SPESIFIKASI ALAT PROSES
12644,4 Air pendingin:
a. Fluida pendingin CD-01 Total Recovery 90% Make up Pendingin steam keluar turbin 2095973,3 2095973,3 1886375,94 209597,33 Air proses: a. Proses: FC-01 Media flotasi 80096
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
139 FC-02 FC-03 RDVF-01 R-01 RDVF-02 RDVF-03 b. Utilitas: IE-01 IE-02 Total Media Flotasi Media Flotasi Air pencuci Reaktan Air pencuci Air pencuci Mengencerkan larutan NaOH dan HCl 8009,6 8009,6 5358 1151,1 1334,3 46902,061 3742,48 3742,48 166059 TOTAL 396734,07
1.3. Proses pengolahan air baku menjadi air industri
Air yang digunakan adalah air laut, maka proses yang digunakan adalah desalinasi air laut. Secara keseluruhan, proses pengolahan air dibagi menjadi beberapa tahapan proses, yaitu:
a. Proses Sea Water Intake dan Screening
Air laut dialirkan ke bak penampung sebagai umpan unit desalinasi menggunakan pompa air laut, kemudian dilewatkan strainer untuk menghilangkan kotoran yang berukuran besar seperti sampah atau ganggang serta binatang laut lainnya.
b. Proses Chemical Treatment
Dalam bak penampung, air laut diinjeksikan natrium hipoklorit (NaOCl) untuk mencegah pertumbuhan binatang-binatang laut seperti ganggang laut, karang laut, rumput laut serta mikroorganisme lain dalam pipa-pipa, karena hal tersebut dapat menyebabkan kebuntuan. Dosis yang dianjurkan adalah 1 ppm.
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
140
c. Proses Desalinasi
Unit desalinasi bekerja dengan prinsip reverse osmosis. Reverse osmosis adalah metode penyaringan yang dapat menyaring molekul dengan berbagai ukuran dan ion –ion dari suatu larutan dengan menggunakan membran semipermeableI yang selektif terhadao molekul atau ion tertentu (dalam hal ini adalah ion NaCl). Dalam unit reverse osmosis (RO) terdapat 2 kompartemen, yaitu kompartemen air yang kaya akan ion NaCl dan kompartemen desal water. Air yang bebas NaCl akan lolos ke kompartemen desal water karena mendapat tekanan balik dari sistem sehingga melawan gaya osmotik yang seharusnya terjadi.
Membran yang dipilih dalam proses ini adalah FT30 Aromatic Polyamide Membrane yang di industri sudah sering digunakan dalam pemurnian air laut. Berikut adalah struktur kimia dalam membrane tersebut:
Gambar 6. Struktur Kimia FT30 Aromatic Polyamide Membrane
d. Proses Desinfektasi ( untuk keperluan potable water )
Proses disinfektasi dilakukan terhadap air yang digunakan untuk keperluan umum (perumahan dan perkantoran) dengan diinjeksikan chlor. Dosis yang dianjurkan adalah 0,8 ppm.
e. Proses Demineralisasi (untuk keperluan umpan boiler)
Unit ini bertugas untuk mengurangi kesadahan air proses serta air umpan boiler karena dapat menimbulkan terjadinya scale pada boiler. Timbulnya scale menyebabkan terjadinya overheating pada daerah tertentu dan berakibat kebocoran pada tube boiler. Adapun peralatan yang digunakan adalah Cation Exchanger, Anion Exchanger, serta Deaerator.
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
141
1.4. Deskripsi proses
Air laut masuk ke screener (SC-01 dan SC-02) untuk disaring sampah-sampah, kotoran-kotoran berukuran besar, serta ikan-ikan laut yang terikut masuk ke dalam proses. Selanjutnya air laut akan masuk ke bak ekualisasi (B-01) untuk dijaga debitnya agar debit air laut masuk ke proses tidak fluktuatif serta ditambahkan NaOCl sebagai desinfektan. Setelah itu air laut akan mengalami proses desalinasi di reverse osmosis (01, RO-02, dan RO-03). Air desalinasi keluaran RO akan ditampung pada filtered water tank (B-02) untuk didistribusikan ke unit pembangkit steam, unit sanitasi, unit pemadam kebakaran, dan unit air pendingin. Untuk unit sanitasi, pemadam kebakaran, dan air pendingin terlebih dahulu air masuk ke tangki sanitasi (T-06) untuk dijaga debitnya. Untuk kebutuhan pembangkit steam, air dialirkan dari filtered water tank ke cation exchanger (IE-01) dan anion exchanger (IE-02) untuk dihilangkan mineral-mineral yang masih terkandung di dalam air. Selanjutnya air keluaran ion exchanger dialirkan ke tangki demineralized water (T-03) untuk didistribusikan ke proses sebagai air proses (T-04) dan air make up dalam pembuatan steam. Air make up akan dialirkan ke deaerator (D-01) untuk dihilangkan kandungan gas terlarut sebagai boiler feed water dengan steam dan morfoline sebanyak 40 ppm. Boiler feed water kemudian masuk ke tangki deaerated water (T-05) untuk dijaga debitnya dan ditambahkan depresant berupa Na3PO4 kadar 40 ppm. Penambahan Na3PO4 bertujuan agar padatan mengambang pada boiler dan tidak terjadi pengendapan. Na3PO4 dipilih karena memiliki kemampuan yang cukup bagus untuk mendispersikan padatan pada suhu yang cukup tinggi. Air yang keluar dari tangki deaerated water akan diproses di boiler (B-01) menjadi steam proses dan steam pembangkit listrik. Pada proses ini, steam pembangkit listrik akan diembunkan dengan air pendingin sebelum diuapkan kembali pada boiler. Air pendingin yang telah digunakan untuk mengembunkan steam ini akan digunakan kembali sebagai air pendingin dengan didinginkan terlebih
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
142
dahulu pada cooling tower (CT-01). Sebelum dialirkan menuju cooling tower, air pendingin ini akan ditampung terlebih dahulu pada tangki hot basin (B-03) dengan tujuan untuk menstabilkan debit. Setelah itu, air pendingin akan dialirkan pada cooling tower untuk didinginkan dengan udara sebagai media pendingin. Pada proses pendinginan ini, akan terdapat air yang berpindah ke udara karena perbedaan konsentrasi antara air pendingin dan udara. Oleh karena itu, diperlukan make up water untuk menjaga debit air pendingin. Air pendingin yang telah keluar dari cooling tower akan ditampung pada tangki cold basin (B-04) untuk ditambahkan make up water dan depresant berupa NaOCl dengan kadar 40 ppm sebagai desinfektan.
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
143 Gambar 7. Process Flow Diagram Pengolahan Air
E-14 LAUT SC-01 P-02 P-01 P-03 RO-01 RO-02 P-04 P-05 P-06 T-03 P-08 D-01 P-09 SC-02 IE-01 IE-02 B-01 Brine Brine Steam B-02 NaOCl Brine T-05 P-10 BO-01 Proses T-06 P-14
Air Kebutuhan dan Air Pemadam P-13 P-11 P-12 P-07 B-03 B-04 Udara P-18 CT-01 NaOCl Morpholine RO-03 Blowdown FC LC Blowdown TC LC LI FC FC LC FC FC LC Na3PO4
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
144
1.5. Spesifikasi alat
Berikut adalah spesifikasi unit penyedia dan pengolahan air: 1. Screener 1 (SC-01)
Tugas : Menyaring kotoran-kotoran yang berukuran besar dari air laut sebanyak 1263998,1 kg/jam sebelum disaring lebih lanjut Jenis Alat : Rake screener
Luas : 3,78 ft2
Perhitungan screener adalah sebagai berikut. Jumlah air disaring = 1263998,06 kg/jam Debit air, Q = 0,35 m3/s
Kecepatan air = 1 m/s Luas dibutuhkan = 0,35 m2
= 3,78 ft2
Dengan cara yang sama diperoleh spesifikasi screener SC-02.
2. Screener 2 (SC-02)
Tugas : Menyaring kotoran-kotoran yang berukuran besar dari air laut sebanyak 1263998,1 kg/jam sebelum dikirim menuju unit Reverse Osmosis (RO-01)
Jenis Alat : Wire mesh dengan ukuran 10, 40, dan 200 mesh Luas : 3,78 ft2
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
145
3. Bak Ekualisasi (B-01)
Tugas : Menampung air laut sebanyak 1264023,1 kg/jam untuk ditambahkan larutan NaOCl 5%
Jenis alat : Bak beton bertulang Dimensi :
Panjang : 28,5 m Lebar : 14,25 m Tinggi : 14,25 m
Perhitungan Bak Ekualisasi adalah sebagai berikut.
Jumlah air tertampung keseluruhan = 1264023,06 kg/jam
Waktu tinggal air dalam bak berkisar antara 4-24 jam (Powell, 1954). Digunakan waktu tinggal air selama 4 jam dan dengan overdesign 10% dari volume total bak, diperoleh volume bak:
Debit cairan = 1264,02 m3/jam Volume bak = (110%)(1264,02)
= 5561,70 m3
Dimensi untuk bak digunakan ketentuan berikut. Panjang = 2.lebar = 2.tinggi = p
Sehingga volume bak V = ¼ p3, dan diperoleh dimensi bak: p = 28,12 m
l = 14,06 m t = 14,06 m
Digunakan dimensi bak untuk panjang, lebar dan tinggi berturut-turut adalah 28,50 m, 14,25 m, dan 14,25 m. Dengan cara yang sama diperoleh spesifikasi Filtered Water Tank (B-02), Hot Basin (B-03), dan Cold Basin (B-04)
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
146
4. Reverse Osmosis 1 (RO-01)
Tugas : Menghilangkan garam dari air laut sebanyak 1264023,1 kg/jam Jenis alat : Spiral wound dengan flow channel 90 mil dan housing dari
stainless steel Bahan : Composite Kondisi operasi : Temperatur : 30 oC Tekanan : 50 atm Dimensi alat :
Jumlah elemen membran : 25 Jumlah housing : 45 Luasan setiap elemen : 37,07 m2 Luasan setiap vessel : 927 m2
Perhitungan reverse osmosis adalah sebagai berikut. Luas permukaan yang dibutuhkan:
Debit, Q = 1264023,06 L/jam
Dengan recovery cairan 45%, sehingga kecepatan aliran permeate: Permeate volumetric = 568810,38 L/jam
Overdesign 10%, sehingga kecepatan aliran volumetrik permeate maksimum : Permeate volumetric design = 625691,41 L/jam
Digunakan fluks RO sebesar 15 L/m2.jam, sehingga diperoleh luas permukaan RO:
Luas, A = 41712,76 m2
Spesifikasi RO pada umumnya:
Area per elements = 320 – 440 ft2
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
147
Area per pressure vessel = 300 – 1000 m2 Digunakan:
Number of membrane elements = 25 Number of housing = 45 Area per elements = 37,07 m2
Area per pressure vessel = 926,95 m2
Dengan cara yang sama, diperoleh spesifikasi alat RO-02 dan RO-03.
5. Reverse Osmosis 2 (RO-02)
Tugas : Menghilangkan garam dari air laut sebanyak312839,52 kg/jam Jenis alat : Spiral wound dengan flow channel 90 mil dan housing dari
stainless steel Bahan : Composite Kondisi operasi : Temperatur : 30 oC Tekanan : 50 atm Dimensi alat :
Jumlah elemen membran : 14 Jumlah housing : 18 Luasan setiap elemen : 39,01 m2 Luasan setiap vessel : 546,22 m2
6. Reverse Osmosis 3 (RO-03)
Tugas : Menghilangkan garam dari air laut sebanyak881638,64 kg/jam Jenis alat : Spiral wound dengan flow channel 90 mil dan housing dari
stainless steel Bahan : Composite
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
148
Kondisi operasi : Temperatur : 30 oC Tekanan : 50 atm Dimensi alat :
Jumlah elemen membrane : 20 Jumlah housing : 40 Luasan setiap elemen : 34,63 m2 Luasan setiap vessel : 692,71 m2
7. Filtered Water Tank (B-02)
Tugas : Menampung air bersih dari reverse osmosis (RO-01) sebanyak 396762,4 kg/jam selama 8 jam
Jenis alat : Bak beton bertulang Dimensi alat :
Panjang : 24,5 m Lebar : 12,25 m Tinggi : 12,25 m
8. Cation Exchanger (IE-01)
Tugas : Menghilangkan kesadahan air proses yang disebabkan kation pada air umpan boiler sebanyak 173952 kg/jam
Jenis alat : Vertical cylindrical vessel Jenis resin : Wet process synthetic zeolite Dimensi alat :
Diameter vessel : 4,76 m Tinggi bed resin : 0,59 m
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
149 Kebutuhan regenerasi : Kebutuhan HCl : 535,3 kg/siklus Waktu regenerasi : Backwashing : 0,5 jam Regenerasi : 0,5 jam
Perhitungan cation exchanger adalah sebagai berikut.
Resin yang digunakan adalah zeolit jenis wet process synthetic atau jenis gel yang mempunyai kemampuan penukaran 8000 – 12000 grain kesadahan (sebagai CaCO3) setiap ft3 (Ryan, 1946). Resin ini dirancang untuk bekerja dengan siklus 12 jam, dengan 11 jam operasi, 0,5 jam pencucian dan 0,5 jam regenerasi.
Massa air diolah = 173952 kg/jam
Debit air = 173,95 m3/jam (766 gpm)
Kecepatan aliran air pada exchanger umumnya 3 – 5 gpm/ft2, sehingga digunakan 4 gpm/ft2 dan diperoleh luas permukaan vessel :
Luas permukaan = 766/4 = 191,49 ft2 Diameter vessel = 15,61 ft (4,76 m)
Kemampuan zeolit = 8000 grain kesadahan/ft2 Kesadahan air maks = 100 ppm
Kesadahan dalam 1 siklus operasi dihitung dengan : Kesadahan 1 siklus = (11/106)( 173952.100) = 2950287,31 grain Volume zeolit = 2950287,31/8000 = 368,79 ft3 Densitas zeolit = 13,85 lb/ft3 Kebutuhan zeolit = 5107,68 lb
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
150
Tinggi bed = 1,93 ft (0,59 m) Regenerasi cation exchanger:
Kebutuhan HCl untuk regenerasi adalah 0,35 – 0,5 lb/1000 grain (Powell, 1954). Kebutuhan HCl = 0,4.2950287,31/1000
= 535,32 kg/siklus = 353311,79 kg/tahun.
9. Anion Exchanger (IE-02)
Tugas : Menghilangkan kesadahan air proses yang disebabkan anion pada air umpan boiler sebanyak 173917 kg/jam
Jenis alat : Vertical cylindrical vessel Jenis resin : Strongly basic resin (RNH2) Dimensi alat :
Diameter vessel : 4,26 m Tinggi bed resin : 1,47 m
Waktu siklus : 11 jam operasi Kebutuhan regenerasi :
Kebutuhan NaOH : 1172 kg/siklus Waktu regenerasi :
Backwashing : 0,5 jam Regenerasi : 0,5 jam
Perhitungan anion exchanger adalah sebagai berikut.
Resin yang digunakan adalah strongly basic resin (R-NH2) yang mempunyai kemampuan penukaran 10000 – 20000 grain kesadahan setiap ft3 (Ryan, 1946). Resin ini dirancang untuk bekerja dengan siklus 12 jam, dengan 11 jam operasi, 0,5 jam pencucian dan 0,5 jam regenerasi.
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
151
Massa air diolah = 173916,97 kg/jam
Debit air = 173,92 m3/jam (765,82 gpm)
Kecepatan aliran air pada exchanger umumnya 3 – 5 gpm/ft2, sehingga digunakan 5 gpm/ft2 dan diperoleh luas permukaan vessel :
Luas permukaan = 765,82/5 = 153,2 ft2
Diameter vessel = 13,97 ft (4,26 m)
Kemampuan R-NH2 = 10000 grain kesadahan/ft2 Kesadahan air maksimum = 250 ppm
Kesadahan dalam 1 siklus operasi dihitung dengan : Kesadahan 1 siklus = (11/106)( 173916,97.250) = 7380735,48 grain Volume R-NH2 = 7380735,48/10000 = 738,07 ft3 Densitas R-NH2 = 13,85 lb/ft3 Kebutuhan R-NH2 = 10148,15 lb Tinggi bed = 4,82 ft (1,47 m) Regenerasi anion exchanger:
Kebutuhan NaOH = 3,5 lb/ft3 Kebutuhan NaOH = 3,5.(738,07)
= 2583,26 lb (1171,81 kg)/siklus = 773395,28 kg/tahun
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
152
10. Tangki HCl (T-01)
Tugas : Menyiapkan larutan HCl 5% yang digunakan untuk regenerasi resin pada kation exchanger (IE-01)
Jenis alat : Flat bottomed cylindrical vessel dengan torispherical roof Dimensi alat :
Diameter : 2,98 m Tinggi : 2,98 m
Perhitungan tangki HCl adalah sebagai berikut. Kadar cairan = 5%
Densitas cairan = 1137 kg/m3
Kapasitas = 2 regenerasi = 2.(535,32) kg Volume tangki = 18,73 m3
Volume desain = 20,61 m3 (overdesign 10%) D = 2,98 m
H = 2,98 m
11. Tangki NaOH (T-02)
Tugas : Menyiapkan larutan NaOH 5% yang digunakan untuk regenerasi resin pada anion exchanger (IE-02)
Jenis alat : Flat bottomed cylindrical vessel dengan torispherical roof Dimensi alat :
Diameter : 3,98 m Tinggi : 3,98 m
Perhitungan tangki NaOH adalah sebagai berikut. Kadar cairan = 5%
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
153
Kapasitas = 2 regenerasi = 2.(1163,31) kg Volume tangki = 44,79 m3
Volume desain = 49,26 m3 (overdesign 10%) D = 3,98 m
H = 3,98 m
12. Tangki Demin Water (T-03)
Tugas : Menampung air bersih hasil ion exchanger (IE-02) sebanyak 172175,1 kg/jam untuk keperluan proses dan make up steam Jenis alat : Cylindrical vessel dengan conical head
Dimensi alat :
Diameter : 7,84 m Tinggi : 7,84 m
13. Tangki Penampung Air Proses (T-04)
Tugas : Menampung air bersih hasil ion exchanger (IE-02) sebanyak 159530,1 kg/jam untuk keperluan proses
Jenis alat : Cylindrical vessel dengan conical head Dimensi alat :
Diameter : 7,65 m Tinggi : 7,65 m
14. Deaerator (D-01)
Tugas : Menghilangkan gas terlarut pada air umpan boiler sebanyak 12645,00 kg/jam untuk mencegah korosi pada saat pembangkitan steam
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
154
Dimensi alat : Diameter : 6,2 m Tinggi : 6,2 m
Perhitungan daerator adalah sebagai berikut.
Kapasitas deaerator = 12645,00 kg/jam Debit = 12,64 m3/jam Waktu tinggal = 12 jam
Dengan jumlah tangki deaerator 1 buah, volume tangki adalah: Volume tangki = 182,1 m3 (overdesign 20%) Dirancang deaerator dengan dimensi D=H, maka diperoleh: D = 6,15 m
H = 6,15 m
Dipilih deaerator dengan diameter 6,2 m dan tinggi 6,2 m.
15. Tangki Deaerated Water (T-05)
Tugas : Menampung air hasil keluaran deaerator sebanyak 12645,00 kg/jam selama 1 jam sebelum diumpankan menuju boiler Jenis alat : Cylindrical vessel dengan conical head
Dimensi alat :
Diameter : 2,68 m Tinggi : 2,68 m
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
155
16. Boiler (BO-01)
Tugas : Menyediakan steam untuk kebutuhan pemanas proses sebanyak 107087,45 kg/jam pada tekanan 600 psia dan suhu 650oF.
Jenis alat : Water tube boiler Efisiensi boiler : 50%
Kebutuhan BFW :
Jumlah : 118986,054 kg/jam Suhu inlet : 86oF
Produk steam :
Mass flow : 107087,45 kg/jam Suhu : 650oF
Tekanan : 600 psia
Beban energi : 1,964.108 BTU/jam Kebutuhan fuel : 295 kg/jam
Kebutuhan udara : 174,04 kg/jam
Pehitungan boiler ada pada Unit Pembangkit dan Pendistribusian Listrik
17. Blower (BL-01)
Tugas : Memasukkan udara untuk proses pembakaran pada boiler (BO-01) sebesar 124,5 kg/jam
Alat : Blower sentrifugal T1 : 303 K
γ : 1,4 Rasio kompresi : 1,1 Power : 1 hp
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
156
Perhitungan blower adalah sebagai berikut. ΔP = 0,1 atm
Udara yang diperlukan = 124,5 kg/jam
Tenaga yang diperlukan dihitung dengan persamaan :
1 ) 1 ( . . 1 1 2 1 γ γ P P γ T R γ Ws dengan :
R : tetapan gas ideal, 8,314 J/gmol.K γ : 1,4
P2/P1 : compression ratio T1 : suhu masuk, 303 K Rc : 1,1
Dengan mengambil efisiensi blower 80 %, maka diperoleh Ws = 0,51 HP. Dipilih motor sinkron 1 HP.
18. Tangki Sanitasi (T-06)
Tugas : Menampung air bersih hasil keluaran reverse osmosis (RO-01 dan RO-02) sebanyak 8433,337 kg/jam selama 6 jam untuk kebutuhan sanitasi dan air untuk pemadam kebakaran
Jenis alat : Cylindrical vessel dengan conical head Dimensi alat :
Diameter : 4,14 m Tinggi : 4,14 m
Perhitungan tangki sanitasi adalah sebagai berikut. Massa air ditampung = 8433,34 kg/jam
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
157
Debit aliran, Q = 8,43 m3/jam Waktu tinggal pada tangki = 6 jam Overdesign volume tangki = 10 % Diperoleh volume tanki = (110%)(6)(8,43)
= 55,66 m3
Digunakan dimensi tangki D : H = 1, sehingga diperoleh: D = H = (4.55,66/3,14)1/3 = 4,14 m
Dengan cara yang sama diperoleh spesifikasi Tanki Demin Water (T-03), Tangki Penampung Air Proses (T-04), Tangki Dearated Water (T-05), dan Tangki NaOCl (T-07).
19. Tangki NaOCl (T-07)
Tugas : Menampung larutan NaOCl 5% yang akan digunakan sebagai desinfektan pada Bak Ekualisasi (B-01) dan Cold Basin (B-04) sebanyak 25 kg/jam selama 14 hari
Jenis alat : Cylindrical vessel dengan conical head Dimensi alat :
Diameter : 2,6 m Tinggi : 2,6 m
20. Hot Basin (B-03)
Tugas : menampung air pendingin dari proses untuk didinginkan pada cooling tower (CT-01) sebanyak 2095973,26 kg/jam selama 1 jam
Jenis alat : Bak beton bertulang Dimensi alat :
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
158
Lebar : 11,00 m Tinggi : 11,00 m
21. Cold Basin (B-04)
Tugas : menampung air pendingin dari cooling tower (CT-01) dan make up dari reverse osmosis (RO-01) sebanyak 2095973,26 kg/jam selama 1 jam
Jenis alat : Bak beton bertulang Dimensi alat :
Panjang : 22,00 m Lebar : 11,00 m Tinggi : 11,00 m
22. Cooling Tower (CT-01)
Tugas : Mendinginkan kembali air pendingin yang telah dipakai dari proses sebanyak 2095973,26 kg/jam
Jenis alat : Induced draft cooling tower Spesifikasi air pendingin :
Suhu masuk : 122oF Suhu keluar : 86oF Dimensi alat :
Diameter : 13,25 m Tinggi : 17,25 m Luas yang dibutuhkan : 1843,21 ft2
Power fan : 75 hp
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
159
Air pendingin yang telah digunakan selama proses memiliki suhu 122 oF dan akan didinginkan kembali menjadi suhu 86 oF. Udara yang digunakan sebagai pendingin memiliki karakteristik :
Suhu wet bulb = 70 oF Suhu dry bulb = 86 oF
Relative Humidity (RH) = 75 % Suhu masuk = 30 oC
Densitas air pendingin diambil 1000 kg/m3. Debit air pendingin, QL, pada cooling tower dapat dihitung:
L = 2095973,26 kg/jam
QL = 2095973,26 kg/jam / 1000 kg/m3 = 2095,9733 m3/jam
Kecepatan air berkisar 0,7 – 3,5 kg/m2.detik. Diambil kecepatan air 3,4 kg/m2.s, sehingga luas penampang cooling tower (A) dapat dihitung sebagai berikut:
A = 2095973,26 kg/jam / 3600 / 3,4 kg/m2.s = 171,24 m2
Cooling tower yang digunakan berbentuk persegi, sehingga diameter cooling tower (D) dapat dihitung sebagai berikut:
D =
0,5A
=
0,5171,24 = 13,09 m
Panjang sisi cooling tower diambil 13,25 m.
Kecepatan aliran udara berkisar antara 1,6 – 2,8 kg udara kering/m2.s Diambil kecepatan aliran udara kering (G’) = 2,78 kg udara kering/m2.s Nilai L/G yang digunakan = 1,225 (antara 0,75 – 1,5)
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
160
Sehingga kebutuhan udara kering = 475,3 kg/detik
𝐻 = (1005 + 1884. 𝑊). 𝑡𝐿 + 2502300. 𝑊 (1) 𝐻2 = 𝐻1− 𝐿 𝐺𝐶𝑝𝐿(𝑡𝐿1− 𝑡𝐿2) (2) 𝐻 = 𝐻1−𝐿 𝐺𝐶𝑝𝐿(𝑡𝐿1− 𝑡𝐿) (3)
𝑍 =
𝐺′ 𝑘𝑦𝑎∫
𝐻𝐻2(𝐻𝑖−𝐻)𝑑𝐻 1 (4)−
ℎ𝐿𝑎 𝑘𝑦𝑎=
𝐻𝑖−𝐻 𝑡𝐿𝑖−𝑡𝐿 (5)Udara pendingin dengan suhu masuk 30 oC dan RH 75 %, memiliki kandungan uap air 0,0155 kg uap air/kg udara kering.
Dengan menggunakan persamaan (1) didapat: H1 = 69811,71 kJ/kg udara kering
Neraca Panas pada cooling tower adalah : L . CpL . ( Thot water – Tcold water ) = G . ( H2 – H1 ) dengan menggunakan persamaan (2) didapat: H2 = 172393,21 kJ/kg udara kering
Dari H1, H2, Thot water dan Tcold water dapat dibuat garis operasi dengan data perhitungan sebagai berikut.
Tabel 3. Perhitungan Garis Operasi Kurva Garis operasi
tL W (humid chart) H (pers.3) 30,0 0,0210 69811,71 35,0 0,0260 95457,09 40,0 0,0350 121102,46 45,0 0,0450 146747,84 50,0 0,0875 172393,21
Prarancangan Pabrik Pengolahan Emas dan Recovery Precious Metal dari Endapan Porfiri dan Epitermal dengan Kapasitas 30 Ton/Tahun
Achmad Widiyatmoko 11/317927/TK/38098 Duto Wisnu Pramudito 11/319202/TK/38332 Fajar Bayu Prakoso 11/313221/TK/37843
161
Selanjutnya, dengan menggunakan persamaan (1) dapat dicari Hi dan dapat dibuat kurva kesetimbangan dengan data perhitungan sebagai berikut.
Tabel 4. Perhitungan Garis Kesetimbangan Kurva Garis Kesetimbangan
tLi Wi (humid chart) Hi (pers.1) 20 0,0150 58199,70 25 0,0210 78662,40 30 0,0280 101796,96 35 0,0375 131484,00 40 0,0500 169083,00 45 0,0650 213385,20 50 0,0875 277443,75 55 0,1150 354955,80
Dari data-data tersebut dapat dibuat grafik sebagai berikut.
Gambar 8. Kurva Penentuan Tinggi Cooling Tower
0,00 50000,00 100000,00 150000,00 200000,00 250000,00 300000,00 350000,00 400000,00 0 10 20 30 40 50 60 H , k J/kg t, oC