Karakteristik Air Umpan Boiler.docx

TUGAS I PENGOLAHAN AIR INDUSTRI

Dosen : Ir. Herawati Budiastuti, M. Eng. Sc.

Kelompok 4 Aisyah Hauraina Andikarini (171424003) Dhiya Nadhifah Salsabila

(171424010)

Neila Zakiah Hanun

(171424026)

Kelas 2A-TKPB

D-IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2019

A. KARAKTERISTIK AIR UMPAN BOILER/AIR STEAM  Karakteristik Air Umpan Boiler : 1. pH : Derajat keasaman air (Skala : 0 – 14) pH = 7 (netral), pH < 7 (asam => korosif) pH > 7 (basa => scale/kerak) 2. Conductivity : Jumlah DS (mineral yg larut di dalam air), tidak tergantung jenis DS tsb. Semakin banyak DS, maka conductivity semakin besar. Conductivity semakin besar, maka air semakin korosif. Satuan : mS/cm, atau mmhos/cm. 3. Calcium Hardness (CaH) : Semakin besar konsentrasi, maka kecenderungan terbentuk scale besar – yaitu CaCO3. 4. Total Hardness (TH): Terdiri dari Ca + Magnesium (Mg). Bila TH semakin besar, maka kecenderungan terbentuk scale besar,seperti CaCO3,Mg(OH)2 & MgSiO3. 5. Alkalinity : CO2 , HCO3 - , CO32- & OH- . Kesetimbangan tergantung pH air a. pH < 4.3 => CO2 b. pH : 4.3 – 8.3 => HCO3 - & sedikit CO3 2c. pH : 8.3 – 10.3 => CO3 2- & sedikit OH d. pH > 10.3 => OH Semakin besar pH maka ALKALINITY juga semakin besar & cenderung membentuk Scale, seperti CaCO3 , Mg(OH)2. 6. Chloride : Semakin besar kandungan chloride, maka air cenderung semakin korosif. 7. Silica : Semakin besar kandungan silika,maka cenderung membentuk scale (MgSiO3). 8. Iron : Sebagai bentuk produk korosi, bila trend naik terus maka menunjukkan kecenderungan korosi di dalam sistem. 

Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan boiler antara lain : 1. Oksigen terlarut Dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan boiler. 2. Kekeruhan Dapat mengendap pada perpipaan dan peralatan proses serta mengganggu proses.

3. pH Derajat keasaman air bila tidak sesuai dengan standart kualitas air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada peralatan. 4. Kesadahan Merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat menyebabkan kerak pada peralatan dan perpipaan boiler sehingga menimbulkan local overheating. 5. Fe Fe dapat menyebabkan air berwarna dan mengendap di saluran air dan boiler bila teroksidasi oleh oksigen. 6. Asiditas Kadar asiditas yang tinggi dapat menyebabkan korosi.



Persyaratan Air Umpan Boiler

Secara umum air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler : a. air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat membentuk kerak pada boiler. b. air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan korosi terhadap boiler dan sistem penunjangnya,yaitu gas terlarut seperti O2, CO2,H2S, NH3 c. Air yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya pembusaan terhadap air boiler,yaitu organic,anorganik,dan zat terlaurt dalam jumlah besar. Untuk memenuhi persyaratan tersebut dan mencegah kerusakan pada boiler, sebelum digunakan air umpan boiler harus diolah terlebih dahulu, melalui:  Demineralize, untuk menghilangkan ion-ion pengganggu  Dearator, untuk menghilangkan gas-gas terlarut.

Tabel 1.1 Persyaratan Air Umpan Boiler Parameter

Satuan

Pengendalian Batas

Ph

Unit

10.5– 11.5

Conductivity

µmhos/cm

5000,max

TDS

Ppm

3500,max

P– Alkalinity

Ppm

-

M– Alkalinity

Ppm

800,max

O– Alkalinity

Ppm

2.5xSiO2,min

T.Hardness

Ppm

-

Silica

Ppm

150,max

Besi

Ppm

2,max

Phosphat residual

Ppm

20– 50

Sulfite residual

Ppm

20– 50

pH condensate

Unit

8.0– 9.0

( Sumber: PT.Nalco Indonesia)

Tabel 1.2 Persyaratan Kualitas Air Boiler Menurut American Boiler Manufacturer’s Assosiation (ABMA) Tekanan (psig)

Total Solids

Total alkalinitas

Suspended solid

Silica (ppm)

Konduktivitas Micro.ohm/cm

(ppm)

(ppm)

(ppm)

0– 300

3.500

700

300

150

7.000

301– 450

3.000

600

250

90

6.000

451– 600

2.500

500

150

40

5.000

601– 750

2.000

400

100

30

4.000

751– 900

1.500

300

60

20

3.000

901– 1.000

1.250

250

40

8

2.000

1.001–1.500

1.000

200

21

2

150

Sumber:PullmanKellogs(1980)

Tabel 1.3 Konsentrasi Air Boiler Konsentrasi Air Boiler Maksimum yang direkomendasikan oleh Gabungan Produsen Boiler Amerika

Tekanan Steam pada Boiler (ata)

Konsentrasi Air Boiler Maksimum (ppm)

0-20

3500

20-30

3000

30-40

2500

40-50

2000



50-60

1500

60-70

1250

70-100

1000

Rekomendasi untuk Boiler dan Kualitas Air Umpan Kotoran yang ditemukan dalam boiler tergantung pada kualitas air umpan yang tidak diolah, proses pengolahan yang digunakan dan prosedurpengoperasian boiler. Sebagai aturan umum, semakin tinggi tekanan operasi boiler akan semakin besar sensitifitas terhadap kotoran.

Tabel 2.1 Rekomendasi batas air umpan (IS10392, 1982) REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982) Faktor

Hingga 20 kg/cm2

21-39 kg/cm2

40-59 kg/cm2

Total besi (maks.) ppm

0,05

0,02

0,01

Total tembaga (maks.) ppm

0,01

0,01

0,01

Total silika (maks.) ppm

1

0,3

0,1

Oksigen (maks.) ppm

0,02

0,02

0,01

Residu hidrasin ppm

-

-

-0,06

pH pada 250C

8,8-9,2

8,8-9,2

8,2-9,2

Kesadahan, ppm

1

0,5

-

REKOMENDASI BATAS AIR UMPAN (IS 10392, 1982) Faktor

Hingga 20 kg/cm2

21-39 kg/cm2

40-59 kg/cm2

TDS, ppm

3000-3500

1500-2500

500-1500

Total padatan besi terlarut ppm

500

200

150

Konduktivitas listrik spesifik pada 250C (mho)

1000

400

300

Residu fosfat ppm

20-40

20-40

15-25

pH pada 250C

10-10,5

10-10,5

9,8-10,2

Silika (maks.) ppm

25

15

10

Agar boiler yang digunakan tidak mudah terjadi kerak, maka kandungan bahan maksimal didalam air umpan boiler dengan persyaratan sebagai berikut:           

Total padatan (total dissolved solid) Alkalinitas Padatan terlarut Silica Besi Tembaga Oksigen Kesadahan (hardness) Kekeruhan Minyak Residu fosfat

= 3500 ppm = 700 ppm = 300 ppm = 60-100 ppm = 0,1 mg/L = 0,5 mg/L = 0,007 mg/L =0 = 175 ppm = 7 ppm = 140 ppm

 Zat-zat yang terkandung didalam air boiler yang dapat menyebabkan kerusakan boiler adalah: 1. Kadar Soluble matter yang tinggi 2.Suspended solid 3.Garam-garam Ca dan Mg 4.Silika, sulfate, asam bebas (free acid) dan oxide 5.Organik matter 

Kerusakan pada Air Boiler dan Pencegahannya 1. Buih atau Busa Busa disebabkan oleh surface active agent (misalnya sabun); juga ada hubungannya dengan salt content. Yang menyebabkan busa adalah: 1.Solid matter 2.Suspendid matter 3.Suatu kebasaan yang tinggi sekali Kesulitan-kesulitan yang dihadapi karena adanya busa: - Kesulitan membaca tinggi permukaan air didalam boiler - Karena buih dapat menciptakan percikan yang kuat sehingga mengakibatkan adanya solid yang menempel dan akan mengakibatkan terjadinya korosi dengan adanya pemanasan lebih lanjut. Cara-cara mengetahui (menentukan) busa Pencegahan terjadinya buih: Foaming terjadi karena tingginya caustic soda, garam-garam sodium lainnya. Selain itu foaming juga bisa disebabkan adanya minyak-minyak atau kontaminasi organik. Pencegahan dapat dilakukan dengan:

2.

Pemberian asam organic dan Castrol oil Barium salt Polyamide, poly alkylene glycol Kontrol adanya lumpur dan kerak. Control alkalinitas dari air tersebut. Carry Over Carry over terjadi karena adanya zat padat yang ada didalam air boiler ikut dengan air atau steam keluar boiler dan akan mengendap pada pipa-pipa uap, keran-keran, superheater, mesin atau turbin. Padatan ini akan merusak sudut-sudut turbin dan pelumasan dari mesin-mesin. Selain itu akibat adanya pemanasan maka zat padat yang ada didalam air akan timbul dan melekat pada metal kemudian dengan pemanasan lanjut akan pecah atau lepas sehingga bisa merusak benda-benda yang dilekati zat padat tadi. Carry over dari air boiler merupakan persoalan mekanis atau sebagian persoaalan kimia. Kalau penyebabnya masalah mekanis meliputi: deficiency pada boiler design,ketinggian air, penyalaan yang tidak benar, over loading dan perubahan yang menyolok. Kalau penyebabnya masalah kimia, disebabkan adanya kandungan zat-zat kimia yang melebihi critical consentrationnya. Pencegahannya: 1. Boiler design haruslah yang baik 2. Kalau penyebabnya adalah masalah kimia, maka perlu diperhatikan keadaan dan jumlah zat padat yang ada dalam air boiler.



Proses pengolahan air umpan boiler : a. Air demin sebelum menjadi air umpan boiler harus dihilangkan dulu gas-gas terlarutnya terutama oksigen dan CO2 melalui proses deaerasi. b. Oksigen dan CO2 dapat menyebabkan korosi pada perpipaan dan tube-tube boiler. c. Proses deaerasi dilakukan di deaerator dalam 2 tahap, yaitu : 1) Mekanis Proses stripping dengan LP (Low Pressure) steam dapat menghilangkan oksigen sampai 0,007 ppm 2) Kimia Reaksi dengan N2H4 (hydrazine) dapat menghilangkan sisa oksigen N2H4 + O2  N2+ H2O d. Proses Deaerasi 1) Air demin + kondensat dihilangkan kandungan O2 dan gas-gas terlarut (CO2) melalui proses stripping dengan LP steam dan reaksi dengan hydrazine (N2H4) 2) pH dinaikkan menjadi 9,0 dengan injeksi NH3 ke aliran air 3) Keluaran deaerator disebut Boiler Feed Water (BFW)

DAFTAR PUSTAKA https://www.academia.edu/Air_umpan_adalah_air_yang_disuplai_ke_boiler_untuk_dirubah_menjadi_ste am.pdf (diakses tanggal 24 Februari 2019 pukul 21.00 WIB ) https://www.academia.edu /makalah sistem utilitas boiler dan steam itenas malang/ (diakses tanggal

24 Februari 2019 pukul 21.30 WIB) http://repositori.usu.ac.id/Analisa pH dan Alkalinitas pada Air Umpan /Universitas Sumatera Utara.pdf (diakses tanggal 24 Februari 2019 pukul 21.35 WIB )

https://www.pdfcoke.com/utilitasairboiler.pdf (diakses tanggal 24 Februari 2019 pukul 22.00 WIB)