Penentuan_kualitas_air_umpan_boiler_ppt.pptx

Pengertian Air Umpan Boiler Pembangkit uap pada umumnya disebut ketel uap ( steam boiler) adalah tungku dalam berbagai bentuk dan ukuran yang digunakan untuk menghasilkan uap lewat penguapan air untuk dipakai pada pembangkit tenaga listrik lewat turbin, proses kimia, dan pemanasan dalam produksi. Ketel uap terdapat dalam berbagai macam ukuran, dari yang kecil hingga yang mudah dibawa, sampai kepada satuan-satuan instalasi raksasa. Ketel uap berfungsi sebagai sistem konversi energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas. Ketel uap terdiri dari 2 komponen utama, yaitu : a. b.

Dapur sebagai alat merubah energi kimia menjadi energi panas

Alat penguap (evaporator) yang merubah energi pembakaran (energi panas) menjadi energi potensial uap. Kedua komponen ini telah dapat memungkinkan sebuah ketel uap berfungsi.

Adapun komponen lainnya adalah : •Corong asap dengan sistem tarikan gas memungkinkan dapur berfungsi secara efektif.

asapnya,

•Sistem pemipaan, memungkinkan sistem penghantaran kalor yang efektif antara nyala api atau gas panas dengan air ketel. •Sistem pemanas uap lanjut, system pemanas udara pembakaran serta sistem pemanas air pengisi ketel, yang berfungsi sebagai alat untuk menaikkan efisiensi ketel.

PARAMETER UJI KUALITAS AIR BOILER • Derajat Keasaman (pH) • Konduktivitas • Alkalinitas • Kesadahan • Sulfit • Besi • Ortho Pospat

UJI DERAJAT KEASAMAN (PH) Alat dan Bahan • • • • •

Beaker glass Elektroda kaca ganda pH meter Air demin Sample air boiler

Cara Kerja • Dicelupkan elektroda ke dalam sample air boiler dan dibiarkan sampai penunjuk stabil. • Dibaca nilai pH yang muncul pada pH meter.

UJI KONDUKTIVITAS Alat dan Bahan • Beaker glass • Konduktometer • Air demin • Sample air boiler

Cara Kerja • Alat dihidupkan dan dibiarkan 15menit • Elektroda dibilas dengan demin dan dilap dengan menggunakan tisu • Alat konduktometer dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunakan larutan standar 40 umhos, 600 umhos dan 3000 umhos. • Elektroda dibilas dengan demin dan dilap dengan menggunakan tisu • Dicelupkan kembali elektroda ke beaker glass yang berisi sample air boiler, nilai yang tampak pada layar dibiarkan stabil lalu dicatat.

UJI ALKALINITAS Alat dan Bahan • Erlenmeyer 300 ml • Gelas ukur 50 ml • Indikator PP dan MM • Larutan Standar H2SO4 0,02 N • Sample air boiler

Cara Kerja • Diambil sample air boiler sebanyak 50 ml dengan menggunakan gelas ukur lalu dimasukkan ke dalam Erlenmeyer • Dibubuhi 3 tetes indikator PP • Dititar dengan menggunakan larutan standar H2SO4 0,02 N hingga warna merah hilang (a ml) • Kemudian contoh dibubuhi 3 tetes indikator MM. • Penitaran dilanjutkan kembali hingga warna merah (b ml)

PENETAPAN KESADAHAN TOTAL Alat dan Bahan • Buret 50 ml • Erlenmeyer 300 ml • Gelas ukur 50 ml • Indikator EBT( Eriochrome Black T ) • Larutan buffer pH 10

• Larutan EDTA 0,01 M • Sample air boiler

Cara Kerja • Diambil sample air boiler sebanyak 50 ml dengan menggunakan gelas ukur lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer. • Ditambahkan 2 ml Larutan buffer pH 10 sebanyak 2 ml • Dibubuhi indikator EBT sampai titrat berwarna ungu • Dititar dengan larutan EDTA 0,01 M sampai larutan berubah warna menjadi biru

PENETAPAN KSADAHAN KALSIUM Alat dan Bahan • Buret 50 ml • Erlenmeyer 300 ml • Gelas ukur 50 ml • Indikator EBT( Eriochrome Black T ) • Larutan buffer pH 10

• Larutan EDTA 0,01 M • Sample air boiler

Cara Kerja • Diambil sample air boiler sebanyak 50 ml dengan menggunakan gelas ukur lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer. • Ditambahkan 2 ml NaOH 1N dan kemudian ditambahkan indikator murexide sampai berwarna merah muda. • Dititar dengan larutan EDTA 0,01 M sampai laruran berubah warna menjadi ungu.

PENENTUAN SULFIT Alat dan Bahan • • • • • • • •

Buret 50 ml Erlenmeyer 300 ml Gelas ukur 50 ml Air demin Indikator kanji KI 0,02 M Larutan H2SO4 6,5 % Sample air boiler

Cara Kerja • Diambil sample air boiler sebanyak 50 ml dengan menggunakan gelas ukur lalu dimasukkan kedalam erlenmeyer. • Ditambahkan 2 ml larutan H2SO4 6,5% dan larutan KI lalu ditambah indikator kanji. • Dititar dengan menggunakan larutan kalium iodat 0,02 M sampai larutan berubah warna menjadi biru, ml titran pada skala buret adalah konsentrasi pada sulfit pada satuan ppm.

PENETAPAN KADAR BESI Alat dan Bahan • Kuvet • Spektrofotometer • Air demin • Pereaksi Fe-HL (phenantrolin & hidroksilamin) • Sample air boiler

Cara Kerja • Disiapkan dua buah kuvet, kuvet satu untuk blanko, kuvet dua untuk sample. • Sample air boiler sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam kuvet satu sebagai blanko. • Sample air sebanyak 10 ml dimasukkan ke dalam kuvet dua sebagai sample, ditambahkan 1 bantal pereaksi Fe-HL, dikocok dan didiamkan selama 3 menit. • Sample diukur dengan menggunakan spektrofotometer visible pada panjang gelombang 510 nm. Dicatat nilai yang tampak pada layar, nilai yang tampak adalah konsentrasi besi dalam air dengan satuan ppm.

PENETAPAN KADAR ORTHOPHOSPAT Alat dan Bahan Kuvet Spektrofotometer Air demin Larutan HCl 1:1 Larutan TP-1 (bismuth nitrat, HNO3 pekat, ammonium molibdat) • Larutan XP-2 (asam askorbat) • Sample air boiler • • • • •

Cara Kerja • Disiapkan dua buah kuvet, kuvet satu untuk blanko, kuvet dua untuk sample. • Sample air sebanyak 25 ml dimasukkan ke dalam kuvet satu sebagai blanko, ditambahkan 2 ml HCl 1:1 dan 14 tetes XP-2. • Sample air sebanyak 25 ml dimasukkan ke dalam kuvet dua sebagai sample, ditambahkan 2 ml TP-1 dan 14 tetes XP-2. • Didiamkan selama 10 menit. • Sample diukur dengan menggunakan spektrofotometer visible dengan panjang gelombang 890 nm, nilai yang yang tampak adalah konsentrasi orthopospat dalam air dengan satuan ppm.

Uji pH

Uji konduktivitas

• Pada penetapan derajat keasaman ini dilakukan dengan metode potensiometri. Pengukuran pH sangat penting untuk dikontrol karena pH berfungsi untuk menentukan tingkat laju korosi yang terjadi dan berpengaruh tehadap pembentukan kerak dan korosi. • Apabila pH naik maka alkalinitas pun akan naik, dan korosi akan berjalan dengan cepat. Pada pH rendah akan terjadi korosi dan pada pH tinggi akan terjadi kerak. Selain itu pH tinggi menimbulkan busa, sehingga akan menimbulkan carry over. Korosi yang berkelanjutan akan mengakibatkan bocornya pipa dan mengurangi efisiensi perpindahan panas. Untuk mencegah terjadinya korosi dapat dilakukan dengan penambahan bahan kimia penghambat korosi (corrosion inhibitor).

• Pengukuran dilakukan dengan metode konduktometri dengan alat konduktometer. Pengukuran konduktivitas bertujuan untuk mengetahui kemampuan air dalam menghantarkan arus listrik. Dengan mengetahui nilai konduktivitas dapat diketahui banyaknya ion-ion yang terlarut didalam air tersebut. Konduktivitas sebanding dengan kadar zat terlarut dalam bentuk ion. • Konduktivitas yang tinggi lama-kelamaan dapat menyebabkan terjadinya korosi, semakin besar nilai konduktivitas maka semakin cepat terjadinya korosi. Salah satu cara yang dapat dilakukan agar nilai konduktivitas selalu berada dalam rentang limit kontrol adalah dengan dilakukan blowdown (pembuangan lumpur dan kotoran yang ada didalam ketel uap) pada sistem boiler.

Uji alkalinitas • Penetapan alkalinitas dilakukan secara titrimetri. Alkalinitas disebabkan oleh ion bikarbonat, dan tahap tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Ketiga ion tersebut dalam air akan bereaksi dengan ion hidrogen sehingga menurunkan kemasaman dan menaikkan pH. • Kadar alkalinitas yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapat menyebabkan terbentuknya kerak CaCO3 pada dinding pipa, sehingga dapat memperkecil penampang basah pipa. Sedangkan kadar alkalinitas yang tinggi dapat menyebabkan karat pada pipa, untuk mencegal hal ini perlu dilakukan blowdown.

Uji kesadahan • Kesadahan total karena disebabkan adanya ion-ion Ca2+, Mg 2+, Mn 2+, Fe 2+ dan semua kation yang bermuatan positif dua.

• Dan ini dapat menyebabkan terbentuknya kerak dan endapan pada sistem ketel uap, sehingga akan mengurangi efisiensi perpindahan panas dari udara yang mengalir dalam pipa ke air. Maka upaya yang dapat dilakukan dengan melakukan blowdown.

Uji Besi

Uji Sulfit

• Pada penetapan besi, dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri, dengan menggunakan alat spektrofotometer DR 2800 diukur pada panjang gelombang 510 nm.

• Penetapan sulfit dilakukan dengan menggunakan metode titrasi. Sulfit didalam ketel uap sebagai oksidator karena untuk mengurangi atau menghilangkan oksigen terlarut didalam air, sulfit akan bereaksi dengan oksigen menjadi sulfat.

• Kadar besi harus dikontrol karena merupakan indikator terjadinya korosi pada sistem pemanas. Korosi dapat menurunkan efisiensi perpindahan panas dan terjadinya kebocoran pada pipa sistem.

• Jika kekurangan dosis sulfit maka dapat menyebabkan korosi dalam sistem boiler, dan jika bila kelebihan Dosis Sulfit maka dapat menyebabkan kehilangan energi karena blowdown boiler harus lebih banyak untuk menurunkan kandungan padatan terlarut dalam air boiler.

Uji Phospat • Penetapan pospat dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri dengan menggunakan alat spektrofotometer DR 2800 pada panjang gelombang 890 nm.

TERIMA KASIH C

Pertanyaan • Jelaskan mekanisme perubahan sulfit menjadi sulfat! (Andi Nuraisyah) • Persyaratan umpan boiler? Parameter dan kerusakan yang terjadi pada umpan boiler. (Sri Ayaty) • Air umpan boiler dapat menyebabkan korosi pada umpan berapa dan sulfi! (Novrianty Barung) • Apa itu air umpan boiler dan pengolahan air umpan boiler! (Ellora Azarine) • Fungsi penambahan ammonium molibdat dalam uji orthophospat? (Yustina Nining) • Kesadahan kalsium kenapa tidak diukur kadar Mg?

• Pengujian silika? (Zulhayati) • Silahkan jelaskan keempat system di boiler! (Susianti)

1. Jelaskan mekanisme perubahan sulfit menjadi sulfat! (Andi Nuraisyah) • 2H2SO3 + O2 à 2H2SO4 • KIO3 + 5KI + 6 HCl --> 6KCl + 3 I2 + 3 H2O • SO32- + I2 + H2O --> SO42- + 2HI

2. Jelaskan persyaratan untuk air umpan boiler dan parameter serta kerusakan pada boiler! (Sri Ayati) Persyaratan untuk air umpan boiler (terlampir di tabel) Parameter untuk air boiler : • Derajat Keasaman (pH) • Konduktivitas • Alkalinitas • Kesadahan • Sulfit • Besi • Ortho Pospat • Silika

3. Pada kadar berapa, air umpan boiler dapat menyebabkan korosi? Air umpan boiler akan menyebabkan korosi jika : pH air melebihi 10,05 Konduktivitas yang melebihi 5000 Ymhos/cm Kadar besi yang melebihi 2 ppm Kadar sulfit dibawah 50 ppm

4. Apa itu air umpan boiler dan pengolahan air umpan boiler! (Ellora Azarine) Air umpan adalah air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam. Sedangkan sistem air umpan adalah sistem penyediaan air secara otomatis untuk boiler sesuai dengan kebutuhan steam. Proses perlakuan eksternal yang ada adalah:

•

1.

Koagulasi dan Flokulasi

•

2.

Sedimentasi

•

3.

Filtrasi

•

4.

Demineralisasi

•

5.

Softening

•

6.

Deaerasi

5. Fungsi penambahan ammonium molibdat pada penetapan kadar orthophospat? Fungsi ammonium molibdat dalam penetapan orthophospat adala sebagai katalis reaksi pembentuk senyawa kompleks.

6. Kesadahan kalsium kenapa tidak diukur kadar Mg? Karena kalsium lebih berpotensial menyebabkan korosi dibandingkan dengan magnesium. Kesadahan kalsium yang dimaksud adalah kesadahan tetap, dimana kesadahan tetap adalah kesadahan yang tidak dapat hilang karena pemanasan yang disebabkan ion Ca dan Mg berikatan dengan anion Cl–, NO3- dan SO42 .

7. Silahkan jelaskan keempat system di boiler! (Susianti)

Sistem Pengolahan Pendahuluan ( Pretreatment System ) Sistem pengolahan pendahuluan ( Pretreatment System ) adalah semua proses yang dilakukan untuk menghilangkan zat-zat yang tidak diinginkan yang terdapat dalam air yang berasal dari sumber air yang digunakan untuk keperluan industri. Proses pengolahan ini adalah sebagai berikut : 1). Filtrasi, untuk memisahkan partikel yang berukuran besar dan kecil. 2). Koagulasi/floakulasi, untuk mengendapkan partikel-partikel koloid. 3). Klarifikasi dan filtrasi, untuk memisahkan endapan koloid dengan filtrat yang selanjutnya masuk ke proses demineralisasi.

4). Demineralisasi, untuk menghilangkan mineral-mineral yang terlarut dalam air. Demineralisasi ini mencegah terjadinya kerak dalam pipa atau ketel uap dan mengurangi sifat korosi air. Proses ini menggunakan resin penukar ion. Mekanisme penukaran ion terjadi secara sederhana dan merupakan reaksi setimbang, oleh karena proses penukaran bergantung pada perbedaan kekuatan interaksi antara ion-ion dengan resin.

Sistem Air Umpan ( Feed Water System ) • Setelah proses demineralisasi, air diubah menjadi uap, panas disalurkan ke air dalam deaerator yang merupakan bagian dari sistem umpan. Di deaerator gas-gas yang terlarut dalam air dihilangkan, terutama oksigen merupakan penyebab utama korosi. Deaerator ini tidak dapat menghilangkan keseluruhan gas terlarut, oleh karena itu perlu ditambahkan suatu bahan kimia khususnya untuk mengusir gas-gas yang ada sampai batas yang diperbolehkan untuk masuk kedalam ketel uap. Gas- gas ini dapat dihilangkan oleh deaerator karena gas mempunyai kelarutan kecil pada temperatur tinggi.

Sistem Ketel Uap dan Pembuangan ( Boiler and Blowdown system ) Air yang keluar dari deaerator digunakan sebagai air pengisi ketel. Didalam ketel uap ini akan terjadi proses pemanasan sehingga air diubah menjadi uap. Panas disalurkan ke air dalam boiler, dan uap yang dihasilkan terus – menerus. Uap yang dihasilkan ini digunakan untuk berbagai hal, seperti penggerak turbin atau untuk proses kimia yang memerlukan panas. Feed water boiler dikirim ke boiler untuk menggantikan uap yang hilang. Saat uap meninggalkan air boiler, partikel padat yang terlarut semula dalam feed water boiler tertinggal. Tindakan pembuangan (blowdown) dilakukan bila parameter melewati batas yang ditentukan sehingga air ketel harus dibuang. Pembuangan (blowdown) dilakukan selama periode waktu tertentu tercapai parameter yang memenuhi syarat untuk air ketel yang diimbangi dengan menambahkan air segar yang sesuai dengan parameter untuk air ketel.

Sistem Kondesat (Condesate system) Uap dari steam boiler sebagian besar digunakan untuk keperluan proses produksi di industri dan sebagian lagi masuk kedalam kondensor dan mengalami pengembunan menjadi air kondensat yang akan masuk kembali kedalam deaerator yang kemudian digunakan sebagai air umpan untuk steam boiler. Zat-zat yang tidak diinginkan banyak terkandung didalam air kondesat biasanya adalah : oksigen, karbondioksida, senyawa pengkhelat, garam-garam yang terlarut misalnya garam-garam natrium yang terbawa oleh uap air yang dapat menyebabkan korosi pada sistem kondensat yang dapat dihilangkan dengan penambahan bahan-bahan kimia. Korosi merupakan akibat dari sifat air dan logam yang ada pada sistem. Akibat dari korosi dapat menyebabkan timbulnya endapan sehingga kecepatan arus alir air akan berkurang dan lama-lama akan mengalami kerusakan pada sistem.

Pengujian silika? (Zulhayati) Penetapan Silika Low Range Alat dan Bahan • 1) Kuvet • 2) Spektrofotometer Air demin Pereaksi sil-1 (molibdenum) Pereaksi sil-2 (asam sitrat) Pereaksi sil-3 (asam amino) Sample air boiler

• b. Cara kerja • 1). Disiapkan dua buah piala gelas plastik, piala gelas satu untuk blanko, piala gelas dua untuk sampel. • 2). Sampel air boiler masing-masing sebanyak 10 ml dimasukkan kedalam piala gelas plastik untuk blanko dan sampel. Ditambahkan pereaksi sil-1 sebanyak 14 tetes ke dalam masing-masing piala gelas. Didiamkan selama 4 menit.

• 3). Ditambahkan 1 bantal pereaksi sil-2, pada masing-masing piala gelas. Didiamkan selama 1 menit. • 4). Larutan yang sudah ditambahkan pereaksi, masing-masing dimasukkan kedalam kuvet, untuk kuvet yang berisi sampel ditambahkan sil-3, didiamkan selama 1 menit. • 5). Sample diukur dengan menggunakan spektrofotometer visible dengan panjang gelombang 815 nm, nilai yang yang tampak adalah konsentrasi orthopospat dalam air dengan satuan ppm.