Hilda's Diary_ Fluidisasi

8/6/2015 Hilda'sDiary:Fluidisasi

http://hildarosalina.blogspot.com/2013/03/fluidisasi.html 1/16

Hilda's DiaryThisblogtellsusthatapostcanchangetheworlda

wordisalifestoryLove,friendship,andgriefisapartoflife

Search...

[email protected]

Lencana FacebookHildaNiedlich

BuatLencanaAnda

About MeHildaRosalinaLihatprofillengkapku

LABELSCERITAINSPIRASI(1)K3(1)KaBijak(1)KIMIAANALITIKINSTRUMEN(KAI)(1)KIMIAFISIKA(1)LIRIKLAGU(2)Pengukurankomposisikimia(1)SATUANOPERASI(1)

My Blog List

Pages

Selasa, 05 Maret 2013

FluidisasiDiposkanolehHildaRosalinadi07.32

I.PENGERTIANFLUIDISASI Fluidisasiadalah metodapengontakanbutiranbutiranpadat denganfluida baik cairmaupun gas.Dengan metoda

inidiharapkanbutiranbutiranpadatmemilikisifatsepertifluidadenganviskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi sejumlahpartikel padat berbentuk bola. Melalui unggun padatan ini kemudiandialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah,butiranpadatakantetapdiam,karenagashanyamengalirdaribawahkeatas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam,karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpamenyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yangdemikiandisebutunggundiamataufixedbed.KeadaanfluidisasiunggundiamtersebutditunjukkanpadaGambar1a.

Gambar1SkemaunggundiamdanunggunterfluidakanKalaulajualirkemudiandinaikkan,akansampaipadasuatukeadaandimana unggun padatan akan tersuspensi di dalam aliran gas yangmelaluinya. Pada keadaan ini masingmasing butiran akan terpisahkansatu sama lain sehingga dapat bergerak dengan lebih mudah. Padakondisi butiranyangdapat bergerak ini, sifat unggun akanmenyerupaisuatu cairan dengan viskositas tinggi, misalnya adanya kecenderunganuntuk mengalir, mempunyai sifat hidrostatik dan sebagainya. Sifatunggun terfluidisasi ini dapat dilihat pada Gambar 1b. Dalam duniaindustri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti transportasiserbuk padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus,

BLOG ARCHIVE2013(4)

Maret(2)Fluidisasi

Fluidisasi

Februari(1)

Januari(1)

2012(25)

Lorem IpsumSelamatDatangdiHilda'sWorld:)

DiberdayakanolehBlogger.

Translate

SelectLanguage

Poweredby Translate

Entri Populer

SPEKTROFOTOMETERSERAPANATOM1.PengertianSejarahsingkattentangserapanatompertamakalidiamatiolehFrounhofer,yangpadasaatitumenelaahgari...LAPORANPRAKTIKUMFOTOMETERNYALAI.TUJUANPERCOBAANSetelahmelakukanpercobaanini,mahasiswadiharapkandapat:1.Menggunakanalatspektrofotometernya...LAPORANPRAKTIKUMTITIKLELEHDANTITIKNYAL(PENENTUANTITIKLELEHDANTITIKNYALASUATUZATI.TUJUANSetelahmelakukanpercobaaninimahasiswadiharapkanMenetapkanbesarnyatitikle...FluidisasiI.PENGERTIANFLUIDISASIFluidisasiadalahmetodapengontakanbutiranbutiranpadatdenganfluidabaikcairmaupungas...LABELATAUSIMBOLBAHAYA



MyLife^^MyJob

perpindahan panas (seperti pendinginan untuk bijih alumina panas),pelapisanplasticpadapermukaanlogam,prosesdryingdan sizingpadapembakaran, proses pertumbuhan partikel dan kondensai bahan yangdapatmengalami sublimasi, adsorpsi (untuk pengeringan udara denganadsorben),danmasihbanyakaplikasilain.

Gambar2SifatCairandalamUnggunterfluidisasi

II.FENOMENAFENOMENAFLUIDISASIFenomenafenomenayangdapatterjadipadaprosefluidisasiantaralain:

Fenomena fixed bed yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari lajuminimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi inipartikelpadatantetapdiam.KondisiiniditunjukkanpadaGambar1a.

Fenomenaminimum or incipient fluidizationyang terjadi ketika laju alirfluidamencapailajualirminimumyangdibutuhkanuntukprosesfluidisasi.Pada kondisi ini partikelpartikel padat mulai terekspansi. Kondisi iniditunjukkanpadaGambar1b.

Fenomenasmoothorhomogenouslyfluidizationterjadiketikakecepatandandistribusialiranfluidamerata,densitasdandistribusipartikeldalamunggunsamaatauhomogensehinggaekspansipadasetiappartikelpadatanseragam.

Fenomenabubblingfluidizationyangterjadiketikagelembunggelembungpadaunggunterbentukakibatdensitasdandistribusipartikeltidakhomogen.KondisiiniditunjukkanpadaGambar4.

Gambar4Fenomenabubblingfluidization

5. Fenomena slugging fluidization yang terjadiketika gelembunggelembung besar yang mencapai lebar dari diameterkolom terbentuk pada partikelpartikel padat. Pada kondisi ini terjadipenorakan sehingga partikelpartikel padat seperti terangkat. Kondisi iniditunjukkanpadaGambar5.

Gambar5Fenomenasluggingfluidization

6. Fenomenachanelling fluidizationyang terjadi ketika dalam ungggunpartikel padatan terbentuk saluransaluran seperti tabung vertikal.Kondisi ini ditunjukkan padaGambar6.

Gambar6Fenomenachanellingfluidization Fenomena disperse fluidization yang terjadi saat kecepatan alir fluidamelampauikecepatanmaksimumaliranfluida.Padafenomenainisebagian

Labelatausimbolbahayabahanbahankimiasertacarapenangansecaraumumdapat

diberikansebagaiberikut:1.Explosive(be...

PENGHANCURANDANPENGAYAKANPENGHANCURANDANPENGAYAKANI.

TUJUANMemisahkanpartikelpartikelberdasarkanukuranfraksifraksiyangdiingink...FluidisasiI.PENGERTIANFLUIDISASIFluidisasiadalahmetodapengontakanbutiranbutiranpadatdenganfluidabaikcairmaupungas...

PENGHANCURANDANPENGAYAKANPENGHANCURANDANPENGAYAKANI.

TUJUANMemisahkanpartikelpartikelberdasarkanukuranfraksifraksiyangdiingink...AplikasidanPengukurankomposisikimiaAplikasiPengukuranKomposisiKimiapadaIndustriI.PengertianSecaraUmumMetodedanInstrumenPengukuranKomposisi...

Sahabat2ku^^:*

Followers

JointhissitewithGoogleFriendConnect

Members(9)

Alreadyamember?Signin

[email protected]

Templateby:



partikelakanterbawaaliranfluidadanekspansimencapainilaimaksimum.KondisiiniditunjukkanpadaGambar7.

Gambar7FenomenadispersefluidizationFenomenafenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi

olehfaktorfaktor:1.lajualirfluidadanjenisfluida2.ukuranpartikeldanbentukpartikel3.jenisdandensitaspartikelsertafaktorinterlokantarpartikel4.porositasunggun5.distribusialiran,6.distribusibentukukuranfluida7.diameterkolom8.tinggiunggun.

Faktorfaktordiatasmerupakanvariabelvariabeldalamprosesfluidisasiyang akan menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut. Padapraktikum fluidisasi ini fluida yang digunakan adalah udara tekan.Butiran padat yang akan difluidisasikan juga dapat bervariasi sepertibutiranbatubara,batubata,pasir,dansebagainya.Ukuranpartikeljugadivariasikan dengan melakukan pengayakan dengan mesh tertentu.Densitas partikel dapat juga divariasikan dengan menyampur partikel,baikyangberbedaukuranmaupunberbedajenis.Selainituvariasijugadapatdilakukanpadatinggiunggun.Dalampraktikuminiakanteramatifenomenafenomenafluidisasi.Selamafluidisasiberlangsungjugadapatdiamati kecepatan minimum fluidisasi secara visual. Dari hasilpengukurantekanandanlajualirfluidadibuatpulaKurvaKarakteristikFluidisasi. Karakteristik unggun terfluidakan digambarkan pada kurvakarakteristik fluidisasi yangmerupakan plot antara log U dan log P.Persamaan yang digunakan adalah Persamaan Ergun dan PersamaanWenYu.

III. EVALUASI PARAMETERPARAMETER DALAMPERISTIWAFLUIDISASI

DensitasPartikelPenentuandensitaspartikeluntukzatpadatyangtidakmenyerap

air atau zat cair lain bisa dilakukan dengan memakai piknometer.Sedangkan untuk partikel berpori, cara di atas akan menimbulkankesalahan yang cukup besar karena air atau cairan akanmemasukiporiporididalampartikel,sehinggayangdiukurbukanlagidensitaspartikel (berikut poriporinya) seperti yang diperlukan di dalampersamaanpersamaan yang ditulis di muka, tetapi densitas bahanpadatnya (tidak termasuk poripori di dalamnya). Untuk partikelpartikel yang demikian, ada cara lain yang biasa digunakan, yaitudenganmemakaimetodayangditurunkanErgun.

BentukPartikelDidalam persamaanpersamaan yang telah diturunkan

sebelumnya partikelpartikel padatnya dianggap sebagai butiranbutiran yang berbentuk bola dengan diameter ratarata dp. Untukpartikelpartikel yangmempunyai bentuk lain, harus diadakansuatukoreksi yangmenyatakan bentuk sebenarnya partikel yang ditinjau.Faktorkoreksiinidisebutsebagaifaktorbentukatauderajatkebolaansuatupartikelyangdidefinisikansebagai:



Derajat kebolaan (s) bisa dipakai langsung dalam persamaanpersamaan terdahuludenganmengganti dpmenjadi s.dp, sehinggapersamaanErgundapatditulismenjadi:

dimanas=1untukpartikelberbentukbolas



.........(3)

atau, .........(4) Persamaan(4)inikemudianditurunkanlagiolehKonzengdengan mengamsusikan bahwa unggun zat padat tersebut adalahekivalen dengan satu kumpulan saluransaluran lurus yang paralelyang mempunyai luas permukaan dalam total dan volume totalmasingmasing sama dengan luas permukaan luar partikel danvolume ruang kosongnya. Harga konstanta k yang diperolehbeberapapenelitisedikitberbeda,seperttimisalnya:Konzeng(1927)k=150Carman(1937)k=180USBureaunofMines(1951)k=200Untuk aliren turbulen, persamaan (4) tidak bisa dipergunakan lagi,sehingga Ergun (1952) kemudian menurunkan rumus lain dimanakeholangan tekanan digambarkan sebagai gabungan dari ViscousLossesdanKineticEnergyLosses.

.........(5)ViscousLossesKineticEnergyLosses

Dimana:k1=150

k2=1,75

Padakeadaanekstrim,yaitu:a.Aliranlaminer(Re=20),sehinggatermIIbisadiabaikanb.Aliranturbulen(Re=1000),sehinggatermIbisadiabaikan

HilangTekanDalamUnggunTerfluidisasikan(FluidizedBed)UntukunggunterfluidisasikanpersamaanyangmenggambarkanP/LdanUyangbiasanyadigunakanadalahpersamaanErgun,yaitu:

....(6)Dimana f adalah porositas unggun pada keadaan

terfluidisasikan.Padakeadaan inidimanapartikelpartikelzatpadatseolaholah terapung di dalam fluida, akan terjadi kesetimbanganantaraberatpartikeldengangayaapungdarifluidadisekelilingnya.Gayaberatolehfluidayangnaik=beratpartikelgayaapungAtau:

[kehilangantekananpadaunggun][Luaspenampang]=[volumeunggun][densitaszatpadatdensitasfluida]

[P][A]=[A.t][1f][pp]g/gc.....(7)

=][1f][pp]g/gc.....(8)

V.KECEPATANMINIMUMFLUIDISASIYangdimaksudkecepatanminimumfluidisasi(Umf),adalah

kecepatansuperficialfluidaminimumdimanafluidamulaiterjadi.HargaUmbisadiperolehdenganmengkombinasikanpersamaan(6)denganpersamaan(8)



VI.KARAKTERISTIKUNGGUNTERFLUIDISASIKANKarakterunggunterfluidisasikanbiasanyadinyatakandalambentuk

grafikantarapenurunantekanan(P)dankecepatansuperfisialfluida(U).Untukkeadaanyangideal,kurvahubunganiniberbentuksepertidalamgambar8

Gambar8.KurvaKarakteristikFluidisasiIdealKeterangan:

GarisAB:menunjukkankehilangantekananpadadaerahunggundiamGarisBC:menunjukkankeadaandimanaungguntelahterfluidakanGarisDE:menunjukkankehilangantekananpadadaerahunggundiampadawaktukitamenurunkankecepatanairfluida.Hargapenurunantekananuntukkecepatanaliranfluidatertentu,sedikitlebihrendahdaripadahargapenurunantekananpadasaatawaloperasi.Penyimpangandarikeadaanideal:

InterlockKarakteristikfluidisasisepertidigambarkanpadakurvafluidisasiideal hanya terjadi pada kondisi yang betulbetul ideal dimanabutiranzatpadatdenganmudahsalingmelepaskanpadasaatterjadikesetimbangan antara gaya seret dengan berat partikel. Padakenyataannya, keadaan di atas tidak selamanya bisa terjadi karenaadanya kecenderungan partikelpartikel untuk salingmengunci satudengan lainnya (interlock), sehingga akan terjadi kenaikan hilangtekan (P) sesaat sebelum fluidisasi terjadi.Fenomena interlock inidapatdilihatpadaGambar9,terjadipadaawalfluidisasisaatterjadiperubahankondisidariungguntetapmenjadiunggunterfluidakan.

Fluidisasiheterogen(aggregativefluidization) Jenispenyimpanganyanglainadalahkalaupadasaatfluidisasipartikelpartikel padat tidak terpisahpisah secara sempurna tetapiberkelompok membentuk suatu agregat. Keadaan yang seperti inidisebut sebagai fluidisasi heterogen atau aggregative fluidization.Tiga jenis fluidisasi heterogen yang biasa terjadi adalah karenatimbulnya:a.penggelembungan(bubbling)b.penorakan(slugging)c.saluransaluranfluidayangterpisahkan(chanelling)

Gambar 9Kurvakarakteristikfluidisasitidak ideal

karenaterjadiinterlock

Gambar10.Tigajenisfluidisasiheterogen



a.BubblingDimanasaatfluidisasiterjadidikolomfluidisasi,padapermukaanunggunpadatterjadiledakan

ledakankecil(gelembunggelembungpecahpadapermukaanunggunpadat)SluggingPadasaatfluidisasiterjadididalamkolomfluidisasi,padapermukaanpartikelunggunpadatterjadiledakanledakankecilmenyerupaipayung,tetapiletaknyatidakberaturan(berpindahtempat)

ChannelingPadasaatfluidisasiterjadidalamkolomfluidisasi,padapermukaanunggunpadatterjadiledakanledakankecilmenyerupaipayung,teatpiletaknyatetap.

VII.KEUNTUNGANDANKERUGIANFLUIDISASIKeuntunganfluidizedbed

1. Kebocoran seperti pada aliaran cairan dan partikelpartikelmemberikankontrolsecarakontinyu.

2. Kecepatan pencampuran solid mendekati kondisi isothermal,tekanan melalui reaktor dimana operasi dapat dikontroldenganmudah.

3. Sirkulasi solid oleh fluidized bed membuatnya mungkin untuktransportasidenganjumlahyangsangatbanyak.

Kerugianfluidizedbed1.Sulitmenggambarkanalirangasdengandeviasibesardarisumber

aliran dan dengan passing dari solute dan gelembunggelembungmenyebabkantidakefisiennyasistemkontak.Halinimenjadiseriusbilakonversitinggidanreaktanreaktandibutuhkan.

2.Kecepatanpenguapansoliddalamuniformnya.Waktutinggalsolidini memberikan konversi lebih efektif dengan kata lain untukmengerjakansolidsecarabatch.Pencampuraninimenolongkarenamemberikanproduksolidseragamuntukreaksireaksikatalitik.

3.Erosipipadantempatabrasipartikel.4. Untuk pengoperasian luas katalitik pada tempat operasi yang

berpengaruhterhadapkecepatanreaksi.

VIII.PENGGUNAANPROSESFLUIDISASIDALAMINDUSTRI1.OperasiSecaraFisik(PhysicalOperation),seperti:

a. Transportasi: Sifat fluidisasi pada fluidized bed jugamerupakansifatyangsamadengancairandansifatinisangatefektifdigunakanuntukalattransportasidaribubukpadatan.

b. Heat Exchanger (HE): Fluidized bed dapat digunakan untukHEoperasifisikdankimiakareanakemampuannyauntukmempercepatperpindahan panas dan menjaga suhu menjadi konstan denganditunjukkan sebagian kecil dari bermacam penggunaan dalamlingkupini.

c. Adsorpsi:Prosesadsorpsimultistagesfluidchartuntukpemisahandanpemurniankembalikomponengas.

2.OperasiSecaraKimiaContoh:Reaksigasdengankatalispadatdanreaksipadatdengangas.

IX.APLIKASIFLUIDISASIDALAMINDUSTRIGasifikasi:batubaraTransportasi

Fluidisasidapatterfluidisasikansamaseperticairan,sifatinidigunakan



untuktransportasipadatberupaserbuk.Pencampuranbubukhalus(denganukuranpartikelberlainan)HEPelapisanbahanpeledakpadapermukaanlogamDryingdansizeing

X.INDUSTRIYANGMENGGUNAKANMETODAFLUIDISASIBeberapaIndustryyangmenggunakanmetodafluidisasiadalah:

ProsesdesulfurisasibatubaraProsesdesulfurisasibatubaraTondongkurah,SulawesiSelatan telah

dilakukan dengan menggunakan larutan hidrogen peroksida yangdiencerkan dalam asam sulfat berkonsentrasi 0,1 N. Percobaandesulfurisasi tersebut dilakukan denganmenggunakan peralatan kolomfluidisasiyangmempunyaiukuranpanjang80cmdengandiameter3,5cm.Kolom dihubungkan dengan sebuah pompa sirkulasi yangmampumemberikansuplailarutandenganjumlahaliranyangdiatursebesar100ccpermenit.Hasilpercobaanmenunjukkanbahwaprosesselama2jamdenganmempergunakankolomtersebutmampumengurangi13,9persenjumlah sulfur yang terdapat di dalam batubara Tondongkurah yangberukuran(14+20)mesh.Perpanjanganwaktusirkulasilarutanhidrogenperoksida dari 2 jam menjadi 6 jam mampu meningkatkan jumlahpengurangansulfurmenjadisebesar42,3persen.Hasilpercobaanlainnyamenunjukkan bahwa perkecilan ukuran partikel batubara dari (14+20)meshmenjadi(20+48)meshmampumeningkatkanangkatersebut.Padapercobaandesulfurisasidenganukuranbatubara(20+48)meshselama2jam, jumlah pengurangan sulfur adalah 19,6 persen. Demikian pula,apabila waktu sirkulasi dinaikkan menjadi 6 jam pengurangan sulfurmeningkatmenjadi48,9persen.

PembuatanGasSintetisDariBatubaraDenganTeknologiGasifikasiUnggunTerfluidisasi

PercobaangasifikasidilakukanterhadapcontohbatubaraIndonesiadengan menggunakan reactor gasifikasi sistem unggun terfluidisasidigunakanbatubaraukuranhalus (48+65mesh).Gaspereaksimasukmelalui plat distributor untuk mengangkat batubara dan pasir silicasebagaiunggunmaterialdalamzonareaksisehinggaunggunterfluidisasidanterjadiprosespencampuranyangsempurnaantaragaspereaksidanbatubara. Pada kondisi fluidisasi suhu dalam reactor lebih meratadibanding dengan reaktor sistem unggun tetap. Suhu reaktor sistem

unggun fluidisasi adalah 900oC. Gas hasil gasifikasi yang disebut gassintetis (syngas) dilakukan pemurnian dengan alat cyclone, condenserdan scrubber. Sesudah syngas dimurnikan kemudian dianalisakomposisinyadenganmenggunakangaschromatography(GC).

I.PENGERTIANFLUIDISASI Fluidisasiadalah metodapengontakanbutiranbutiranpadat denganfluida baik cairmaupun gas.Dengan metoda

inidiharapkanbutiranbutiranpadatmemilikisifatsepertifluidadenganviskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi sejumlahpartikel padat berbentuk bola. Melalui unggun padatan ini kemudiandialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah,butiranpadatakantetapdiam,karenagashanyamengalirdaribawahke



atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam,karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpamenyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yangdemikiandisebutunggundiamataufixedbed.KeadaanfluidisasiunggundiamtersebutditunjukkanpadaGambar1a.

Gambar1SkemaunggundiamdanunggunterfluidakanKalaulajualirkemudiandinaikkan,akansampaipadasuatukeadaandimana unggun padatan akan tersuspensi di dalam aliran gas yangmelaluinya. Pada keadaan ini masingmasing butiran akan terpisahkansatu sama lain sehingga dapat bergerak dengan lebih mudah. Padakondisi butiranyangdapat bergerak ini, sifat unggun akanmenyerupaisuatu cairan dengan viskositas tinggi, misalnya adanya kecenderunganuntuk mengalir, mempunyai sifat hidrostatik dan sebagainya. Sifatunggun terfluidisasi ini dapat dilihat pada Gambar 1b. Dalam duniaindustri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti transportasiserbuk padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus,perpindahan panas (seperti pendinginan untuk bijih alumina panas),pelapisanplasticpadapermukaanlogam,prosesdryingdan sizingpadapembakaran, proses pertumbuhan partikel dan kondensai bahan yangdapatmengalami sublimasi, adsorpsi (untuk pengeringan udara denganadsorben),danmasihbanyakaplikasilain.

Gambar2SifatCairandalamUnggunterfluidisasi

II.FENOMENAFENOMENAFLUIDISASIFenomenafenomenayangdapatterjadipadaprosefluidisasiantaralain:

Fenomena fixed bed yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari lajuminimum yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi inipartikelpadatantetapdiam.KondisiiniditunjukkanpadaGambar1a.

Fenomenaminimum or incipient fluidizationyang terjadi ketika laju alirfluidamencapailajualirminimumyangdibutuhkanuntukprosesfluidisasi.Pada kondisi ini partikelpartikel padat mulai terekspansi. Kondisi iniditunjukkanpadaGambar1b.

Fenomenasmoothorhomogenouslyfluidizationterjadiketikakecepatandandistribusialiranfluidamerata,densitasdandistribusipartikeldalamunggunsamaatauhomogensehinggaekspansipadasetiappartikelpadatanseragam.

Fenomenabubblingfluidizationyangterjadiketikagelembunggelembungpadaunggunterbentukakibatdensitasdandistribusipartikeltidakhomogen.KondisiiniditunjukkanpadaGambar4.

Gambar4Fenomenabubblingfluidization



Fenomenasluggingfluidizationyang terjadiketikagelembunggelembungbesar yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikelpartikelpadat.Padakondisi ini terjadipenorakansehinggapartikelpartikelpadatsepertiterangkat.KondisiiniditunjukkanpadaGambar5.

Gambar5Fenomenasluggingfluidization

6. Fenomenachanelling fluidizationyang terjadi ketika dalam ungggunpartikel padatan terbentuk saluransaluran seperti tabung vertikal.Kondisi ini ditunjukkan padaGambar6.

Gambar6Fenomenachanellingfluidization Fenomena disperse fluidization yang terjadi saat kecepatan alir fluidamelampauikecepatanmaksimumaliranfluida.Padafenomenainisebagianpartikelakanterbawaaliranfluidadanekspansimencapainilaimaksimum.KondisiiniditunjukkanpadaGambar7.

Gambar7FenomenadispersefluidizationFenomenafenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi

olehfaktorfaktor:1.lajualirfluidadanjenisfluida2.ukuranpartikeldanbentukpartikel3.jenisdandensitaspartikelsertafaktorinterlokantarpartikel4.porositasunggun5.distribusialiran,6.distribusibentukukuranfluida7.diameterkolom8.tinggiunggun.

Faktorfaktordiatasmerupakanvariabelvariabeldalamprosesfluidisasiyang akan menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut. Padapraktikum fluidisasi ini fluida yang digunakan adalah udara tekan.Butiran padat yang akan difluidisasikan juga dapat bervariasi sepertibutiranbatubara,batubata,pasir,dansebagainya.Ukuranpartikeljugadivariasikan dengan melakukan pengayakan dengan mesh tertentu.Densitas partikel dapat juga divariasikan dengan menyampur partikel,baikyangberbedaukuranmaupunberbedajenis.Selainituvariasijugadapatdilakukanpadatinggiunggun.Dalampraktikuminiakanteramatifenomenafenomenafluidisasi.Selamafluidisasiberlangsungjugadapatdiamati kecepatan minimum fluidisasi secara visual. Dari hasilpengukurantekanandanlajualirfluidadibuatpulaKurvaKarakteristikFluidisasi. Karakteristik unggun terfluidakan digambarkan pada kurvakarakteristik fluidisasi yangmerupakan plot antara log U dan log P.Persamaan yang digunakan adalah Persamaan Ergun dan PersamaanWenYu.

III. EVALUASI PARAMETERPARAMETER DALAM



PERISTIWAFLUIDISASIDensitasPartikel

Penentuandensitaspartikeluntukzatpadatyangtidakmenyerapair atau zat cair lain bisa dilakukan dengan memakai piknometer.Sedangkan untuk partikel berpori, cara di atas akan menimbulkankesalahan yang cukup besar karena air atau cairan akanmemasukiporiporididalampartikel,sehinggayangdiukurbukanlagidensitaspartikel (berikut poriporinya) seperti yang diperlukan di dalampersamaanpersamaan yang ditulis di muka, tetapi densitas bahanpadatnya (tidak termasuk poripori di dalamnya). Untuk partikelpartikel yang demikian, ada cara lain yang biasa digunakan, yaitudenganmemakaimetodayangditurunkanErgun.

BentukPartikelDidalam persamaanpersamaan yang telah diturunkan

sebelumnya partikelpartikel padatnya dianggap sebagai butiranbutiran yang berbentuk bola dengan diameter ratarata dp. Untukpartikelpartikel yangmempunyai bentuk lain, harus diadakansuatukoreksi yangmenyatakan bentuk sebenarnya partikel yang ditinjau.Faktorkoreksiinidisebutsebagaifaktorbentukatauderajatkebolaansuatupartikelyangdidefinisikansebagai:

Derajatkebolaan (s) bisa dipakai langsung dalam persamaanpersamaanterdahuludenganmengganti dpmenjadi s.dp, sehinggapersamaanErgundapatditulismenjadi:

dimanas=1untukpartikelberbentukbolas



HilangTekanDalamUnggunDiamKorelasikorelasi matematik yang menggambarkan hubungan antarakehilangan tekanan dengan laju alir fluida di dalam suatu sistem unggundiperoleh melalui metodemetode yang bersifat semi empiris denganmenggunakanbilanganbilanganyangtakberdimensi.UntukaliranlaminerdimanakehilanganenergiterutamadisebabkanolehViscousLoses,Blakememberikanhubungansebagaiberikut:

.........(1)Dimana:P=Kehilangantekananpersatuanpanjangatautinggiukurangc=Faktorkonversi=Viskositasfluida =Porositas unggunyangdidefinisikan sebagaiperbandinganvolumeruangkosongdidalamunggundenganvolumeunggunnyaU=Kecepatanalirsuperfisialfluidas=LuaspermukaanspesifikpartikelLuaspermukaanspesifikpartikel(luaspermukaanpersatuanvolumeunggun),dihitungberdasarkankorelasiberikut:

.........(2)Sehinggapersamaan(1)menjadi:

.........(3)

atau, .........(4) Persamaan(4)inikemudianditurunkanlagiolehKonzengdengan mengamsusikan bahwa unggun zat padat tersebut adalahekivalen dengan satu kumpulan saluransaluran lurus yang paralelyang mempunyai luas permukaan dalam total dan volume totalmasingmasing sama dengan luas permukaan luar partikel danvolume ruang kosongnya. Harga konstanta k yang diperolehbeberapapenelitisedikitberbeda,seperttimisalnya:Konzeng(1927)k=150Carman(1937)k=180USBureaunofMines(1951)k=200Untuk aliren turbulen, persamaan (4) tidak bisa dipergunakan lagi,sehingga Ergun (1952) kemudian menurunkan rumus lain dimanakeholangan tekanan digambarkan sebagai gabungan dari ViscousLossesdanKineticEnergyLosses.

.........(5)ViscousLossesKineticEnergyLosses

Dimana:k1=150

k2=1,75

Padakeadaanekstrim,yaitu:a.Aliranlaminer(Re=20),sehinggatermIIbisadiabaikanb.Aliranturbulen(Re=1000),sehinggatermIbisadiabaikan

HilangTekanDalamUnggunTerfluidisasikan(FluidizedBed)UntukunggunterfluidisasikanpersamaanyangmenggambarkanP/LdanUyangbiasanyadigunakanadalahpersamaanErgun,yaitu:

....(6)Dimana f adalah porositas unggun pada keadaan

terfluidisasikan.Padakeadaan inidimanapartikelpartikelzatpadat



seolaholah terapung di dalam fluida, akan terjadi kesetimbanganantaraberatpartikeldengangayaapungdarifluidadisekelilingnya.Gayaberatolehfluidayangnaik=beratpartikelgayaapungAtau:

[kehilangantekananpadaunggun][Luaspenampang]=[volumeunggun][densitaszatpadatdensitasfluida]

[P][A]=[A.t][1f][pp]g/gc.....(7)

=][1f][pp]g/gc.....(8)

V.KECEPATANMINIMUMFLUIDISASIYangdimaksudkecepatanminimumfluidisasi(Umf),adalah

kecepatansuperficialfluidaminimumdimanafluidamulaiterjadi.HargaUmbisadiperolehdenganmengkombinasikanpersamaan(6)denganpersamaan(8)

VI.KARAKTERISTIKUNGGUNTERFLUIDISASIKANKarakterunggunterfluidisasikanbiasanyadinyatakandalambentuk

grafikantarapenurunantekanan(P)dankecepatansuperfisialfluida(U).Untukkeadaanyangideal,kurvahubunganiniberbentuksepertidalamgambar8

Gambar8.KurvaKarakteristikFluidisasiIdealKeterangan:

GarisAB:menunjukkankehilangantekananpadadaerahunggundiamGarisBC:menunjukkankeadaandimanaungguntelahterfluidakanGarisDE:menunjukkankehilangantekananpadadaerahunggundiampadawaktukitamenurunkankecepatanairfluida.Hargapenurunantekananuntukkecepatanaliranfluidatertentu,sedikitlebihrendahdaripadahargapenurunantekananpadasaatawaloperasi.Penyimpangandarikeadaanideal:

InterlockKarakteristikfluidisasisepertidigambarkanpadakurvafluidisasiideal hanya terjadi pada kondisi yang betulbetul ideal dimanabutiranzatpadatdenganmudahsalingmelepaskanpadasaatterjadikesetimbangan antara gaya seret dengan berat partikel. Padakenyataannya, keadaan di atas tidak selamanya bisa terjadi karenaadanya kecenderungan partikelpartikel untuk salingmengunci satudengan lainnya (interlock), sehingga akan terjadi kenaikan hilangtekan (P) sesaat sebelum fluidisasi terjadi.Fenomena interlock inidapatdilihatpadaGambar9,terjadipadaawalfluidisasisaatterjadiperubahankondisidariungguntetapmenjadiunggunterfluidakan.

Fluidisasiheterogen(aggregativefluidization) Jenispenyimpanganyanglainadalahkalaupadasaatfluidisasipartikelpartikel padat tidak terpisahpisah secara sempurna tetapi



berkelompok membentuk suatu agregat. Keadaan yang seperti inidisebut sebagai fluidisasi heterogen atau aggregative fluidization.Tiga jenis fluidisasi heterogen yang biasa terjadi adalah karenatimbulnya:a.penggelembungan(bubbling)b.penorakan(slugging)c.saluransaluranfluidayangterpisahkan(chanelling)

Gambar 9Kurvakarakteristikfluidisasitidak ideal

karenaterjadiinterlock

Gambar10.Tigajenisfluidisasiheterogen

a.BubblingDimanasaatfluidisasiterjadidikolomfluidisasi,padapermukaanunggunpadatterjadiledakanledakankecil(gelembunggelembungpecahpadapermukaanunggunpadat)

SluggingPadasaatfluidisasiterjadididalamkolomfluidisasi,padapermukaanpartikelunggunpadatterjadiledakanledakankecilmenyerupaipayung,tetapiletaknyatidakberaturan(berpindahtempat)

ChannelingPadasaatfluidisasiterjadidalamkolomfluidisasi,padapermukaanunggunpadatterjadiledakanledakankecilmenyerupaipayung,teatpiletaknyatetap.

VII.KEUNTUNGANDANKERUGIANFLUIDISASIKeuntunganfluidizedbed

1. Kebocoran seperti pada aliaran cairan dan partikelpartikelmemberikankontrolsecarakontinyu.

2. Kecepatan pencampuran solid mendekati kondisi isothermal,tekanan melalui reaktor dimana operasi dapat dikontroldenganmudah.

3. Sirkulasi solid oleh fluidized bed membuatnya mungkin untuktransportasidenganjumlahyangsangatbanyak.

Kerugianfluidizedbed1.Sulitmenggambarkanalirangasdengandeviasibesardarisumber

aliran dan dengan passing dari solute dan gelembunggelembungmenyebabkantidakefisiennyasistemkontak.Halinimenjadiseriusbilakonversitinggidanreaktanreaktandibutuhkan.

2.Kecepatanpenguapansoliddalamuniformnya.Waktutinggalsolidini memberikan konversi lebih efektif dengan kata lain untukmengerjakansolidsecarabatch.Pencampuraninimenolongkarenamemberikanproduksolidseragamuntukreaksireaksikatalitik.

3.Erosipipadantempatabrasipartikel.4. Untuk pengoperasian luas katalitik pada tempat operasi yang



berpengaruhterhadapkecepatanreaksi.

VIII.PENGGUNAANPROSESFLUIDISASIDALAMINDUSTRI1.OperasiSecaraFisik(PhysicalOperation),seperti:

a. Transportasi: Sifat fluidisasi pada fluidized bed jugamerupakansifatyangsamadengancairandansifatinisangatefektifdigunakanuntukalattransportasidaribubukpadatan.

b. Heat Exchanger (HE): Fluidized bed dapat digunakan untukHEoperasifisikdankimiakareanakemampuannyauntukmempercepatperpindahan panas dan menjaga suhu menjadi konstan denganditunjukkan sebagian kecil dari bermacam penggunaan dalamlingkupini.

c. Adsorpsi:Prosesadsorpsimultistagesfluidchartuntukpemisahandanpemurniankembalikomponengas.

2.OperasiSecaraKimiaContoh:Reaksigasdengankatalispadatdanreaksipadatdengangas.

IX.APLIKASIFLUIDISASIDALAMINDUSTRIGasifikasi:batubaraTransportasi

Fluidisasidapatterfluidisasikansamaseperticairan,sifatinidigunakanuntuktransportasipadatberupaserbuk.

Pencampuranbubukhalus(denganukuranpartikelberlainan)HEPelapisanbahanpeledakpadapermukaanlogamDryingdansizeing

X.INDUSTRIYANGMENGGUNAKANMETODAFLUIDISASIBeberapaIndustryyangmenggunakanmetodafluidisasiadalah:

ProsesdesulfurisasibatubaraProsesdesulfurisasibatubaraTondongkurah,SulawesiSelatan telah

dilakukan dengan menggunakan larutan hidrogen peroksida yangdiencerkan dalam asam sulfat berkonsentrasi 0,1 N. Percobaandesulfurisasi tersebut dilakukan denganmenggunakan peralatan kolomfluidisasiyangmempunyaiukuranpanjang80cmdengandiameter3,5cm.Kolom dihubungkan dengan sebuah pompa sirkulasi yangmampumemberikansuplailarutandenganjumlahaliranyangdiatursebesar100ccpermenit.Hasilpercobaanmenunjukkanbahwaprosesselama2jamdenganmempergunakankolomtersebutmampumengurangi13,9persenjumlah sulfur yang terdapat di dalam batubara Tondongkurah yangberukuran(14+20)mesh.Perpanjanganwaktusirkulasilarutanhidrogenperoksida dari 2 jam menjadi 6 jam mampu meningkatkan jumlahpengurangansulfurmenjadisebesar42,3persen.Hasilpercobaanlainnyamenunjukkan bahwa perkecilan ukuran partikel batubara dari (14+20)meshmenjadi(20+48)meshmampumeningkatkanangkatersebut.Padapercobaandesulfurisasidenganukuranbatubara(20+48)meshselama2jam, jumlah pengurangan sulfur adalah 19,6 persen. Demikian pula,apabila waktu sirkulasi dinaikkan menjadi 6 jam pengurangan sulfurmeningkatmenjadi48,9persen.

PembuatanGasSintetisDariBatubaraDenganTeknologiGasifikasiUnggunTerfluidisasi

PercobaangasifikasidilakukanterhadapcontohbatubaraIndonesiadengan menggunakan reactor gasifikasi sistem unggun terfluidisasidigunakanbatubaraukuranhalus (48+65mesh).Gaspereaksimasukmelalui plat distributor untuk mengangkat batubara dan pasir silicasebagaiunggunmaterialdalamzonareaksisehinggaunggunterfluidisasidanterjadiprosespencampuranyangsempurnaantaragaspereaksidan



AThousandYearsChristinaPerriSongLyrics

Hilda'sDiary.DesignbySkinCornerSponsoredbyStylistBackgrounds

PostingLebihBaru PostingLama

batubara. Pada kondisi fluidisasi suhu dalam reactor lebih meratadibanding dengan reaktor sistem unggun tetap. Suhu reaktor sistem

unggun fluidisasi adalah 900oC. Gas hasil gasifikasi yang disebut gassintetis (syngas) dilakukan pemurnian dengan alat cyclone, condenserdan scrubber. Sesudah syngas dimurnikan kemudian dianalisakomposisinyadenganmenggunakangaschromatography(GC).

0 komentar:

Poskan Komentar

MasukkankomentarAnda...

Berikomentarsebagai: GoogleAccount

Publikasikan Pratinjau

Beranda

Subscribeto:PoskanKomentar(Atom)

freecounters

Documents

Hilda's Diary_ Fluidisasi