Petunjuk Teknis Pengendalian Pencemaran Udara dari Sumber Boiler/Ketel Uap

Petunjuk Teknis

Pengendalian Pencemaran Udara

dari Sumber Boiler/Ketel Uap

PEMERINTAH KOTA SURABAYA

BADAN LINGKUNGAN HIDUP

Jl. Jimerto 25-27 Surabaya, Telp. (031) 5312144 Fax. 5472924

SURABAYA

Dengan mengucap syukur kepada Tuhan Y.M.E, akhirnya buku Petunjuk

Teknis Pengendalian Pencemaran Udara dari Sumber Boiler/Ketel Uap telah

tersusun dan dapat digunakan sebagai bahan acuan bagi pelaku industri pengguna

boiler dalam mengendalikan pencemaran udara. Teknik Pengendalian yang

disampaikan pada buku ini meliputi 2 (dua) cara :

1. Preventif, yaitu mengendalikan pencemaran pada sumbernya dengan

mengurangi limbah gas yang dibuang.

2. Kuratif, yaitu mengendalikan limbah gas yang dihasilkan dari proses dalam

hal ini pembakaran dengan teknologi pengendali emisi.

Harapan kami agar buku petunjuk teknis ini sebagai upaya pemenuhan

Standard Pelayanan Minimal (SPM) di bidang lingkungan hidup yang menjadi

tanggung jawab Pemerintah Kota Surabaya (Peraturan Menteri Negara Lingkungan

Hidup Nomor 19 Tahun 2008 Tentang Standar Pelayanan Minimal Bidang

Lingkungan Hidup Daerah Provinsi Dan Daerah Kabupaten/Kota). Pada tahun 2013,

indikator pencapaian sudah harus 100% untuk jumlah usaha dan/atau kegiatan

sumber tidak bergerak yang memenuhi persyaratan administratif dan teknis

pencegahan pencemaran udara.

Akhir kata, terima kasih kepada berbagai pihak yang turut membantu

tersusunannya buku ini dan semoga bermanfaat demi tercapainya kualitas

lingkungan yang lebih baik.

Surabaya, 31 Desember 2010

Kepala Badan Lingkungan Hidup,

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR TABEL ... ii

DAFTAR GAMBAR ... iii

DAFTAR ISI LAMPIRAN ... iv

DAFTAR GAMBAR LAMPIRAN ... v

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ... 1-1 1.2 Maksud, tujuan, dan Sasaran Pekerjaan ... 1-2 1.3 Ruang Lingkup ... 1-2 1.4 Produk Studi ... 1-2

BAB 2 ALTERNATIF PENGENDALIAN PENCEMARAN UDARA

2.1 Pengendalian Pencemaran Udara ... 2-1 2.2 Teknologi Pengendalian Pencemaran Udara ... 2-2 2.3 Prinsip Produksi Bersih ... 2-14 2.4 Pengendalian Pencemaran Udara untuk Industri Kecil ... 2-17 2.5 Alternatif Pengendalian Pencemaran Air “Blow Down” dari

Boiler ... 2-19 2.6 Pengendalian Fly Ash dan Bottom Ash ... 2-20

BAB 3 PETUNJUK TEKNIS PENGOPERASIAN ALAT PENGENDALI PENCEMARAN UDARA 3.1 Sistem Operasi dan Pemeliharaan ... 3-1 3.2 Ruang Lingkup Operasi dan Pemeliharaan Sistem... 3-1 3.2.1 Acuan Normatif Operasi dan Pemeliharaan Sistem ... 3-1 3.2.2 Upaya Pengelolaan Terhadap Gangguan Lingkungan ... 3-2 3.3 Potensi Limbah yang Dihasilkan dari Aktivitas Boiler ... 3-2 3.4 Pengaruh Jenis Bahan Bakar Bolier Terhadap Emisi Gas Buang ... 3-3 3.5 Standar Operasional Pengendalian Pencemaran ... 3-10

Tabel 2.1 Kisaran Efisiensi Untuk Tipe Peralatan Kontrol Partikulat ... 2-2 Tabel 2.2 Klasifikasi Siklon ... 2-5 Tabel 2.3 Jenis-jenis ESP ... 2-8 Tabel 2.4 Klasifikasi Fabric Filtration ... 2-9 Tabel 2.5 Pemilihan alternatif metoda dan teknologi pengendali pencemaran udara ... 2-12 Tabel 3.1 Faktor Emisi dengan Batubara Tanpa Peralatan Pengendali ... 3-5 Tabel 3.2 Faktor Emisi dengan Menggunakan Bahan Bakar Minyak ... 3-7 Tabel 3.3 Faktor Emisi untuk Pembakaran Gas Alam ... 3-8 Tabel 3.4 Faktor Emisi untuk Pembakaran Kulit Kayu dan Limbah Kayu... 3-8 Tabel 3.5 Pengelompokkan Gas Buang Berdasarkan Jenis Bahan Bakar ... 3-9 Tabel 3.6 Data Pemkabaran Teoritis Bahan Bakar Boiler Biasa ... 3-9 Tabel 3.7 Jumlah Udara berlebih Untuk Berbagai Bahan Bakar ... 3-10 Tabel 3.8 Rekomendasi Batas Air Umpan ... 3-11 Tabel 3.9 Rekomendasi Batas Air Bolier ... 3-11 Tabel 3.10 Data Pemkabaran Teoritis Bahan Bakar Boiler Biasa ... 3-13 Tabel 3.11 Jumlah Udara berlebih Untuk Berbagai Bahan Bakar ... 3-13

Gambar 2.1 Penampang Melintang Settling Chamber ... 2-3 Gambar 2.2 Penampang Melintang Cyclone ... 2-6 Gambar 2.3 Penampang Melintang Electrostatic Precipitator ... 2-7 Gambar 2.4 Penampang Melintang Fabric Filtration ... 2-10 Gambar 2.5 Penampang Melintang Wet Scrubber ... 2-11 Gambar 2.6 Diagram Neraca Panas Boiler ... 2-14 Gambar 2.7 Contoh Kehilangan panas pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara ... 2-15

LAMPIRAN

1.1 Boiler ... L-1 1.1.1 Kegunaan Boiler ... L-1 1.1.2 Proses Kerja Boiler secara Umum ... L-2 1.2 Jenis-Jenis Boiler ... L-3 1.3 Bahan Bakar Boiler ... L-10

Gambar Lampiran 1 Diagram Skematis Ruang Boiler ... L-2 Gambar Lampiran 2 Fire Tube Boiler ... L-4 Gambar Lampiran 3 Diagram Sederhana Watretube Boiler ... L-5 Gambar Lampiran 4 Jenis Paket Boiler 3 Pass, Bahan Bakar Minyak ... L-6 Gambar Lampiran 5 CFBC Boiler ... L-8 Gambar Lampiran 6 Skema Boiler Sederhana Limbah Panas ... L-9

1.1 Latar Belakang

Udara merupakan komponen kehidupan dan perikehidupan yang sangat penting untuk kelangsungan hidup manusia maupun makhluk hidup lainnya seperti tumbuhan dan hewan. Secara alamiah, udara merupakan campuran/larutan yang terdiri dari berbagai macam gas, dengan kadar-kadar dalam kesetimbangan (berada dalam kisaran tingkat konsentrasi normal). Namun demikian, sebagian jenis gas dapat dipandang sebagai pencemar udara terutama apabila konsentrasi gas tersebut melebihi tingkat konsentrasi normal. Penambahan konsentrasi tersebut dapat berasal dari sumber alami (seperti gunung api, dekomposisi, dan lain-lain) atau dapat juga berasal dari kegiatan manusia (anthropogenic sources). Gas-gas atau senyawa pencemar udara yang demikian itu dapat digolongkan menjadi (a) senyawa pencemar primer, dan (b) senyawa pencemar sekunder. Senyawa pencemar primer adalah senyawa pencemar yang langsung dibebaskan dari sumber sedangkan senyawa pencemar sekunder ialah senyawa pencemar yang baru terbentuk akibat antar-aksi dua atau lebih senyawa primer selama berada di atmosfer. Dari sekian banyak senyawa pencemar, minimal ada lima senyawa yang paling sering dikaitkan dengan pencemaran udara yaitu: karbonmonoksida (CO), oksida nitrogen (NOx), oksida sulfur (SOx), hidrokarbon (HC), dan partikulat (debu).

Salah satu kegiatan manusia yang berpotensi melepaskan gas pencemar udara adalah pengoperasian boiler. Boiler atau lebih dikenal sebagai ketel uap pada dasarnya adalah sebuah bejana yang dipergunakan sebagai tempat untuk memproduksi uap (steam). Uap dari pemanasan air dalam boiler dilakukan pada temperatur tertentu untuk kemudian digunakan untuk berbagai keperluan. Boiler/ketel uap menggunakan bermacam bahan bakar untuk mendidihkan air, seperti batubara, minyak, listrik, gas, biomassa, nuklir dan lain-lain. Boiler/ketel uap merupakan bagian terpenting dari penemuan mesin uap yang merupakan pemicu lahirnya revolusi industri, sehingga saat ini boiler digunakan secara luas pada bermacam industri, seperti industri pembangkit listrik, industri pangan, industri pengolahan kelapa sawit, industri kimia, industri farmasi, industri tekstil dan garmen, dan sebagainya. Proses pembangkitan energi panas uap ini, membutuhkan biaya yang cukup besar sehingga diperlukan suatu cara yang dapat menghasilkan uap yang efesien untuk meminimalkan biaya baik biaya operasional maupun pengendalian emisinya. Aspek biaya operasional maupun emisi yang dihasilkan oleh boiler dapat ditekan dengan meningkatkan efesiensinya dan pemakaian bahan bakar yang bagus.

Gas-gas emisi yang dihasilkan pada pengoperasian bolier sangat bervariatif tergantung jenis bahan bakar yang digunakan. Menurut beberapa studi yang telah dilakukan terhadap penggunaan boiler, diketahui bahwa dalam pembakaran bahan bakar untuk boiler dihasilkan emisi beberapa gas seperti CO, CO2, SO2, NOx, N2O, VOC, dan PM10. Gas-gas emisi ini

mungkin dapat ditekan dengan memperbaiki rasio F/A dan memperbaiki sistem pembakaran. Namun, apabila emisi yang dihasilkan tersebut tidak dapat ditekan, maka cara terakhir adalah mengurangi dampak pencemaran dengan menggunakan alat pengendali emisi. Kondisi di Surabaya, industri yang menggunakan boiler lebih dari 50% dan selama ini belum ada buku panduan untuk melakukan pengendalikan emisi yang dihasilkan oleh boiler.

Pengendalian pencemaran udara dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pengendalian pada sumber pencemar dan pengenceran limbah gas. Pengendalian pada sumber pencemar merupakan metode yang lebih efektif karena hal tersebut dapat mengurangi keseluruhan

BAB 1 PENDAHULUAN

BAB 1 PENDAHULUAN

limbah gas yang akan diproses dan yang pada akhirnya dibuang ke lingkungan. Teknologi pengendalian ini harus dikaji secara seksama agar penggunaan alat pengendali tidak berlebihan dan kinerja yang diajukan oleh pembuat alat dapat dicapai dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan.

1.2 Maksud, Tujuan dan Sasaran Pekerjaan

 Maksud

Maksud dari kegiatan ini adalah menyusun Petunjuk Teknis Pengendalian Pencemaran Udara dari Sumber Boiler/Ketel Uap.

 Tujuan

Pelaksanaan pekerjaan ini secara umum bertujuan untuk memberikan informasi awal kepada kegiatan usaha/industri yang menggunakan boiler/ketel uap dalam prosesnya berbagai metoda yang efektif dalam pengendalian pencemaran udara.

 Sasaran

Sasaran yang hendak dicapai dalam kegiatan ini adalah untuk mempermudah pemahaman terhadap pengelolaan lingkungan kepada pelaku usaha sehingga dapat diaplikasikan dilingkungan usahanya.

1.3 Ruang Lingkup

Ruang lingkup pekerjaan ini adalah sebagai berikut : 1. Gambaran langkah kerja boiler berikut jenisnya. 2. Uraian tentang jenis-jenis bahan bakar yang digunakan 3. Alternatif-alternatif pengendalian emisi

4. Pencegahan emisi dari sumber boiler 5. Penanganan fly ash dan bottom ash

1.4 Produk Studi

Pelaksanaan pekerjaan ini akan memberikan output berupa petunjuk teknis pengendalian pencemaran udara dari sumber boiler/ketel uap kegiatan industri, dengan memperhatikan pengelolaan lingkungan yang benar menurut aturan yang berlaku di Surabaya. Diharapkan dengan adanya penyusunan petunjuk teknis ini dapat mempermudah pengaplikasian pengelolaan lingkungan pada pengendalian pencemaran udara dari sumber boiler/ketel uap industri.

2.1 Pengendalian Pencemaran Udara

Pengoperasian boiler secara umum akan menimbulkan pencemaran baik berupa gas (pencemar udara), berupa cairan (pencemaran air), maupun berupa padatan (pencemaran tanah). Pencemar-pencemar ini ada yang dapat direduksi dengan memperbaiki sistem dan efisiensi, namun beberapa pencemar tidak dapat dihindarkan sehingga diperlukan pengolahan atau pengelolaan. Beberapa kriteria dan parameter pencemaran adalah sebagai berikut:

1. Parameter polutan yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar (fuel) untuk boiler (gas emisi):

a. Particulate matter atau partikulat (fly ash) b. Sulfur Oxide atau SOx

c. Nitrogen Oxide atau NOx d. Carbon Monoxide atau CO

e. Organic Compounds atau senyawa organik yang terkandung dalam bahan bakar atau turunannya

2. Parameter polutan yang disebabkan oleh penggunaan air umpan dan blowdown: a. Total Solid

b. Konduktivitas c. Warna

d. Asam atau basa (pH) e. dll

3. Parameter polutan padat a. Bottom ash

b. Sludge pengolahan air c. Sludge dari kerak d. dll

Pencemaran akibat operasional boiler dapat disebabkan/dipengaruhi oleh hal-hal berikut:

 Parameter kinerja boiler seperti efisiensi dan rasio penguapan berkurang terhadap waktu disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan.

 Kualitas bahan bakar dan kualitas air

 Blowdown Boiler

 Maintenance atau perawatan

 Shutdown atau startup boiler (pembakaran)

BAB 2 ALTERNATIF

PENGENDALIAN PENCEMARAN

UDARA

2.2 Alternatif Teknelogi Pengendalian Pencemaran Udara

Pengendalian pencemaran udara dengan penerapan teknologi yang berupa alat pengendali pencemaran udara merupakan upaya terakhir untuk mengurangi emisi agar sesuai dengan baku mutu yang telah ditetapkan. Secara umum alternatif teknologi pengendalian pencemaran ini dapat dibedakan menjadi pengendalian pencemaran partikulat dan pengendalian pencemaran oleh gas. Teknologi pengendalian partikulat, secara umum dibedakan atas :

1. Pengendali kering, diantaranya : settling chamber, cyclone, electrostatic precipitator, dan fabric filter.

2. Pengendali basah, diantaranya : wet scrubber.

Pada tabel 2.1 berikut dapat dilihat kisaran effisiensi berbagai alat untuk kontrol partikulat

Tabel 2.1 Kisaran Efisiensi Untuk Tipe Peralatan Kontrol Partikulat

Tipe Furnace Kisaran Efisiensi (%)

Fabric filter Electros tatic Presipit ator Wet Scru bber (Vent uri) Mechanic al Collector (Multicycl one) Large Diameter Cyclone Settli ng Cha mber Settling Chamber dengan semprotan air Gravel bed diikuti dengan mekanikal kolektor Coal Cyclone 95-99,7 65-99,5 65-99 30-40 20-30 10 NA 97-99 Pulverizer 95 -99,7 80-99,5 80-99 65-75 40-60 20 NA 97-99 Spreader stoker 95-99,7 95 -99,7 65-99 80-85 70-80 20-30 NA 97-99 Other stoker 95-99,7 65 -99,5 65-99 80-85 75-85 25-50 NA 97-99 Fluidized bed bubbling 95-99,7 65-99,5 65-99 80-85 75-85 25-50 NA 97-99 Fluidized bed circulating 95 -99,7 65-99,5 65-99 80-85 75-85 25-50 NA 97-99 Wood waste Spreader stoker 65-99,5 65-99 70-85 65-75 20-30 NA 97-99 Suspension firing 65-99,5 65-99 60-80 40-60 20-30 NA 97-99

 Low NOx Burners

 Wet Scrubber

 Cyclone Separators

 Selective and Nonselective Catalytic Reduction (SCR and NSCR)

 Electrostatic Precipitator (ESP)

 Baghouse

Beberapa alat pengendali pencemaran udara yang dapat digunakan dalam penyisihan gas dan partikulat antara lain :

a. Settling Chamber

Settling chamber (Gambar 3.1) merupakan alat pengendali debu pertama yang dipakai untuk menurunkan emisi debu, dimana saat ini settling chamber sudah jarang dipakai. Hal ini dikarenakan effisiensi penyisihan yang rendah, saat ini settling chamber tidak dapat menyisihkan emisi/partikulat, yang hasil penyisihannya/sisa emisinya tidak sesuai dengan standard baku mutu yang telah ditetapkan. Namun demikian settling chamber masih dapat digunakan :

 Sebagai penangkap debu awal (pre-collection), untuk pengendali partikulat yang lain.

 Untuk menyisihkan partikulat dengan diameter partikulat yang besar (>40 µm). Mekanisme kerja utama dari settling chamber adalah :

 Gaya gravitasi, kecepatan aliran gas yang mengandung partikulat akan dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi, dengan kecepatan aliran gas yang berkurang akan turun dan jatuh ke dalam hopper.

 Gaya inersia, karena perubahan arah aliran menyebabkan pertikulat terlempar, dan akan jatuh ke dalam hopper.

Ada dua jenis settling chamber yang umum dipakai, yaitu :

 Settling chamber sederhana, yang terdiri dari box/kotak panjang yang dilengkapi inlet dan outlet.

 Howard settling chamber, yang terdiri dari beberapa plate tipis yang dipasang secara horizontal.

Gambar 2.1 Penampang Melintang Settling Chamber

Cyclone (Gambar 3.2) merupakan peralatan mekanis yang sederhana, dapat menyisihkan partikulat dengan diameter yang cukup besar dari aliran gas. Cyclone mempunyai bentuk yang khas, mudah dikenali dan dapat ditemukan pada beberapa industri yang menggunakan peralatan pengendali ini. Dalam aplikasi di industri, cyclone dapat dipergunakan sebagai berikut:

 Menyisihkan partikel relatif besar (>20 µm).

 Sering dipergunakan sebagai precleaner untuk alat pengendali yang lebih baik, seperti baghouse dan electric precipitator.

 Lebih efisien untuk menyisihkan partikulat dari pada settling chamber.

 Penyisihan lebih dari 80%, tergantung dari diameter partikel yang akan disisihkan, volume gas, dan ukuran unit.

Mekanisme kerja utama pengumpulan partikulat dengan cyclone adalah :

a. Gaya sentrifugal, aliran yang masuk akan bergerak berputar secara spiral. Karena adanya gaya momentum dan inersia menyebabkan partikulat terlepas dari aliran gas dan mengenai dinding cyclone yang menyebabkan partikulat jatuh ke dalam hopper.

b. Gaya gravitasi, partikulat yang telah menumbuk dinding cyclone karena adanya berat dari partikulat itu sendiri akan jatuh ke dalam hopper.

Gerakan spiral dari aliran gas bergerak sepanjang dinding cyclone, berputar beberapa kali secara spiral ke arah bawah hingga mencapai dasar cyclone. Kemudian gerakan akan berputar ke arah berlawanan dan menuju ke pusat tabung dan bergerak ke atas keluar melalui vortex.

Penggunaan cyclone mempunyai keuntungan dan kerugian, beberapa keuntungan dari penggunaan cyclone antara lain :

 Capital cost rendah

 Kemampuan beroperasi pada suhu tinggi

 Pemeliharaan sangat mudah

Sedangkan kerugian penggunaan cyclone antara lain :

 Efisiensi rendah, khususnya untuk partikel berukuran kecil

Tabel 2.2 menunjukkan klasifikasi cylone berserta effisiensi proses dan aplikasi-nya Tabel 2.2 Klasifikasi Siklon

Tipe Diameter (ft) Debit Gas (ft3/menit) Pressure Drop (dalam H2O) Kecepatan Inlet (ft/detik) Efisiensi Pengumpulan (%) Aplikasi Lain-lain Konvensional 4-12 1000-20000 .5-2 20-70 50-80 Penanganan material precleaner gas buangan. Membutuhkan ruangan yang besar. Terbatas untuk partikel besar, loading butiran yang besar. Efisiensi tinggi untuk cyclone tunggal Kurang dari 3 100-2000 2-6 50-70 80-95 Pengendali partikulat boiler industri. Membutuhkan ruangan yang lebih kecil. Penyusunan paralel, kontrol baling-baling inlet dibutuhkan kontinyu pada system operasional penghilangan debu. Multi-cyclone .5-1 30000 dan lebih 3-6 50-70 90-95 Industri dan utilitas boiler. Pengendali partikulat. Dibutuhkan plenum. Permasalahan: resirkulasi gas yang buruk. Sistem removal debu yang kontinyu, kontrol aliran. Cyclone irigasi (basah) Kurang dari 3 100-2000 2-6 50 90-95 Aplikasi boiler (bahan bakar rendah) (temperature gas rendah). Rate air 5-15 gal/1000 ft3_/menit. Material resisten terhadap korosi.

Catatan : efisiensi pengumpulan cyclone harus dievaluasi untuk masing-masing aplikasi sensitivitas kinerja cyclone pada gas dan properti debu dan loading.

Gambar 2.2 Penampang Melintang Cyclone

c. Electrical Precipitator (ESP)

Electrical Precipitator (ESP), sebagaimana yang dapat dilihat pada Gambar 3.3, merupakan alat yang sering digunakan sebagai pengendali pencemar udara pada PLTU, industri semen, pulp & paper, dan industri lainnya. Hal ini dikarenakan tingkat efisiensi penyisihan partikel yang tinggi (±99%). ESP juga sangat efektif untuk mengendalikan partikulat yang berukuran < 10 µm.

Penggunaan ESP memiliki keuntungan dan kerugian. Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh adalah sebagai berikut :

 Efisiensinya sangat tinggi (untuk partikel kecil)

 Dapat digunakan untuk kapasitas besar dengan tekanan yang rendah

 Dapat digunakan untuk penyisihan basah dan kering

 Dapat didesain untuk temperatur yang bervariasi (mulai 175 – 700 ° C)

 Biaya operasi yang rendah, kecuali untuk efisiensi yang sangat tinggi Sedangkan kerugiannya adalah :

 Modal awal yang sangat tinggi

 Tidak dapat dipakai untuk polutan gas

 Tidak fleksibel, sekali dipasang tidak dapat dirubah kondisinya

 Tidak dapat dipakai untuk partikulat dengan resistensi tinggi Komponen utama ESP adalah :

 Discharge electrodes, pada umumnya berupa kawat sebagai pembangkit medan listrik kepada partikulat dengan membentuk korona

 Collection electrodes, memiliki muatan yang berbeda dengan discharge electrodes, berfungsi sebagai penangkap partikulat yang telah diberi muatan hingga menempel pada permukaan elektroda yang biasanya berberntuk tabung atau plat datar.

Mekanisme kerja dari ESP adalah sebagai berikut : discharge electrodes, ditempatkan di tengah collector berupa kawat bermuatan dengan voltase tertentu (arus searah dan tegangan tinggi) sehingga menimbulkan efek korona (terlihat adanya cahaya biru berpendar di sekitar kawat). Efek korona ini akan mengionisasi udara di sekitar kawat dengan pelepasan muatan negatif (elektron).

Proses ini akan menyerang partikulat dalam aliran udara yang dapat memberikan muatan negatif pada partikulat dalam aliran gas secara intensif. Setelah partikulat terinisiasi muatan, maka partikulat yang bermuatan negatif akan bergerak menuju dan menempel pada permukaan collector yang mempunyai muatan yang berlawanan. Partikulat yang menempel pada collector akan mengalami proses rapping dengan vibrasi (wet process), kemudian hasil rapping akan jatuh ke dalam hopper yang terletak di dasar ESP.

Gambar 2.3 Penampang Melintang Electrostatic Precipitator

Secara prinsip ESP terdiri dari dua jenis, yaitu :

 High voltage single-stage

 Low voltage two-stage

Dari kedua jenis diatas High voltage single-stage merupakan jenis yang paling sering dan berhasil dipergunakan untuk berbagai jenis partikulat, sedangkan jenis kedua banyak digunakan untuk jenis partikulat cair. Pada Tabel 3.3 dapat dilihat jenis-jenis ESP beserta effisiensi dari alat tersebut.

Tabel 2.3 Jenis-jenis ESP Tipe Temperatur Operasiona l (oF) Resistivitas Debu pada 300oF (ohm-cm) Aliran Gas (ft3/menit) Pressure Drop (dalam air) Desain Efisiensi Pengumpulan (% dari Berat) Aplikasi Lain-lain Hot ESP

600+ Lebih tinggi dari 1012 100,000+ Kurang dari 1” Pada umumnya 90+, bisa juga 99+ Sebelum preheater di boiler, incenerator, industri Dapat mengumpulkan debu dengan resistivitsa yang tinggi. Memiliki aliran gas yang tinggi dan ukurannya besar. Korosi bukan menjadi masalah. Cold ESP 300 Kurang dari 1010 100,000+ Kurang dari 1” Pada umumnya 90+, bisa juga 99+ Setelah preheater di boiler, incenerator, industri Terbatas untuk resistivitas debu yang lebih rendah daripada 1010 ohm-cm. Korosi bisa menjadi masalah. Wet ESP

300- Lebih tinggi dari 1012 di bawah 104 100,000 Kurang dari 1” Pada umumnya 90+, bisa juga 99+ Industri, boiler, incenerator Berguna untuk pengumpulan debu dengan resistivitas tinggi atau rendah. Korosi biasanya tidak menjadi masalah. d. Fabric Filtration

Fabric filtration (Gambar 3.4) merupakan alat kontrol udara yang paling umum digunakan untuk menyisihkan partikulat. Fabric filter menggunakan filter yang terbuat dari nilon atau wol untuk menyisihkan partikulat yang keluar dari emisi dari sumber tidak bergerak/industri. Fabric filter umumnya disebut baghouse atau juga fabric filter collector, bag filter, fabric dust collector, filter collector, dust collector, dan sebagainya.

Penggunaan fabric filter mempunyai keuntungan dan kerugian antara lain : Keuntungan penggunaan fabric filter adalah :

 Efisiensi sangat tinggi, bahkan untuk partikel yang halus

 Dapat dipakai untuk berbagai macam debu

 Dapat digunakan untuk volume gas yang besar

 Dapat beroperasi pada pressure drop yang rendah Sedangkan kerugiannya antara lain :

 Memerlukan tempat yang luas

 Bahan filter dapat rusak pada temperatur tinggi atau bahan asam

 Tidak dapat beroperasi pada lingkungan yang lembab

 Berpotensi menimbulkan kebakaran

Tabel 2.4 Klasifikasi Fabric Filtration

Tipe Sistem

Kehilangan Tekanan (dalam air)

Efisiensi Tipikal Tipe Kain

Filter (cfm/ft2 _area

kain)

Rekomendasi Aplikasi

Shaker 3-6 99+% Woven 1-5 Debu dengan properti

pembersihan filter yang baik, pengumpulan yang intermiten

Reverse Flow 3-6 99+% Woven 1-5 Debu dengan properti

pembersihan filter, temperature pengumpulan tinggi (incinerator fly ash) dengan tas kaca

Pulse Jet 3-6 99+% Felted 5-20 Efisien untuk pengumpulan

fly ash batubara dan minyak.

Mekanisme kerja dari fabric filter adalah sebagai berikut :

 Impaction, partikel memiliki gaya inersia yang terlalu besar untuk mengikuti aliran garis pada filter fiber sehingga tertumbuk pada permukaan filter.

 Interception, partikel mempunyai inersia yang sangat kecil. Partikel akan berada pada aliran kontinyu, bergerak melambat dan menyentuh barier dan berhenti.

 Diffusion, partikel lebih kecil dari 1 mikron berada pada kisaran gerak Brown, sehingga terjadi gerakan random yang akhirnya terintersepsi dengan dust cake.

Gambar 2.4 Penampang Melintang Fabric Filtration

e. Wet scrubber

Wet scrubber (Gambar 2.5) merupakan alat dengan sistem pengendali basah, sehingga dapat digunakan untuk menyisihkan polutan udara baik berupa partikulat maupun gas dari emisi gas buang. Wet scrubber menggunakan droplet air sebagai komponen utama. Kriteria desain dari wet scrubber tergantung dari besarnya energi untuk mengatasi kehilangan tekanan selama proses scrubbing.

Wet scrubber memiliki tingkat efisiensi penyisihan partikulat yang lebih tinggi dibandingkan dengan settling chamber maupun cyclone dan setara dengan fabric filter maupun electrostatic precipitator. Sistem pengendali basah didesain untuk segala bentuk dan ukuran, variasinya meliputi sistem tangki sederhana yang menggunakan nozzle hingga sistem yang rumit dengan penambahan baffle, motor, spray, dan komponen lain. Klasifikasi yang digunakan untuk membedakan wet scrubber adalah energi kontak dari aliran liquid, aliran udara, mekanik (driven rotor), atau kombinasi dari ketiga kategori tersebut.

Keuntungan yang didapat adalah :

 Dapat digunakan untuk menyisihkan partikel yang mudah terbakar dengan resiko kecil.

 Dapat dipakai untuk absorbsi gas dan partikel dalam satu unit.

 Dapat mengatasi mist.

 Dapat mendinginkan gas panas.

 Efisiensi penyisihan bervariasi.

 Gas dan debu yang korosif dapat dinetralkan. Kerugian yang dapat terjadi adalah :

 Biaya operasional tinggi untuk efisiensi penyisihan yang tinggi.

 Timbul masalah pencemaran air.

 Partikulat yang disisihkan tidak dapat di-recycle.

 Pembuangan sludgenya mahal

Gambar 2.5 Penampang Melintang Wet Scrubber

Ada dua prinsip mekanisme utama yang terjadi dalam proses wet scrubber, yaitu tumbukan (impaction) dan difusi. Ketika droplets disemprotkan dalam aliran gas buang, tidak semua partikel dapat menghindari tumbukan yang terjadi. Karena sifat lembamnya, partikel tidak dapat mengikuti aliran udara di sekitar droplet. Sedangkan proses difusi terjadi akibat gerakan acak partikel yang berukuran kecil yang memungkinkan partikel tersebut menembus masuk ke dalam droplet air.

Sistem pengendali basah harus disiapkan untuk dua sistem pengoperasian. Unit operasi pertama untuk penyisihan polutan partikulat dan gas dengan mengontakkannya dengan cairan (air). Sedangkan unit kedua untuk memisahkan larutan yang terbentuk dengan aliran gas, unit ini diperlukan karena ukuran droplet yang kecil agak sulit dipisahkan dari aliran udara.

Pemilihan alternatif pengendalian pencemaran udara juga sangat erat kaitannya dengan penggunaan bahan bakar dalam pengoperaian boiler (US EPA, 2002). Pendekatan berdasarkan bahan bakar ini dapat dilihat pada Tabel 2.5 berikut.

Tabel 2.5 Pemilihan Alternatif Metoda dan Teknologi Pengendali Pencemaran Udara

Jenis bahan bakar

Boiler dengan Input Kurang dari 100 Juta Btu

Boiler dengan Input 100 hingga 209 Btu

Boiler dengan Input 250 Juta Btu Furnace dan Lebih Besar

Gas alam Tidak perlu alat pengendali.

Pada umumnya sama dengan pengolahan boiler yang lebih kecil.

1. Tidak membutuhkan alat pengendali partikulat.

2. NOx, membutuhkan

pembakar yang tepat, desain furnace dan kontrol pembakaran yang tepat.

Bahan bakar (distilat)

Tidak perlu alat pengendali.

Pada umumnya sama dengan pengolahan boiler yang lebih kecil.

1. Tidak membutuhkan alat pengendali partikulat. 2. Membutuhkan alat pengendali SO2, 3. NOx membutuhkan

desain pembakar dan furnace yang tepat dan control pembakaran yang tepat.

Kayu dan limbah kayu 1. Pengendali partikulat oleh multicyclone mechanical collector. 2. SO2 dan NOx

tidak dikontrol.

1. Biasanya partikulat dikontrol dengan dua seri multiclone collector. 2. SO2 dan NOx

biasanya tidak dikontrol.

1. Partikulat dikontrol oleh :

a. Sebuah mechanical collector diikuti oleh wet scrubber. b. Sebuah mechanical

collector diikuti oleh ESP.

2. SO2 tidak dikontrol. 3. NOx dikontrol oleh alat

pengendali pembakaran yang tepat dan metode khusus dalam pendistribusian udara pembakaran.

Tabel 2.5 Pemilihan Alternatif Metoda dan Teknologi Pengendali Pencemaran Udara (lanjutan)

Jenis bahan bakar

Boiler dengan Input Kurang dari 100 Juta Btu

Boiler dengan Input 100 hingga 209 Btu

Boiler dengan Input 250 Juta Btu Furnace dan Lebih Besar Pulverized compliance 1 (low sulfur) 1. Pengendali partikulat oleh multicyclone mechanical collector. 2. SO2 dikontrol oleh batubara dengan sulfur yang rendah. 1. Partikulat dikontrol oleh dua seri mechanical collector lebih dari + 150 mm Btu. 2. Ukuran di atas 150 mm Btu membutuhkan sebuah elektrostatik pesipitator atau baghouse.

3. SO2 dikontrol oleh kandungan batubara sulfur.

4. NOx dikontrol oleh alat pengendali pembakaran yang tepat dan metode yang khusus dalam mendistribusikan udara pembakaran. 1. Partikulat dikontrol oleh : a. Sebuah elektrostatik presipitator. b. Sebuah baghouse. c. Sebuah mechanical collector diikuti oleh elektrostatik presipitator atau baghouse. 2. SO2 dikontrol oleh

kuantitas sulfur rendah pada batubara.

3. NOx dikontrol oleh alat pengendali pembakaran yang tepat dan metode khusus dalam pendistribusian udara pembakaran. Pulverized compliance 1 (high sulfur) 1. Partikulat dan NOx adalah sama dengan compliance coal. 2. Dimana negara membatasi SO2 yang berlebihan. Operasional akan dibatasi atau dibutuhkan sebuah scrubber SO2. 1. Partikulat dan NOx dikontrol sama dengan batubara dengan sulfur rendah. 2. Emisi SO2 dikontrol

oleh sebuah wet scrubber dan seri dengan sebuah elektrostatik presipitator dan ditempatkan di hilir kipas. Dry scrubber digunakan seri dengan sebuah baghouse atau elektrostatik presipitator. Dry scrubber diletakkan secara langsung di hulu partikulat kolektor. 1. Partikulat dan NOx dikontrol sama dengan control pada batubara dengan sulfur rendah. 2. SO2 dikontrol oleh

sebuah wet atau sebuah dry scrubber. - Wet scrubber biasanya diletakkan di hulu stack. - Dry scrubber diletakkan secara langsung di hulu baghouse atau elektrostatik pesipitator.

2.3 Prinsip Produksi Bersih

Secara umum prinsip pengelolaan pencemaran akibat operasional boiler seharusnya sudah mengarah pada prinsip produksi bersih. Terutama untuk mengurangi pencemara yang dihasilkan dari pengoperasian boiler. Adapun beberapa langkah yang harus ditempuh secara hirarki untuk penerapan produksi bersih ini adalah sebagi berikut:

1. Meniadakan sumber-sumber pencemar, kalau memungkinkan dalam operasionalnya boiler digunakan metode-metode atau sistem yang tidak menimbulkan pencemaran, misalnya menghilangkan pencemaran akibat penggunaan bahan balar fosil dengan cara mengganti sistem pemanasan dengan tenaga listrik. Pendekatan ini termasuk dalam kategori melakukan penggantian teknologi

2. Mengganti sistem operasi atau bahan baku dengan yang potensi polutan-nya lebih rendah, misalnya dengan penggunaan teknologi yang lebih efisien atau menggunakan bahan bakar dan sistem bakar yang lebih baik (dalam hal efisiensi dan polutan) Pendekatan ini termasuk dalam kategori melakukan penggantian teknologi peningkatan efisiensi, penggantian bahan bakar, perawatan/maintenance dsb

3. Menggunakan alat pengendali pencemaran, jika langkah 1 dan 2 tidak bisa dilaksanakan dengan baik, maka minimal dilakukan pelepasan emisi pencemar (polutan) yang minimal dapat memenuhi regulasi atau baku mutu, sehingga sebelum membuang harus dilakukan pengurangan kadar emisi (dengan menggunakan alat pengolah atau pengendali pencemaran). Metode ini biasanya sangat mahal.

Terkait penerapan produksi bersih ini, maka pilihan untuk meningkatkan effisiensi adalah merupakan pilihan terbaik, karena bahan baku dapat dihemat dan limbah yang dihasilkan menjadi lebih sedikit dari segi kuantitas Maka diperlukan uji efisiensi boiler, yaitu :

 Neraca panas dapat membantu dalam mengidentifikasi kehilangan panas yang dapat atau tidak dapat dihindari.

 Uji efisiensi boiler dapat membantu dalam menemukan penyimpangan efisiensi boiler dari efisiensi terbaik dan target area permasalahan untuk tindakan perbaikan.

Gambar 2.7 Contoh Kehilangan Panas pada Boiler yang Berbahan Bakar Batubara

Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan. Pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang dapat dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:

 Kehilangan gas cerobong:

o Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

o Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).

 Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).

 Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

 Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

 Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik) Terdapat dua metode pengkajian efisiensi boiler:

 Metode Langsung (metode input-output): energi yang didapat dari fluida kerja (air dan steam) dibandingkan dengan energi yang terkandung dalam bahan bakar boiler.

 Metode Tidak Langsung: efisiensi merupakan perbedaan antara kehilangan dan energy yang masuk.

Metode langsung (input-output)

Dalam hal ini yang dimaksud dengan input adalah panas yang masuk (bahan bakar) dan outpu adalah steam yang diproduksi.

Data yang dibutuhkan:

1. Jenis Boiler  menjelaskan terutama jenis bahan bakar yang digunakan 2. Produksi steam  dihitung dalam satuan kg/jam

3. Tekanan steam dan suhu  Tekanan kg/cm2 (g)/ 180 0C 4. Jumlah pemakaian batubara  kg/jam

6. GCV bahan bakar  kkal/kg

7. Entalpi steam pada tekanan terukur  kkal/kg (jenuh) 8. Entalp of air umpan: 85 kkal/kg

Keuntungan metode langsung

 Pekerja pabrik dapat dengan cepat mengevaluasi efisiensi boiler

 Memerlukan sedikit parameter untuk perhitungan

 Memerlukan sedikit instrumen untuk pemantauan

 Mudah membandingkan rasio penguapan dengan data benchmark Kerugian metode langsung

 Tidak memberikan petunjuk kepada operator tentang penyebab dari efisiensi sistim yanglebih rendah

 Tidak menghitung berbagai kehilangan yang berpengaruh pada berbagai tingkat efisiensi

Metode tidak langsung dalam menentukan efisiensi boiler merupakan metode kehilangan panas

Metodologi

Standar acuan untuk Uji Boiler di Tempat adalah British Standard, BS 845:1987 dan USA Standard ASME PTC-4-1 Power Test Code Steam Generating Units.

Efisiensi dapat dihitung dengan mengurangkan bagian kehilangan panas dari 100 sebagai berikut:

Efisiensi boiler (n) = 100 - (i + ii + iii + iv + v + vi + vii)

Dimana kehilangan yang terjadi dalam boiler adalah kehilangan panas yang diakibatkan oleh: i. Gas cerobong yang kering

ii. Penguapan air yang terbentuk karena H2 dalam bahan bakar iii. Penguapan kadar air dalam bahan bakar

iv. Adanya kadar air dalam udara pembakaran

v. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu terbang/ fly ash vi. Bahan bakar yang tidak terbakar dalam abu bawah/ bottom ash vii. Radiasi dan kehilangan lain yang tidak terhitung

Kehilangan yang diakibatkan oleh kadar air dalam bahan bakar dan yang disebabkan oleh pembakaran hidrogen tergantung pada bahan bakar, dan tidak dapat dikendalikan oleh perancangan.

Data yang diperlukan untuk perhitungan efisiensi boiler dengan menggunakan metode tidak langsung adalah:

ultimate bahan bakar (H2, O2, S, C, kadar air, kadar abu)

2.4 Pengendalian Pencemaran Udara untuk Industri Kecil

Pencemaran akibat operasional boiler dapat disebabkan/dipengaruhi oleh hal-hal berikut, merupakan faktor yang disebabkan oleh kehilangan energi dalam proses operasional boiler:

 Parameter kinerja boiler seperti efisiensi dan rasio penguapan yang makin berkurang disebabkan buruknya pembakaran, kotornya permukaan penukar panas dan buruknya operasi dan pemeliharaan.

 Kualitas bahan bakar dan kualitas air yang digunakan, serta jumlah yang digunakan yang sangat berhubungan dengan efisiensi proses boiler

 Blowdown Boiler

 Maintenance atau perawatan

 Shutdown atau startup boiler (pembakaran)

Kehilangan energi dapat dibagi kedalam kehilangan yang tidak atau dapat dihindarkan. Pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang dapat dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan berikut dapat dihindari atau dikurangi:

 Kehilangan gas cerobong:

o Udara berlebih (diturunkan hingga ke nilai minimum yang tergantung dari teknologi burner, operasi (kontrol), dan pemeliharaan).

o Suhu gas cerobong (diturunkan dengan mengoptimalkan perawatan (pembersihan), beban; burner yang lebih baik dan teknologi boiler).

 Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam cerobong dan abu (mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan; teknologi burner yang lebih baik).

 Kehilangan dari blowdown (pengolahan air umpan segar, daur ulang kondensat)

 Kehilangan kondensat (manfaatkan sebanyak mungkin kondensat)

 Kehilangan konveksi dan radiasi (dikurangi dengan isolasi boiler yang lebih baik) Secara umum prinsip pengelolaan pencemaran akibat operasional boiler adalah prinsip produksi bersih. Sehingga langkah yang harus ditempuh secara hirarki adalah sebagi berikut:

1. Meniadakan sumber-sumber pencemar, kalau memungkinkan dalam operasionalnya boiler digunakan metode-metode atau sistem yang tidak menimbulkan pencemaran, misalnya menghilangkan pencemaran akibat penggunaan bahan balar fosil dengan cara mengganti sistem pemanasan dengan tenaga listrik  penggantian teknologi 2. Mengganti sistem operasi atau bahan baku dengan yang potensi polutan-nya lebih

rendah, misalnya dengan penggunaan teknologi yang lebih efisien atau menggunakan bahan bakar dan sistem bakar yang lebih baik (dalam hal efisiensi dan polutan)  peningkatan efisiensi, penggantian bahan bakar, perawatan/maintenance dsb

3. Menggunakan alat pengendali pencemaran, jika langkah 1 dan 2 tidak bisa dilaksanakan dengan baik, maka minimal dilakukan pelepasan emisi pencemar (polutan) yang minimal dapat memenuhi regulasi atau baku mutu, sehingga sebelum membuang harus dilakukan pengurangan kadar emisi (dengan menggunakan alat pengolah atau pengendali pencemaran). Metode ini biasanya sangat mahal. 

penggunaan alat pengendali pencemar.

Beberapa metode umum untuk meminimalkan atau mereduksi emisi-emisi hasil pembakaran bahan bakar, antara lain (metode ini juga baik jika diterapkan pada skala kecil):

 Resirkulasi aliran gas emisi ke sistem pembakaran. Seringkali karena pembakaran yang tidak sempurna, gas emisi yang dihasilkan masih mengandung HC, C, dan CO. Hidrokarbon (HC) pada emisi biasanya karena pembakaran terjadi pada suhu yang terlalu rendah dari yang seharusnya, sehingga uap bahan bakar yang belum sempat terbakar, dan ikut dalam aliran emisi, menjadi pencemar.

 Karbon (C) dan karbon monoksida (CO) yang tinggi, merupakan emisi hasil pembakaran yang tidak sempurna (karena kurangnya pasokan udara/oksigen dalam pembakaran). Emisi HC, C, dan CO merupakan gas yang masih mempunyai nilai kalor, sehingga dapat dikembalikan ke proses pembakaran. Oksidasi/pembakaran HC, C, dan CO lebih lanjut akan menghasilkan CO2 dan H2O, serta menghasilkan energi.

 Sistem pembakaran diperbaiki dan memilih bahan bakar yang berpotensi rendah emisi, sekaligus meningkatkan efisiensi pembakaran. Memperbaiki sistem pembakaran secara prinsip dilakukan dengan memperbaiki rasio F/A sehingga memenuhi stoikiometri, mengatur suhu pembakaran yang sesuai, memperkecil ukuran butiran dalam injeksi bahan bakar (pengkabutan atau jetspray), dan menggunakan sistem kontrol aliran udara dan aliran bahan bakar.

 Pemakaian atau penerapan wet srubber. Wet scrubber (Gambar 3.5) merupakan alat dengan sistem pengendali basah, sehingga dapat digunakan untuk menyisihkan polutan udara baik berupa partikulat maupun gas dari emisi gas buang. Wet scrubber menggunakan droplet air atau butiran sebagai komponen utama. Kriteria desain dari wet scrubber tergantung dari besarnya energi untuk mengatasi kehilangan tekanan selama proses scrubbing.

Sistem pengendali basah didesain untuk segala bentuk dan ukuran, variasinya meliputi sistem tangki sederhana yang menggunakan nozzle hingga sistem yang rumit dengan penambahan baffle, motor, spray, dan komponen lain. Klasifikasi yang digunakan untuk membedakan wet scrubber adalah energi kontak dari aliran liquid, aliran udara, mekanik (driven rotor), atau kombinasi dari ketiga kategori tersebut.

Keuntungan yang didapat dalam pengoperasian wet scrubber adalah :

 Desain sederhana, dan kemungkinan bisa dibuat secara manual.

 Dapat digunakan untuk menyisihkan partikel yang mudah terbakar dengan resiko kecil.

 Dapat dipakai untuk absorbsi gas dan partikel dalam satu unit.

 Dapat mengatasi mist.

 Dapat mendinginkan gas panas.

 Efisiensi penyisihan bervariasi.

 Gas dan debu yang korosif dapat dinetralkan.

 Penyerapan SOx dengan menambahkan Ca(OH)2 akan menghasilkan gypsum

(CaSO4) yang bisa dimanfaatkan untuk banyak keperluan.

Kerugian yang dapat terjadi adalah :

 Biaya operasional tinggi untuk efisiensi penyisihan yang tinggi.

 Timbul masalah pencemaran air.

 Partikulat yang disisihkan tidak dapat di-recycle.

 Pembuangan sludgenya mahal Perancangan dimensi wet scrubber adalah :

Target efisiensi 2















do

d

d



Dimana:

= luas area bebas partikulat / luas droplet













do

d

2

7

,

0





















p p

K

K

d



Dimana :

Kp merupakan parameter tumbukan yang dapat dihitung dengan persamaan :

)

)(

(

)

(

2 d g p a p

d

g

v

d

K





Dimana : da : diameter aerodinamik (cm) vp : laju partikel (cm/s) g : persepatan gravitasi (cm/s2) µg : viskositas gas (poise)

dd : diameter droplet (cm)

Atau menurut Langmuir dan Blodgest :

)

(

)

)(

(

₀ d tp

d

g

v

v

K

d





Dimana :

K : parameter tumbukan (konstanta empiris) Vo : kecepatan relative partikel droplet (cm/s)

Vtp : terminal velocity partikel (cm/s)

g : percepatan gas (cm/s2) dd : diameter droplet (cm)

2.5 Alternatif Pengendalian Pencemaran Air “Blow Down “dari Boiler

Sangat penting untuk mengendalikan tingkat konsentrasi padatan dalam suspensi dan yang terlarut dalam air yang dididihkan. Hal ini dicapai oleh proses yang disebut ‘blowing down’, dimana sejumlah tertentu volume air dikeluarkan dan secara otomatis diganti dengan air umpan dengan demikian akan tercapai tingkat optimum total padatan terlarut (TDS) dalam air boiler dan membuang padatan yang sudah rata keluar dari larutan dan yang cenderung tinggal pada permukaan boiler. Blowdown penting untuk melindungi permukaan penukar panas pada boiler. Walau demikian, Blowdown dapat menjadi sumber kehilangan panas yang cukup berarti, jika dilakukan secara tidak benar.

Dalam operasionalnya, boiler akan menghasilkan air residu dari blow down yang akan di buang secara periodik. Air residu, umumnya memiliki suhu yang tinggi dan mengandung kadar mineral dengan konsentrasi yang tinggi pula. Penanganan air residu, utamanya di tampung dalam suatu tempat pendinginan (cooling pond) dan selanjutnya dilakukan proses presipitasi dan filtrasi sebelum air dibuang ke lingkungan. Selama proses operasinya, dimungkinkan boiler akan mengalami pengkerakan (scaling) pada dinding bagian dalamnya.

Oleh karenanya diperlukan perawatan secara periodik dengan cara menghentikan operasi boiler dan dilakukan pencucian dan pembersihan kerak dengan menggunakan larutan asam dan basa. Air bekas pencucian dan pembersihan umumnya bersifat asam. Penanganan yang dapat dilakukan antara lain dengan menaikkan pH nya agar terjadi presipitasi dan dilanjutkan dengan pemisahan kerak dengan cara pengendapa, dilanjutkan dengan netralisasi. Selanjutnya air limbah mengalami pengolahan pendahuluan ini, dapat di proses bersama dengan air limbah yang lain dari industri tersebut.

2.6 Pengendalian Fly Ash dan Bottom Ash

Fly ash dan bottom ash adalah terminology umum untuk abu terbang yang ringan dan abu relatif berat yang timbul dari suatu proses pembakaran suatu bahan yang lazimnya menghasilkan abu. Fly ash dan bottom ash dalam konteks ini adalah abu yang dihasilkan dari pembakaran batubara. Sistem pembakaran batubara umumnya terbagi 2 yakni sistem unggun terfluidakan (fluidized bed system) dan unggun tetap (fixed bed system atau grate system). Disamping itu terdapat system ke-3 yakni spouted bed system atau yang dikenal dengan unggun pancar.

Fly ash/bottom ash yang dihasilkan oleh fluidized bed system berukuran 100-200 mesh (1 mesh = 1 lubang/inch2). Ukuran ini relative kecil dan ringan, sedangkan bottom ash berukuran 20-50 mesh. Secara umum ukuran fly ash/bottom ash dapat langsung dimanfaatkan di pabrik semen sebagai substitusi batuan trass dengan memasukkannya pada cement mill menggunakan udara tekan (pneumatic system). Disamping dimanfaatkan di industri semen, fly/bottom ash dapat juga dimanfaatkan menjadi campuran asphalt (ready mix), campuran beton (concerete) dan dicetak menjadi paving block/batako. Dari suatu penelitian empiric untuk campuran batako, komposisi yang baik adalah sebagai berikut :

 Kapur : 40%

 Fly ash : 10%

 Pasir : 40%

 Semen : 10%

Persoalan lingkungan muncul dari bottom ash yang menggunakan fixed bed atau grate system. Bentuknya berupa bongkahan-bongkahan besar. Seperti yang telah disinggung di atas bahwa bottom ash ini masih mengandung fixed carbon (catatan : fixed carbon dalam batubara dengan nilai kalori 6500-6800 kkal/kg sekitar 41-42%). Jika bottom ash ini langsung dibuang ke lingkungan maka lambat laun akan terbentuk gas Metana (CH4) yang sewaktu-waktu dapat

terbakar atau meledak dengan sendirinya (self burning dan self exploding). Di sisi yang lain, jika akan dimanfaatkan di pabrik semen maka akan merubah desain feeder, sehingga pabrik semen tidak tertarik untuk memanfaatkan bottom ash tersebut.

3.1 Sistem Operasi dan Pemeliharaan

SOP Perusahaan (diartikan Standard Operating Procedure atau Standing Operating Procedure), adalah suatu ketentuan yang dikeluarkan oleh perusahaan di dalam melakukan kegiatan operasi maupun pemeliharaan suatu industri, baik itu mengacu kepada manual instruksi maupun modifikasi dari manual instruksi tersebut sesuai dengan kebutuhan perusahaan.

Standard Operational Procedure (SOP) atau yang biasanya disebut juga dengan prosedur operasi standar ini adalah suatu set instruksi atau pedoman yang memiliki kekuatan sebagai suatu petunjuk atau direktif. Dibuatnya SOP ini adalah untuk menciptakan komitment mengenai apa yang dikerjakan oleh satuan unit kerja instansi atau individu untuk mewujudkan good governance. Standar operasional prosedur tidak saja bersifat internal tetapi juga eksternal, karena SOP selain digunakan untuk mengukur kinerja organisasi publik atau individu yang berkaitan dengan ketepatan program dan waktu, juga digunakan untuk menilai kinerja organisasi publik atau individu di mata masyarakat berupa responsivitas, responsibilitas, dan akuntabilitas kinerja instansi dan/atau individu.

Tujuan dari program pengoperasian dan perawatan adalah untuk merawat dan memelihara fungsi dari bangunan yang sudah dirancang (kapasitas dan integritasnya) atau tetap menjaga system yang ada agar berjalan sebagaimana mestinya.

Berikut ini akan dibahas secara lengkap mengenai standar operasi dan pemeliharaan sistem pengendalian pencemaran udara yang dilaksanakan dalam kegiatan pengoperasian boiler .

3.2

Ruang Lingkup Operasi dan Pemeliharaan Sistem

Tata cara ini mencakup pedoman kriteria perencanaan dan cara pengendalian limbah yang dihasilkan dari kegiatan pengoperasian boiler

3.2.1 Acuan Normatif Operasi dan Pemeliharaan Sistem

Peraturan yang dapat dijadikan referensi dalam penyusunan petunjuk teknis ini antara lain adalah sebagai berikut :

1. Undang-undang RI No. 32 / 2009 tentang “Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup”.

2. PP No.41 Tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara

3. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 13 Tahun 1995 tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak

4. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 48 Tahun 1996 tentang Baku Tingkat Kebisingan

BAB 3 PETUNJUK TEKNIS

PENGOPERASIAN ALAT

PENGENDALI

5. Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 10 Tahun 2009 tentang Baku Mutu Udara Ambien dan Emisi Sumber Tidak Bergerak di Jawa Timur

3.2.2 Upaya Pengelolaan Terhadap Gangguan Lingkungan

Upaya pengelolaan lingkungan akibat adanya limbah yang ditimbulkan dari proses produksi industri elektroplating adalah sebagai berikut :

 Tahap Eliminasi

Upaya ini ditujukan untuk mencegah atau menghilangkan kemungkinan terjadinya suatu gangguan lingkungan. Eliminasi umumnya dilakukan dengan mengubah spesifikasi suatu sumber gangguan sehingga potensi terjadinya gangguan tidak muncul. Misalnya, pendirian industri hanya boleh dilakukan di kawasan industri.

 Tahap Minimalisasi

Upaya minimalisasi ditujukan untuk mengurangi atau meminimalkan pemunculan potensi terjadinya gangguan. Umumnya upaya ini dilakukan pada sumber gangguan. Misalnya, pengaturan jadwal produksi sehingga gangguan kebisingan dapat dikurangi.

 Tahap Maksimalisasi

Maksimalisasi ditujukan untuk memaksimalkan pemunculan hal-hal yang bersifat positif. Upaya ini umumnya dapat juga dilakukan pada sumber gangguan. Misalnya, penambahan jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan.

 Tahap Pengendalian

Upaya pengendalian ditujukan untuk membatasi besaran dan sebaran potensi gangguan. Misalnya, pengolahan limbah cair untuk mengurangi besarnya gangguan yang mungkin terjadi pada badan air penerima.

 Tahap Penanggulangan

Upaya penanggulangan ditujukan untuk memperbaiki kerusakan atau kerugian yang nantinya terjadi pada lingkungan. Misalnya, melengkapi para pekerja dengan peralatan keselamatan kerja supaya tidak terjadi kecelakaan kerja.

 Tahap Pemulihan

Pemulihan ditujukan untuk memulihkan kerusakan yang nantinya terjadi pada lingkungan. Dalam hal ini, pemilik harus mengembalikan lingkungan ke fungsi atau kondisi semula. Misalnya, upaya penanaman pohon di sekitar lokasi industri dan pemasangan alat pengendali pencemar udara untuk mengurangi pencemaran udara.

3.3 Potensi Limbah yang Dihasilkan dari Aktivitas Boiler

Seperti yang telah diketahui bahwa saat ini boiler digunakan secara luas pada bermacam industri. Menurut studi BLH Propinsi Jawa Timur yang dilakukan dalam rentang 2006-2008, diketahui bahwa boiler/ketel uap dominan digunakan dalam proses produksi beberapa industri menengah dan menengah ke atas, diantaranya industri gula, industri enamel ware, industri tamben, industri penyamakan kulit, industri pulp and paper, serta industri pupuk dan petrokimia. Industri gula merupakan salah satu industri di Jawa Timur yang paling dominan menggunakan boiler guna mendapatkan steam untuk proses pengolahan selanjutnya. Namun, penggunaan boiler spesifik untuk industri yang ada di Kota Surabaya umumnya dominan digunakan pada industri enamel ware, industri sabun dan industri kertas.

Potensi limbah yang dihasilkan dari proses operasional boiler perlu mendapat perhatian yang khusus karena selain industri besar banyak industri menengah dan kecil yang menggunakan alat ini dalam proses produksinya. Kuantitas limbah dari aktivitas ini akan semakin meningkat dan memerlukan pengelolaan secara terpadu. Limbah yang dihasilkan dalam operasional boiler ini secara umum dapat dibedakan menjadi :

a. Limbah padat

Limbah padat yang dihasilkan dari penggunaan boiler dapat berupa endapan/kerak. Endapan dalam boiler dapat diakibatkan dari kesadahan air umpan dan hasil korosi dari sistem kondensat dan air umpan. Kesadahan air umpan dapat terjadi karena kurangnya sistem pelunakan.

Endapan dan korosi menyebabkan kehilangan efisiensi yang dapat menyebabkan kegagalan dalam pipa boiler dan ketidakmampuan memproduksi steam. Endapan bertindak sebagai isolator dan memperlambat perpindahan panas. Sejumlah besar endapan diseluruh boiler dapat mengurangi perpindahan panas yang secara signifikan dapat menurunkan efisiensi boiler. Berbagai jenis endapan akan mempengaruhi efisiensi boiler secara berbeda-beda, sehingga sangat penting untuk menganalisis karakteristik endapan.

b. Limbah cair

Limbah cair terutama di hasilkan dari pengolahan air internal dan eksternal untuk umpan dari boiler. Pengolahan internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler untuk mencegah pembentukan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur yang mengalir bebas, yang dapat dibuang dengan blowdown. Pengolahan eksternal dengan menggunakan berbagai metoda untuk menghilangkan ion-ion yang dapat membentuk kerak (air sadah) juga akan menghasilkan limbah cair berupa lumpur yang mengandung ion-ion calcium dan magnesium.

c. Limbah gas

Limbah gas atau pencemaran udara yang dihasilkan dari aktivitas boiler sangat dipengaruhi oleh kuantitas dan kualitas bahan bakar, dipengaruhi oleh penggunaan tungku pembakar, kehadiran udara berlebih dan effisiensi dari proses pembakaran. Penggunaan bahan bakar dengan kandungan hidrokarbon tinggi, rendah kadar S dan rendah kadar N, berpotensi menghasilkan emisi polutan gas lebih baik.

Pada petunjuk teknis ini akan dibahas lebih lanjut mengenai potensi pencemaran udara dari aktivitas boiler serta metoda atau cara pengendaliannya. Selain itu adanya standar operasional yang disusun akan sangat membantu pengendalian pencemaran dari aktivitas ini.

3.4 Pengaruh Jenis Bahan Bakar Boiler terhadap Emisi Gas Buang

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa jenis serta kuantitas dari bahan bakar dapat menentukan emisi gas buang. Penggunaan bahan bakar baik padat maupun cair akan menghasilkan gas-gas seperti CO2, SO2, NO2 dan abu, baik yang merupakan bottom ash

maupun fly ash. Sedangkan metoda atau cara sederhana untuk menentukan emisi gas buang dari jenis bahan bakar boiler dapat dilakukan dengan stoikiometri reaksi kimia pembakaran, perhitungan dengan asumsi tipikal dari berbagai kondisi pembakaran rata-rata, atau dengan menggunakan data tipikal rata-rata emisi berbagai jenis bahan bakar serta hasil pengukuran lapangan.

Perhitungan ini dengan asumsi bahwa pembakaran sempurna (pembakaran dengan rasio F/A yang sesuai dengan excess udara yang cukup akan menghasilkan pembakaran yang mendekati sempurna, perhitungan ini boleh digunakan sebagai pendekatan). Data yang dibutuhkan dalam perhitungan gas emisi dalam hal ini, antara lain:

1. Rumus kimia bahan yang akan dibakar, secara umum bahan bakar fosil terdiri atas C, H, O, N, S dengan rumus umum CaHbOcNdSe; sehingga bisa dihitung reaksi

stoikiometrinya dengan oksidasi (pembakaran sempurna) CaHbOcNdSe + f O2  a

CO2 + b/2 H2O + e SO2 + d NO2

2. Berat molekul masing-masing senyawa yang ada pada stoikiometri

3. Kebutuhan bahan bakar tiap waktu atau dapat juga dihitung berdasarkan energi yang dihasilkan (per kW energi)

4. Jenis gas emisi dapat dilihat dari reaksi yang terjadi di atas, sangat berhubungan dengan kandungan unsur dalam rumus kimia bahan bakar. Sehingga jika bahan bakar hanya mengandung CHONS, maka emisi gas yang dihasilkan CO2, H2O, SO2, NO2

(pembakaran sempurna) atau C, CO, CO2, H2O, SO2, NO2 (pembakaran tidak

sempurna, kekurangan pasokan udara; rasio F/A tidak terpenuhi) atau C, CO, CO2,

H2O, SO2, NO2, dan uap bahan bakar (jika pembakaran pada suhu terlalu rendah).

Contoh:

Batu Bara, dengan asumsi umum rumus kimia C100H85S21N15 O95

Jika dalam suatu industri, untuk menghasilkan 10000 kW energi dibutuhkan 1 ton batubara, maka emisi yang dikeluarkan dapat dihitung dengan cara berikut, atau jika dalam industri tersebut dibutuhkan 2 ton batu bara tiap hari, maka dapat diestimasikan beban emisi yang dikeluarkan adalah sebagai berikut:

Reaksi yang terjadi secara umum dan ideal:

C100H85S2.1N1.5O9.5 + 120.1O2 → 100CO2 + 42.5H2O + 2.1SO2 + 1.5NO2

Sehingga setiap 1 mol batu bara (1,525 kg) akan menghasilkan emisi sebanyak, (berat molekul batu bara = 1525 g/mol):

CO2 = 100 mol (BM = 44 g/mol)  beban emisi = 44 g/mol x 100 mol = 4400 gram

SO2 = 2,1 mol (BM = 64 g/mol)  beban emisi = 64 g/mol x 2,1 mol = 134,4 gram

NO2 = 1,5 mol (BM = 46 g/mol)  beban emisi = 46 g/mol x 1,5 mol = 69 gram

Untuk tiap 1 ton batu bara dengan jenis di atas maka beban emisi masing-masing gas (dapat juga dihitung per kW energi yang dihasilkan)

CO2 = (4,4 kg CO2/1,525 kg batu bara)*1000 kg/ 1 ton = 2885,45 kg CO2/ton batubara

SO2 = (0,1344 kg SO2/1,525 kg batu bara)*1000 kg/ 1 ton = 88,13 kg SO2/ton batubara

NO2 = (0,069 kg NO2/1,525 kg batu bara)*1000 kg/ 1 ton = 45,25 kg NO2/ton batubara

Perhitungan emisi gas per kW energi

CO2 = 2885,45 kg CO2/ton batubara * 1 ton batubara/10000 kW =0,2885 kg/kW

SO2 = 88,13 kg SO2/ton batubara * 1 ton batubara/10000 kW =0,0088 kg/kW

NO2 = 45,25 kg NO2/ton batubara * 1 ton batubara/10000 kW =0,0045 kg/kW

Atau jika diketahui kebutuhan batubara perwaktu, seperti kebutuhan batu bara 2 ton/hari, maka beban emisi tersebut adalah:

CO2 = 2885,45 kg CO2/ton batubara x 2 ton batu bara/hari = 5770,9 kg/hari = 240,45 kg/jam

SO2 = 88,13 kg SO2/ton batubara x 2 ton batu bara/hari = 176,26 kg/hari = 7,34 kg/jam

NO2 = 45,25 kg NO2/ton batubara 2 ton batu bara/hari = 90,5 kg/hari = 3,77 kg/jam

Perhitungan ini dengan asumsi bahwa pembakaran terjadi seperti keadaan rata-rata. Beberapa kemungkinan gas emisi dihasilkan dihitung berdasarkan analisis proximat kadar abu, kadar sulfur, kadar karbon (pada kasus ini kadar nitrogen dalam bahan bakar dianggap sesua perbandingan C dan S, secara umum). Data yang dibutuhkan dalam perhitungan gas emisi dalam hal ini, antara lain:

 Data analisis proksimat kadar abu (%), kadar S (%), kadar C (%) dan kebutuhan bahan bakar (ton/jam)

 Data-data lain diasumsikan mengikuti perbandingan dari data analisis proksimat di atas.

 Jenis gas emisi dapat dilihat dari reaksi yang terjadi di atas, dengan asumsi pembakaran tidak sempurna benar, sangat berhubungan dengan kandungan unsur dalam rumus kimia bahan bakar. Sehingga jika bahan bakar hanya mengandung CHONS, maka emisi gas yang dihasilkan CO2, H2O, SO2, NO2 (pembakaran sempurna) atau atau CO, CO2, H2O, SO2,

NO2, dan uap bahan bakar atau hidro karbon (HC) (jika pembakaran pada suhu terlalu

rendah)

Kadar emisi dapat dihitung dengan pendekatan nilai sebagai berikut:

A (ash) %

Particullate

(g/s) SOx (g/s) CO (g/s) HC (g/s) NOx (g/s) CO2 (g/s)

S % 8A 19S 0,5 0,15 9 Bahan bakar (ton/jam) 8*A*BB* 1000/3600 19*S*BB* 1000/3600 0,5*BB* 1000/3600 0,15*BB* 1000/3600 9*BB* 1000/3600 BB*C*(44/12)* 1000/3600 Kadar C (%) Catatan: A = kadar abu (%) BB = bahan bakar S = sulfur (%) Contoh:

Dalam operasional pabrik dibutuhkan batu bara sebagai bahan bakar 12 ton/jam, jika data analisis bahan bakar menunjukkan kadar abu 8 %, kadar S 5 % dan kadar C 41 %, maka dapat diperkirakan emisi yang dihasilkan adalah sebagai berikut:

Partikulat (g/s) = 8 x 8 x 12 x 1000/3600 = 213,33 g/s SOx (g/s) = 19 x 5 x 12 x 1000/3600 = 316,67 g/s CO (g/s) = 0,5 x 12 x 1000/3600 = 1,67 g/s HC (g/s) = 0,15 x 12 x 1000/3600 = 0,5 g/s NOx (g/s) = 9 x 12 x 1000/3600 = 30 g/s CO2 (g/s) = 12 x 41 x (44/12) x 10000/36000 = 5011,11 g/s

Secara umum, jenis emisi gas tergantung pada jenis dan kandungan bahan bakar yang digunakan dalam pembakaran. Emisi yang dikeluarkan dari pembakaran batu bara akan berbeda dengan emisi yang dihasilkan oleh premium, demikian juga dengan yang lainnya. Data yang dibutuhkan dalam penentuan gas emisi dalam hal ini, antara lain:

 Jenis bahan bakar yang digunakan akan menentukan secara kualitatif gas emisi yang dihasilkan. Secara umum, semua bahan bakar yang berasal dari senyawa hidrokarbon akan menghasilkan gas emisi berupa C, CO, CO2, H2O dan HC, tergantung peroses

kesempurnaan kondisi dan pembakarannya. Gas-gas lain yang dihasilkan tergantung jenis bahan bakar. Solar dan minyak industri bahan dasarnya mengandung N-organik dan S-organik, sehingga pembakarannya akan menghasilkan gas emisi SOx dan NOx, selain gas emisi di atas. Premium biasanya hanya akan menghasilkan tambahan gas emisi pertikulat mengandung Pb. Batu bara akan hampir sama dengan solar namun kadar SOx dan NOx biasanya lebih besar

 Jenis dan jumlah gas yang diemisikan dapat dianalisis langsung dengan metode analisis gas emisi.

Perhitungan menggunakan data tipikal rata-rata emisi berbagai jenis bahan bakar serta hasil pengukuran lapangan.

Selain berdasarkan perhitungan diatas, cara untuk menentukan jumlah gas buang yang dihasilkan adalah dengan menggunakan factor emisi. US EPA, mendekati pentuan emisi berdasarkan metoda ini. Pada Tabel 3.1 sampai dengan 3.5 berikut.

Tabel 3.1 Faktor Emisi dengan Batubara Tanpa Peralatan Pengendali Ukuran Furnace (106 Btu/jam heat input) Partikulata Sulfur Oksidab Karbon Monoksida Hidrokarbonc Nitrogen Oksida Aldehid (lb /ton batubara yang terbakar) (lb /ton batubara yang terbakar) (lb /ton batubara yang terbakar) (lb /ton batubara yang terbakar) (lb /ton batubara yang terbakar) (lb /ton batubara yang terbakar)

Lebih besar dari 100 (utilitas dan luas boiler industri) Dihancurkan - Umum - Wet bottom - Dry bottom 16A 13Ad 17A 2A 38S 38S 38S 38S 1 1 1 1 0.3 0.3 0.3 0.3 18 30 18 55 0.005 0.005 0.005 0.005 10 hingga 100 (luas boiler industri komersial dan umum) spreader stokere 13A f 38S 2 1 15 0.005 Kurang dari 10 (furnace komersil dan domestik) underfed stoker 2A 38S 10 3 6 0.005 Keterangan:

a. Huruf A pada seluruh unit lainnya dibandingkan dengan peralatan hand-fired mengindikasikan bahwa berat persentase abu pada batubara harus multiple dari nilai yag diberikan. Contoh jika faktor adalah 16 dan kandungan abu 10 %, emisi partikulat sebelum peralatan pengendali harus 10 kali 16, atau 160 pon partikulat per ton batubara.

b. S sama dengan kandungan sulfur. c. Merupakan methan.

d. Tanpa penginjeksian kembali fly ash.

e. Pada semua stoker yang menggunakan 5A untuk faktor emisi partikulat.

f. Tanpa penginjeksian kembali fly ash. Dengan penginjeksian kembali fly ash menggunakan 20A. Nilai ini bukan merupakan faktor emisi tetapi merepresentasikan beban masuk pada peralatan pengendali.

Tabel 3.2 Faktor Emisi dengan Menggunakan Bahan Bakar Minyak

Polutan

Tipe Boilera

Power Plant Industri dan komersil Domestik Residu Minyak Residu Minyak Distilasi Minyak Distilasi (lb/103 gal) (lb/103 gal) (lb/103 gal) (lb/103 gal)

Partikulatb C C 2 2.5 Sulfur dioksidad 157S 157S 142S 142S Sulfur trioridad 2S 2S 2S 2S Karbon monoksidae 5 5 5 Hidrokarbon (total, sebagai CH4) f 1 1 1 1 Nitrogen oksida (total, sebagai NO2) 105 (50) 8gh 60fi 22 18 Keterangan:

a. Boiler bisa diklasifikasikan, secara kasar, berdasarkan gross-nya (lebih tinggi) tingkat heat input sebagai berikut:

- Boiler power plant (utilitas) : lebih besar daripada 250 x 106 Btu/jam.

- Boiler industri : lebih besar daripada 15 x 106 tetapi kurang dari 250 x 106 Btu/jam. - Boiler komersil : lebih besar daripada 0,5 x 106 tetapi kurang dari 15 x 106 Btu/jam. - Boiler domestik (residen) : kurangb dari 0,5 x Btu/jam.

b. Partikulat pada tabel tersbut didefinisikan sebagai material yang dikumpulkan oleh EPA metode 5.

c. Faktor emisi partikulat untuk pembakaran minyak residu, secara rata-rata dideskripsikan paling baik, yang berfungsi sebagai tingkatan bahan bakar minyak dan kandungan sulfur, seperti berikut ini.

Minyak tingkat 6 : lb/103 gal = 10 (S) + 3

Dimana : S adalah persentase dari berat sulfur pada minyak. Minyak tingkat 5 : 10 lb/103 gal

Minyak tingkat 4 : 7 lb/103 gal

d. S adalah persentase dari berat sulfur pada minyak.

e. Emisi karbon monoksida bisa meningkat oleh faktor 10 hingga 100 jika sebuah unit dioperasikan tidak tepat atau tidak dirawat dengan baik.

f. Emisi hidrokarbon secara umum dapat diabaikan kecuali jika tidak dirawat dengan baik. Pada kasus emisi dapat meningkat oleh besarnya beberapa orde.

g. Menggunakan 50 lb/103 gal untuk boiler secara tangensial dan 105 lb/103 gal untuk lainnya, pada beban masuk penuh dan normal (lebih besar dari 15 %) kelebihan udara. Pada pengurangan beban masuk, emisi NOx tereduksi sebesar 0,5 hingga 1 persen,

secara rata-rata untuk setiap persentase reduksi pada boiler load.

h. Beberapa modifikasi pembakaran bisa ditujukan untuk mereduksi NOx ; (1) keterbatasan

kelebihan udara pembakaran bisa mereduksi emisi NOx sebesar 5 hingga 30 persen. (2)

pembakaran bertahap bisa mereduksi emisi NOx sebesar 20 hingga 45 persen, dan (3)

resirkulasi buangan gas bisa mereduksi emisi NOx sebesar 10 hingga 45 persen.

Modifikasi kombinasi telah diterapkan untuk mereduksi emisi NOx sebanyak 60 % pada

boiler tertentu.

i. Emisi nitrogen oksida dari pembakaran sisa minyak di boiler komersil dan industri sangat tergantung pada kandungan nitrogen pada bahan bakar dan bisa terpisah secara akurat berdasarkan hubungan empirik berikut;

lb NO2/10 3

gal = 22 + 400 (N)2

Dimana N adalah persentase dari berat nitrogen pada minyak.

Catatan : untuk minyak residu mempunyai kandungan yang tinggi (lebih besar dari 0,5 % dari berat), satu harus menggunakan 120 lb NO2/10

3