually have one to three horizontal plates, each of which has a large number of small holes. The gas stream accelerating through the holes atomizes some water droplets in the water layer above the plate. Particles impact into these water droplets


Spray Tower Scrubbers –

This is the simplest type of particulate wet scrubber in commercial service. Sets of spray nozzles located near the top of the scrubber vessel generate water droplets that impact with particles in the gas stream as the gas stream moves upwards.

Particulate Wet ScrubbersWet Scrubbing Systems –Each particulate wet scrubber vessel is

part of a large, and sometimes complex, wet scrubbing system.

The figure to the right illustrates a venturi scrubber in a scrubbing system.

The evaporative cooler, located before the venturi scrubber in the system, cools the gas stream, which serves the following purpose:

It protects the construction materials of the venturi throat. • It helps to homogeneously and

heterogeneously nucleate vapor phase material emitted from the process before it reaches the scrubbing system.

• It prevents the water droplets from evaporating and inhibiting inertial impaction.


Advantages of Scrubbers –

One of the main advantages of particulate wet scrubbers is that they are often able to simultaneously collect particulate matter and gaseous pollutants.

Also, wet scrubbers can often be used on sources that have potentially explosive gases or particulate matter.

They are compact and can often be retrofitted into existing plants with very limited space.


Disadvantages of Scrubbers –

One of the main disadvantages of particulate wet scrubbers is that they require make-up water to replace the water vaporized into the gas stream and lost to purge liquid and sludge removed from the scrubber system.

Wet scrubbers generate a waste stream that must be treated properly.

General Applicability of Particulate Control Systems

Particulate matter control systems are often selected based on the general criteria listed below:

wet scrubber

Documents