BAB IV NERACA ENERGI
SPESIFIKASI PERALATAN
Kelangsungan dari suatu proses produksi sangat dipengaruhi oleh alat-alat dan instrumenttasi yang digunakan. Pada bab ini akan dijelaskan secara rinci, dimensi dari alat-alat serta instrumentasi yang digunakan pada proses produksi Dimetil eter dengan proses gasifikasi Tandan kosong Kelapa Sawit.
LC.1 Rotary Dryer (RD-101)
Fungsi : Mengeringkan aliran serbuk tandan kosong kelapa sawit sampai kandungan airnya (moisture) = 12 %
Type : Direct heat counter current rotary dryer
Jumlah : 1 unit
Parameter Operasi :
Laju alir massa tandan kosong kelapa sawit (Fs) = 220460 lb/jam
ρw = 33,1 lb/ft3
Berat gas panas (Fg) = 12264,07 lb
= 5562,944 kg Temperatur gas panas masuk (Tgasi) = 1021 oC
= 1869,8 oF Temperatur gas panas keluar (Tgaso) = 122,2357 oC
= 252,0243 oF Spesifikasi
L = 139,1617505 ft W = 238149,0729 lb Bhp = 38,934 hp
LC.2 Landfill Umpan Tandan kosong Kelapa Sawit (T-101)
Fungsi : Tempat penampungan sementara umpan TKKS
Bahan konstruksi : Dinding bata beton dengan atap seng dan tiang beton
Bentuk : Persegi panjang Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan
Temperatur : T = 30°C (303,15 K) Tekanan operasi : P = 1 atm (101,325 kPa) Kebutuhan perancangan : t = 7 hari
Laju alir massa : F = 76053,000 lb/jam Densitas TKKS : ρw = 1250 kg/m3
Laju alir Volume TKKS : Q = 60,9144 m3/jam
= 10233,62 m3/minggu Spesifikasi Volume landfill : V = 11256,98 m3 Panjang landfill : p = 33,61749 m Lebar landfill : l = 22,412 m LC.3 Bin Olivine (T-103)
Fungsi : Tempat penyimpanan Olivine Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Ellipsoidal Head Bin
Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan
Temperatur : T = 30°C (303,15 K) Tekanan operasi : P = 1 atm (101,325 kPa) Kebutuhan perancangan : t = 6 bulan
Laju alir massa : F = 72751 lb (Stok 6 bulan) Densitas Olivine : ρw = 100 lb/ft3
Spesifikasi
Jari-jari dalam bin : R = 10,263 ft = 3,335 m
Hc = 7,36236 ft = 2,326 m
Hh = 5,9436 ft = 1,424 m
Tinggi total bin : H = 31,5426 ft = 9,426m Volume Bin : Vbin = 1235,74 ft3
LC.4 BIN MgO (T-104)
Fungsi : Tempat penyimpanan MgO Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Ellipsoidal Head Bin
Jumlah : 1 unit
Kondisi penyimpanan
Temperatur : T = 30°C (303,15 K) Tekanan operasi : P = 1 atm (101,325 kPa) Kebutuhan perancangan : t = 6 bulan
Laju alir massa : F = 2536 lb (Stok 6 bulan) Densitas MgO : ρw = 223,500 lb/ft3 Spesifikasi
Jari-jari dalam bin : R = 1,426 ft = 0,32353 m
Hc = 1,3235 ft = 0,353 m
Hh = 0,356 ft = 0,264 m
tinggi total bin : H = 3,4632 ft = 1,0323 m Volume Bin : Vbin = 12,235 ft3
LC.5 Gasifier (R-201)
Fungsi : Mengubah umpan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menjadi gas sintesa (gasifikasi) Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Fliudized Bed Reactor
Jumlah : 2 unit Kondisi operasi Tekanan : P = 1,701 atm Temperatur : T = 870 oC Densitas gas : ρg = 0,68905 kg/m3 Densitas char : ρchar = 966 kg/m3 Densitas partikel : ρp = 2574 kg/m3 Percepatan gravitasi : g = 9,8 m/s2
Diameter partikel char : dpchar = 0,5 mm = 0,0005 m Diameter partikel olivine : dpolivine = 0,2 mm = 0,0002 m Viskositas gas : μg = 0,00000994 Ns/m2 (Pa-s)
Massa gas : mg = 34637 kg/jam
Massa char : mchar = 17474 kg/jam Massa olivine : molivine = 236377 kg/jam Massa partikel total : mp = 473478 kg/jam Densitas olivine : ρolivine = 2600 kg/m3 Spesifikasi
Diameter partikel rata-rata : dp” = 0,0002 m Kecepatan sirkulasi solid : Gs = 5,646 kg/m2s Tinggi freeboard : Hf = 2,473 m tinggi bed pada Umf : Lmf = 16,347 m Tinggi gasifier : Ht = 19,433 m Tinggi dense phase : Hd = 17,777 m
Kecepatan gas melalui orifice : Uor = 474,37 m/s Jumlah tuyere per area distributor : Nor = 100 tuyere/m2 Diameter orifice pada inlet gas tuyere : dor = 10,8588 mm Jumlah lubang per tuyere : Nh = 6
Jumlah tuyere total : ntuyere = 4274 tuyeres Jumlah lubang total : nhole = 34663 holes
Waktu tinggal : = 8,666 s
LC.6 Cyclone (S-201)
Fungsi : Memisahkan mayoritas 99,9% olivine dan char yang berasal dari gasifier (R-201)
Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation (Vesuvius Cercast 3300 castable refractory)
Jumlah : 2 unit Kondisi operasi
Massa gas : mg = 9862,32 kg/jam Massa char : mchar = 55264 kg/jam Massa olivine : molivine = 464622 kg/jam Massa total : mtotal = 23808 kg/jam Densitas char : ρchar = 520,6 kg/m3
Densitas olivine : ρolivine = 1601,846251 kg/m3
Densitas campuran partikel : ρp = 1524,416381 kg/m3 Densitas campuran gas : ρg = 0,254087297 kg/m3 Diameter partikel char : dpchar = 200 μm
Diameter partikel olivine : dpolivine = 200 μm
Viskositas gas : μg = 0,05748 kg/m.jam laju alir volumetric : Q = 18555,680 m3/jam
= 32,546 m3/s
Efisiensi pemisahan : = 99,9%
Spesifikasi
Lebar inlet cyclone : W = 0,7325 m Kecepatan aliran masuk cyclone : V = 31,322 m/s
= 113526,1601 m/jam
Tinggi inlet cyclone : H = 1,2232 m Panjang badan cyclone : Lb = 5,566 m Panjang kerucut cyclone : Lc = 9,2236m
Jumlah putaran di dalam vorteks terluar : Ne = 5,5 Diameter badan cyclone : D = 1,6627 m Diameter outlet gas : De = 0,778 m Diameter pemecah vorteks : S = 0,853 m Diameter outlet partikel : Dd = 0,6346 m
LC.7 Cyclone (S-202)
Fungsi : Memisahkan 99,9% olivine dari gas pembakaran lalu olivine dikirim kembali ke gasifier (R-201) Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Lapple Conventional Cyclone with 4 inch insulation (Vesuvius Cercast 3300 castable refractory)
Jumlah : 2 unit Kondisi operasi
Massa gas : mg = 47333 kg/jam Massa char : mchar = 1,36 kg/jam Massa olivine : molivine = 36255 kg/jam Massa total : mtotal = 146441kg/jam Densitas char : ρchar = 446 kg/m3
Densitas olivine : ρolivine = 1401,27643 kg/m3
Densitas campuran partikel : ρp = 1467,455 kg/m3 Densitas campuran gas : ρg = 0,2557 kg/m3 Diameter partikel char : dpchar = 200 μm Diameter partikel olivine : dpolivine = 200 μm
Viskositas gas : μg = 0,0558 kg/m.jam laju alir volumetric : Q = 28624 m3/jam
= 80,70 m3/s
Efisiensi pemisahan : = 99,9%
Spesifikasi :
Lebar inlet cyclone : W = 0,76 m Kecepatan aliran masuk cyclone : V = 32,073 m/s
= 14641 m/jam
Panjang badan cyclone : Lb = 6,358 m Panjang kerucut cyclone : Lc = 11,138 m Jumlah putaran di dalam vorteks terluar : Ne = 5,5 Diameter badan cyclone : D = 1.356 m Diameter outlet gas : De = 0,945 m Diameter pemecah vorteks : S = 0,946 m Diameter outlet partikel : Dd = 0,748 m
LC.8 Char Combustor (R-202)
Fungsi : Membakar char (arang) TKKS hasil dari gasifikasi pada gasifier (R-201)
Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Fliudized Bed Reactor
Jumlah : 2 unit
Kondisi operasi
Tekanan : P = 1,5 atm = 15436,5 Pa Temperatur : T = 1021 oC
Densitas gas : ρg = 1,5 kg/m3 Densitas char : ρchar = 970 kg/m3 Densitas olivine : ρolivine = 160,8 kg/m3 Densitas partikel : ρp = 2566 kg/m3 Percepatan gravitasi : g = 9,8 m/s2
Diameter partikel char : dpchar = 0,2 mm = 0,0002 m Diameter partikel olivine : dpolivine = 0,2 mm = 0,0002 m Viskositas gas : μg = 2,124 x 10-5
Ns/m2 (Pa-s) Massa gas : mg = 14665 kg/jam
Massa char : mchar = 17339 kg/jam Massa olivine : molivine = 984623 kg/jam Massa partikel total : mp = 1004373 kg/jam Spesifikasi
Diameter partikel rata-rata : dp” = 0,0002 m Kecepatan sirkulasi solid : Gs = 5,44 kg/m2s
Tinggi freeboard : Hf = 2,249 m tinggi bed pada Umf : Lmf = 16,9 m Tinggi gasifier : Ht = 19,42 m Tinggi dense phase : Hd = 16,578 m
Kecepatan gas melalui orifice : Uor = 326,42 m/s Jumlah tuyere per area distributor : Nor = 100 tuyere/m2 Diameter orifice pada inlet gas tuyere : dor = 9,846 mm Jumlah lubang per tuyere : Nh = 6
Diameter lubang tuyere : dh = 4,032 mm Jumlah tuyere total : ntuyere = 5407 tuyeres Jumlah lubang total : nhole = 32329 holes Waktu terbakar penuh : Tbc = 1,537 jam
LC.9 Reformer (R-203)
Fungsi : Membakar char (arang) TKKS hasil dari gasifikasi pada gasifier (R-201)
Bahan konstruksi : Carbon steel
Bentuk : Bubbling Fliudized Bed Reactor Jumlah : 1 unit
Kondisi operasi
Tekanan : P = 1,497 atm
Temperatur : T = 870 oC
Densitas gas : ρg = 0,243 kg/m3 Densitas olivine : ρolivine = 45,360 kg/m3 Percepatan gravitasi : g = 9,8 m/s2
Diameter partikel olivine : dpolivine = 0,2 mm = 0,0002 m Viskositas gas : μg = 9,979 × 10-7
Ns/m2 (Pa-s) Massa gas : mg = 77453,384 kg/jam
Massa olivine : molivine = 143,248 kg/jam Spesifikasi
Operatinggasvelocity : Uf = 0,24 m/s tinggi bed pada Umf : Lmf = 0,14463 m
tinggi bed pada Umf : Lmf = 16,943 m
Tinggi reformer : Ht = 12 m
Tinggi bed yang terekspansi gas : He = 0,14 m Kecepatan gas melalui orifice : Uor = 4,938 m/s Jumlah tuyere per area distributor : Nor = 100 tuyere/m2 Diameter orifice pada inlet gas tuyere : dor = 25,771 mm Jumlah lubang per tuyere : Nh = 6
Diameter lubang tuyere : dh = 10,5461 mm Jumlah tuyere total : ntuyere = 707 tuyeres Jumlah lubang total : nhole = 4343 holes
