Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Seminar Sebumi Kerjasama Universitas Indonesia dan Universiti Kebangsaan Malaysia, Kampus UI Depok, 24-25 Juni 2008 Disampaikan Oleh Setiadi, E-mail :

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Seminar Sebumi Kerjasama Universitas Indonesia dan Universiti Kebangsaan Malaysia, Kampus UI Depok, 24-25 Juni 2008 Disampaikan Oleh Setiadi, E-mail :"— Transcript presentasi:

1 Seminar Sebumi Kerjasama Universitas Indonesia dan Universiti Kebangsaan Malaysia, Kampus UI Depok, Juni 2008 Disampaikan Oleh Setiadi, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik UI STUDI ABSORPSI CO2 MENGGUNAKAN KOLOM GELEMBUNG BERPANCARAN JET (JET BUBBLE COLUMN) Setiadi, Nita Tania H, Hantizen dan Dijan Supramono

2

3 General Background Issue ttg.Global Warmng perlu solusi Teknologi Pengembangan Teknologi CCS (Carbon Capture and Storage) : Absorption, CBM (coal Bed Methane), CO2- injection, CO2 fixation) Fenomena Gunung Es

4 Sebuah Skenario pemanfaatan Energi dan Recovery CO2 mll.CO2 global recycle system Perlu Teknologi CCS dan Kemudahan Transportasi CO2 Storage by Absorption

5 Fenomena Dasar Sumber: Ito, 2000; Havelka, 2000 Profil permukaan menyerupai terompet akibat tumbukan pancaran jet Gas/Udara terperangkap kedalam celah lubang sumur terompet entrainment Pembentukan awan gelembung (Bubble Cloud) hasil tumbukan pancaran vs permukaan cairan Akibat turbulensi permukaan dan adanya pusaran eddy (eddy current), lapisan udara terjebak jauh dibawah permukaan terkena tumbukan momentum pusaran arus dan terbelah/terpecah-pecah → terbentuk awan gelembung Pendahuluan

6 Tabel 1 Berbagai alat kontak gas – cair secara umum (Lee, Sheng-Yi & Tsui, Y. P., 1998) Kriteria Desain peralatan kontak gas-cair (absorpsi) : Harus mampu Menciptakan luas kontak antar fasa setingi-tingginya, agar laju mass transfer terakselerasi jauh lebih tinggi dan menjadi sangat efisien. Pendahuluan

7 Tujuan penelitian Studi Hidrodinamika : Melihat kelayakan operasi hasil desain yakni pengaruh laju alir volumetrik cairan (Q L ) thd. laju alir volumetrik gas terhisap (Q G ), holdup fasa gas pada diamaeter nozzle (D N ) Kinetika reaksi absorpsi gas CO2 : Penentuan konstanta laju absorpsi menggunakan hasil hidrodinamika posisi downcomer pipe Pendahuluan Nozzle pembentuk pancaran Cairan (Liquid Jet) Gas Keluar Kolom Tabung Absorpsi Flowmeter untuk Pengukuran gas ter- entrainment Awan gelembung saat operasi kolom absopsi Pengukur Pressure Drop Kolom Gelembung Pipa downcomer untuk penetration depth Gelembung Hasil Pancaran Cairan Pressure indicator Cairan Memasuki Nozzle Foto Peralatan Kolom Absorpsi

8 Gambar 1 Hubungan antara laju gas entrainment (Q G ) terhadap kecepatan pancaran cairan (v) pada ukuran diameter nozzle yang tetap. Gas entrainment adalah jumlah gas yang terbawa/ tersedot oleh pancaran cairan Jet masuk ke dalam kolom. Hasil Studi Hidrodinamika

9 Gambar 2 Hubungan antara holdup fasa gas () terhadap kecepatan pancaran cairan (v) pada ukuran diameter nozzle yang berbeda (Dn). Holdup gas adalah fraksi gas yang terbentuk dalam kolom gelembung akibat pancaran cairan (v) pada ukuran diameter nozzle yang berbeda (Dn). Hasil Studi Hidrodinamika

10 Gambar 3 Grafik linierisasi dari metode regresi linier berganda pada Dn = 12.1 mm. Gambar 4 Grafik linierisasi dari metode regresi linier berganda pada Dn = 9.3 mm Tabel 1 Hasil Perhitungan Konstanta Kinetika Reaksi Dn (mm)Q L (L/det)Q G (L/det)k E E E E-01 Hasil Studi Kinetika

11 Gambar 5 Hubungan antara % jumlah gelembung pada tiap interval diameter gelembungnya Penyebaran Distribusi Gelembung dengan Metode Fotografi Dn (mm) Q L (L/det) Q G (L/d et) k GG a (m 2 /m 3 ) E E E E Hasil Perhitungan Luas Kontak Hasil Studi Hidrodinamika

12 KESIMPULAN 1.Peralatan kolom gelembung pancaran yang didesain di penelitian ini layak beroperasi dan dapat digunakan untuk absorpsi CO2. 2.Semakin besar laju alir volumetrik cairan dan laju alir volumetrik gas dalam diameter tetap akan menghasilkan konstanta kinetika reaksi dan luas kontak antar fasa gas-cair yang semakin besar. Pada Dn = 12.1 mm yang terbaik adalah pada QL = L/det yaitu k = 1.4x10-1 dan a = m2/m3, sedangkan pada Dn = 9.3 mm yang terbaik adalah pada QL = L/det yaitu k = 2.98x10-1 dan a = m2/m3. 3.Semakin besar luas kontak yang dihasilkan, distribusi gelembung pada kolom absorpsi akan semakin baik, dan kondisi operasi yang terbaik adalah pada Dn = 9.3 mm dengan QL = L/det.

13

14 Gambar 1 Pengambilan titik tekanan statik pada kolom gelembung pancaran Sesuai Gambar dan diturunkan persamaan matematikasebagai berikut : (1) Pada Gambar point (b) tekanan statik P 1 ’ sama dengan P 2 ’ maka akan kita peroleh nilai holdup fasa gas sebagai berikut, Metode Penelitian Penentuan Holdup gas = 1, Tidak ada gas hold up Gambar (a) Gambar (b) Sehingga

15 Metode Penelitian Teknik Penentean Konstanta Laju Reaksi (K obs ) Untuk menentukan koefisien kinetika reaksi (k obs ) absorpsi CO 2 dalam larutan absorbent NaOH dapat ditentukan dari persamaan kinetika reaksi. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut : 2 NaOH + CO 2  Na 2 CO 3 + H 2 O Dipandang bahwa :  Kadar CO 2 di fasa gas dibuat konstan selama pengkontakkan, tidak ada komponen CO 2 didalam fasa cair, CO 2 habis bereaksi.  Cairan NaOH homogen, karena adanya pengadukan dari sirkulasi pompa dan efek arus pusaran dalam kolom downcomer. limiting reactant  Reaktan NaOH tidak mungkin berdifusi kedalam fasa film gas, karena alat bekerja pada suhu kamar sehingga larutan NaOH tidak mungkin terjadi penguapan langsung. Kondisi batas integrasi : t = 0  C = C 0 (tidak ada larutan yang mengabsorpsi) t = t f  C = 0 (tercapainya kesetimbangan absorpsi) Data Kinetika reaksi hanya perlu mendeteksi waktu yang dibutuhkan untuk absorbent NaOH habis bereaksi atau menentukan saat cairan absorben harus diganti/diregenerasi

16 Gambar 2 Profil laju gas entrainment (QG) terhadap kecepatan pancaran cairan (v) pada ukuran diamter nozzle yang tetap dan panjang pipa downcomer yang tercelup 55 cm. Hasil Penelitian Gas Entrainment (QG) : Laju alir gelembung gas yang berkontak dengan kolom cairan Studi Hidrodinamika Gambar 3 Laju gas entrainment (Q G ) terhadap kecepatan pancaran cairan (v) dengan berbagai diamter nozzle & panjang pipa downcomer 55 cm

17

18 Daftar Notasi = Mean volume – surface diameter of bubble, (m) a D = Luas area spesifik antarfasa, (m 2 /m 3 ) C 0 = konsentrasi NaOH pada saat awal (t = 0) dfd = degree of freedom denumerator dfn = degree of freedom numerator dg = Diameter gelembung (m) D n = Diameter Nozzle, (mm) D T = Diameter tabung, (cm) h f = tinggi cairan (), gas entrainmen (gas yang terhisap), tekanan cairan, pengambilan gambar dengan pipa H f = tekanan statik yang berupa tinggi cairan H f = Tinggi cairan aerasi, (cm) h f = Tinggi cairan, (cm) h GD = Holdup fasa gas, (-) k obs = konstanta pesudo-first-order reaction k obs = Konstanta laju reaksi, m = ordo reaksi terhadap NaOH n = ordo reaksi terhadap CO 2 P 0 = Tekanan Atmosfir, (atm) P 1, P 1 ’, P 2, P 2 ’= Tekanan statikdidalam kolom, (atm) Q G = Laju alir volumerik gas (lt/mnt) Q L = Laju alir volumetrik cairan (lt/mnt) T= Jumlah total data pada seluruh sampel t f = waktu yang dibutuhkan kadar NaOH habis bereaksi. Yakni ditandai dengan menghilangnya warna (adanya penambahan indikator PP). V a = Volume air dalam kolom, (cm 3 ) V g = Volume gas yang terdispersi, (cm 3 ) V R = Volume alat kontak, (m 3 ) Z = panjang downcomer yang tercelup


Download ppt "Seminar Sebumi Kerjasama Universitas Indonesia dan Universiti Kebangsaan Malaysia, Kampus UI Depok, 24-25 Juni 2008 Disampaikan Oleh Setiadi, E-mail :"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google