Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

1 Pendahuluan Rasio nilai Nasikin: Misri = 1:1 Penilaian Saya = UA : ∑ Test : ∑ PR = X : Y : Z Dimana X > Y > Z Jam bicara = Selasa, 13.00 – 16.00 WIB.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "1 Pendahuluan Rasio nilai Nasikin: Misri = 1:1 Penilaian Saya = UA : ∑ Test : ∑ PR = X : Y : Z Dimana X > Y > Z Jam bicara = Selasa, 13.00 – 16.00 WIB."— Transcript presentasi:

1 1 Pendahuluan Rasio nilai Nasikin: Misri = 1:1 Penilaian Saya = UA : ∑ Test : ∑ PR = X : Y : Z Dimana X > Y > Z Jam bicara = Selasa, – WIB Buku acuan: –Buku “Absorpsi, Leaching ….”, MG –Transport Process & Unit Operation 3 rd ed., Geankoplis, C.J. –Mass-Transfer Operations, Treybal, R.E. –Chemical Engineering Vol 2, Coulson, JM & Richardson, J.F.

2 2 Absorpsi Dissolusi (pelarutan) ke dalam fasa liquid; Pemanfaatan difusivitas tinggi dari molekul gas; Koefisien partisi Henry's law  (tek. uap/kelarutan)

3 3 Pendahuluan Pemisahan atau pemindahan satu atau lebih komponen dari campuran gas ke dalam cairan yang sesuai Perpindahan massa yang besar peranannya dalam proses industri (setelah Distilasi) Dikontrol oleh laju difusi dan kontak antara 2 fasa Fisika: acetone-udara via absorpsi air Kimia: NOx-udara via absorpsi air Peralatan: mirip dgn distilasi Perbedaan operasi dgn distilasi: –Feed = gas yg masuk dr bagian bawah –Solvent = liquid yg masuk dr bagian atas di bawah titik didih –Difusi dari gas ke liquid yang “irreversible” (pada Distilasi equimolar counter-diffusion) –Rasio laju alir Liquid:Gas > D –Packed Column lebih banyak dipakai Feed Unabsorbed gas Solvent

4 4 Prinsip dasar Kontak 2 phasa mencapai kesetimbangannya Sampai P ~ 5 atm, Kelarutan (S) tidak berubah Suhu  maka Kelarutan  Hukum Henry: the concentration of a solute gas in a solution is directly proportional to the partial pressure of that gas above the solution P A = H C A P A = tekanan parsial komponen A pada fasa gas H = konstanta Henry C A = konsentrasi komponen pada fasa liquid

5 5 Mekanisme Absorpsi P AG = Tek. Parsial pada fasa bulk P Ai = Tek. Parsial pada interface C AL = Konsentrasi pada fasa liquid C Ai = Konsentrasi pada fasa interface Bulk gasFilm gas Film Liquid Bulk LiquidP AG P Ai C Ai C AL A B D E Batasan film gas Batasan film liquid Interface Konsentrasi zat A di dlm fasa cair Tekanan parsial gas A

6 6 Difusi melalui gas stagnant Absorpsi gas yang mengandung komponen dapat-larut A dan tak- dapat-larut B melalui gas stagnant menurut hukum Stephan: N’ A = total perpindahan massa (mol/luas.waktu), z = jarak pada arah perpindahan massa C A,C B,C T = konsentrasi komponen A, B dan total gas, D V = difusivitas fasa gas (untuk gas ideal) Jika P BM = (P B2 - P B1 )/ ln (P B2 / P B1 ), maka k G adalah koefisien transfer film gas

7 7 Difusi pada fasa liquid D L = difusivitas fasa liquid z = jarak pada arah perpindahan massa C A, C T = konsentrasi molar komponen A, B dan total gas k L adalah koefisien transfer film liquid

8 8 Laju Absorpsi dan koefisien menyeluruh C Ai A B D E Interface Konsentrasi zat A di dlm fasa cair Tekanan parsial gas A F C Ae C AL P Ai P AG P Ae Pada kondisi tunak:

9 9 Laju Absorpsi dan koefisien menyeluruh C Ai A B D E Interface Konsentrasi zat A di dlm fasa cair Tekanan parsial gas A F C Ae C AL P Ai P AG P Ae Pada kondisi tunak: k G dan k L sulit diukur, maka digunakan K G dan K L adalah koefisien transfer menyeluruh gas dan liquid

10 10 Hubungan antara koefisien- koefisien Dengan asumsi bahwa larutan mengikuti hukum Henry, maka dan sehingga Validitas persamaan-persamaan di atas bersyarat: Harga H tidak bergantung pada jenis alat Harga H tidak bergantung pada jenis alat Tak ada resistansi interface yang signifikan Tak ada resistansi interface yang signifikan Tak ada keterkaitan antara koefisien 2 lapisan film Tak ada keterkaitan antara koefisien 2 lapisan film PR 1 : Tunjukkan bagaimana mendapatkan 3 persamaan di atas dari laju absorpsi.

11 11 Laju Absorpsi dalam fraksi mol Laju perpindahan massa dapat ditulis: dan Jika m adalah gradien kurva kesetimbangan, maka

12 12 Faktor berpengaruh thdp K Tipe gas: –Sangat mudah larut (ammonia) –Mudah larut (SO 2 ) –Sedikit (hampir tidak) larut (O 2 ) PR 2 Bagaimana hubungan antara koefisien ( k G dan K G serta k L dan K L

13 13 Kolom dinding basah C Ai A B D E Interface Tekanan parsial gas A F C Ae C AL P Ai P AG P Ae Mengingat kurva kesetimbangan bukan garis lurus, maka Konsentrasi zat A di dlm fasa cair dan

14 14 PR 3 PR 3 Komponen A terabsorb dari campuran A dan B dalam suatu menara yang liquidnya berarah menuruni dinding. Pada suatu titik bulk gas berkonsentrasi (mol fraksi ) 0,38 dan liquid 0,1. Menara beroperasi pada suhu 298 K dan 101,3 kPa dan data kesetimbangan spt pd tabel. Gas A berdifusi melalui gas B yang stagnan kemudian melalui liquid yang non difusiv. Koefisien perpindahan massa diketahui sbb: k G = 1,465x10 -3 kmol A/s.m 2 k L = 1,967x10 -3 kmol A/s.m 2. Hitunglah konsentrasi A pada kedua interface dan flux yang terjadi. xAxA yAyA 00 0,050,022 0,100,052 0,150,087 0,200,131 0,250,187 0,300,265 0,350,385

15 15 Pendekatan lain Beberapa penelitian thdp penguapan cairan ke arus udara dalam tabung menunjukkan hubungan sbb: d = diameter tabungz G = ketebalan film B = konstantaRe = Bilangan Reynold Dari slide sebelumnya, diketahui bahwa maka maka Dan beberapa pendekatan lainnya

16 16 Perhitungan peralatan Absorpsi Plate Packed Towers

17 17 Jenis-jenis Plate (Tray) Kontak uap dan liquid efisien Sieve tray –Paling banyak dipakai, –Bentuk mirip dgn yg dipakai pada distilasi, –lubang sederhana,  3-12 mm, 5-15% luas tray Valve tray –Modifikasi sieve tray dgn valve untuk mencegah kebocoran liquid pada saat tekanan uap rendah –Mulai banyak dipakai Sieve tray

18 18 Spray tower and Venturi

19 19 Buble cap tray

20 20 Packed Beragam jenis packing telah dikembangkan untuk memperluas daerah dan efisiensi kontak gas-liquid Ukuran 3 -75mm Bahan:Inert dan murah spt tanah liat, porselin, grafit, plastik, etc. Packing baik: 60-90% volume total

21 21 Desain Menara Absorpsi Piringan V N+1, y N+1 L n, x n L N, x N V n+1, y n+1 N -1 N n+1 n L 0, x 0 V 1, y L dan V = laju alir total L’ dan V’ = laju alir komponen inert Untuk memudahkan perhitungan, maka neraca massa dihitung berdasarkan laju alir inert, bukan laju alir total Jumlah mol komponen absorbent = L.x n, L’ = L – L.x n L’ = L (1 –.x n )

22 22 Desain Menara Absorpsi Piringan pada kotak putus-putus berlaku sbb: Dan pada keseluruhan berlaku neraca massa sbb: Neraca massa Kedua pers. terakhir disebut Persamaan garis operasi

23 23 Contoh Soal SO 2 akan diabsorbsi dari udara oleh air murni pada suhu 20 o C. Gas masuk mengandung 20% mol SO 2 dan keluar diharapkan tinggal 2% fraksi mol pada tekanan 1 atm. Udara dan air masuk dengan laju inert 5,18 dan 333 kmol/jam.m 2. Jika efisiensi tray adalah 25%, maka hitunglah berapa jumlah tray teoritis dan aktual yang diperlukan.

24 24 Desain Menara Absorpsi Packing Persamaan garis operasi keseluruhan: Untuk titik tetentu: Jika komponen A sangat kecil konsentrasinya (dilute): Ini adalah gradien garis operasi  L’/V’ =  y/  x Jika garis operasi berada di bawah garis kesetimbangan maka akan terjadi transfer dari L ke V, atau peristiwanya disebut sebagai Jika garis operasi berada di bawah garis kesetimbangan maka akan terjadi transfer dari L ke V, atau peristiwanya disebut sebagai Stripping dZdZ L 1, x 1 V 1, y 1 L 2, x 2 V 2, y 2 Penampang iris S

25 25 Disain menara packing Jika dA = a S dz, dan d(Vy) = d(Lx) Maka Dan V’=V(1-y AG ) dan dZ L 1, x 1 V 1, y 1 L 2, x 2 V 2, y 2 Penampang iris S A = luas interface, m 2 a = luas interface packing, m 2 /m 3 S = luas penampang menara, m 2 z = tinggi menara

26 26 Disain menara packing Integrasi menghasilkan: Untuk dilute gas mixture (x dan y < 0.1), maka selisih-selisih pada V, L, y dan x dpt dianggap konstan.

27 27 Lokasi garis operasi (a) Absorpsi komponen A dari V ke L (b) Stripping komponen A dari L ke V Fraksi mol, x Bawah kolom y y2y2 garis operasi Atas kolom Fraksi mol, y garis kesetimbangan x2x2 x1x1 Fraksi mol, x Bawah kolom y y2y2 garis operasi Atas kolom Fraksi mol, y garis kesetimbangan x2x2 x1x1

28 28 x y Pada (L/G) min nilai y 2 yang diinginkan hanya dapat dicapai dengan tinggi kolom tak terbatas Semakin tinggi kolom diperlukan Minimum L/G

29 29 Pertimbangan Ekonomi Nilai optimum L’/V’ bergantung pada neraca ekonomi L’/V’ besar, maka L besar, sehingga (H kolom tetap, D besar) recovery L mahal/besar L’/V’ kecil, maka L kecil, sehingga tinggi besar, harga kolom besar


Download ppt "1 Pendahuluan Rasio nilai Nasikin: Misri = 1:1 Penilaian Saya = UA : ∑ Test : ∑ PR = X : Y : Z Dimana X > Y > Z Jam bicara = Selasa, 13.00 – 16.00 WIB."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google