Aplikasi Teknologi Di Pulp Making

5/24/2018 Aplikasi Teknologi Di Pulp Making

1/40

Klasifikasi umum proses pembuatan pulp

Mekanis Kombinasi mekanis kimia Kimia

Pulping dengan energimekanik2000 3000 kWh/ton

Pulping dengan kombinasiperlakuan kimia dan mekanis600 1200 kWh/ton3 - 8 GJ/ton

Pulping dengan bahankimia dan panas400 800 kWh/ton8 14 GJ/ton

Rendemen tinggi(90 - 95 %)

Rendemen sedang (interme-diate) ( 55 90 %)

Rendemen rendah(40 - 55 %)

Serat pendek, tidak utuh,lemah, tidak stabilKualitas cetak baikSulit diputihkan

Sifat-sifat pulp sedang (inter-mediate)

Serat pulp utuh, kuat,stabilKualitas cetak rendahMudah diputihkan

ContohGroundwoodRMPTMPCTMP

Contoh :NSSCHigh yield kraftCold soda (soda dingin)

Contoh :KraftSulfitSoda

GAMBARAN UMUM INDUSTRI PULP


2/40

KRAFT PULPING

Pabrik pulp di Indonesia menggunakan proses kraft dengan bahan baku

hardwood (kayudaun) antara lain Akasia, Ekaliptus, kayudaun campuran (Mixhardwood)

Prinsip proses kraft

- menyisihkan lignin dari selulosa

- menggunakan white liquor (NaOH dan Na2S) sebagai bahan kimia pulpingdan memerlukan energi panas

Menghasilkan limbah black liquoryang dapat diregenerasi menjadi bahankimia dan energi dalam sistem siklus Chemical Recovery Process

Kinerja pulping diukur denganKappa Number yang menyatakan lignin yang

masih tersisa dalam pulp Target Bilangan Kappa (Kappa Number)

14 20 untuk kayu serat pendek (hardwood)20 32 untuk kayu serat panjang (softwood)


3/40

DIAGRAM PROSES PABRIK PULP

Emisi bau

Digester

Washing &

Screening

Oxygen

Delignifi-

cation

Bleaching

(DEOPDD)Pulp

Machine

Evaporator

Chemical

Plant

O2

O2ClO2

NaOH

RecoveryBoiler

Rekaus-

tisasi

Limekiln

white

liquor

PowerBoiler

NCG

Treatment

CaCO3

Na2SO4

Wood

Air

proses

Air

proses

Buangan asam

Buangan alkali

Gas cerobong

Listrik ke proses

MP steam ke proses

LP steam ke

proses

Bahan

bakar

Dregs

dan

grits

NCG

black

liquor

Pulp

putih

NaCl

Udara

H2O2

NaOH

TG

Wood

Handling

bark


4/40

TG

Powerboiler

Recoveryboiler

HP steam header : 91 bar, 490 oC

LP steam header : 76,4 kg/s, 4,1 bar, 145 oC

MP steam header : 32,6 kg/s, 12,5 bar, 250 oC

Boiler feedwater tank

115 oC

HP Pump

Power to process

Steamto process

127,2 kg/s

3,2 kg/s

28,7 kg/s

2354 kw

TG cond. : 127,3 kg/s, 84 oCDemin water : 20,1 kg/s, 45 oC

LP steam : 10,2 kg/s

117,64 MW

Distribusi energi pada pabrik pulp

Contoh pada kapasitas 1615 Adt/hari


5/40

Konsumsi steam dan listrik pada pabrik pulp

No Proses Steam(GJ/ton)

Listrik(kWh/ADt)

1. Penyerpihan dan penyaringan serpih - 50

2. Pemasukan serpih ke system digester (feeding line) - 20

3. Pemasakan dalam digester 1,7 40

4. Pencucian dan penyaringan pulp - 30

5. Delignifikasi oksigen 0,5 75

6. Pemutihan pulp 2,3 100

7. Pulp machine 2,3 141

8. Evaporator 3,1 30

9. Power plant 2,3 60

10. Lime kiln dan rekaustisasi - 50

11. Penyediaan air panas - 32

12. Pengolahan air dan air limbah - 30

13. Lain-lain (penerangan, AC) - 30

Total konsumsi 12.2 688


6/40

PULPING HEMAT ENERGI DAN EMISI

KARBON RENDAH


7/40

Menghemat energi Mengurangi beban pencemaran Menghemat bahan baku Menghemat air Mengurangi emisi udara Menghemat biaya

MANFAAT KONSERVASI ENERGI PADA PABRIKPULP


8/40

Penanganan bahan baku kayu yang efisien Modifikasi teknologi delignifikasi berlanjut (extended delignification) pada

sistem pemasakan (cooking) Aplikasi teknologi washing menggunakan metoda displacement Optimasi kinerja Chemical Recovery (evaporator, recovery boiler, lime kiln) Optimasi kinerja sistem Power Boiler (bahan bakar biomassa ataubatubara)

Penggunaan biomassa dan gasifikasi

KONSERVASI ENERGI PADA PABRIK PULP


9/40

Penanganan bahan baku kayu, penyerpihan,penyaringan serpih kayu yang efisien


10/40

Persiapan bahan baku (wood handling)

Log yard Debarking ChippingChips

ScreeningChips

storage

Log

Barkto power boiler

Pin chips and finesto power boiler

or pin chipsto sawdust pulping

todigester


11/40

Chip silo storage binDimensi tumpukan serpih yang

optimal


12/40

Konservasi energi pada penanganan bahan baku kayu

NO AKTIFITAS KONSERVASI ENERGI INVESTASI

1. Hindari log blocking pada saat masukchipper

menghindari mesinberoperasi tanpa beban

Tanpa investasi

2. Miinimalkan tinggi tumpukan serpih mengurangi panas yangterjadi akibat tumpukan

Tanpa atausedikit investasi

3. Ikuti prosedur fifo (first in first out)

dalam penyimpanan serpih di chippile

serpih kayu akan

mengalami waktu tinggalyang sama dalamtumpukan dengan derajatdegradasi yang sama pula

Tanpa atau

sedikit investasi

4. Simpan serpih dalam chips silo mengurangi woodlossMemasang silo

Memasang silo

5. Aplikasi Cradle Debarker mengurangi kerusakankayu, mengurangi woodloss. Hemat energidebarking 30%

Modifikasi sistempengulitan(debarking) yangada


13/40

Konservasi energi pada penanganan bahan baku kayu


6. Mengganti pneumatic chips conveyordengan belt conveyor

Hemat listrik dari 18,5kWh/ton (pneumatic)menjadi 1 kWh/ton (belt)

modifikasi ataumengganticonveyor

7. Aplikasi automatic chip handling andthickness screening

Untuki mendukungterwujudnya manajemenfi-fo, meningkatkan yield,

hemat bahan baku

Melengkapisistem control

8. Aplikasi penyaring serpih tipe bar(bar-type chip screens)

Life-time lebih panjangdibanding tipekonvensional, biayapemeliharaan rendah,yield naik 2%, hemat

0,33 MMBtu/ton pulp

Menggantisistempenyaringankonvensional

9. Aplikasi Chips conditioner Reject turun 1,2%, hematenergi pulping 0,19MMBtu/ton, hemat biaya$30/hari

modifikasi/mengganti slicer yangada


14/40

Modifikasi teknologi delignifikasi berlanjut(extended delignification) pada sistem

pemasakan (cooking)


15/40

Pemasakan, pemrosesan pulp dan pemutihan pulp (bleaching)

Digester Washing Knotting

Screening

&thickening

Chips

Black liquor Reject

BleachingHigh

density

storagetank

Knot recycle

O D Eo D2D1

Pulpcoklat

Airproses Airproses

Buangan asamBuangan alkali

Pulpputih


16/40

Digester batch dengan sirkulasi bahan kimia Jadwal siklus cooking dalam digester

Digester Batch

Temperatur cooking 160 170 oC

Total cairan/chips 3,8 - 4

Active alkali/white liquor 16 20% terhadap chips

H-factor 1000 - 1300

Kappa number 15 - 20


17/40

Prinsip dasar konservasi energi dalam digester

Prinsip dasar memperoleh pulp bilangan kappa rendah adalah mengaturselektifitas delignifikasi dengan metoda antara lain :

- Konsentrasi alkali aktif harus rendah pada awal pemasakan dandipertahankan agar relatif seragam selama pemasakan

- Konsentrasi SH- harus tinggi, terutama selama awal delignifikasi

- Kandungan lignin yang terlarut dalam cairan pemasak harusdipertahankan agar tetap rendah, terutama pada tahap akhir pemasakan

Prinsip prosesnya adalah menyimpan black liquor pada proses cooking untukdigunakan (re-use) pada cooking berikutnya. Semakin banyak siklus proses

yang harus dilalui semakin hemat energi yang diperlukan.


18/40

Aplikasi pada batch cooking


19/40

Rapid Displacement Heating (RDH) dan Superbatch


20/40

Keuntungan RDH/Superbatch

Pencucian dalam digester pada tahap displacement ekivalendengan 1 stage (tahap) pencucian pada drum washing

Dapat menurunkan beban evaporator Viskositas black liquor pekat yang dihasilkan lebih rendah

dibandingkan proses konvensional Dapat menurunkan konsumsi alkali Memperbaiki kualitas pulp yang dihasilkan proses

konvensional Menghemat pemakaian steam, yaitu konsumsi 0,30 ton/ADT pulp.Bandingkan dengan sistem konvensional sebesar 1,38 ton/ADT atau sistem

kontinyu sebesar 720 kg/ADT pulp.


21/40

Digester Kontinyu

Siklus cooking :

- Chips steaming- Chips feeding- Impregnation- Cooking- Washing- Pulp discharge

Aplikasi pada sistem kontinyu


22/40

Aplikasi pada sistem kontinyu(ITC, Lo-solids, BLI)

Isothermal cooking Lo-solids


23/40

BLACK LIQUOR IMPREGNATION


24/40

Konservasi energi pada system cooking dan bleaching


1. Modifikasi batch digester (RDH,Superbatch, Coldblow, Enerbatch)

Hemat steam dari 1,38 ton/tonpulp (konvensional) menjadi0,30 ton/ton (RDH), yieldnaik 2 3%

menambah heatexchanger, pompa dantangki penampung filtratdisplacement hangat danpanas

2. Modifikasi digester kontinyu (ITC,

Lo-solids, BLI)

Hemat steam dari 0,72ton/ton pulp (konvensional)

menjadi 0,4 0,5 ton/tonpulp, yield naik sekitar 1%

Menambah zona cookingpada sistem ITC dan Lo-

solids, menambah 1 buahvessel ukuran sedang danauxiliary untuk BLI

3. Aplikasipulping aid:Antrhraquinone,

Phosphanate

Anthraquinone : yield naik 2-5%, rejects makin turun,Kappa rendah, emisi sulfurrendah. Phosphanate :menghemat steam 8 -10%,yield pulp naik 4 - 6%

Tambahan biaya produksilangsung


25/40

Konservasi energi pada system cooking dan bleaching


4. Heat recovery dari unitbleaching

Memanfaatkan panas darikap pencuci (washer hood)untuk memperoduksi airpanas.

menambah unit heatexchanger dan tangki.

5. Chlorine dioxide (ClO2) heatexchange

Preheating ClO2 sebelummasuk mixer dapatmenghemat steam

Menambah instalasiheat exchanger padasistem umpan ClO2.Biaya investasi$124000, pay backperiod 2 tahun.


26/40

Aplikasi teknologi washing menggunakan metodadisplacement


27/40

Twin roll pressWash master

Wash master Twin roll press


28/40


1. Perbaikan proses pencucianpulp menggunakan sistem

displacement

Hemat air, dilution factordibawah 1 (0,6 0,9)

Lebih efisien,menghilangkan lebihbanyak solids, konsumsipower, steam, bahan kimiapemutih lebih rendah.Hemat steam 9,000

kJ/ton dan hemat listrik 12kWh/ton.

Mengganti sistempencucian

konvensional denganpressure diffusionwasher, twin roll danwash master

Konservasi energi pada system pencucian pulp


29/40

Optimasi kinerja Chemical Recovery

RECOVERY BOILER


30/40

Green liquor to recausticIzing

Liquor guns

Tertiary air

Primary and secondary air

Furnace area

Superheater

Steam drum

Dissolving tank

Smelt

Generating bank

Economizer

Flue gas to EP

High pressure steam


31/40

APLIKASI SUPERKONSENTRATOR

6 5 34 2 1 SuperKonsen-trator

BL

Mixingtank

RECOVERYBOILER

Condensate segregationSuper konsentrator :- Tipe lamella- Tipe tubular FF with liquor flow outside

- Meningkatkan kapasitas boiler

- Menurunkan plugging- Meningkatkan efisiensi reduksi


32/40

APLIKASI UDARA KUARTERNER

Udara primer

Udara tersier

Udara tersier tingkat atasUdara kuarterner

Udara sekunder tingkat atas

Udara sekunder


33/40

Konservasi energi pada sistem Chemical Recovery


1. Penggunaansuperkonsentrator pada

evaporator

Lindi hitam pekat naik dari 70menjadi 80%, Steam economy6 kg H2O/ton steam, 1,6 kgsolid/kg pulp, Konsumsi steam3,1 GJ/ADt, listrik 30kWh/ADt

Menambah alat superkonsentrator danpompa dalam sistemevaporator.

2. Perbaikan composite tubesuntuk pipa

Recovery boiler

Meningkatkan efisiensi boiler,menurunkan shutdown,menurunkan korosi

Mengganti pipacarbon steel denganco-extruded tubeterutama di bagiansuperheater

3. Sistem monitoring deposit

Recovery boiler

Kontrol dan inspeksi yang baik

akan meningkatkan heattransfer surfaces, deteksi dinipenyumbatan (plugging) dankerusakan pipa (fouling) dapatdimonitor sehingga akanmengurangi shut down

Menambah system

handheldinfraredinspectionsystem


34/40

Konservasi energi pada sistem Chemical Recovery


4. Penambahan aliran udarakuartener pada Recoveryboiler

Menurunkan particle carryover dan tube fouling,menurunkan frekwensirecovery boiler washing,menurunkan shut down, HPS100 bar 500 oC, meningkatkan

energi 3 5%

Investasi $300,000 -$500,000 untukmenambah level udarabaru

5. Lime kiln oxygenenrichment

Investasi rendah, hanya perlupipa dan system injeksi O2. Payback period 1 3 tahun.

hanya perlu pipa dansystem injeksi O2. Payback period 1 3tahun.

6. Memperbaiki system filtrasiCaCO3dan refactory brick padalime kiln

Menghemat energi 0,47MMBtu/ton CaO atau hematenergi 5%

Modifikasi ataumengganti sistem yangsudah ada


35/40

Optimasi kinerja Power Boiler

i i d il


36/40

Konservasi energi pada Power Boiler


1. Monitoring dan controlkontinyu systempembakaran

Oksigen dan karbonterkontrol optimal, campuranbahan bakar/udara terkontroloptimal untuk mencapaitemperature flame yangtinggi, efisiensi energimaksimal

Aplikasi continuousmonitoring dan kontrolmutakhir. Investasi$200000, pay backperiod 6 bulan

2. Menurunkan jumlah fluegas dengan menghindarikebocoran

Dengan mencegah kebocorandapat dihemat energi 2 5%.

Pemeliharaan,monitoring dan inspeksirutin

3. Mengurangi udara ekses Penggunaan udara ekses(excess air) sekitar 15% dapat

munrunkan emisi NOx

-

4. Memperbaiki systemisolasi system perpipaan

Menghemat energi 6 26% Pemeliharaan rutin danmengganti denganmaterial baru



37/40



5. Pemeliharaan boiler

(boiler maintenance)

Untuk menjaga boiler selalu

bekerja maksimal (peakperformance), denganmemperbaiki system manajemenboiler maintenance yang baikdapat menghemat energi sebesar10%

Mengaplikasikan program

manajemen pemeliharaanboiler

6. Condensate return Menghemat air (fresh water) danbahan kimia pengolahan air boiler Memasang sistemcondensate return

7. Menimimalkan boilerblow down

Blowdown yang optimal akanmeminimalkan pembentukandepost boiler, menghemat bahanbakar 1,1%

Memasang system blowdown otomatis systemscan be installed tooptimizeblow down rates

8. Blow down steamrecovery

Dapat menjaga sifat-sifattermodinamika steam dan air,menurunkan potensi korosidalam system perpipaan,menghemat bahan bakar 1,2%

Menambah instalasisystem instalasicontinuous blow downheat recovery systems


38/40

Optimalisasi penggunaan bahan bakar biomassa dangasifikasi

Penggunaan biomassa dari lahan HTI Optimalisasi penggunaan NCG (non-condensible gases) Pengambilan methanol dari NCG Gasifikasi batu bara menghasilkan syngas untuk bahan bakar lime kiln

PENUTUP


39/40

Konservasi energi pada sistem penanganan bahan baku dapat menghemat

listrik sebesar 15 20 kWh/ton Dengan sistem delignifikasi berlanjut, pabrik pulp dapat menghematpenggunaan steam sekitar 18% untuk sistem batch dan 36% untuk sistemkontinyu

Aplikasi teknologi washing dengan metoda displacement dapatmenghemat energi panas sekitar 9000 kJ/ton dan listrik sekitar 12

kWh/ton pulp Penambahan aliran udara level 4 (kuartener) pada Recovery Boiler dapat

menghasilkan steam tekanan tinggi (HPS) 100 bar, 500 oC, menambahproduksi energi 3 5% dengan investasi total $300000 - $500000)

Optimasi kinerja sistem Power Boiler diditik beratkan pada sistemmonitoring, kontrol dan pemeliharaan kontinyu

Penggunaan biomassa, NCG dan gasifikasi merupakan peluang besar dalampenghematan energi di pabrik pulp

PENUTUP


40/40

Terima kasih

Documents

Aplikasi Teknologi Di Pulp Making