PENDAHULUAN
Latar Belakang
Proses penyerapan gas menjadi cairan banyak dijumpai dalam dunia industri, seperti pada industri amoniak, pabrik kimia minyak bumi, dan gas alam. Tujuan dari proses absorpsi pada industri adalah untuk memisahkan komponen-komponen dari suatu campuran gas atau menghasilkan suatu produk reaksi, dan salah satu komponen campuran gas yang sering dipisahkan adalah gas karbon dioksida (CO2). Jika gas CO2 tidak dipisahkan dari produk utamanya, maka akan terjadi beberapa dampak negatif.
Dampak negatif lainnya adalah kerugian akibat produk manufaktur yang masih mengandung pengotor berupa gas CO2 dan H2S. Pelepasan gas yang diakibatkannya akan mengakibatkan penumpukan gas CO2 di atmosfer yang dapat menimbulkan efek rumah kaca yang mengakibatkan pemanasan global (Donsius & Fuadi, 2017). Proses absorpsi merupakan salah satu metode yang digunakan untuk menghilangkan kandungan CO2 pada proses gas alam industri.
Khususnya penggunaan kolom serapan gas sebagai alat pemisahan gas, karena banyak proses industri yang menggunakan proses ini. Sangat penting bagi seorang lulusan insinyur kimia untuk mempelajari proses pemisahan menggunakan kolom serapan gas, karena penerapannya dalam proses industri sangat luas.
Tujuan Percobaan
TINJAUAN PUSTAKA
- Absorbsi Gas
- Absorbsi Fisik
- Absorbsi Kimia
- Absorben
- Karbon Dioksida (CO 2 )
- Prinsip Absorbsi
- Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Absorbsi
- Kolom Absorbsi
- Menara Spray
- Menara Gelembung
- Hempl Analyzer
Mekanisme proses penyerapan fisik dapat dijelaskan dengan menggunakan beberapa model, yaitu: teori dua film oleh Whiteman (1923), teori penetrasi oleh Danckwerts, dan teori permukaan terkini (Danckwerts, 1954). Penyerapan fisik terjadi ketika gaya tarik antarmolekul lebih besar daripada gaya tarik antarmolekul atau gaya tarik menarik yang relatif lemah antara adsorbat dan permukaan penyerap. Cairan yang masuk dapat berupa pelarut murni atau larutan encer zat terlarut dalam pelarut, yang disebut cairan lemah, didistribusikan ke seluruh bahan pengisi dengan distributor sehingga, dalam operasi ideal, cairan tersebut akan membasahi permukaan bahan pengisi secara merata (Bansal, 2005). ).
Absorben biasanya menggunakan bahan yang memiliki pori-pori sehingga proses penyerapannya berlangsung di dalam pori-pori tersebut atau pada lokasi tertentu di dalam partikel. Karbon dioksida (CO2) atau asam arang adalah sejenis senyawa kimia yang terdiri dari dua atom oksigen yang terikat secara kovalen dengan atom karbon CO2 dalam bentuk gas pada kondisi suhu dan tekanan standar serta di atmosfer bumi. Karbon dioksida (CO2) merupakan senyawa yang disebut-sebut menjadi penyebab pemanasan global. Selain menyebabkan pemanasan global, karbon dioksida juga dianggap berbahaya bagi industri pengolahan gas alam karena bersifat korosif dan membeku pada suhu operasi yang sangat rendah. .
Proses penyerapan dapat berlangsung jika zat padat atau molekul gas atau cairan bersentuhan dengan molekul penyerap, sehingga terjadi gaya kohesi atau gaya hidrostatis dan gaya ikatan hidrogen antara molekul-molekul seluruh bahan. Proses absorpsi menunjukkan kemana molekul akan meninggalkan larutan akibat reaksi kimia dan fisika serta menempel pada permukaan bahan penyerap. Kelembapan yang tinggi akan membatasi kemampuan gas dalam menyerap panas laten, sehingga tidak menguntungkan bagi proses penyerapan.
Kolom serapan adalah kolom atau tabung tempat berlangsungnya proses penyerapan (penyerapan/koagulasi) zat yang melewati kolom/tabung tersebut. Menara gelembung terdiri dari ruang terbuka besar di mana fase cair mengalir ke ruang tersebut dan gas akan terdispersi dalam fase cair dalam bentuk gelembung halus. Gelembung gas yang kecil akan memberikan bidang kontak yang diinginkan, gelembung yang membesar menciptakan aksi pencampuran dalam fase cair, sehingga mengurangi resistensi fase cair terhadap perpindahan massa.
Tower dengan kolom berbentuk lingkaran atau tray merupakan tower yang banyak digunakan dalam industri. Tower ini terdiri dari beberapa jenis yaitu: saringan, baki katup, dan baki gelembung. Tipe ini merupakan modifikasi dari saringan baki yang terdiri dari bukaan kolom dan bukaan katup. Pada menara ini, zat cair akan mengalir ke bawah melalui permukaan bawah pengepakan, sedangkan zat cair akan mengalir ke atas secara berlawanan arah melalui ruang kosong di antara bahan pengemas.
Kolom kemas adalah suatu peralatan sederhana yang terdiri dari kolom berbentuk cangkang silinder yang berisi pengepakan yang didukung oleh penyangga pengepakan dan dilengkapi dengan distributor untuk mendistribusikan cairan (McCabe, 1987). Dengan pengaturan seperti di atas maka hasil reaksi yang terjadi di dalam kaca dapat maksimal (Hempl, 1906).
METODOLOGI PERCOBAAN
- Alat yang Digunakan
- Bahan yang Digunakan
- Prosedur Percobaan
- Rangkaian Alat
Dengan menggunakan ketiga grafik di atas Anda dapat melihat hubungan antara laju aliran air dengan fraksi gas CO2 yang tersisa. Hubungan antara laju aliran air dengan gas CO2 yang terserap pada titik uji atas (S1) dapat dilihat pada Gambar 4.8. Besarnya CO2 yang terserap dengan variasi laju aliran H2O dan CO2 pada titik uji tengah (S2) dapat dilihat pada Tabel 4.4.
Hubungan antara laju aliran air dengan gas CO2 yang terserap pada titik uji tengah (S2) dapat dilihat pada Gambar 4.9. Besarnya CO2 yang diserap dengan variasi laju aliran H2O dan CO2 pada titik uji bawah (S3) dapat dilihat pada Tabel 4.6. Hubungan antara laju aliran air dengan gas CO2 yang terserap pada titik uji bawah (S3) dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Berdasarkan Gambar 4.8 dan 4.9 terlihat bahwa semakin tinggi laju alir serapan maka semakin tinggi pula gas CO2 yang terserap. Hubungan antara laju aliran CO2 dengan gas CO2 yang terserap pada titik uji atas (S1) dapat dilihat pada Gambar 4.11. Hubungan antara laju alir CO2 dengan gas CO2 yang terserap pada titik uji tengah (S2) dapat dilihat pada Gambar 4.12.
Hubungan antara laju aliran CO2 dengan gas CO2 yang diserap pada titik uji bawah (S3) ditunjukkan pada Gambar 4.13. Berdasarkan Gambar 4.11 dan 4.12 terlihat bahwa semakin tinggi laju aliran penyerap maka semakin besar pula jumlah gas CO2 yang terserap. Hal ini menurut (Robiah et al., 2021), semakin tinggi laju aliran penyerap maka semakin banyak gas CO2 yang terserap.
Jumlah CO2 yang terserap pada setiap kolom S1, S2 dan S3 semakin meningkat seiring dengan meningkatnya laju aliran air dan gas CO2. Fraksi gas CO2 pada setiap kolom semakin meningkat seiring dengan meningkatnya laju aliran air dan CO2. Pengaruh variasi laju aliran gas alam terhadap penyerapan gas CO2 dan waktu pembakaran gas alam.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
- Sampel Kolom S 1
- Sampel Kolom S 2
- Sampel Kolom S 3
Pembahasan
- Hubungan Laju Alir Air terhadap Fraksi Gas CO 2 pada Hampl
- Hubungan Laju Alir CO 2 terhadap Fraksi Gas CO 2 pada Alat
- Perbandingan Jumlah CO 2 Terabsorbsi dengan Ketinggian
- Hubungan Laju Alir Air terhadap Jumlah Gas CO 2 yang
- Hubungan Laju Alir CO 2 terhadap Jumlah Gas CO 2 yang
Laju aliran air masing-masing sebesar 3 L/menit, 5 L/menit, dan 7 L/menit, sedangkan laju aliran gas CO2 masing-masing sebesar 2 L/menit dan 4 L/menit. Semakin rendah laju alir maka persentase serapannya semakin tinggi, hal ini dikarenakan semakin rendah laju alir maka semakin lama waktu kontak antara CO2 dengan H2O sehingga CO2 dapat terdispersi dengan baik dalam H2O. Namun semakin tinggi laju aliran atau debit aliran maka persentase serapannya akan semakin rendah.
Penelitian menurut (Robiah et al., 2021) juga menunjukkan hasil yang sama dengan hasil percobaan yaitu laju aliran air, semakin kecil laju aliran maka persentase serapannya semakin tinggi. Dari grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju aliran gas CO2 (F3/(F2+F3) maka fraksi gas CO2 akan semakin rendah. Menurut (Hanif & Al Rasid, 2016) peningkatan laju aliran CO2 akan menyebabkan peningkatan laju penyerapan gas, sehingga fraksi gas CO2 akan berkurang, sisa gas akan berkurang.
Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan (Robiah et al., 2021), semakin tinggi laju aliran penyerap maka semakin banyak pula gas CO2 yang terserap. Ini berarti rasio fraksi CO2 di flow meter dan fraksi dari alat analisa meningkat seiring dengan meningkatnya laju aliran air dan CO2. Kajian pengaruh laju alir Naoh dan waktu kontak terhadap penyerapan gas CO2 menggunakan penyerap tipe saringan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan perhitungan keseimbangan massa diketahui terjadi peningkatan jumlah CO2 yang terserap seiring dengan bertambahnya tinggi katup. Dengan bertambahnya tinggi kolom penyerap maka kadar gas CO2 akan berkurang sehingga dapat disimpulkan bahwa CO2 yang diserap berbanding lurus dengan tinggi kolom.
Saran
Proses penyerapan gas CO2 pada biogas menggunakan penyerap tipe paket dengan analisis pengaruh aliran penyerap NaOH.
