Jangan Buang Komputer Bekas, Di Dalamnya Ada Emas, Ini Cara Ambilnya

Punya komputer bekas jangan dibuang gan, didalamnya ada motherboard yang bisa disulap menjadi emas, bahkan cincin perkawinan yang mewah, begini cara memprosesnya:

Tahukah Anda jika di dalam Motherboard bekas ada emasnya, ya di konektor IDE, slot PCI Express, PCI, AGP, ISA, dan port lain, pin jumper, soket prosesor, dan DIMM (SIMM di motherboard yang lebih tua) juga slot. Semua konektor yang umumnya berwarna kuning ini sebenarnya terdapat lapisan emas yang sangat tipis sekali membungkusnya. Yuk mari kita praktekan bersama cara membuat Motherboard lama dan bekas anda menjadi sebuah cincin.

Sediakan beberapa alat bantu seperti tang berbagai ukuran, lalu cabut satu persatu konektor para slot dan port yang ada di motherboard Anda

Setelah terkumpul semua, maka siapkanlah bahan-bahan kimia untuk membantu memisahkan emas dan logam lain yang tidak kita butuhkan.

Dengan menjalankan arus listrik melalui , dengan menggunakan pengisi daya baterai biasa, tembaga di anoda (dan di pin) larut dan diendapkan pada katoda utama .Emas, terlepas dari tembaga, bentuk sedimen di bagian bawah sel. Juga mencatat bahwa suhu bak meningkat secara signifikan selama proses ini. 

Hati-hati untuk selalu menuangkan asam ke dalam air, dan bukan sebaliknya! Jika Anda melakukannya salah, pertama tetesan air yang menyentuh permukaan asam sulfat akan segera menguap dan dapat menyebabkan percikan asam.

Menggunakan filteruntuk memisah campuran dari berbagai logam dan kotoran. Dan kini sekarang semuanya larut dalam campuran asam klorida 35% dan klorin pemutih (sodium hipoklorit) sebesar 5%, dalam proporsi 2 banding 1.

2 HCl + NaClO -> Cl2 + NaCl + H2O

Hati-hati! Reaksi ini sangat eksotermik dan menghasilkan klorin, gas yang sangat berbahaya. Gas khlor digunakan sebagai senjata kimia selama Perang Dunia pertama, di bawah nama bertholite.

Bahkan, klorin di produksi dengan mencampur asam klorida dengan pemutih klorin lalu merubah emas untuk membentuk emas (III) klorida.

2 Au + 3 Cl2 -> 2 AuCl3

Untuk mendapatkan emas murni, kita sekarang perlu untuk mengendapkan emas yang dalam larutan. Untuk itu, kami menggunakan metabisulfite bubuk natrium. Dengan adanya air, natrium menghasilkan metabisulfite natrium bisulfit.

Na2S2O5 + H2O -> 2 NaHSO3

  

Natrium bisulfit ini adalah bahan yang akan memungkinkan untuk mengendapkan emas.

3 NaHSO3. AuCl3 + 2 + 3 H2O -> 3 NaHSO4 + 6 HCl + 2 Au

Hasil lalu dilebur dan dipanaskan hingga suhu 1064 ° C (1947,52 ° F) dengan gas butana

Akhirnya jadi deh emas, dan tinggal dibentuk menjadi cincin pernikahan, gimana gan mau coba?

Sumber: http://ruanghati.com/2010/08/31/motherboard_jadi_emas/

Read more »

Penempatan Fluida Pada STHE : Tube Side vs Shell Side

Letakkan lah sesuatu pada tempatnya, siapa sih yang tidak kenal dengan kata-kata ini ? Makna kata ini dapat berarti menempatkan sesuatu dengan benar, sesuai dengan fungsi dan tugas. Begitu juga dengan penempatan fluida pada sebuah Shell & Tube Heat Exchanger ( STHE ). Kita mengetahui bahwa Sebuah STHE memiliki dua buah aliran ( stream ) yang terpisah yaitu pertama pada aliran dibagian Tube dan yang kedua aliran bagian Shell. Penempatan fluida pada tempat yang tepat akan dapat memperpanjang masa penggunaan STHE serta dapat pula mengurangi cost. Penempatan fluida apakah itu dibagian shell ataupun tube dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti, viskositas, temperature, flowrate dan lain – lain.

Viskositas

Viskositas dapat diartikan sebagai ketahanan fluida terhadap gaya atau tegangan geser ( shear stress ) atau dapat pula diartikan sebagai ukuran tahanan aliran fluida. Semakin tinggi nilai viskositas suatu fluida ( semakin kental ) maka akan semakin kecil kecepatan alir, begitu pula sebaliknya semakin kecil nilai viskositas suatu fluida ( fluida tersebut encer ) maka semakin tinggi pula kecepatan alir fluida tersebut. suatu Fluida dapat mengalir secara laminar maupun turbulen, untuk perpindahan panas, aliran turbulen lebih disenangi dari pada aliran laminar, karena pada aliran turbulen terdapat semacam gerakan mencampur yang dilakukan oleh purasaran – pusaran atau vortex ( disebut juga dengan arus Eddie ), gerakan atau pusaran ini membawa sejumlah energi melintasi dari layer – layer ( lapisan imaginary fluida ) sehingga menyebabkan perpindahan panas lebih merata pada seluruh fludia.

Umumnya STHE fluida yang memiliki tingkat kekentalan yang tinggi ditempatkan pada bagian shell, memang bisa saja ditempatkan pada bagian tube. Kita ingat bahwa koefisien perpindahan panas total terdiri dari koefisien panas individu baik pada shell dan tube serta ditambah dengan faktor fouling. Baik pada koefisien perpindahan panas shell maupun tube sama - sama dipengaruhi oleh kecepatan alir ( linear velocity ), kecepatan alir tersebut merupakan salah satu variable pada bilangan Reynold. Pada tube kita bisa saja menaikkan kecepatan alir dengan membuat variasi jumlah pass, semisal dari 1 menjadi 2, 4, 6, 8, dan seturusnya, namun tentunya hal ini ada batas atau limitnya, sedangkan pada shell dengan memperkecil jarak antar baffle ( baffle spacing ) kita dengan mudah dapat menaikkan kecepatan alir. Umumya lebih mudah memodifikasi jarak antar baffle dari pada melakukan perubahan pada jumlah tube.

Dengan memperkecil jarak antar baffle maka diharapkan terjadi peningkatan pada cross flow velocity shell, dengan meningkatnya cross flow velocity diharapkan tingkat turbulensi fluida juga akan semakin tinggi dengan begitu akan meningkatkan koefisien perpindahan panas shell. Baffle pada shell disamping memiliki fungsi sebagai peningkat cross flow velocity shell juga memiliki fungsi sebagai penahan atau support dari tube. Namun begitu seperti yang telah disunggung diatas , tidak tertutup kemungkinan viscous fluid di bagian tube, hal ini berlaku jika fluida tersebut memiliki tingkat korosi yang tinggi.

Korosi

Disamping fouling, korosi merupakan musuh bagi STHE, bahkan menjadi musuh bagi semua peralatan di berbagai industri kimia. Korosi tidak hanya menyebabkan life time dari peralatan yang bersangkutan tersebut menjadi lebih pendek yang lebih utama lagi menyebabkan pembengkakan cost akibat dari penggantian akibat kerusakan peralatan serta kerugian yang ditimbulkan dari terhambat proses produksi.

Untuk masalah korosi , masalah ini bisa diselesaikan dengan pemilihan material yang tepat, namun begitu sebuah STHE merupakan kumpulan dari beberapa unsur – unsur seperti tube, rear end dan front end head , shell cover dan lain – lain, sehingga hitung – hitunganya untuk pemilihan material yang tepat adalah mana yang lebih memberikan cost yang lebih murah, apakah semua unsur ( shell & tube ) harus memiliki material tahan korosi atau unsur - unsur tertentu saja yang harus memiliki material tahan korosi, hal ini dipengaruhi oleh apakah penempatan fluida di shell atau tube. Umumnya harga material yang tahan korosi lebih mahal dari pada material yang kurang atau bahkan tidak tahan terhadap korosi. 

Jika kedua aliran baik aliran panas ( Hot Stream ) maupun aliran dingin ( Cold Stream ) bukan merupakan aliran yang korosif, maka tidaklah menjadi suatu permasalahan untuk penempatan fluida apakah di shell atau di tube , namun jika fluida salah satu dari kedua fluida tersebut adalah fluida yang korosif tentu berbeda lagi. Jika fluida yang korosif ditempatkan di bagian tube maka hanya komponen bagian tube saja ( seperti tube, channel dan channel cover serta bagian tubesheet ) yang harus memiliki material tahan korosif ( atau dengan kata lain superior metallurgy material ), sedangkan apabila fluida korosif tersebut ditempatkan dibagian shell, maka tidak hanya komponen tube saja ( komponen luar tube ) yang harus tahan korosi namun komponen bagian shell ( seperti shell, shell cover, floating head cover, dan tubesheet , baffle ) juga harus terhadap korosi.

Untuk dua buah STHE yang identik ( baik itu dari panjang tube, diameter shell, ketebalan tube, tube diameter) maka design STHE yang dimana fluida korosif ditempatkan dibagian shell akan lebih mahal bila dibandingkan ditempatkan dibagian tube. Oleh karena itu fluida korosif ditempatkan pada bagian tube.

Fouling

Fouling dapat diartikan sebagai endapan yang tidak diinginkan pada permukaan perpindahan panas. Fluida dengan tingkat fouling yang tinggi biasanya ditempatkan pada bagian tube, karena pembersihan secara mekanik ( mechanical cleaning ) pada bagian dalam tube ( inside tube ) lebih mudah dari pada bagian luar tube ( outside tube ). Jika fluida proses adalah fluida dengan tingkat fouling serta viskositas tinggi, sebaiknya penempatan fluida proses dibagian tube perlu dipertimbangkan kembali. Penempatan fouling dan viscous fluid baik pada bagian shell atau tube masing – masing memiliki efek terhadap cost yaitu pertama apabila fluida tersebut ditempatkan di shell maka intial cost ( fixed cost ) STHE lebih rendah dikarenakan laju perpindahan panas yang baik ( lihat bagian Viskositas ) namun operating cost akan lebih tinggi hal ini disebabkan oleh tingginya frekuensi cleaning dan sulitnya melakukan cleaning pada bagian shell ( outside tube ) , yang kedua apabila fluida tersebut ditempatkan dibagian tube, maka initial cost akan lebih besar sementara operating cost akan lebih kecil.

Meminimalkan fouling dapat dilakukan pada saat melakukan design, salah satu cara meminimalkan fouling pada bagian shell ( jika fluida ditempatkan dibagian shell ) adalah dengan cara mengoptimalkan design baffle ( jarak antar baffle dan baffle cut ). Pada bagian shell terdapat suatu area yang dinamakan dengan dead space, dead space ini terdapat pada kedua sisi baffle ( lihat gambar dibawah ini ) :

Pada gambar diatas, warna hitam menunjukkan dead space, dimana pada dead space tersebut banyak terbentuk fouling. Dengan mengoptimalkan design baffle, berarti meminimalkan dead space area sehingga mengurangi fouling. Kedua gambar diatas memperlihatkan efek dari jarak antar baffle dan baffle cut. Baffle cut yang optimum adalah antara 20% – 30 %, kebanyakan literatur merekomendasikan penggunaan baffle cut sebesar 25% ( optimum value ). Untuk proses yang hanya melibatkan panas sensible pada shell ( cooling, heating ), sebaiknya menggunakan horizontal cut baffle, sementara untuk proses yang melibatkan perubahan fase ( seperti kondensasi, vaporization ) digunakan vertical baffle cut. Rasio baffle spacing/shell diameter yang baik akan mengurangi jumlah fouling yang terbentuk pada shell, nilai rasio yang disarankan ( rule of thumb ) adalah sebesar 0.3 – 0.6. Pemilihan baffle cut dan baffle spacing yang baik akan menghasilkan cross flow yang lebih tinggi dan hanya terdapat sedikit leakage dan baypass stream, pada gambar diatas cross flow ditandai dengan aliran yang diberi anak panah pada bagian shell.

  

Pressure

Untuk aliran fluida bertekanan tinggi maka sebaiknya ditempatkan pada bagian tube. Dengan menempatkan fluida bertekanan tinggi pada bagian tube akan memberikan cost yang lebih rendah. Dengan menempatkan fluida yang memiliki tekanan tinggi ( internal pressure ) pada bagian tube, maka hanya pada bagian tube saja yang akan didesign sedemikain rupa sehingga tahan terhadap internal pressure , semakin tinggi internal pressure, maka tube akan memiliki ketebalan atau thickness yang tinggi pula, jika fluida bertekanan tinggi ditempatkan pada shell, maka tidak hanya shell saja yang harus tahan terhadap tekanan, tube bagian luar juga harus tahan terhadap tekanan ( tahan terhadap external pressure )

Flowrate

Variable flowrate erat kaitannya dengan kecepatan alir, kecepatan alir berhubungan erat dengan koefisien perpindahan panas. Perhatikan persamaan koefisien perpindahan panas di tube dan shell dibawah ini :

Koefisien perpindahan panas tube, hi

Koefisien perpindahan panas shell, ho

Koefisien perpindahan panas tube dipengaruhi oleh, Re, Pr, diameter dalam tube, viskositas, serta thermal konduktifitas, sedangkan Koefisien perpindahan panas shell dipengaruhi oleh Re, Pr, diameter ekivalen, viskositas, serta thermal konduktifitas. Variable flowrate ( laju alir ) akan mempengaruhi besaran nilai dari Re ( reynold number ), persamaan Re pada tube dapat dijabarkan dalam beberapa bentuk :

Dimana :

Di = diameter dalam tube

ρ = densitas fluida

vt = kecepatan alir ( m/s atau ft/s )

Mt = mass flowrate tube ( kg/s atau lb/s)

μ = viskositas

NP = jumlah pass tube

Nt = jumlah tube

Sedangkan persamaan Re untuk shell

Dimana :

De = diameter ekivalen

ρ = densitas fluida

vs = kecepatan alir shell ( m/s atau ft/s )

Ms = mass flowrate shell ( kg/s atau lb/s)

μ = viskositas

Do = diameter luar tube

lb = jarak antar baffle

pt = pitch

As = cross flow area shell

Dari kedua persamaan Re baik untuk tube maupun shell diatas, kita dapat melihat variable apa saja yang mempengaruhi nilai Re tersebut. Pada tube, menaikkan nilai bilangan Re dapat dilakukan dengan meningkatkan jumlah pass tube misal dari 1, ke 2, 4, 6 atau bahkan 8, namun dengan semakin besar pass tube maka diameter shell akan semakin besar sementar diameter shell terdapat nilai limitnya . Menaikkan jumlah tube tidak hanya memberikan efek terhadap bagian tube tetapi juga memberi efek terhadap shell, salah satunya adalah ineffisien flow pattern pada shell. Sedangkan pada shell, bilangan Re dapat dinaikkan dengan cara memodifikasi baffle yaitu jarak antar baffle dan baffle cut. Dengan memperkecil jarak antar baffle kecepatan fluida pada shell dapat dinaikkan , dengan demikian akan memperbesar nilai Re ( lihat bagian Fouling ). Dengan demikian untuk flowarate yang rendah, sebaiknya fluida tersebut ditempatkan dibagian shell. Yang perlu diperhatikan adalah bahwa nilai koefisien perpindahan panas baik pada tube maupun shell adalah fungsi dari dua buah bilangan yaitu Re dan Pr ( prandtl ), Pr adalah fungsi dari kapasitas panas, viskositas dan thermal konduktifitas. Jika pada tube, Re berbanding terbalik dengan nilai viskositas, maka bilangan Pr, nilai Pr berbanding lurus dengan viskositas, namun begitu bilangan Re lebih dominan dari pada bilangan Pr, sehingga untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas baik pada tube dan shell lebih cenderung dilakukan usaha – usahan untuk menaikkan nilai bilangan Re dari pada bilangan Pr.

Temperature

Untuk aliran fluida dengan temperature yang cukup tinggi sebaiknya ditempatkan dibagian tube, mengingat dengan menempatkan fluida tersebut dibagian tube akan dapat mengurangi overall cost , fluida dengan temperature yang tinggi memerlukan material yang khusus ( special alloys ), jika fluida bertemperature tinggi ditempatkan pada bagian shell, maka sebaiknya bagian permukaan shell tersebut ( bagian luar shell yang memiliki kontak lansung dengan lingkungan ) sebaiknya diisolasi, apabila hal ini tidak dilakukan maka akan terjadi Heat loss. untuk proses - proses yang memerlukan pemanasan seperti Heater, tentu saja hal ini akan sangat merugikan mengingat besarnya heat loss yang terjadi, karena fluida panas yang seharusnya memberikan panas ke fluida dingin harus kehilangan panas ( ke lingkungan ).

Sumber :

1. Eduardo Cao, Heat Transfer in Process Engineering, 2010, McGraw Hill
2. R. Mukherjee, Conquer Heat Exchanger Fouling, 1996, Hydrocarbon Processing
3. R. Mukherjee, Practical Thermal Design of Shell & Tube Heat Exchanger, 2004, Begel House Inc.
4. R.K Sinnot, Chemical Engineering Design Vol.6 4th Ed, 2005, Elsevier
    

sumber asli :
http://blog.unsri.ac.id/chemeng%20sai/opp/penempatan-fluida-pada-sthe-tube-side-vs-shell-side-/mrdetail/13907/

Read more »

Sekilas Tentang Boiler dan Jenis - jenisnya

BOILER

1. Pengertian Boiler 

Menurut UNEP (2006), Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Air panas atau steam pada tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Air adalah media yang berguna dan murah untuk mengalirkan panas ke suatu proses. Jika air dididihkan sampai menjadi steam, volumnya akan meningkat sekitar 1.600 kali, menghasilkan tenaga yang menyerupai bubuk mesiu yang mudah meledak, sehingga boiler merupakan peralatan yang harus dikelola dan dijaga dengan sangat baik.
Sistem boiler terdiri dari: sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

Air yang disuplai ke boiler untuk diubah menjadi steam disebut air umpan. Dua sumber air umpan adalah: (1) Kondensat atau steam yang mengembun yang kembali dari proses dan (2) Air makeup (air baku yang sudah diolah) yang harus diumpankan dari luar ruang boiler dan plant proses. Untuk mendapatkan efisiensi boiler yang lebih tinggi, digunakan economizer untuk memanaskan awal air umpan menggunakan limbah panas pada gas buang.

2. Tipe - tipe Boiler

Boiler terdiri dari bermacam-macam tipe yaitu :

1. Fire Tube Boiler 

Pada fire tube boiler, gas panas melewati pipa – pipa dan air umpan boiler adadidalam shell untuk dirubah menjadi steam. Fire tube boiler biasanya digunakanuntuk kapasitas steam yang relatif kecil dengan tekanan steam rendah sampaisedang. Sebagai pedoman, fire tube boiler kompetitif untuk kecepatan steamsampai 12.000 kg/jam dengan tekanan sampai 18 kg/cm. Fire tube boiler dapatmenggunakan bahan bakar minyak bakar, gas atau bahan bakar padat dalamoperasinya. Untuk alasan ekonomis, sebagian besar fire tube boiler dikonstruksisebagai “paket” boiler (dirakit oleh pabrik) untuk semua bahan bakar.

 Gambar 1. Fire Tube Boiler

2. Water Tube Boiler

Pada water tube boiler, air umpan boiler mengalir melalui pipa – pipa masuk ke dalam drum. Air yang tersikulasi dipanaskan oleh gas pembakar membentuk steam pada daerah uap dalam drum. Boiler ini dipilih jika kebutuhan steam dan tekanan steam sangat tinggi seperti pada kasus boiler untuk pembangkit tenaga. Water tube boiler yang sangat modern dirancang dengan kapasitas steam antara 4.500-12.000 kg/jam, dengan tekanan sangat tinggi. Banyak water tube boiler yang dikonstruksi secara paket jika digunakan bahan bakar minyak bakar dan gas. Untuk water tube boiler yang menggunakan bahan bakar padat, tidak umum dirancang secara paket.

Karakteristik water tube boiler sebagai berikut :

• Forced, induced dan balanced draft membantu untuk meningkatkan efisiensi pembakaran
• Kurang toleran terhadap kualitas air yang dihasilkan dari plant pengolahan air
• Memungkinkan untuk tingkat efisiensi panas yang lebih tinggi

 Gambar 2. Water Tube Boiler 

3. Paket Boiler

Disebut boiler paket sebab sudah tersedia sebagai paket yang lengkap. Pada saat dikirim ke pabrik, hanya memerlukan pipa steam, pipa air, suplai bahan bakar dan sambungan listrik untuk dapat beroperasi. Paket boiler biasanya merupakan tipe shell and tube dengan rancangan fire tube dengan transfer panas baik radiasi maupun konveksi yang tinggi. Ciri-ciri dari packaged boilers adalah:

• Kecilnya ruang pembakaran dan tingginya panas yang dilepas menghasilkan penguapan yang lebih cepat.
• Banyaknya jumlah pipa yang berdiameter kecil membuatnya memiliki perpindahan panas konvektif yang baik.
• Sistem forced atau induced draft menghasilkan efisiensi pembakaran yang baik. Sejumlah lintasan/pass menghasilkan perpindahan panas keseluruhan yang lebih baik.
• Tingkat efisiensi thermisnya yang lebih tinggi dibandingkan dengan boiler lainnya.

Boiler tersebut dikelompokkan berdasarkan jumlah pass/lintasannya yaitu berapa kali gas pembakaran melintasi boiler. Ruang pembakaran ditempatkan sebagai lintasan pertama setelah itu kemudian satu, dua, atau tiga set pipa api. Boiler yang paling umum dalam kelas ini adalah unit tiga pass/lintasan dengan dua set fire-tube/pipa api dan gas buangnya keluar dari belakang boiler.

Gambar 3. Jenis Paket Boiler 3 Pass, bahan bakar Minyak

4. Boiler Pembakaran dengan Fluidized Bed (FBC)
Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) muncul sebagai alternatif yang memungkinkan dan memiliki kelebihan yang cukup berarti dibanding sistem pembakaran yang konvensional dan memberikan banyak keuntungan antara lain rancangan boiler yang kompak, fleksibel terhadap bahan bakar, efisiensi pembakaran yang tinggi dan berkurangnya emisi polutan yang merugikan seperti SOx dan NOx. Bahan bakar yang dapat dibakar dalam boiler ini adalah batubara, barang tolakan dari tempat pencucian pakaian, sekam padi, bagas & limbah pertanian lainnya. Boiler fluidized bed memiliki kisaran kapasitas yang luas yaitu antara 0.5 T/jam sampai lebih dari 100 T/jam.
Bila udara atau gas yang terdistribusi secara merata dilewatkan keatas melalui bed partikel padat seperti pasir yang disangga oleh saringan halus, partikel tidak akan terganggu pada kecepatan yang rendah. Begitu kecepatan udaranya berangsur-angsur naik, terbentuklah suatu keadaan dimana partikel tersuspensi dalam aliran udara sehingga bed tersebut disebut “terfluidisasikan”. Dengan kenaikan kecepatan udara selanjutnya, terjadi pembentukan gelembung, turbulensi yang kuat, pencampuran cepat dan pembentukan permukaan bed yang rapat. Bed partikel padat menampilkan sifat cairan mendidih dan terlihat seperti fluida yang disebut “bed gelembung fluida (bubbling fluidized bed)”. Jika partikel pasir dalam keadaan terfluidisasikan dipanaskan hingga ke suhu nyala batubara, dan batubara diinjeksikan secara terus menerus ke bed, batubara akan terbakar dengan cepat dan bed mencapai suhu yang seragam. Pembakaran dengan fluidized bed (FBC) berlangsung pada suhu sekitar 840C hingga 950°C. Karena suhu ini jauh berada dibawah suhu fusi abu, maka pelelehan abu dan permasalahan yang terkait didalamnya dapat dihindari. Suhu pembakaran yang lebih rendah tercapai disebabkan tingginya koefisien perpindahan panas sebagai akibat pencampuran cepat dalam fluidized bed dan ekstraksi panas yang efektif dari bed melalui perpindahan panas pada pipa dan dinding bed. Kecepatan gas dicapai diantara kecepatan fluidisasi minimum dan kecepatan masuk partikel. Hal ini menjamin operasi bed yang stabil dan menghindari terbawanya partikel dalam jalur gas.

5. Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC)

Boiler Kebanyakan boiler yang beroperasi untuk jenis ini adalah Atmospheric Fluidized Bed Combustion (AFBC) Boiler. Alat ini hanya berupa shell boiler konvensional biasa yang ditambah dengan sebuah fluidized bed combustor. Sistem seperti telah dipasang digabungkan dengan water tube boiler/ boiler pipa air konvensional. Batubara dihancurkan menjadi ukuran 1 – 10 mm tergantung pada tingkatan batubara dan jenis pengumpan udara ke ruang pembakaran. Udara atmosfir yang bertindak sebagai udara fluidisasi dan pembakaran, dimasukkan dengan tekanan, setelah diberi pemanasan awal oleh gas buang bahan bakar. Pipa dalam bed yang membawa air pada umumnya bertindak sebagai evaporator. Produk gas hasil pembakaran melewati bagian super heater dari boiler lalu mengalir ke economizer, ke pengumpul debu dan pemanas awal udara sebelum dibuang ke atmosfir.

6. Pressurized Fluidized Bed Combustion (PFBC) Boiler

Pada tipe Pressurized Fluidized bed Combustion (PFBC), sebuah kompresor memasok udara Forced Draft (FD), dan pembakarnya merupakan tangki bertekanan. Laju panas yang dilepas dalam bed sebanding dengan tekanan bed sehingga bed yang dalam digunakan untuk mengekstraksi sejumlah besar panas. Hal ini akan meningkatkan efisiensi pembakaran dan peyerapan sulfur dioksida dalam bed. Steam dihasilkan didalam dua ikatan pipa, satu di bed dan satunya lagi berada diatasnya. Gas panas dari cerobong menggerakan turbin gas pembangkit tenaga. Sistem PFBC dapat digunakan untuk pembangkitan kogenerasi (steam dan listrik) atau pembangkit tenaga dengan siklus gabungan (combined cycle). Operasi combined cycle (turbin gas & turbin uap) meningkatkan efisiensi konversi keseluruhan sebesar 5 hingga 8 persen.

7. Atmospheric Circulating Fluidized Bed Combustion Boilers (CFBC)

Dalam sistem sirkulasi, parameter bed dijaga untuk membentuk padatan melayang dari bed. Padatan diangkat pada fase yang relatif terlarut dalam pengangkat padatan, dan sebuah down-comer dengan sebuah siklon merupakan aliran sirkulasi padatan. Tidak terdapat pipa pembangkit steam yang terletak dalam bed. Pembangkitan dan pemanasan berlebih steam berlangsung di bagian konveksi, dinding air, pada keluaran pengangkat/ riser. Boiler CFBC pada umumnya lebih ekonomis daripada boiler AFBC, untuk penerapannya di industri memerlukan lebih dari 75 – 100 T/jam steam. Untuk unit yang besar, semakin tinggi karakteristik tungku boiler CFBC akan memberikan penggunaan ruang yang semakin baik, partikel bahan bakar lebih besar, waktu tinggal bahan penyerap untuk pembakaran yang efisien dan penangkapan SO2 yang semakin besar pula, dan semakin mudah penerapan teknik pembakaran untuk pengendalian NOx daripada pembangkit steam AFBC.

Gambar 4. CFBC Boiler

8. Stoker Fired Boilers
Stokers diklasifikasikan menurut metode pengumpanan bahan bakar ke tungku dan oleh jenis grate nya. Klasifikasi utamanya adalah spreader stoker dan chaingate atau traveling-gate stoker.

• Spreader stokers : memanfaatkan kombinasi pembakaran suspensi dan pembakaran grate. Batubara diumpankan secara kontinyu ke tungku diatas bed pembakaran batubara. Batubara yang halus dibakar dalam suspensi; partikel yang lebih besar akan jatuh ke grate, dimana batubara ini akan dibakar dalam bed batubara yang tipis dan pembakaran cepat. Metode pembakaran ini memberikan fleksibilitas yang baik terhadap fluktuasi beban, dikarenakan penyalaan hampir terjadi secara cepat bila laju pembakaran meningkat. Karena hal ini, spreader stoker lebih disukai dibanding jenis stoker lainnya dalam berbagai penerapan di industri.

 Gambar 5. Spreader Stoker Boiler

• Chain-grate atau traveling-grate stoker : Batubara diumpankan ke ujung grate baja yang bergerak. Ketika grate bergerak sepanjang tungku, batubara terbakar sebelum jatuh pada ujung sebagai abu. Diperlukan tingkat keterampilan tertentu, terutama bila menyetel grate, damper udara dan baffles, untuk menjamin pembakaran yang bersih serta menghasilkan seminimal mungkin jumlah karbon yang tidak terbakar dalam abu. Hopper umpan batubara memanjang di sepanjang seluruh ujung umpan batubara pada tungku. Sebuah grate batubara digunakan untuk mengendalikan kecepatan batubara yang diumpankan ke tungku dengan mengendalikan ketebalan bed bahan bakar. Ukuran batubara harus seragam sebab bongkahan yang besar tidak akan terbakar sempurna pada waktu mencapai ujung grate.
   

 

Gambar 6. Traveling Grate Boiler 

9. Pulverized Fuel Boiler
Kebanyakan boiler stasiun pembangkit tenaga yang berbahan bakar batubara menggunakan batubara halus, dan banyak boiler pipa air di industri yang lebih besar juga menggunakan batubara yang halus. Teknologi ini berkembang dengan baik dan diseluruh dunia terdapat ribuan unit dan lebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini. 

Untuk batubara jenis bituminous, batubara digiling sampai menjadi bubuk halus, yang berukuran +300 micrometer (μm) kurang dari 2 persen dan yang berukuran dibawah 75 microns sebesar 70-75 persen. Harus diperhatikan bahwa bubuk yang terlalu halus akan memboroskan energi penggilingan. Sebaliknya, bubuk yang terlalu kasar tidak akan terbakar sempurna pada ruang pembakaran dan menyebabkan kerugian yang lebih besar karena bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagian udara pembakaran masuk menuju plant boiler melalui serangkaian nosel burner. Udara sekunder dan tersier dapat juga ditambahkan. Pembakaran berlangsung pada suhu dari 1300 - 1700 °C, tergantung pada kualitas batubara. Waktu tinggal partikel dalam boiler biasanya 2 hingga 5 detik, dan partikel harus cukup kecil untuk pembakaran yang sempurna. Sistem ini memiliki banyak keuntungan seperti kemampuan membakar berbagai kualitas batubara, respon yang cepat terhadap perubahan beban muatan, penggunaan suhu udara pemanas awal yang tinggi dll. Salah satu sistem yang paling populer untuk pembakaran batubara halus adalah pembakaran tangensial dengan menggunakan empat buah burner dari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku.

Gambar 7. Pembakaran tangensial untuk bahan bakar halus 

 10. Boiler Limbah Panas
Dimanapun tersedia limbah panas pada suhu sedang atau tinggi, boiler limbah panas dapat dipasang secara ekonomis. Jika kebutuhan steam lebih dari steam yang dihasilkan menggunakan gas buang panas, dapat digunakan burner tambahan yang menggunakan bahan bakar. Jika steam tidak langsung dapat digunakan, steam dapat dipakai untuk memproduksi daya listrik menggunakan generator turbin uap. Hal ini banyak digunakan dalam pemanfaatan kembali panas dari gas buang dari turbin gas dan mesin diesel.

 Gambar 8. Skema sederhana Boiler Limbah Panas

11. Pemanas Fluida Termis
Saat ini, pemanas fluida termis telah digunakan secara luas dalam berbagai penerapan untuk pemanasan proses tidak langsung. Dengan menggunakan fluida petroleum sebagai media perpindahan panas, pemanas tersebut memberikan suhu yang konstan. Sistem pembakaran terdiri dari sebuah fixed grate dengan susunan draft mekanis. Pemanas fluida termis modern berbahan bakar minyak terdiri dari sebuah kumparan ganda, konstruksi tiga pass dan dipasang dengan sistem jet tekanan. Fluida termis, yang bertindak sebagai pembawa panas, dipanaskan dalam pemanas dan disirkulasikan melalui peralatan pengguna. Disini fluida memindahkn panas untuk proses melalui penukar panas, kemudian fluidanya dikembalikan ke pemanas. Aliran fluida termis pada ujung pemakai dikendalikan oleh katup pengendali yang dioperasikan secara pneumatis, berdasarkan suhu operasi. Pemanas beroperasi pada api yang tinggi atau rendah tergantung pada suhu minyak yang kembali yang bervariasi tergantung beban sistem. 

Keuntungan pemanas tersebut adalah:

• Operasi sistem tertutup dengan kehilangan minimum dibanding dengan boiler steam.
• Operasi sistem tidak bertekanan bahkan untuk suhu sekitar 250 0C dibandingkan kebutuhan tekanan steam 40 kg/cm2 dalam sistem steam yang sejenis.
• Penyetelan kendali otomatis, yang memberikan fleksibilitas operasi.
• Efisiensi termis yang baik karena tidak adanya kehilangan panas yang diakibatkan oleh blowdown, pembuangan kondensat dan flash steam.
   

Faktor ekonomi keseluruhan dari pemanas fluida termis tergantung pada penerapan spesifik dan dasar acuannya. Pemanas fluida thermis berbahan bakar batubara dengan kisaran efisiensi panas 55-65 persen merupakan yang paling nyaman digunakan dibandingkan dengan hampir kebanyakan boiler. Penggabungan peralatan pemanfaatan kembali panas dalam gas buang akan mempertinggi tingkat efisiensi termis selanjutnya.

Gambar 9. Konfigurasi Pemanas Fluida Termis

Read more »