Utilitas Air Laut

Prarancangan Pabrik Biodiesel dari Distilat Asam Lemak Minyak Sawit dan Metanol

Lampiran Utilitas air - 1

UTILITAS

Utilitas berfungsi untuk menyediakan bahan-bahan penunjang untuk mendukung kelancaran pada sistem produksi di seluruh pabrik.Unit-unit yang ada di utilitas terdiri dari : 1. Unit penyediaan dan pengolahan air (Water System)2. Unit pembangkit steam (Steam Generation System)3. Unit penyedia udara instrument (Instrument Air System)4. Unit pembangkit dan pendistribusian listrik (Power Plant and Power Distribution System)

A. Unit Penyediaan dan Pengolahan Aira. Air untuk keperluan umum ( General Uses)

kebutuhan air ini meliputi kebutuhan laboratorium, kantor, karyawan, dlldiperlukan sebesar 10000 kg/j

b. Air untuk pembangkit steam ( Boiler Feed Water ) Jumlah kebutuhan = 54196.6862

= 24578.996Over design 20%, kebutuhan air umpan boiler = 29494.7952Recovery 80 %, sehingga make - up = 5898.95904

c. Air pendingin untuk pendingin alat proses1. Condenser CD-01 = 80849.73 kg/jam2. Condenser CD-02 = 270407.67 kg/jam3. Condenser CD-03 = 379660.65 kg/jam4. Condenser CD-04 = 76615.94 kg/jam5. Condenser CD-05 = 379662.65 kg/jam6. HE-03 = 2776.50 kg/jam7. HE-05a = 6733.37 kg/jam8. HE-05b = 2310.21 kg/jam9. HE-06a = 105144.57 kg/jam10. HE-06b = 6736.37 kg/jam11. HE-07 = 838.91 kg/jam12. HE-8a = 575.04 kg/jam13. HE-8b = 441.98 kg/jam

kebutuhan total = 1312753.61 kg/jam

over design 10 %, kebutuhan air pendingin = 1444028.967 kg/jRecovery melalui cooling tower 90 % maka make - up air pendingin proses = 144402.8967 kg/j

d. Air untuk pemadam kebakaranDisediakan air sebanyak 600 ft3/hari = 712.9743 kg/j

Jumlah kebutuhan air total = 177116.313 kg/j (angka keamanan 10 %) = 177.8901351 m3/j

= 6277.307393 cuft/j= 1408889.87 m3 / tahun



PROSES PENGOLAHAN AIRPabrik menggunakan air laut sebagai sumber air pembuat steam dan sebagai media pendingin. Air laut untuk media pendingin memerlukan make-up water untuk mengganti kehilangan air akibat penguapan di cooling tower dan yang hilang di sistem

sebe 177.8901350998Air laut diambil dari laut yang ada di sekitar pabrik yang dipompakan denganpompa air laut sebagai umpan unit desalinasi.Kandungan padatan yang terbawa dihilangkan dengan filter.Pertumbuhan ganggang laut, karang laut, rumput laut, dan mikroorganisme dapat terjadi seiring dengan mengalirnya air laut.Untuk mencegah hal tersebut, dilakukan injeksi Natrium hipoklorit (NaOCl)di air laut intake sebesar 1 ppm secara kontinyu.

Air laut yang dibutuhkan pabrik disediakan oleh sea water intakem3/jam.

UNIT DESALINASI

Unit desalinasi bekerja berdasarkan prinsip distilasi , dimana komponen/

larutan yang mempunyai titik didih lebih rendah dari komponen lainnya diuapkan di

evaporator sehingga terpisah dari komponen lainnya.

Fungsi unit ini adalah untuk menghilangkan garam-garam yang terdapat

pada air laut sehingga diperoleh air bebas garam. Garam-garam pada air laut

bersifat non volatil sehingga untuk memisahkannya digunakan proses penguapan,

sehingga uap yang terbentuk tersebut dapat diembunkan dan diperoleh air tawar.

Unit desalinasi air laut menggunakan tipe reheat (pemanasan ulang) terdiri

dari evaporator multi efek dengan heat reject section, main ejector, ejector

condenser, pompa blow down brine, pompa distilat dan injeksi anti

Unit ini mendapatkan suplai steam yang digunakan untuk pemanasan lewat

main ejector dan sebagai driving steam untuk vent ejector

pengaturan tekanan steam inlet. Dengan menurunkan tekanan steam pada

main ejector , kecepatan produksi unit desalinasi dapat dikurangi dan sebaliknya.

Evaporator beroperasi pada tekanan vakum dengan tujuan agar air laut yang

masuk evaporator dapat teruapkan pada suhu yang cukup rendah. Air laut umpan

diberi anti scale untuk mencegah pembentukan scale di permukaan tube di

evaporator. Dengan suhu operasi yang rendah , resiko pembentukan

dikurangi.

Gambaran prosesnya sebagai berikut:

Steam masuk ke efek pertama mengalir lewat tube menguapkan umpan air laut



Perancangan :

steam uap cair

2 4 6

ke demin plant

Umpan

Air laut 1

3 5kondensat larutan garam pekat (brine)

• Kondisi 1Suhu air laut masuk evaporator, Tf = 30 CDebit umpan air laut = FKadar garam awal masuk evaporator = xFEntalpi uap = HF

• Kondisi 2Tekanan steam, P = 4 atmSuhu steam masuk = Ts = 145 C = 293 FMassa steam masuk = s

• Kondisi 3 = kondisi 2Steam sudah menjadi kondensat

• Kondisi 4Air laut bebas garam fase uapKadar garam xu = 0Laju uap hasil = UEntalpi uap hasil = HuSuhu uap hasil = Tu

• Kondisi 5Larutan garam pekat (brine)Laju alir brine = BKadar garam pada brine = xBEntalpi brine = HBSuhu brine = TB

• Kondisi 6Air laut bebas garam dalam fase cairLaju cairan = CEntalpi cairan = HcSuhu cairan, Tc = 30 CKadar garam xc = 0

Neraca massa air laut total :

Massa masuk = massa keluar

F = U + B … (1)Neraca massa komponen

… (2)Neraca Panas

Panas masuk = Panas Keluar

F.xF = U. xu + B. xB

UNIT DESALINASI



















dikurangi.





U. Hu + B. HB … (3a)

… (3b)

Persamaan kecepatan perpindahan panas :

… (3c)

DiketU = laju uap hasil = 177.8901351 m3/jam

177116.31301 kg/jam

390541.47019 lb/jam

3 % = 0.03

15% = 0.15

ls = 915.5 Btu/lb

Tu = 105 221

35 95Pers F = U + B

F = 390541.47 + B … (4)

Pers

0,03 F= 167150.9(0) +B.(0,15) … (5)Pers (4) & Pers (5) :

0.03F = 0.15*(F-167150.9)0.12F = 58581.2205F = 488176.838 kg/jam 1076234.66 lb/jamB = 311060.525 kg/jam 685764.03 lb/jam

Supplai air laut sebanyak 177116.313 kg/jrho air pada 30 C = 995.65Debit air laut 490.31

Uap keluar evaporator :

Tu = 105Hu = 1156.3 Btu/lb

1156.3 Btu/lb

70 Btu/lb

Ud = 700 (Tabel 8, Kern, 1965)Persamaan (3a)

U. Hu + B. HB

m = 1277111.55 lb/jamm = 579294 kg/jam

Persamaan (3c)

13256.1862 1231.54

F. HF + ls. m =

QF =Qs

F. CpF (Tu-TF) + F. lF = ls. m

m. ls = Ud. A. (Tu – TF)

xF =

xB = 5 xF =

oC = oF

TF = oC = oF

F.xF = U. xu + B. xB

kg/m3

m3/jam

oC

HB =

HF =

Btu/ j / ft2/oF

F. HF + ls. m =

m. ls = Ud. A. (Tu – TF)

ft2 = m2A=m .. λs

Ud .( Tu−T F )

m=U . Hu+B .H B−F .H F

λs



Jadi luas perpindahan panas tiap efek = 1/3*A = 410.51 m2

A=m .. λs

Ud .( Tu−T F )



lb/jkg/jkg/jkg/j



UNIT DESALINASI



















dikurangi.





UNIT DESALINASI



















dikurangi.




Lampiran Demineralisasi - 9

UNIT DEMINERALISASI

Unit ini bertugas untuk mengurangi kandungan ion positif (+) dan ion negatif

(-) dalam air desalinasi karena akan menghasilkan scale dalam boiler. Air hasil

desalinasi masih mengandung ion-ion yang dapat membentuk garam-garam dalam

air. Proses demineralisasi bertujuan untuk mengeluarkan garam-garam tersebut

menggunakan resin-resin penukar ion yang ada di dalam alat penukar ion. Resin

kation adalah suatu material sintesis yang dapat menukar ion-ion positif, sedangkan

resin anion adalah suatu mineral sintesis yang dapat menukar ion-ion negatif. Ion

positif (kation) diantaranya : Ca++, Mg++, Na+, K+,sedangkan ion-ion negatif misalnya

SO4--, Cl-, NO3

-, CO2, SiO2. Proses demineralisasi dilakukan dalam dua tahap :

1. Air dialirkan melalui penukar ion positif (kation), reaksinya :

Ca++ Ca++

R–H + Mg++ R - Mg++

Na+ Na+

2. Air selanjutnya dialirkan melalui penukar ion negatif (anion), reaksinya :

HCO3- HCO3

-

R–OH + SO4-- R - SO4

--

Cl- Cl-

SiO2 SiO2

Dengan demikian didapat hasil akhir air yang sudah bebas mineral ( air demin). Air

demin selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler dan sebagai

water.

Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl

Skema proses regenerasi :

H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4



PERANCANGAN ALATCation Exchanger (KE)Tugas : Menghilangkan kation dari air yang akan dipakai sebagai make - up air umpan

ketel uap sebanyak 24579 kg/jam (make-up 5898.96 kg/jam)Jenis : Phenolic resin dengan merk dagang Duolite C-3

air make-up =diambil flow rate = 5 5898.95904 kg/jamSuhu

Effisiensi regenerasi = 0.49 lb garam/kgrain Jumlah : 2 buahBerat jenis air : 995.65Kecepatan aliran = 5.9247

= 1565.2958 gal/j= 26.0883 gal/menit

Penukar kation yang digunakan adalah phenolic resin.

Luas penampang yang dibutuhkan := kec aliran air /flow rate resin= 5.2177

Dipakai alat penukar ion berbentuk silinder tegakDiameter silinder =

= 2.5781 ft= 0.7858 m

Dalam 1 gallon air rata-rata terdapat 10 grain hardness (Powell , 1954 )Kesadahan kation masuk diperkirakan = 300 ppmKesadahan air keluar maksimal = 0 ppm1 gpg (grain per galon) = 17.1 ppmKesadahan yang dihilangkan selama 24 jam :

= 659071.937 grain= 659.07 kgrain

Flow rate = 5 – 8 gpm/ft2 area bed (Powell, 1954)gpm/ft2 area bed

= 120 0FKapasitas exchanger = 8 kgrain/ft3

Kg/ m3

m3/jam

Kecepatan aliran air dalam penukar ion : 5 gal/men.ft2

ft2

Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl


H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4

√ 4 Aπ

=(300−0 )ppm

17. 1ppmgpg

(6 . 4470gpm )(60 menj)(24 j

hari)



Digunakan satu unit cation exchanger, kapasitas = 659.0719 kgrainTiap 1 ft3 phenolic resin dapat menghilangkan 8200 grain "hardness", jadi diambil kapasitas 8,2 kgrain/ft3 phenolDalam 1 gallon air rata-rata terdapat 10 grain hardness (Powell , 1954 )Kebutuhan phenolic resin untuk 1 unit = 80.3746

Tinggi bed = luas penampang/volume phenolic resin= 15.4044 ft= 4.6953 m

Regenerasi Phenolic := 1.0281

Kebutuhan H2SO4 = 160.7493 lbLarutan H2SO4 yang digunakan adalah H2SO4 5% = 0.05Maka jumlah H2SO4 dalam larutan = 0.0514

= 0.4289 lb/galTotal regenerasi = 374.79 galKecepatan regenerasi = 5

Waktu regenerasi = 14.37 menit

Sebelum regenerasi dilakukan pencucian dan setelah regenerasi dilakukan pembilasan Kedua proses ini dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang melekat pada resin (Powell, 1954).Kecepatan pencucian dan pembilasan (4 – 5) gpm/ft2 ,diambil = 5Dipilih waktu pencucian = 5 menit dan waktu pembilasan = 5Waktu total regenerasi = 24.37 menitKebutuhan air pembilas dan pencuci = 260.88 gal

T operasi = 1440 menit = 24 jam

DIMENSI BEJANA :Tinggi bejana = tinggi packing + tinggi ruang kosong + 2 x tinggi headTinggi bed = 4.6953 mFree board = 1 mPada bagian bawah bed di atas penyangga diberi gravel untuk menyangga resin sekaligus untuk mendistribusikan cairan saat regenerasi, dengan tebal 12 - 24 inDiambil = 12 in 0.3048 mTinggi head elliptical dished head = ¼ D = 0.1965 mTinggi bejana = 6.0882 mJadi spesifikasi :

D = 0.7858 mH = 6.0882 mJumlah = 1 unitSiklus Operasi = 24 jamRegenerasi = 14.37 menit

H2SO4 yang harus disediakan :H2SO4 5% yang dibutuhkan tiap periode = 160.75 lb = 72.9154 kg

ft3

g/cm3

g/cm3

gpm/ft2

gpm/ft2

ρH 2 SO4

t=92. 62055 gal

5gpmft2

. 11 .2894ft2 =14 ,37 menit

Toperasi=19 . 8625ft3(8200 grain

ft3 )

(300−0ppm )

17 .1 ppmgpg

(6 . 4470gpm )=1440menit=24 jam



Dibuat dengan pengenceran H2SO4 98 %H2SO4 98% yang diperlukan = 3.7202 kg1 periode = 24 jamH2SO4 yang harus disediakan = 0.1550 kg/jam 8.47E-05 m3 0.0224

Anion Exchanger (AE)Tugas : Menghilangkan anion dari air yang akan diumpankan ke boiler dan WHB

ketel uap sebanyak 24579 kg/jam (make-up 5898.96 kg/jam)Jenis : Phenolic dengan merk Duolite A-7

flow rate = 5 - 7 gpm/ft2 area bed (Powell, 1954)Suhu maksimal = 105Kapasitas exchanger = 1-8 kgrain/ft3Effisiensi regenerasi= 3.2Jumlah : 1 buah

Berat jenis air = 995.65Kecepatan aliran = 5.9247

= 1565.29585 gal/j= 26.088 gal/menit

Kecepatan aliran air dalam penukar ion : 5

Luas penampang yang dibutuhkan : 5.2177Dipakai alat penukar ion berbentuk silinder tegak

Diameter silinder =

= 2.58 ft2 = 0.7858 mKem. strongly basic = 10000 grain kesadahan/ft3Kesadahan air = 250 ppmKesadahan 1 sikl. Op.= 16.22 kg

250341.626 grainVolume strongly basic= 25.03 ft3Tinggi Bed(Z) = 4.80 ft

1.46 m

RegenerasiKebutuhan NaOH = 3.5 lb/cuft (Powell,1954)NaOH = 87.62 lb

39.75 kgKebutuhan NaOH/tahun = 629573.134 kg

Tangki NaOHTugas : menyiapkan larutan NaOH yg digunakan untuk regenerasi resin pada AE

Jenis : tangki silinder vertikal dg atap conicaldan dasar rata.

Kadar = 5%Kapasitas = 4 regenerasi

158.98 kgrho = 1039 kg/m3Volume(V) = 3.06 m3 808.4421 galOver design = 10%Vol. design(V')= 3.37 m3

0F

lb caustic /ft3

Kg/ m3

m3/jam

gal/men.ft2

ft2

√ 4 x1 .2894π



D = 1.62 mH = 1.62 m



UNIT DEMINERALISASI

Unit ini bertugas untuk mengurangi kandungan ion positif (+) dan ion negatif

(-) dalam air desalinasi karena akan menghasilkan scale dalam boiler. Air hasil

desalinasi masih mengandung ion-ion yang dapat membentuk garam-garam dalam

air. Proses demineralisasi bertujuan untuk mengeluarkan garam-garam tersebut

menggunakan resin-resin penukar ion yang ada di dalam alat penukar ion. Resin

kation adalah suatu material sintesis yang dapat menukar ion-ion positif, sedangkan

resin anion adalah suatu mineral sintesis yang dapat menukar ion-ion negatif. Ion

positif (kation) diantaranya : Ca++, Mg++, Na+, K+,sedangkan ion-ion negatif misalnya

SO4--, Cl-, NO3

-, CO2, SiO2. Proses demineralisasi dilakukan dalam dua tahap :

1. Air dialirkan melalui penukar ion positif (kation), reaksinya :

Ca++ Ca++

R–H + Mg++ R - Mg++

Na+ Na+

2. Air selanjutnya dialirkan melalui penukar ion negatif (anion), reaksinya :

HCO3- HCO3

-

R–OH + SO4-- R - SO4

--

Cl- Cl-

SiO2 SiO2

Dengan demikian didapat hasil akhir air yang sudah bebas mineral ( air demin). Air

demin selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler dan sebagai

water.

Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl


H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4



Ca++

Mg++

Na+

K+

HCO3-

SO4--

SiO2

Cl- H + (HCO3)

H2 + SO4

H + Cl


H2SO4 NaOHNaMg

Ca

SiO2

ClSO4



menit



gal


Lampiran Cooling Tower - 18

Cooling TowerTugas : mendinginkan kembali air pendingin yang digunakan pada alat -alat

proses menjadi 30 C sebelum disirkulasikan lagiSistem : kontak langsung dengan udara didalam cooling tower (fan)Jenis : induced draft cooling tower

Jumlah air yang didinginkan = 1155223.17 kg/jam= 5086.85 gpm

Densitas air 1000 kg/m3Suhu air masuk, T1 50 celcius = 122 FSuhu air keluar, T2 30 celcius = 86 FSuhu dry bulb udara Tdb 30 celcius = 86 FSuhu wet bulb udara Twb 26.11 celcius = 79 F ,

(RH = 50 %)Temperature approach T2 - Twb = 3.89 celciusCooling range 20 celcius from fig. 12.14 Perry, 1984

water concentration 3.5 gal/(men.ft2)Area tower yang digunakan 1453.39 ft2Fan HP ( fig. 12.15 Perry, 1984) 0.037 hp/(ft2 tower), 100 % standard

Power untuk fan = 53.78 Hp dipilih motor induksi standard NEMA 60 HpJika T approach 8 ~ 11 celcius dipilih tinggi menara = 4.6 ~ 6.1 m (Perry, 1984)

dipilih tinggi menara = 6 m = 19.69 ft

Tangki air pendinginTugas : menampung air dari cooling tower dan make - up sebagai air pendingin

untuk kemudian disirkulasikan ke alat - alat prosesJenis : tangki silinder tegakJumlah air = 1155223.2 kg/jam = 1155.22 m3/jamTangki dirancang dengan overdesign 10 % dan waktu tinggal 1 jam

V tangki = 1270.75 m3Dimensi tangki D = H = (4.V /p )^1/3 = 11.74 m


Lampiran Listrik - 19

Penyediaan ListrikPerhitungan kebutuhan daya listrikPenggerak alat prosesPompa - 01 = 0.25 HpPompa - 02 = 0.75 HpPompa - 03 = 0.25 HpPompa - 04 = 1 HpPompa - 05 = 1.5 HpPompa - 06 = 3 HpPompa - 07 = 10 HpPompa - 08 = 3 HpPompa - 09 = 1 HpPompa - 10 = 1.5 HpPompa - 11 = 1.5 HpPompa - 12 = 2 HpPompa - 13 = 2 HpPompa - 14 = 3 HpPompa - 15 = 0.8 HpPompa - 16 = 1.25 HpPengaduk R - 01 = 5 HpPengaduk R - 02 = 5 Hp

= 42.8 Hptotal = 31.92 kW

Penggerak alat utilitas :fan cooling tower = 60 Hpkompresor udara = 5 Hppompa pengolah air = 65 1/4 Hppompa bahan bakar = 1 Hptotal = 131.25 Hp

= 97.87 kw

Keperluan lain-lain :Instrumentasi (10% alat) = 12.98 kwPenerangan & AC = 200 kwRumah tangga = 250 kwTotal kebutuhan daya listrik 592.77 kwAngka keamanan 20%Total kebutuhan daya listrik 711.32 kwFaktor daya 0.8Kebutuhan pembangkitan daya listrik = 889.15 kVA

Kebutuhan daya listrik dipenuhi oleh listrik PLNsebagai cadangan digunakan Generator Diesel

Sebagai cadangan digunakan diesel cadanganDiperkirakan 1 kWh listrik dapat dihasilkan dari 14000 kcal bahan bakarDaya = 712.80 kW x 14000 kcal/kWh

9958502.29 kcal/jamHeating value minyak = 10150 kcal/kgDensitas = 970 kg/m3Kebutuhan minyak = 1.0115 m3/jamDiesel disiapkan u/ operasi selama 3 hari (maksimal) kontinyuJadi bahan bakar yang harus selalu ada :


Lampiran Listrik - 20

72.8264 m3


Lampiran Udara - 21

Tangki Bahan Bakar Tugas : Menyimpan bahan bakar selama 3 hari

Total kebutuhan bahan bakar = 2057.9463 kg/j= 2.4499 m3/j 19403.49373

Lama penyimpanan 3 hariMaka, Volume tangki = 176.3954 m3

Over design 10% = 194.0349 m3DImensi tangki L = 0,5 D

V = 0,5 p / 4 * D ^ 3maka, D = 7.90 m

L = 3.95 m

Pompa Bahan Bakar Tugas : Memompa bahan bakar dari Tangki penyimpan ke Diesel ,Boiler

Perhitungan :G = 2057.9463 kg/jr = 840 kg/m3

m = 0.5 cPQ = 2.4499 m3/j

Q design = 2.6949 m3/j (Over dsesign = 10%)D opt = 0.69 in

Dipakai pipa standar : NPS = 0.75Sch. = 40

ID = 0.622 inV = 3.8206 m/s

Head total diperkirakan 50 mDipakai rotary pump (Positive Displacement Pump)

BHP = 0.42 HpEff. pompa = 0.5Eff. motor = 0.85

Daya motor = 0.99 HpDipakai power standar = 1 Hp

Penyediaan Udara TekanUdara tekan biasanya digunakan sebagai penggerak alat-alat kontrol yang bekerja secara pneumatik

P udara tekan biasanya 40 psigDiambil P = 3.7211 atm

Asumsi : 1. Konsumsi udara untuk 1 alat kontrol 1 standard ft3/men= 28 L/men

2. Jumlah alat kontrol 30 buahUdara yang dibutuhkan = 50.4 m3/jOver design = 10%Kebutuhan udara total = 55.44 m3/j pada STP (0 C, 1 atm)

Kompresor udaraTugas : menaikkan tekanan udara dari lingkungan menjadi 3,72 atm sebanyak 51.744 m3/jam (STP)Suhu udara masuk = 35 celcius

= 308 kelvin= 555 R

Tekanan masuk = 1 atmTekanan keluar = 54.7 psia


Lampiran Udara - 22

= 3.72 atmP" uap air = 0.06 atm (RH = 100%)

= 0.89 psiaP uap air di udara = 0.06 atm (RH . P")

Vw = Vd T1 P1 = 66.5801 m3/jam

Ts P1 - P

Compresion Ratio = 3.72dipilih reciprocating compressor, 1 stage , horizontal% uap air diudara = 6.06%BM rerata udara 28.24

Kecepatan massa udara masuk , G1 = P1 . Vw 2.63 kmol/jam z.R.T1

Actual BHP untuk single stage (Ludwig, 1984)

denganR = tetapan gas umum, 8314 Nm/(kmol.K)G = kecepatan udara masuk : 0.0007 kmol/sk = Cp/Cv = 1.4 (udara)Rc = 3.72BHP tehitung = 4.01 Hpdengan memperhitungkan loss factor dan flame lossBHP = 5.00 Hpeffisiensi motor = 0.8Power motor = 4.00 hpdipilihreciprocating compressor, single stage horisontalukuran : 7 x 5 inputaran 550 rpmmaximum pressure 60 psi (4.1 atm)piston displacement 121 cfm ( 205.6 m3/j )motor penggerak 5 hp

Tangki UdaraTugas : Menampung dan mengeringkan udara dengan silika gelPerhitungan :Jumlah air dalam udara = 4.0324 m3/jam

= 2.9029 kg/jKemampuan absorbsi silika gel thd. air pd RH 100% = 0.5 kg air/kg silikaKebutuhan silika = 5.8058 kg/jBulk density silika = 48.00 lb/ft3

Volume silika gel = 0.0076 m3/jamRegenerasi tiap = 24 jam

V silika = 0.1812 m3Dianggap V silika adalah 15% volume tangkiDimensi tangki : H = 1.5 D

V tangki = 1.2081 m3V tangki = p/4*1.5*D^3

1

1

1

21 .117.745

.G

PP

kkTR

BHPkk


Lampiran Udara - 23

maka, D = 1.0083 mL = 1.5124 m


Lampiran Boiler - 24

a. Boiler 1 Untuk menghasilkan steam dengan T = 212 F dan P = 14.7 psia maka digunakan gas oil (industrial fuel), dengan spesifikasi sbb : API = 30 Flash point = 210 F Pour point = 35 F IBP = 440 F Viscositas/100 F = 70 detik

Persamaan dari Nelson :

0.8762

Diambil nilai characterization factor (K) = 11.8 Pada: API = 36,3 dan K = 11,8, dari fig. 5-22 Nelson, diperoleh : GHV = 19575 Btu/lb Dari fig. 5-23 Nelson diperoleh kadar H2 dalam bahan bakar = 13.3 % H2 yang terdapat dalam bahan bakar dapat bereaksi dengan udara Reaksinya adalah sebagai berikut :

Panas pengembunan H2O pada kondisi pembakaran industrial fuel = Hfg =1058.2 Btu/lb

Jadi Netto Heating Value dengan basis lb bahan bakar (NHV) :

= 19434.2594 Btu/lb Kebutuhan bahan bakar :

efisiensi bahan bakar, diambil 50 %

Hf steam = 952 Btu/lbQ = 20469455 Btu/jam = 5999.59726 kJ/detm = 1053.26653 lb/jam = 477.761699 kg/jam

Tipe Boiler :

b. Boiler 2 Untuk menghasilkan steam dengan T = 343.5 F dan P = 100 psia maka digunakan gas oil (industrial fuel), dengan spesifikasi sbb : API = 30 Flash point = 210 F Pour point = 35 F IBP = 440 F Viscositas/100 F = 70 detik

Persamaan dari Nelson :

0.8762

packaged boiler (ulrich hal. 298)

sg=141 ,5API+131 ,5

=

H2 (g )+ 1

2 O2 (g )→H 2O(g )

NHV=GHV−H fg×%H 2

m=Q

NHV×η η=

sg=141 ,5API+131 ,5

=


Lampiran Boiler - 25

Diambil nilai characterization factor (K) = 11.02 Pada: API = 30 dan K = 11,02, dari fig. 5-22 Nelson, diperoleh : GHV = 19100 Btu/lb Dari fig. 5-23 Nelson diperoleh kadar H2 dalam bahan bakar = 11.4 % H2 yang terdapat dalam bahan bakar dapat bereaksi dengan udara Reaksinya adalah sebagai berikut :

Panas pengembunan H2O pada kondisi pembakaran industrial fuel = Hfg =1058.2 Btu/lb

Jadi Netto Heating Value dengan basis lb bahan bakar (NHV) :

= 18979.3652 Btu/lb Kebutuhan bahan bakar :

efisiensi bahan bakar, diambil 50 %

Hf steam = 888.87 Btu/lbQ = 66117506 Btu/jam = 19379.041 kJ/detm = 3483.65213 lb/jam = 1580.18461 kg/jam

Tipe Boiler : Jumlah total bahan bakar yang dibutuhkan =

4536.91866 lb/jam = 2057.9463 kg/jam

packaged boiler (ulrich hal. 298)

sg=141 ,5API+131 ,5

=

H2 (g )+ 1

2 O2 (g )→H 2O(g )

NHV=GHV−H fg×%H 2

m=Q

NHV×ηη=η=


Lampiran Tangki - 26

Tangki NaOCl

Tugas : menyiapkan dan menyimpan larutan NaOCl 5% selama satu minggu operasi

Jenis : tangki silinder tegak berpengaduk

Turbidity = 493 ppm (Dari gb.2.1 Powell,1954)

Keb.soda abu = 8.3452381 lb/1E+6gal air0.0000011.00 ppm

M' = 177116.3 kg/jKeb.soda abu = 0.18 kg/j = 1402.76 kg/thWaktu = 168 jamKeb.soda abu = 29.76 kg

1008 kg/m362.90 lb/cuft

Vol.lar soda abu= 0.59 m3Over design = 20%Vol.lar soda abu = 0.71 m3Diambil = H = 1.2*DD = 0.91 m 36 inH = 1.09 m 43 inDi (d impeler) = 0.30 mPower pengadukzl = 0.91 msg = 1.01WELH = 36.16 inJml pengaduk = 1.01

1 buahPut. Pengaduk = 236.41 rpmu = 0.054 kg/m.men

Re = 405373.1Dt/Di = 3.00zl/Di = 3.00zl/D = 1.00Jenis : turbin dg 6 buah pisau

(flate blade turbin)Jml baffle = 4Lebar baffle = 0.08 mTinggi dr dasar= 0.30 mPanjang sudu = 0.08 mLebar sudu = 0.06 mPower = 0.17 hpEffisiensi = 0.63Power = 0.27 hp

0.5 hp(Standar)

rho =



Tangki NaOCl Tangki Pencampuran

Tugas : mencampur air laut dengan NaOClJenis : tangki silinder tegak berpengaduk

Debit(Q) = 177.89 m3/jWaktu tinggal = 10.00 menVolume(V) = 29.65 m3Over design = 20%Vol. design(V')= 35.58 m3Diambil = H = 1.2*DD = 3.35 m 78 inH = 4.03 m 159 inDi (d impeler) = 1.12 mPower pengadukzl = 3.35 msg = 1.0020WELH = 132.33 inJml pengaduk = 1.00

1.00 buahPut. Pengaduk = 63.82 rpmu = 0.05 kg/m/menRe = 1.5E+06Dt/Di = 3.00zl/Di = 3.00zl/D = 1.00Jenis : turbin dg 6 buah pisau

(flate blade turbin)Jml baffle = 3.00Lebar baffle = 0.28 m Power = 2.82Tinggi dr dasar= 1.12 m Effisiensi = 0.84Panjang sudu = 0.28 m Power = 3.36

Lebar sudu = 0.22 m 7.50

Desalinasi water tank

Tugas : menampung air hasil desalinasiJenis : bak beton bertulang

Air keluar evaporator = 177116.31 kg/jDebit(Q) = 177.89 m3/jWaktu tinggal = 1.5 jamVolume(V) = 266.84 m3Over design = 20%Vol. design(V') = 320.20 m3Diambil : p = l = 2tp = 8.62 ml = 8.62 m 339.35251 int = 4.31 mtebal = 12 cm



Tangki Pencampuran Hot Basin

Tugas : menampung air yg akan didinginkan dicooling tower

Jenis : bak beton bertulang

Air pendingin = 168234.32 kg/j90% dipakai lagi + make up = 168234.32 kg/jDebit(Q) = 168.97 m3/jWaktu tinggal = 1.5 jamVolume(V) = 253.45 m3Over design = 20%Vol. design(V') = 304.14 m3Diambil : p = l = 2tp = 8.47 ml = 8.47 m 333.582366t = 4.24 mtebal = 12 cm

Cold Basin

Tugas : menampung air pendingin yg dingin dari cooling towerJenis : bak baton bertulang

M' = 1444029.0 kg/jQ' = 1450.34 m3/jWaktu tinggal = 1.5 jamOver design = 20%Vol. design(V')= 2610.61 m3

hp Diambil : p = l = 2tp = 17.35 m

hp l = 17.35 mt = 8.67 m

hp (standar) tebal = 12 cm

Desalinasi water tank Bak Penampung Air Bersih

Tugas : menampung seluruh air hasil pengolahanJenis : bak beton bertulang

Q' = 1450.34 m3/jWaktu tinggal = 6 jamOver design = 20%Vol. design(V')= 10442.433144 m3Diambil : p = l = 2tp = 27.54 ml = 27.54 mt = 13.77 mtebal = 12 cm



Hot Basin Bak Sanitasi

Tugas : menampung air bersih untuk keperluan umumJenis : bak beton bertulang

M' = 10000 kg/jQ' = 10.0436901 m3/jWaktu tinggal = 24 jamOver design = 20%Vol. design(V')= 289.258273 m3Diambil : p = l = 2tp = 8.33 ml = 8.33 mt = 4.17 mtebal = 12.00 cm

inKebutuhan KaporitKandungan Chlor= 70% (Ryan,1946)Kebutuhan chlor= 0.5-0.8 ppm (Ryan,1946)

Cold Basin 0.8 ppmKecepatan alir = 10000 kg/jChlorin = 0.008 kg/j

8 g/jkaporit/hari = 274.29 g/harikaporit/tahun = 90.51 kg

Bak Penampung Air Bersih



Bak Sanitasi Cation Exchanger

Tugas : menghilangkan kesadahan air proses yang disebabkan oleh kation

Jenis : down flow cation exchanger

Resin yang digunakan adalah zeolit jenis wet process syntetic atau jenis gel yang mempunyai kemampuan penukaran 8000-12000 grain kesadahan (sbg CaCO3) per ft3 (Ryan,1946) dirancang u/ bekerja dengansiklus 12 jam, terdiri dari 11 jam operasi,0.5 jam pencucian dan 0.5 jam regenerasi.

Kec air yg hrs diolah= 194.060.190.85

Kecepatan aliran air = 3 - 5Dipilih = 4Luas = 0.21Diameter = 0.52

0.16Kemampuan zeolit = 8000.00Kesadahan air = 200.00Kesadahan 1 sikl. Op.= 0.43

6582.72Volume zeolit = 0.82Tinggi Bed(Z) = 3.85

1.17RegenerasiKebutuhan HCl = 0.35-0.5Dipilih = 0.4HCl = 2.63

Kebutuhan HCl/tahun = 18919.53



Cation Exchanger Anion Exchanger

menghilangkan kesadahan air proses yang Tugas : menghilangkan kesadahan air proses yang disebabkan oleh anion

Jenis : strongly basic anion exchanger

Resin yang digunakan adalah zeolit jenis wet process Resin yang digunakan adalah strongly basic resins yang mempunyai kemampuan penukaran 10000-20000 grain

penukaran 8000-12000 grain kesadahan (sbg CaCO3) per ft3 (Ryan,1946) dirancang u/ bekerja dengan siklus 12 jam, terdiri dari 11 jam operasi, 0.5 jam pencucian dan 0.5 jam regenerasi.

Kec air yg hrs diolah=kg/jm3/jgpm Kecepatan aliran air =gpm/ft2 (Ryan,1946) Dipilih =gpm/ft2 Luas =ft2 Diameter =ftm 7 in Kem. strongly basic =grain kesadahan/ft3 Kesadahan air =ppm Kesadahan 1 sikl. Op.=kggrain Volume strongly basic=ft3 Tinggi Bed(Z) =ftm

Regenerasilb/1000grain Kebutuhan NaOH =

NaOH =lb 1.19 kg

kg Kebutuhan NaOH/tahun =



Anion Exchanger Deaerator

menghilangkan kesadahan air proses yang Tugas : melepaskan gas2 yang terlarut dalam air seperti O2 dan CO2 sehingga mengurangi korosi logam

strongly basic anion exchangerJenis : silinder tegak dgn bahan isian

Resin yang digunakan adalah strongly basic resins yang mempunyai kemampuan penukaran 10000-20000 grain bahan Isian =per ft3 (Ryan,1946) dirancang u/ bekerja dengan siklus diameter =12 jam, terdiri dari 11 jam operasi, 0.5 jam pencucian

packing factor =Lw =

194.06 kg/j0.19 m3/j Gw =0.85 gpm4 - 7 gpm/ft25 gpm/ft20.17 ft20.47 ft FLV =0.14 m 18 in Diambil delP/m =10000 grain kesadahan/ft3 K4 =250 ppm Vw' =0.53 kg A =8235.65 grain D =0.82 ft34.82 ft Diambil H = 4*D1.47 m H =

3.5 lb/cuft (Powell,1954)2.88 lb1.31 kg

20711.4847 kg Tangki Boiler Feed Water

Tugas menampung sementara air make up steam sebelum diumpankan ke boiler

Jenis tangki silinder tegak

Q 1461.21m 2922.43V 1.4612over 20%Vt 1.75345614H = 1.2 DD 1.22991357H 1.47589629

BFW ini digunakanpada saat start up dan pada saat proses berjalan secara kontinu.

rho l =u l =rho g =



40 in40 in



Deaerator Tangki NaOH

melepaskan gas2 yang terlarut dalam air seperti O2 dan CO2 sehingga Tugas :mengurangi korosi logam Jenis :

silinder tegak dgn bahan isianKadar =

raschig ring ceramic Kapasitas =2 in50.8 mm rho =65 Volume(V) =5898.96 kg/j Over design =327.719947 kmol/j Vol. design(V')=100 kg/j D =5.55555556 kmol/j H =1000 kg/m30.00062 Ns/m22.5 kg/m3 Tangki Boiler Feed Water 2.9520 mm H2O/m Tugas 0.15 Jenis0.75 kg/m2s2.19 m2 Q1.67 m m0.9 m V

over3.6 m Vt

H = 1.2 DDH


Tangki Boiler Feed Water

menampung sementara air make up steam sebelum diumpankan ke boiler

tangki silinder tegak

kg/j t = 2 jam

m3

m3

mm

pada saat start up dan pada saat proses berjalan secara kontinu.



Tangki NaOH

menyiapkan larutan NaOH yg digunakan untuk regenerasi resin pada AEtangki silinder vertikal dg atap conicaldan dasar rata.

Kadar = 5%Kapasitas = 4 regenerasi

5.23 kg1039 kg/m3

Volume(V) = 0.10 m3Over design = 10%Vol. design(V')= 0.11 m3

0.52 m 210.52 m 21

Tangki Boiler Feed Water

menampung sementara air make up steam sebelum diumpankan ke boilertangki silinder tegak

5898.96 kg/j t = 2 jam11797.92

5.8990 m320%

7.07875085 m3

1.95837189 m2.35004627 m


Documents

Utilitas Air Laut