43
UJI KINERJA KONTAKTOR MEMBRAN MENYILANG GANDA UNTUK PROSES ABSORPSI-DESORPSI CO 2 SECARA SIMULTAN MENGUNAKAN PELARUT DIETANOLAMINA (DEA) Disusun oleh: Toto Iswanto (2311100026) Muhammad Rifa’i (2311100187) Dosen Pembimbing: Dr. Yeni Rahmawati, S.T., M.T. Dr. Ir. Susianto, DEA LABORATORIUM PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA SENIN, 22 JUNI 2015

UJI KINERJA KONTAKTOR MEMBRAN MENYILANG GANDA …repository.its.ac.id/62646/2/2311100187-026... · 2019. 3. 29. · UJI KINERJA KONTAKTOR MEMBRAN MENYILANG GANDA UNTUK PROSES ABSORPSI-DESORPSI

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • UJI KINERJA KONTAKTOR MEMBRAN MENYILANG GANDA UNTUK PROSES ABSORPSI-DESORPSI CO2 SECARA SIMULTAN MENGUNAKAN

    PELARUT DIETANOLAMINA (DEA)

    Disusun oleh:

    Toto Iswanto (2311100026)

    Muhammad Rifa’i (2311100187)

    Dosen Pembimbing:

    Dr. Yeni Rahmawati, S.T., M.T.

    Dr. Ir. Susianto, DEA

    LABORATORIUM PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA

    SENIN, 22 JUNI 2015

  • PENDAHULUANPENELITIAN TERDAHULU

    METODE PENELITIAN

    HASIL PENELITIAN

    KESIMPULAN

    OUTLINE

    2

  • 3

    PENDAHULUAN

    CO2

    • PENGOTOR

    • KOROSIFCO2 korosif jika di dalam gas alam terkandung uap air:

    H2O + CO2H2CO3

    • MENYEBABKAN PENURUNAN NILAI PANASCO2 tidak memiliki nilai panas sehingga menyebabkanterjadinya penurunan nilai panas (heating value) danberkurangnya tegangan listrik yang dihasikan oleh turbin gas(Tolage, 2009).

    • MENYEBABKAN SUMBATAN PADA SALURAN PERPIPAANProses pencairan gas alam berjalan pada suhu sangat rendah,yaitu -161oC, sedangkan titik beku CO2 sekitar -78,4

    oC (Perry &Green, 2008).

    CO2 dalam gas alamharus dihilangkan!

  • PROSES PEMISAHAN CO2

    ABSORPSI SECARA FISIK DAN KIMIA

    CRYOGENIC

    PERMEASI MEMBRAN

    ADSORPSI

    PENDAHULUAN

    4

  • Teknologi Kontaktor Membran

    Teknologi Konvensional (Packed Column)

    PENDAHULUAN

    Absorpsi Desorpsi5

  • Kontak langsung gas dan liquid dapat

    menyebabkan channeling, flooding, foaming,

    dan entrainment

    Resiko kehilangan pelarut saat regenerasi besar

    Membutuhkan energi yang besar

    6

    Memiliki luas kontak yang relatif kecil dengan

    ukuran alat yang besar(Simioni dkk., 2011)

    PENDAHULUAN

    Teknologi Konvensional(Kolom Absorpsi-Desorpsi)

    Rentan terhadap korosi

  • 7

    Teknologi Penyerapan Kontaktor Membran

    Mudah untuk di scale up, ukurannya 10 kali lebih kecil

    dari pada packed tower

    (Gabelman & Hwang, 1999)

    Luas area kontak 4-30 kali lebih besar dibanding luas

    area kontak kolom konvensional

    (Simioni dkk., 2011)

    PENDAHULUAN

    Dapat melakukan absorpsi dan desorpsi secara

    simultan dalam satu unit

    (Kumazawa, 2000)

    Laju alir salah satu komponen independen terhadap

    laju alir komponen lain sehingga bebas dari masalah

    flooding, foaming, dan entrainment

    (Hedayat dkk., 2011 ; Simioni dkk., 2011)

  • Material/Proses Penelitian Hasil Referensi

    PP(Polipropilena)/

    simultan dalam satumodul

    Memodelkan dan mengukur permeabilitasdan faktor pemisahan melalui membrancair untuk sistem CO2-N2 melalui berbagaitekanan parsial CO2.Mereka menggunakan pendekatanimmobilized liquid membrane denganpelarut dietanolamina (DEA). Dalam sistemini, DEA diamobilisasi dalam pori-porimembran PP mikro hidrofobik, dan gashelium digunakan sebagai sweep gas.

    Hasilnya model initidak membutuhkanenergi eksternal.

    Guha dkk. (1990)

    PENELITIAN TERDAHULU

    8

  • Material/Proses Penelitian Hasil Referensi

    PTFE(Politetrafluoroetilena)/

    simultan dalam satumodul

    Proses absorpsi-desorpsi secara simultandalam satu unit kontaktor membran denganpelarut AMP (Amino Methyl Propanol) danMAE (Methyl Amino Ethanol).Percobaan dilakukan dalam satu tangki yangberisi pelarut dengan pengadukan untukhomogenitas pelarut.

    Proses absorpsi-desorpsi secarasimultan dapat berlangsung stabilhingga 20 jam.

    Kumazawa (2000) dan Shimada dkk. (2006)

    PVDF (Polivinildenefluorid)/simultan beda modul

    Mempelajari proses absorpsi dan desorpsimenggunakan modul membrane PVDF denganCO2 murni sebagai feed gas dan N2 sebagaisweep gas serta NMP (N-Methyl Pyrrolidone)sebagai pelarut.Percobaan dilakukan dalam 2 modul berbeda,yaitu modul untuk absorpsi dan untukdesorpsi. Pelarut yang digunakan di modulabsorpsi dikirim ke modul desorpsi untukdiregenerasi.

    Fluks absorpsi lebih besar 10xdibanding fluks desorpsi. Untukmenaikkan fluks desorpsi, modulharus diperpanjang atau lajusweep gas diperkecil agar waktukontak gas-liquid dapat lebihlama.

    Mansourizadeh dkk. (2011)

    PENELITIAN TERDAHULU

    9

  • 10

    PENELITIAN TERDAHULU

    Proses Membran Pelarut Gas UmpanQl

    (ml/min)Desorpsi

    Pemisahan

    (%)

    Fluks

    (mol/m2.s)Pustaka

    Hibrid PVDF

    PZ: 2-10%CO2:

    10-40%20

    T: 80 –

    110oC

    absorpsi:

    > 95

    absorpsi:

    2,5.10-4 –

    2.10-3Yeon dkk. (2004)TEA: 5-15%

    PZ + TEA

    HibridPVDF

    MEA: 5%CO2: 11% 600-1.800

    T: 80 –

    105oC

    absorpsi:

    95- Yeon dkk. (2005)

    (skala pilot) TEA: 5%

    Simultan dalam

    satu modulPTFE

    MAE:

    0,5-2 M

    CO2:

    5-20%batch

    aliran N2T: 30oC

    P: 1 atm

    -

    laju absorpsi

    10,9-12,9 >

    laju desorpsi

    Shimada dkk.

    (2006)

    Simultan dalam

    satu modulPTFE

    AMP:

    0,5-2 M

    CO2:

    5-20%batch

    aliran N2T: 30oC

    P: 1 atm

    -

    absorpsi-

    desorpsi:

    10-5 – 10-7Kumazawa (2000)

    Variabel dan Hasil Penelitian Proses Absorpsi-Desorpsi dengan Kontaktor Membran

  • 11

    Proses Membran Pelarut Gas masukQl

    (ml/min)Desorpsi

    Pemisahan

    (%)

    Fluks

    (mol/m2.s)Pustaka

    Hibrid PPCORAL:

    2 M

    CO2:

    0,05-10%

    8-300T: 105oC -

    absorpsi:

    0,22 mol/m2.s

    Feron dkk.

    (2002)

    Hibrid PPMEA & MDEA:

    0,5-3 M-

    0,025-0,1

    m/s-

    absorpsi:

    90

    absorpsi:

    8,89.10-4 mol/m2.sYan dkk. (2007)

    Simultan

    beda modulPVDF Air CO2 murni 50-200

    aliran N2T:

    26-60oC

    desorpsi:

    < 30

    absorpsi: 8,5.10-4

    desorpsi: 3,0.10-8Mansourizadeh

    dkk. (2011)

    (lanjutan)

    PENELITIAN TERDAHULU

  • RUMUSAN MASALAH

    1. Penelitian proses absorpsi-desorpsi CO2 secara simultan

    menggunakan satu modul kontaktor membran menyilang ganda

    belum banyak.

    2. Kandungan gas CO2 pada gas alam ada yang mencapai 30-60%

    volume (seperti gas alam Natuna), sedangkan penelitian pada

    kontaktor membran sebelumnya menggunakan konsentrasi CO2

    0,05-30%.

    12

  • TUJUAN

    1. Mempelajari pengaruh parameter operasi seperti konsentrasi CO2,

    laju alir gas CO2 (gas umpan), dan laju alir gas N2 (sweep gas)

    terhadap laju perpindahan massa dan efisiensi pemisahan CO2 dalam

    modul kontaktor membran menyilang ganda dengan konsentrasi gas

    CO2 yang tinggi.

    2. Melakukan uji kinerja kontaktor membran secara kontinyu selama 8

    jam untuk mengetahui besar fluks absorpsi dan desorpsi CO2 serta

    efisiensi pemisahannya.

    13

  • 14

    KONSEP KONTAKTOR MEMBRAN

    POLYPROPILENE, SERAT BERONGGA

    Gas umpan

    Sweep Gas, N2

    N2 kaya CO2

    Sales Gas

    Larutan DEA (diam)

    Modul Kontaktor Membran Tampak Samping(Konsep)

    Sales GasSweep Gas, N2

    N2 kaya CO2

    Gas umpan

    Larutan DEA (diam)

    Modul Kontaktor Membran Tampak Samping(Riil)

  • Sales Gas

    Sweep Gas, N2

    N2 kaya CO2

    Modul Kontaktor Membran Tampak Atas(Konsep)

    Gas umpan Sales Gas

    Sweep Gas, N2

    N2 kaya CO2

    Modul Kontaktor Membran Tampak Atas(Riil)

    KONSEP KONTAKTOR MEMBRAN

    15

    Gas umpan

  • BATASAN MASALAH

    1. Membran kontaktor di dalam modul membran yang disusun

    menyilang ganda terbuat dari fiber polipropilena (PP).

    2. Pelarut yang digunakan untuk proses absorpsi CO2 adalah

    dietanolamina (DEA) yang dioperasikan secara diam/batch, sedangkan

    untuk proses desorpsi CO2 menggunakan N2 sebagai sweep gas.

    3. Gas umpan terdiri dari gas CO2 dan gas N2 yang komposisinya

    disesuaikan variabel penelitian.

    16

  • MANFAAT

    Hasil penelitian ini diharapkan mampu untuk mengetahui pengaruh

    parameter operasi terhadap laju perpindahan massa dan efisiensi

    pemisahan CO2 dalam modul kontaktor membran secara simultan

    sehingga dapat dijadikan referensi atau rujukan dalam pengaplikasian

    kontaktor membran simultan menyilang ganda di industri yang

    berkaitan dengan gas alam.

    17

  • Bahan yang Digunakan:1. Gas umpan dengan konsentrasi CO2 40% dan

    99,5% volume, balance N2.2. Gas N2 dengan konsentrasi 99,95% volume

    balance O2.3. Fiber membran polipropilena (PP).4. Pelarut dietanolamina (DEA) 30% berat.

    METODOLOGI PENELITIANVariabelVariabel tetap:1. Konsentrasi pelarut DEA (30% berat).

    Variabel berubah:1. Konsentrasi CO2 dalam gas umpan: 40% dan

    99,5% volume.2. Laju alir gas umpan : 400 – 800 ml/min.3. Laju alir gas N2 (sweep gas): 400, 600, dan 800

    ml/min.

    Variabel respon:1. Laju perpindahan massa (fluks) absorpsi CO2.2. Laju perpindahan massa (fluks) desorpsi CO2.3. Efisiensi absorpsi CO2.4. Efisiensi desorpsi CO2.5. CO2 loading pelarut.

    Parameter Nilai

    Diameter dalam (di) (mm)

    Diameter luar (do) (mm)

    Diameter pori (dp) (μm)

    Panjang fiber (mm)

    Jumlah fiber

    Jumlah lapisan

    Luas kontak gas-cairan (m2)

    Porositas

    0,35

    0,5

    0,2

    83

    2.500

    25

    21,195

    0,65

    Data Karakteristik Membran Polipropilena

    18

  • Memasukkan pelarut DEA 30% berat ke dalam modul hingga

    membran tercelup sempuna

    Mulai

    Modul membran, gas CO2, gas N2, pelarut DEA

    Mengalirkan gas umpan sesuai variabel

    Mengalirkan gas N2 sebagai sweep gas sesuai variabel

    Membiarkan proses absorpsi-desorpsi berlangsung selama 30 menit

    Mengulangi prosedur di atas dengan variabel lainnya

    Menghitung CO2 loading pelarut DEA, laju absorpsi dan desorpsi

    CO2, serta efisiensi absorpsi dan desorpsi CO2

    Membuat larutan DEA 30% berat

    Melakukan analisa pada gas keluar dengan Gas Chromatography

    (GC)

    Mengambil sampel gas yang keluar modul membran

    Variabel Optimal

    Selesai

    Selesai

    Menjalankan proses absorpsi-desorpsi secara kontinyu selama 8 jam

    dengan variabel optimal yang diperoleh dari percobaan uji pengaruh

    parameter operasi

    Membuat plot laju absorpsi dan desorpsi CO2 serta efisiensi absorpsi

    dan desorpsi CO2 per satu jam uji kinerja

    Menganalisa morfologi permukaan membran dengan SEM

    Menganalisa morfologi permukaan membran dengan SEM

    Mulai

    Variabel Optimal

    19

  • 20

    RANGKAIAN ALAT PENELITIAN

  • ANALISA HASIL

    SxTx

    xCxQCxQJg

    outoutininabsorpsiCO

    0224,0

    15,273)(2

    SxTx

    xKxVJ

    g

    outoutCO

    0224,0

    15,273'

    2

    %100' xCxQCxQ

    KxV

    outoutinin

    outout

    %100xCxQ

    CxQCxQ

    inin

    outoutinin

    21

    001,0)(

    2 xnKxVCxQCxQ

    loadingCODEA

    outoutoutoutinin

    di mana di mana JCO2 adalah fluks absorpsi (mol/m2.s), J’CO2 adalah fluks desorpsi (mol/m2.s), adalah efisiensi absorpsi

    (%), ’ adalah efisiensi desorpsi (%), Qin dan Qout adalah laju alir gas umpan dan laju alir sales gas (m3/jam), Vout adalah laju

    alir gas N2 (sweep gas) keluar (m3/jam), Cin dan Cout adalah konsentrasi CO2 dalam gas umpan dan sales gas (%), Koutadalah konsentrasi CO2 dalam sweep gas keluar (%), Tg adalah temperatur gas (K), S adalah luas kontak gas-cair pada

    permukaan membran (m2), dan nDEA adalah jumlah mol pelarut DEA 30% berat.

    Fluks Absorpsi

    Fluks Desorpsi

    Efisiensi Absorpsi

    Efisiensi Desorpsi

    CO2 Loading

  • HASIL PENELITIAN

    22

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Absorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Absorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    23

    Konsentrasi Gas CO2 40% Konsentrasi Gas CO2 99,9%

    1.8

    2.2

    2.6

    3.0

    3.4

    3.8

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Flu

    ksA

    bso

    rpsi

    x 1

    04

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    R2 = 0,9968

    9

    11

    13

    15

    17

    19

    21

    23

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Flu

    ksA

    bso

    rpsi

    x 1

    04

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    R2 = 0,9968

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Absorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental

    24

    Konsentrasi Gas CO2 40%

    1.5

    2.0

    2.5

    3.0

    3.5

    4.0

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Flu

    ksA

    bso

    rpsi

    x 1

    04

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

  • 25

    • Konsentrasi CO2 semakin besar, fluksabsorpsi semakin besar.

    • Laju alir gas umpan semakin besar, fluksabsorpsi semakin besar.

    • Laju alir sweep gas tidak berpengaruhterhadap besar fluks absorpsi.

    Response Surface Fluks Absorpsi

    MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan

    SGI (Sweep Gas In)

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Desorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    26

    Konsentrasi Gas CO2 40% Konsentrasi Gas CO2 99,9%

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Desorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Flu

    ksD

    eso

    rpsi

    x 1

    06

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    R2 = 0,6818

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Flu

    ksD

    eso

    rpsi

    x 1

    06

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    R2 = 0,6818

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Fluks Desorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental

    27

    Konsentrasi Gas CO2 40%

    0.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    2.5

    3.0

    3.5

    4.0

    4.5

    5.0

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Flu

    ksD

    eso

    rpsi

    x 1

    04

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

  • 28

    • Semakin besar konsentrasi gas CO2,semakin besar fluks desorpsi.

    • Semakin besar laju alir gas umpan,semakin kecil fluks desorpsi.

    • Semakin besar laju alir sweep gas,semakin besar fluks desorpsi.

    Response Surface Fluks Desorpsi

    MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan

    SGI (Sweep Gas In)

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Absorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    29

    Konsentrasi Gas CO2 40%

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Absorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Efis

    ien

    siA

    bso

    rpsi

    (%)

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    R2 = 0,9969

    76

    78

    80

    82

    84

    86

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Efis

    ien

    si A

    bso

    rpsi

    (%

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    Konsentrasi Gas CO2 99,9%

    R2 = 0,9969

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Absorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental

    30

    0.0

    10.0

    20.0

    30.0

    40.0

    50.0

    60.0

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Efis

    ien

    si A

    bso

    rpsi

    (%

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    Konsentrasi Gas CO2 40%

  • 31

    • Semakin besar konsentrasi gas CO2,semakin besar efisiensi absorpsi.

    • Semakin besar laju alir gas umpan,semakin rendah efisiensi absorpsi.

    • Semakin besar laju alir sweep gas,efisiensi absorpsi cenderungsemakin kecil.

    Response Surface Efisiensi Absorpsi

    MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan

    SGI (Sweep Gas In)

  • 32

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    3

    3.5

    4

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Efis

    ien

    si D

    eso

    rpsi

    (%

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Desorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Efis

    ien

    si D

    eso

    rpsi

    (%

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Desorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    Konsentrasi Gas CO2 99,9%Konsentrasi Gas CO2 40%

    R2 = 0,7213 R2 = 0,7213

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap Efisiensi Desorpsi CO2 pada

    Berbagai Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental

    33

    Konsentrasi Gas CO2 40%

    0.0

    0.5

    1.0

    1.5

    2.0

    2.5

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    Efis

    ien

    si D

    eso

    rpsi

    (%

    )

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

  • 34

    • Konsentrasi gas CO2 cenderung tidakberpengaruh terhadap efisiensi desorpsi.

    • Semakin besar laju alir gas CO2 (gasumpan), efisiensi desorpsi turun kemudiannaik.

    • Semakin besar laju alir sweep gas, efisiensidesorpsi naik kemudian turun.

    Response Surface Efisiensi Desorpsi

    MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan

    SGI (Sweep Gas In)

  • Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap CO2 Loading pada Berbagai

    Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    35

    R2 = 0,9956

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap CO2 Loading pada Berbagai

    Laju Alir Sweep Gas In (SGI) dengan Pendekatan Statistik

    0.02

    0.022

    0.024

    0.026

    0.028

    0.03

    0.032

    0.034

    0.036

    0.038

    0.04

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    CO

    2Lo

    ad

    ing

    (m

    olC

    O2/m

    olD

    EA)

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    0.1

    0.12

    0.14

    0.16

    0.18

    0.2

    0.22

    0.24

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    CO

    2Lo

    ad

    ing

    (m

    olC

    O2/m

    olD

    EA)

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    Konsentrasi Gas CO2 99,9%Konsentrasi Gas CO2 40%

    R2 = 0,9974 R2 = 0,9974

  • 36

    0.000

    0.005

    0.010

    0.015

    0.020

    0.025

    0.030

    0.035

    0.040

    0.045

    400 500 600 700 800 900 1000 1100

    CO

    2Lo

    ad

    ing

    (m

    olC

    O2/m

    olD

    EA)

    Laju Alir Gas Umpan (ml/min)

    SGI 400 ml/min

    SGI 600 ml/min

    SGI 800 ml/min

    Pengaruh Laju Alir Gas Umpan terhadap CO2 Loading pada Berbagai

    Laju Alir Sweep Gas In (SGI) Hasil Percobaan Eksperimental

    Konsentrasi Gas CO2 40%

  • • Semakin besar konsentrasi gas CO2,semakin besar CO2 loading.

    • Semakin besar laju alir gas umpan,semakin besar CO2 loading.

    • Laju alir sweep gas tidakberpengaruh terhadap besar CO2loading.

    37

    Response Surface CO2 Loading

    MXG (Mixed Gas) = Gas Umpan

    SGI (Sweep Gas In)

  • 0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    0 1 2 3 4 5 6 7 8

    Flu

    ksD

    eso

    rpsi

    x 1

    06

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Jam ke-

    0.0

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    1.2

    1.4

    1.6

    1 2 3

    Flu

    ksA

    bso

    rpsi

    x 1

    04

    (mo

    l/m

    2.s

    )

    Jam ke-

    Fluks Absorpsi Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min dan

    Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 40%

    Fluks Desorpsi Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min dan

    Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 40%

    38

  • 30

    32

    34

    36

    38

    40

    42

    44

    1 2 3 4 5 6 7 8

    Ko

    nse

    ntr

    asi S

    ales

    Gas

    (%

    Vo

    lum

    e)

    Jam ke-

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    80

    90

    100

    1 2 3 4 5

    Efis

    ien

    si (

    %)

    Jam ke-

    Efisiensi Absorpsi

    Efisiensi Desorpsi

    Efisiensi Absorpsi dan Desorpsi Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min

    dan Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 40%

    Konsentrasi CO2 dalam Sales Gas Setiap Jam untuk Laju Alir Gas Umpan 800 ml/min

    dan Laju Alir Sweep Gas In 400 ml/min pada Konsentrasi Gas CO2 Masuk 40%

    39

  • Pembasahan pada Permukaan Membran

    (a)

    Hasil SEM Permukaan Membran PP (a) sebelum perendaman; (b) setelah perendaman

    40

    (b)

  • KESIMPULAN

    1. Fluks absorpsi tertinggi mencapai 2,306x10-3 mol/m2.s.

    • fluks absorpsi semakin besar jika konsentrasi gas CO2 semakin besar dan laju alirgas CO2 (gas umpan) semakin besar,

    • laju alir sweep gas cenderung tidak berpengaruh terhadap besar fluks absorpsi.

    2. Fluks desorpsi tertinggi mencapai 4,536x10-5 mol/m2.s. Fluks desorpsi semakinbesar jika konsentrasi gas CO2 semakin besar, laju alir gas CO2 (gas umpan) semakinkecil, dan laju alir sweep gas semakin besar.

    3. Efisiensi absorpsi tertinggi mencapai 83,747%. Efisiensi absorpsi semakin besar jikakonsentrasi gas CO2 semakin besar, laju alir gas CO2 (gas umpan) semakin kecil, danlaju alir sweep gas semakin kecil.

    41

  • 4. Efisiensi desorpsi tertinggi 4,873%. Pengaruh parameter operasi terhadap efisiensi desorpsi:

    • konsentrasi gas CO2 cenderung tidak berpengaruh terhadap besar efisiensi desorpsi,

    • semakin besar laju alir gas CO2 (gas umpan), efisiensi desorpsi turun kemudian naik,

    • semakin besar laju alir sweep gas, efisiensi desorpsi naik kemudian turun.

    5. Uji kinerja:

    • Selama tiga jam pertama, fluks absorpsi semakin turun hingga 2,63x10-5 mol/m2.s. Lebih dari tigajam, fungsi absorpsi dari membran sudah tidak bekerja dengan baik.

    • Fluks desorpsi semakin naik setiap jam uji kinerja hingga mencapai 6,202x10-5.

    • Selama tiga jam pertama, efisiensi absorpsi semakin turun hingga 5,181%, sedangkan efisiensidesorpsi semakin naik hingga mencapai 92,437%. Lebih dari tiga jam, baik efisiensi absorpsimaupun efisiensi desorpsi sudah tidak berjalan dengan baik.

    • Secara keseluruhan, kontaktor membran mampu menjalankan fungsi absorpsi dan desorpsi selamatiga jam uji kinerja.

    KESIMPULAN

    42

  • TERIMA KASIH

    43