INSTRUMENTASI DAN KESELAMATAN KERJA
SET POINT
7.2 Kebutuhan Air Pendingin
Air sangat penting dalam proses produksi maupun untuk keperluan domestik. Adapun kebutuhan air pada pabrik pembuatan metanol ini adalah sebagai berikut :
Air untuk tambahan umpan ketel = (23.919,83583–15.946,55722) Kg/jam = 7.973,27861 kg/jam
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Pendingin pada Alat Proses
Air yang perlu ditambahkan sebagai pengganti air yang hilang selama proses meliputi perhitungan sebagai berikut :
b d e
m W W W
W = + + (Perry, 1997)
dimana, Wm = make-up water
We = air hilang karena penguapan
Wd = drift loss
Wb = air hilang saat blow down.
Air hilang karena penguapan : We = 0,00085 Wc (T1-T2)
dimana,Wc = jumlah air pendingin yang dibutuhkan T1 = temperatur masuk water cooling tower
T2 = temperatur keluar water cooling tower (0F) jam / Kg 315 , 282 . 30 ) 86 149 ( 2 565.496,07 00085 , 0 We = × − =
Air hilang karena driff loss = 0,2 % air pendingin masuk
Wd = 0,002 x 565.496,072 = 1130,992 kg/jam
Nama alat Jumlah air (Kg/jam)
Cooler (E-602) 36.055,53
Cooler (E-604) 379.661,7528
Kondensor (E-605) 141.821,613
Reaktor 7.957,1762
Air hilang karena blowdown : Wb = ) 1 (S− We S = 5 siklus (Perry, 1997) = 7570,5786 Kg/jam Sehingga tambahan air yang diperlukan :
= 30.282,315 + 1130,992 + 7570,5786 = 38.983,8856 Kg/jam
Air untuk kebutuhan lainnya :
Air untuk kebutuhan domestik (perumahan, kantor) diperkirakan 10 % dari kebutuhan air pabrik sehingga kebutuhan air untuk domestik (Gordon, 1968). Kebutuhan air domestik:
= 0,1 x (565.496,072 + 38.983,8856) = 60.447,9958 kg/jam
Kebutuhan air untuk keperluan lain (laboratorium, poliklinik, kantin, tempat ibadah) diperkirakan 10 % dari air kebutuhan domestik (Gordon, 1968) Kebutuhan air lain-lain = 0,1 x 60.447,9958 = 6044,7996 Kg/jam
Total kebutuhan air yang memerlukan pengolahan awal : = 7.973,27861 + 38.983,8856 + 60.447,9958 + 6044,7996 = 113.449,9596 Kg/jam
Diperkirakan lumpur dan yang terikut saat pemompaan sebanyak 1 % sehingga air yang dipompa dari sungai sebanyak = 1,01 x 113.449,9596 Kg/jam
= 114.584,4592 kg/jam Jumlah lumpur yang ikut terpompa = 1145,8446 kg/jam
Sumber air untuk pabrik pembuatan metanol ini berasal dari Sungai Musi, Sumatera Selatan. Kualitas air Sungai Musi ini dapat dilihat pada tabel 7.3 di bawah ini.
Tabel 7.3 Kualitas Air Sungai Musi Parameter Satuan Lokasi Sampling Baku Mutu Sebelum Setelah PLTU PLTU Kekeruhan Ntu 146 pH 7.74 7.42 6,0 - 9,0 DO mg/l 5.56 5.93 4.0 BOD mg/l 0.56 0.74 3.0 COD mg/l 4.80 5.70 25.0 TSS mg/l 60.00 65.00 50.0 PO4-P mg/l 0.35 0.23 0.20 NH3-N mg/l 0.14 0.14 - CaCO3 mg/l 95 55 - Minyak mg/l < 0.1 < 0.1 1.0 Sulfida (H2S) mg/l 0.006 0.003 0.002 Hg mg/l < 0.3 < 0.3 0.002 Cr mg/l < 0.05 < 0.05 - Fe mg/l 0.689 0.520 - Pb mg/l 0.68 0.78 0.030 Mn mg/l 0.02 < 0.03 - Cu mg/l 0.014 0.020 0.02 Cd mg/l 0.15 0.02 0.01 Zn mg/l < 0.01 > 0.024 0.05
Sumber: Laporan Akhir, UDPTD BAlai Hyperkes dan keselamatan Kerja Prov. SUMSEL, 2007.
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air (water intake) yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air di pabrik terdiri dari beberapa tahap, yaitu :
1. Screening 2. Pengendapan 3. Klarifikasi 4. Filtrasi 5. Demineralisasi, dan 6. Deaerasi
7.2.1 Screening
Pengendapan merupakan tahap awal dari pengolahan air. Pada screening, partikel-partikel padat yang besarnya ≥ 20 mm akan tersaring tanpa bantuan bahan kimia. Sedangkan partikel-partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju unit pengolahan selanjutnya.
7.2.2 Pengendapan
Pengendapan merupakan tahapan pemisahan partikel lanjut setelah
screening. Air yang dipompakan dari sungai akan ditampung di dalam suatu bak penampung sementara untuk mengendapkan partikel-partikel padat berdiameter ≤
10 -4 m. Pengendapan terjadi karena adanya gaya gravitasi, sehingga partikel yang lebih besar akan mengendap, sedangkan partikel yang lebih kecil akan terikut bersama air menuju pengolahan selanjutnya.
7.2.3 Klarifikasi
Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Air dari screening dialirkan ke dalam clarifier setelah diinjeksikan larutan alum, Al2(SO4)3 dan larutan abu Na2CO3. Larutan Al2(SO4)3 berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na2CO3 yang berfungsi menetralkan pH.
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air
jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke
penyaring pasir (sand filter) untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum terhadap jumlah air yang akan diolah, bergantung pada nilai kandungan NTU air tersebut, diketahui jumlah NTU air sungai Musi adalah 146 NTU. Menurut Quipro (2008), untuk takaran 5-NTU, jumlah alum yang digunakan adalah 25 ppm. Sedangkan perbandingan pemakaian abu soda = 1 : 0,54 (Baumann, 1971).
Total kebutuhan air = 114.584,4592 kg/jam
Pemakaian larutan alum = 25 ppm
Pemakaian larutan soda abu = 0,54 x 25 = 13,5 ppm
Larutan alum yang dibutuhkan = 25.10-6 x 114.584,4592 = 2,8646 Kg/jam
Larutan abu soda yang dibutuhkan = 13,5.10-6 x 114.584,4592 = 1,5469 Kg/jam
7.2.4 Filtrasi
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir (sand filter) yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu:
a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau (green sand) setinggi 24 in = 60,96 cm b. Lapisan II terdiri dari anterakit setinggi 12,5 in = 31,75 cm
c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil (gravel) setinggi 7 in = 17,78 cm
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik (back washing). Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan.
Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses
softener dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, dan tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2. Khusus untuk air minum, setelah dilakukan proses klorinasi diteruskan ke penyaring air (water treatment system) sehingga air yang keluar merupakan air sehat dan memenuhi syarat-syarat air minum tanpa harus dimasak terlebih dahulu.
Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 66.492,7954 kg/jam Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 %
Kebutuhan klorin = 2 ppm dari berat air (Gordon, 1968)
7.2.5 Demineralisasi
Air untuk umpan ketel harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat yang digunakan pada proses demineralisasi ini adalah penukar kation (Cation Exchanger) dan penukar anion (Anion Exchanger). Syarat untuk umpan ketel dapat dilihat pada tabel 7.4 berikut :
Alat demineralisasi dibagi atas: