TUGAS UO 1 ( PROSES MEKANIKA )

PENERAPAN ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR DALAM INDUSTRI

KELOMPOK 22

AFIQ UBAIDAH (21030112130151)

M DZIKRI HANIF (21030112130084)

REZZA TAQWA P (21030112110058)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

I. SEJARAH ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP )

Awal mula prinsip penggunaan ESP diilhami pada tahun 1824 oleh Dr. M. Hohlfeld di

Leipzig melaporkan percobaanya tentang botol pembersih kabut yang mengadung listrik. Pada

tahun 1884 elektrostatik presipitator pertama digunakan dalam industri untuk menangkap partikel

partikel. Tercatat paten dari UK dengan nomor 11 120 oleh Alfred Walker tentang penyusunan

perlatan, yang kemudian berkembang hingga sekarang.

II. ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP )

2.a KEGUNAAN ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP )

ESP digunakan sebagai pengumpul debu diberbagai bidang, termasuk merecovery barang

yang masih bernilai, mengumpulkan produk berupa powder, untuk pemindahan secara pneumatis,

pembersihan udara untuk area produksi barang barang farmasi dan lapisan fotografi,

mengumpulkan polutan yang untuk keamanan dan mengurangi polutan beracun, menangkap fly-

ash dari gas hasil pembakaran pembangkit listrik. Ketika partikel menjadi suspensi dalam gas

menjadi ion gas dalam derah elektrostatis, gas dan partikel menjadi terpresipitasi di daerah

elektrostatis. Fungsi presipitasi secara elektris diantaranya:

1. Ionisasi gas 2. Pengumpul partikel

2.b PRINSIP KERJA ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP )

Electrostatic precipitator(ESP) menggunakan medan listrik voltase tinggi untuk memberikan muatan listrik terhadap partikulat, pada

dasarnya ESP melewatkan gas buang pada kamar yang berisi plat-

plat atau kawat-plat pengumpul, yang terbuat dari tembaga,

kuningan ataupun arang. Elektroda tersebut akan diberi arus listrik

DC dengan muatan positif maupun negatif, sehingga daerah diantara

elektroda akan timbul medan listrik. Medan listrik ini akan

mengionisasi partikel sehingga partikel yang telah bermuatan akan

ditarik oleh elektroda plat pengumpul yang berbeda muatan

Partikulat yang sudah bermuatan bergerak melewati permukaan pelat pengumpul yang bermuatan berlawanan, sehingga partikulat akan

tertarik dan menempel di pelat pengumpul

Pada ESP unit terbagi dalam beberapa field dimana pemberian muatan terhadap partikulat akan dilakukan

Biasanya ESP terdiri dari 3 sampai 10 field, disusun seri searah aliran gas

Pada unit yang besar, ESP dibagi pada beberapa chamber secara pararel yang masing masing memiliki jumlah field yang sama.

Gambar 1

Sumber : bahan ajar teknik lingkungan ITB

tahun 2009, hal 21

Tahapan proses pemisahan partikel dari gas dengan menggunakan medan listrik adalah sebagai

berikut :

Proses Charging pada Partikulat

ESP pada gambar 2 mempunyai discharge electrodes ( berbentuk kabel tipis) yang terletak diantara collection electrodes (plat tebal). Kedua elektroda ini berfungsi

mentransfer listrik pada partikel dimana

discharge electrodes akan menimbulkan medan

listrik negatif. Pada proses nya medan listrik

mempunyai tiga region.Bisa dilihat pada

gambar 3 dimana medan listrik paling kuat

terletak disekitar discharge electrodes , medan

paling lemah terletak disekitar collection

electrodes. Sedangkan daerah antara discharge

electrodes dan collection electrodes biasa

disebut inter-electrode region adalah daerah

dimana partikulat seperti debu mengalami proses

charging.

Gambar 2

Sumber : buku IET electrostatic precipitator

oleh ken parker tahun 1989 hal 44

Gambar 3

Sumber : buku IET electrostatic precipitator

oleh ken parker tahun 1989 hal 44

Corona Discharge: Pembentukan Elektron Bebas

Korona merupakan gejala pelepasan muatan

elektron dari molekul udara di sekitar penghantar

bertegangan tinggi sehingga akan tampak pijaran

bercahaya di sekitar discharge electrodes. Elektron

bebas yang tercipta karena peristiwa korona ini

bergerak sangat cepat karena terhempas dari medan

listrik negatif menabrak molekul gas menyebabkan

elektron pada gas molekul terlepas sehingga gas

molekul bermuatan positif ( gas molekul terionisasi ,

gambar 4 ) . Proses ini terjadi terus menerus

menimbulkan lebih banyak elektron bebas dan ion

positif yang biasa disebut avalanche multiplication ( gambar 5 ).

Gambar 4

Sumber : buku IET electrostatic precipitator

oleh ken parker tahun 1989 hal 45

Gambar 5

Sumber : buku IET electrostatic precipitator

oleh ken parker tahun 1989 hal 45

Penangkapan Partikulat oleh Ion Negatif

Ion negatif yang tercipta pada fase

korona tadi sangat berperan dalam penangkapan

debu pada ESP. Sebelum partikel debu terjerap

mereka akan berikatan dengan ion negatif karna

masuk dalam medan elektronegatif yang

terbentuk. Peristiwa ini disebut saturation

charge (Gambar 6) . Nantinya partikel debu

yang termuati oleh ion negatif perlahan akan

menuju collection electrodes dan menempel

karena adanya gaya adhesi dan kohesi. Gaya

adhesi menyebabkan partikel debu tetap saling

menempel karna adanya perbedaan permukaan

molekul sedangkan gaya kohesi menyebabkan

partikel debu yang baru ikut menempel

(Gambar 7) . Proses terakhir ialah pelepasan

partikulat debu dari dinding collection

electrodes, bisa menggunakan water spray atau

menggunakan proses rapping ( memakai energi

mekanik pada collection electrodes seperti

getaran ).

Gambar 6

Sumber : buku IET electrostatic precipitator

oleh ken parker tahun 1989 hal 47

Gambar 7

Sumber : buku IET electrostatic precipitator

oleh ken parker tahun 1989 hal 48

III. APLIKASI ELEKTROSTATIK PRESIPITATOR ( ESP )

Banyak sekali industri yang menggunakan alat ESP karna efesiensi menyerap

partikulat yang sangat tinggi bisa mencapai 99 %, sedangkan ukuran partikel debu

terkecil yang diperoleh < 2 C. Industri yang biasanya memakai ESP adalah pabrik

semen, pulp and paper, power plant.Penerapannya dalam industri bisa di berbagai plant

dalam pabrik seperti :

Steam raising utility dan industrial boiler yang menggunakan bahan bahan

seperti: anthracite, bituminous, lignite, petroleum coke, brown coals , dll.

Iron and steel manufacturing pada unit blast furnace gas cleaning, sinter plants,

iron pelletisers, scarfing and deseaming machine.

Metallurgical process plant pada unit dryers, smelters, roasters and refining on

non ferrous plant , gold and silver bullion refining operations.

Coal and gas operations pada unit coal drying, carbonisation and treatment,

milling and grinding, detarring coal gasification.

Cement and lime manufacture pada unit rotary kiln, clinkers cooler, limestone

crushing, raw meal mills, grinders and feed preparation.

Waste incineration pada unit municipal, chemical , clinical and hazardous waste

disposal, sewage slug fired installations.

Miscellaneous applications pada unit carbon black collection, catalyst recovery

on refinery cat crackers, capture and recovery of oil mists, penultimate gas

cleaning stage on uranium reprocesing plant.