i DAFTAR ISI DAFTAR ISI...........................................................................................................i DAFTAR GAMBAR .............................................................................................iv DAFTAR TABEL .................................................................................................. v BAB I SISTEM PEMBANGKIT TENAGA UAP ............................................... 1 1.1 Siklus Rankine ................................................................................................ 1 1.2 Sistem Pembangkit Tenaga Uap ..................................................................... 3 BAB II FUEL AND ASH HANDLI NG ................................................................. 4 2.1 Latar Belakang ................................................................................................ 4 2.2 Pembahasan .................................................................................................... 5 2.2.1 Coal Handling ..................................................................................... 5 2.2.1.1 Coal Delivery ....................................................................... 6 2.2.1.2 Unloading System................................................................. 6 2.2.1.3 Stockout System .................................................................... 7 2.2.1.4 Storage ................................................................................. 7 2.2.1.5 Reclaim System..................................................................... 8 2.2.1.6 Crushing ............................................................................... 8 2.2.2 Abu ...................................................................................................... 8 2.2.3 Oil Handling ..................................................................................... 10 BAB III WATER TREATMENT ......................................................................... 11 3.1 Latar Belakang .............................................................................................. 11 3.2 Pembahasan .................................................................................................. 11 3.2.1 Proses Perlakuan terhadap Air Sungai .............................................. 12 3.2.1.1 Sedimentasi ........................................................................ 13 3.2.1.2 Softening ............................................................................. 13 ii 3.2.1.2.1 Lime Softening ..................................................... 14 3.2.1.2.2 Lime Soda-Ash Softening .................................... 14 3.2.1.2.3 NaOH Softening .................................................. 15 3.2.1.2.4 Sodium Cycle Ion Exchange................................ 15 3.2.1.3 Filtrasi ................................................................................ 15 3.2.1.3.1 Granular Filtration ............................................. 15 3.2.1.3.2 Activated Carbon ................................................ 16 3.2.1.3.3 Cartridge Filtration ............................................ 16 3.2.1.3.4 Ultrafiltration ...................................................... 16 3.2.1.4 Demineralisasi .................................................................... 17 3.2.1.4.1 Ion Exchange Process ......................................... 17 3.2.1.4.2 Membrane Desalination Process ........................ 17 3.2.1.4.2.1 Reverse Osmosis .................................. 17 3.2.1.4.2.2 Electrodialysis ...................................... 18 3.2.1.4.2.3 Electrodialysis Reversal ....................... 18 3.2.1.4.3 Thermal Desalination Process ............................ 18 3.2.2 Proses Perlakuan terhadap Air Laut .................................................. 19 BAB IV EMI SSI ON CONTROL......................................................................... 20 4.1 Latar Belakang .............................................................................................. 20 4.2 Pembahasan .................................................................................................. 21 4.2.1 Partikulat ........................................................................................... 21 4.2.1.1 Cara Mereduksi Partikulat.................................................. 22 4.2.1.1.1 Electrostatic Precipitator .................................... 22 4.2.1.1.2 Fabric Filter ........................................................ 24 4.2.2 NOx ................................................................................................... 25 4.2.2.1 Cara Mereduksi NOx ......................................................... 25 iii 4.2.3 SOx .................................................................................................... 26 4.2.3.1 Cara Mereduksi SOx .......................................................... 26 4.2.3.1.1 Flue Gas Desulfurization .................................... 26 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 28iv DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Skema Siklus Rankine ......................................................................... 1 Gambar 1.2 Siklus Rankine Ideal pada Diagram T-s .............................................. 2 Gambar 2.1 Skema Penanganan Abu ...................................................................... 9 Gambar 3.1 Proses Osmosis dan Reverse Osmosis ............................................... 18 Gambar 3.2 Skema Aliran pada Proses Elektrodialisis ......................................... 18 Gambar 4.1 ESP .................................................................................................... 23 Gambar 4.2 Fabric Filter ...................................................................................... 24 Gambar 4.3 FGD ................................................................................................... 26 v DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Jenis Abu .............................................................................. 9 Tabel 3.1 Persyaratan Air untuk Boiler................................................................. 12 Tabel 4.1 Komposisi Jenis Partikulat .................................................................... 22 1 BAB I SISTEM PEMBANGKIT TENAGA UAP 1.1 Siklus Rankine SiklusRankineadalahsiklustermodinamikayangmerupakanmodelbagi sistempembangkittenagauap.Sistempembangkittenagauapinibiasanya menggunakanbatubara,minyakbumi,gasdannuklirsebagaibahanbakar untuk menghasilkan sumber panas. Gambar 1.1 Skema Siklus Rankine PadasiklusRankineterdapatempatkomponenutama,yaituturbin, kondenser,pompadanboiler.Fluidakerjayangdigunakanpadasiklus Rankineadalahuap.Uaptersebutdihasilkandaripemanasanairdiboiler. Kemudianuaptersebutdiekspansikansecaraisentropikolehturbinuntuk menghasilkankerja.Uaptersebutkemudiandiubahfasanyamenjadiairlagi dengankondenserkemudiandipompauntukmencapaiboileruntukdapat dipanaskan kembali.2 Gambar 1.2 Siklus Rankine Ideal pada Diagram T-s AdaempatprosesyangterdapatdidalamsiklusRankine.Tiapproses mengubah tingkat keadaan dari fluida kerja. Tingkat keadaan ini dapat dilihat pada gambar di atas. Proses1-2:Uapdariboilermengalirketurbin.Turbinadalahsuatu alatyangmengambilenergidarialiranfluidakemudian mengkonversikannya menjadi energi mekanik. Sudu-sudu turbin akan diputarolehuapini.Kemudianturbinakanmemutargenerator, sehinggadapatmembangkitkanlistrik.Setelahkeluardariturbin, tekanan dan temperatur uap menjadi turun. Kerja yang dihasilkan loeh turbin dapat dihitung dengan rumus Wturbin =) (1 2h h m Proses 2-3: Uap dari turbin kemudian masuk ke kondenser. Kondenser adalah suatu alat penukar panasyang memindahkan panas dari fluida kerja(uap)kefluidapendingin(air).Kondensermemindahkanpanas dari fluida kerja ke pendingin sampai fluida kerja menjadicair jenuh. Kaloryangdibuangolehkondenserdapatdihitungdenganrumus Qout =) (2 3h h m Proses3-4:Fluidakerjayangtelahberubahfasamenjadicairjenuh kemudiadipompadaritekananrendahketekanantinggi.Pompa adalahsuatualatyangberfungsiuntukmenaikkantekananatauhead suatu fluida inkompresibel. Pompa membutuhkan sedikit energi untuk menaikkan tekanan fluida kerja, karena fluida kerja masih berada pada wujud cair. Kerja yang dibutuhkan oleh pompa dapat dihitung dengan menggunakan rumus Wpompa =) (3 4h h m 3 Proses4-1:Setelahdipompa,airbertekanantinggimasukkeboiler. Di dalam boiler ini, air dipanaskan dengan tekanan konstan. Panas di dalamboilerdidapatkandariudarapanasyangdihasilkandari pembakaran. Setelah keluar dari boiler, fluida kerja berada dalam fasa uap.Kaloryangdiperlukanolehboilerdapatdihitungdenganrumus Qin =) (4 1h h m SalahsatumodifikasidarisiklusRankineadalahsiklusregeneratifyang memanfaatkanuapyangmasihpanasyangdiekstraksipadatekanantertentu dandialirkankesebuahheatexchangeruntukmemberikankalorpada feedwaterdanmeningkatkantemperaturnyasebelumdipanaskanolehboiler sehingga beban kerja boiler berkurang dan juga dapat meningkatkan efisiensi totaldarisistempembangkit.Heatexchangertersebutdapatterdiriatas closedfeedwaterheaterdanopenfeedwaterheater.Closedfeedwater memisahkanaliranairyangdipanaskandenganuappanasdengan menggunakan pipa penukar kalor yang diselubungi oleh pipa yang lebih besar sehinggakalordariuappanasmengalirkefeedwater.Openfeedwater mencampurkanuappanasdenganairpadasebuahwadahdanmenghasilkan air dengan temperatur lebih tinggi. 1.2 Sistem Pembangkit Tenaga Uap Sistempembangkittenagauapmemilikikomponenutamayangbekerja berdasarkan siklus uap seperti steam generator, turbin, kondensor dan pompa. Selainitu,sistempembangkittenagauapjugamemilikisistempendukung yang penting. Sistem pendukung tersebut adalah fuel and ash handling, water treatment,danemissioncontrol.Sistemfuelandashhandlingmenangani transportasibahanbakardanabuyangdihasilkandaribahanbakartersebut. Sistem water treatment berfungsi untuk memroses air yang digunakan sebagai fluidakerja,pendinginkomponendanpembersihmenjadiairbersihyang sesuaidenganpersyaratanagardapatdigunakansebagaicoolingwaterdan boilingwater.Sistememissioncontrolmenanganipartikulatdanemisigas buang agar tidak mencemari lingkungan. 4 BAB II FUEL AND ASH HANDLI NG 2.1 Latar Belakang Kebutuhanlistrikpadazamansekarangterusmenerusmeningkat.Halini terjadidikarenakanmanusiasudahsangatketergantunganakanlistrik.Selain itumenjamurnyateknologiteknologiyangmembutuhkanlistrikpunjuga ikutandilakannaiknyakonsumsilistrikdiIndonesia.Kenaikankebutuhan listrikyangharusdipenuhitentunyamembuatbebandaripembangkitlistrik semakin besar, tidak terkecuali Pembangkit Listrik Tenaga Uap PLTUadalahsuatuteknologiyangdapatmenghasilkanlistrikdengan memanfaatkanpembakaran.Sampaisekarangbahanbakaryangdipakai adalah bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil yang digunakan untuk pembakaran padaPLTUtidaksematamatabisalangsungbisadigunakansetelahdari pertambangan.Butuhbeberapaprosesuntukmenanganibahanbakaragar dapatdipakaisebagaibahanbakardiPLTU.Prosesprosestersebut dinamakan Fuel Handling. Padalaporankaliini,akandibahasprosesprosespenangananbahan bakar dari mulai pengiriman sampai ke pemberhentian terakhir sebelum dapat digunakandisteamgenerator.Selainitu,akandijelaskanjugateknologi teknologi apa yang biasa digunakan dalam proses proses penanganan bahan bakar di PLTU.Bahan bakar padat, sepertibatubara, sangat umum digunakan di PLTU di Indonesia.PenggunaanbahanbakarpadatdiPLTUdapatmenghasilkanabu sebagai sisa pembakaran. Abu ,yang terbentuk dari hasil pembakaran batubara atau bahan bakar padat lainnya, dapat mencemari lingkungan apabila melebihi batasyangdiperbolehkanolehpemerintah.UntukitusetiapPLTUyang menggunakanbahanbakarpadatsebagaibahanbakarutamawajib 5 menggunakansistempenangananabu.Padalaporaninijugaakandibahas mengenai proses proses dari sistem penanganan abuyang biasa disebutash handling 2.2 Pembahasan Sepertiyangtelahdijelaksandiatasbahwabahanbakaryangakan digunakanpadaPLTUmembutuhkanpenangananterlebihdahuluagardapat digunakansebagaibahanbakarutamapadasteamgenerator.Sistem penangananbahanbakaryangdigunakansangatdipengaruhiolehjenisdan sifat dari bahan bakar yang digunakan. Bahan bakar yang digunakan pada PLTU saat ini umumnya menggunakan bahanbakarpadatsepertibatubara.Namun,tidakmenutupkemungkinan bahanbakaryangdigunakanpadaPLTUadalahbahanbakarcairseperti minyak,maupunbahanbakargassepertigas.Biasanyapenggunaanbahan bakarcairdangashanyauntuksistempembangkitlistrikpadaperusahan perusahaanpenghasilminyakdangas,sedangkanPLTUdenganbahanbakar batubara digunakan untuk membangkitkan listrik untuk masyarakat. Jadi, pada pembahasan kali ini penulis akan lebih fokus terhadap penanganan batubara. 2.2.1 Coal Handling Batubaramerupakanbahanbakarpadatyangumumdigunakansebagai bahanbakarutamapadaPLTU.Bahanbakarterbentukdarifosiltumbuhan padazamandahulukalayangterkuburdidalamtanah,danakhirnyafosil tumbuhantersebutdapatmengandungkarbondandapatmenjadibatubara. Pada saat ini batubara di klasifikasikan menjadi beberapa kelas, yaitu lignit, sub- bituminous, bituminous, dan antrachite. Namun, yang sering digunakan sebagai bahan bakar batubara adalah kelas sub- bituminous atau bituminous. Halinidikarenakan,kebutuhanpembakaranpadaPLTUtidakterlalubesar 6 sehinggamemakaibatubarakelasAntrachiteakanmenjadisuatu pemborosan. Batubarayangakandigunakansebagaibahanbakartidaklangsungsaja bisadipakaisebagaibahanbakarsetelahbatubaratersebutdiambildari pertambangan.Batubarabutuhpenanganansebelummasukkeboilerdan intidaripenangananbatubaraadalahbagaimanacaramenghancurkan batubaraagarberukuranlebihkecildanmudahterbakar.Namun,sebelum prosespenghancurkandibutuhkanjugaproseslainnyayangsaling berkesinambungan. Proses tersebut dapat dilihat pada skema dibawah ini 2.2.1.1 Coal Delivery CoalDeliveryadalahsuatuprosespengirimanbatubaradaritempat penyimpanandipertamanganbatubarakelokasiPLTU.Lokasi pertambanganbatubarasertalokasiPLTUmenjadiaspekyangsangat penting untuk ditinjau untuk kemudian kita memilih jenis transportasi apa yangdipakai.Kapasitaspengirimanjuamenjadisalahsatuaspekyang harusditinjaudalammemilihmodatransportasiyangdigunakan. Transportasi yang biasa digunakan adalah kereta, truk, tongkang, kapal. 2.2.1.2 Unloading System UnloadingSystemadalahserangkaiansistemyangbertugasuntuk mengeluarkanbatubaradarimodatransportasiyangdigunakankedaerah PLTU.UnloadingSystemsangatdipengaruhiolehmdatransportasiyang digunakan.Unloadingsystemsangatpentingkarenadengankualitas unloadingsystemyangbaik,suplaibatubaraakansesuairencanadan Coal Delivery Unloading System Crushing Stockout System Storage System Reclaim System Silo Filling 7 transportasiyangdigunakandapatdengancepetmelepasmuatandan bersiap untuk mengambil batubara kembali. Beberapacontohteknologiunloadingsystemdariberbagaimoda transportasi 1.Kereta : bottom dump car, top dump car 2.Tongkang:clamshellbucketunloader,continousbucketladder unloader 3.Kapal:clamshellbucketunloader,continousbucketladderunloader, vertical screw unloader, dan self unloading ship 2.2.1.3 Stockout System StockoutSystemadalahmetodemetodeyangdigunakanuntuk menempatkanbatubarasetelahdikeluarkandarialattransportasi pengirimanketempatpenyimpananataustorage.Kapasitasdaristockout systemharussebandingdenganunloadingsystemagartidakterjadi penumpukan dan agar sistem berlangsung secara kontinu. Klasifikasi jenis teknologistockoutsystembergantungpadajenistempatpenyimpanan yangdigunakan,apakahtertutupatauterbuka.Berikutjenisjenis teknologi stockout system untuk tempat penyimpana tertutup dan terbuka 1.Tertutup : Travelling Tripper, Portal Stacker-Reclaimer 2.Terbuka:FixedBoomConveyor,RadialStacker,TravellingStacker, Bucket Wheel Stacker-Reclaimer, Elevated Reversing Shuttle Conveyor 2.2.1.4 Storage Storageadalahareadimanabatubaradisimpanuntukkebutuhan pembangkit. Storage dibagi dalam 2 jenis, yaitu active storage dan reserve storage.Activestoragemerupakantempatpenyimpananuntukbatubara yangakanlangsugdigunakanpembangkit,sedangkanreservestorage merupakatempatpenyimpananyangmeyimpankeebihanbatubaradai penerimaan 8 2.2.1.5 Reclaim System Reclaimsystemmerupakanserangkaianmetodemetodeyangbertujuan untukmengambilbatubaradaritempatpenyimpananuntukdiproses selanjutnya.Kapasitasdarireclaimsysteminiharussebesarkebutuhan maksimumdarisuatupembangkit.Jenisreclaimsystemterbagimenjaadi dua bagian.Jenisyangpertamaadalahreclaimsystemyangmengambilbatubaradari tumpukanteratas,sedangkanyangkeduaadalahreclaimsystemyang mengambiltumpuknbatubaradariyangpalingbawah.Jeniskedualebih baikditerapkandilingkunganpenyimpananyangdapatmemengaruhi kualitasbatubarakarenadenganmengambidaritumpukanpalingbawah, maka tumpukan pertama akan digunakan lebih dahulu, ini lah yang disebut dengan konsep FIFO (First In First Out) 2.2.1.6 Crushing Crushingmerupakanprosesintidarisistempenangananbatubara.Sistem iniadalahprosespenghancuranbatubaraagarbisamenjadibahanbara pada boiler, terutama pulverized coal boiler. Kapasitas dari crushing harus sebesar kapasitas harian pembangkit dikali 2,4 faktor servis. Tipe crushing yang sering digunakan adalah ring granulator. Silo Filling Silofillingadalahsistempengisianbatubarayangsudahdihancurkan untukmenjujupenampunganakhirsebelummasukkeboiler.Ada beberapateknologidarisilofilling,yaitufixedtripper,travellingtripper, reversible stationary conveyor, en masse chain conveyor. 2.2.2 Abu Abuadalahsisapembakaranbatubaradisteamgenerator.Abuterentuk darikarbonyangtidakikutterbakarsaatprosespembakaran.Abuakibat 9 pembakaran batubara dibagi 3, yaitu flying ash, bottom ash, dan economizer ash. Kompoisi dari ketiga jenis abu ini berbeda beda tergantung dari jenis boiler yang dipakai. Komposisinya dapat dilihat ditabel dibawah ini Tabel 2.1 Komposisi Jenis Abu Sepertiyangtelahdijelaskansebelumnya,abuyangmelebihibatasakan menyebabkanpencemaranlingkungan.Untukitudiperlukanashhandlingsebelumabukeluardarilingkunganpembangkit.Berikutcontohskema umum dari penanganan abu Gambar 2.1 Skema Penanganan Abu Flyash,abuyangringandanikutterbuangbersamagasbuang,harus dilewatialatyangbernamaelectrostaticprecipitaroryangbergunauntuk memisahkanflyashyangtersuspensibersamagasbuangdengan menggunakan konsep listrik statis agar gas buang mengandung fly ash yang 10 lebihsedikit,setelahituabuyangtertampungdialirkankepenampungan sementarayang bernamafly ash silo. Economizer ash dan abuyang berasal dariairpreheaterlangsungdigabungkeflyashsilotanpadilewatkanke ESP karena jumlahnya yang sedikit. Bottomash,abuyangberatdanmengendapdidasarboilerdihancurkan terlebihdahulusupayaukurannyalebihkecil.Setelahitu,bottomash dialirkankebottomashsilodandicampurdenganairagarmenjadibubur. Abupadabottomashsilodanflyashsilodicampurdislurrymixingtank gunadicampurmenjadibuburlaludialirkanketempapembuanganakhir yang benama ash disposal area 2.2.3 Oil Handling PLTU berbahan bakar minyak umumnya hanya beroperasi pada perusahan perusahaanyangmenghasilkanminyak.Jenisminyakyangdipakai biasanya minyak kelas rendah sepertiHeavey Fuel Oil, atau, marin fuel oil. Oilhandlingbukanlahprosesyangsulitkarenaminyakmerupakanbahan bakaryangmudahdisimpan.Skemaumumoilhandlingadalahseperti diagram dibawah ini Oilhandlingberawaldaritangkiyangterdapatpadatrukmaupunkapal pengangkutbahanbakarminyak,laludenganpompaminyaktersebut dipindahkestoragesebagaitempatpenyimpanan.Distorage,minyak biasanyadialiriolehuappanasuntukmencegahtemperaturrendahyang akanberakibatpadamenggumpalnyaminyak.Setelahitu,denganpompa, minyakdialirkanlagikedailystorageuntuktempatpenyimpananterakhir sebelumkeboiler.Pembakarandenganminyaktidakakanmenghasilkan abu. TangkiStorageDaily Storage 11 BAB III WATER TREATMENT 3.1 Latar Belakang KebutuhanlistrikdiIndonesiasemakinmeningkatseiringdengan berkembangnya teknologi. Kebutuhan listrik ini dapat dipenuhi dengan adanya pembangkitlistrik.SebagianbesarpembangkitlistrikdiIndonesia menggunakan tenaga uap untuk membangkitkan listrik. Airmerupakankebutuhandasarpadasistempembangkittenagauap.Air tersebut digunakan sebagai fluida kerja,makeup water, pendingin komponen-komponendansebagaipembersih.Airyangdigunakanpadasistem pembangkit ini harus bebas dari berbagai unsur yang dapat membuat endapan, erosi dan korosi. Endapan, erosi dan korosi tersebut dapat merusak komponen-komponen yang terdapat pada sistem pembangkit tenaga uap. Oleh karena itu, dibutuhkan proses perlakuan terhadap air agar tidak terjadi endapan, erosi dan korosiyangdapatmerusakkomponen-komponenpadasistempembangkit tenaga uap. 3.2 Pembahasan Berdasarkansumbernya,airdapatdibagimenjadiduajenis,yaitusurface waterdangroundwater.Surfacewateradalahairyangberasaldarisungai, danau/wadukdanlaut.Sementaragroundwateradalahairyangberasaldari dalamtanah.Karenasumberairyangberbeda-bedamakakandungannyapun jugaberbedasehinggaprosesperlakuanyangdilakukanjugaberbeda.Pada laporan ini, penulis akan membahas proses perlakuan air yang berasal dari air sungaidanairlautkarenapadaumumnyasistempembangkittenagauap menggunakan air laut atau air sungai. 12 Secaraumum,airyangdigunakanpadasistempembangkittenagauap dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu boiling water dan cooling water. Boiling wateradalahairyangdigunakansebagaifluidakerjayangakandiubah menjadiuapdiboiler.Airyangdigunakanpadaboilerinimemiliki persyaratan seperti pada tabel di bawah ini. Tabel 3.1. Persyaratan Air untuk Boiler Coolingwateradalahairyangdigunakanuntukmendinginkanaliranpanas dariturbinpadakondensordanmendinginkankomponenpendukungpada sistempembangkittenagauapsepertioilcoolers,aircompressors,bearing waterdanlainnya.Airyangdigunakanuntukcoolingwaterinimemiliki syarat sebagai berikut: Kalsium sebagai CaCO3 900mg/L Silika sebagai SiO2150 mg/L Fe10 mg/L pH7.5-8.3 3.2.1Proses Perlakuan terhadap Air Sungai Kandunganairsungaidiantaranyaadalahkalsium(Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), bikarbonat (HCO3), karbonat (CO3), sulfat(SO4),klorida(Cl),nitrat(NO3),karbondioksida(CO2),besi 13 (Fe) dan silika (SiO2) serta partikel-partikel padat tersuspensi (Black &Veatch,1996,chapter15).Untukmengurangikandunganunsur-unsur tersebut, ada empat proses yang dapat dilakukan yaitu: 3.2.1.1 Sedimentasi Agar air tersebut dapat digunakan untukcooling water dan boiling water, maka partikel tersuspensi harus dihilangkan karena jikadibiarkanakanmenyebabkanterbentuknyaendapan.Untuk menghilangkanpartikeltersuspensitersebutdapatdigunakan prosessedimentasi.Terdapatduajenisprosessedimentasiyaitu settlingdankoagulasi.Settlingadalahprosespengendapan partikel tersuspensi secara alami dalam wadahyang sangat besar yaitudanauatauwaduk.Prosessettlinginidigunakanuntukair yangmemilikikandunganpartikeltersuspensiyangcukupbesar sehinggamudahmengendapsecaraalami.Sedangkanjikaair memilikikandunganpartikeltersuspensiyangcukupkecil ukurannyamakaprosesyangdilakukanuntukmenghilangkan partikeltersebutadalahproseskoagulasi.Padaproseskoagulasi, digunakankoagulanyangdapatmengikatdanmenggabungkan partikel-partikel kecil menjadi partikel yang lebih besar sehingga proses sedimentasi menjadi lebih cepat. 3.2.1.2 Softening Prosesselanjutnyaadalahsoftening.Prosesinidilakukan untukmenghilangkanunsurkalsiumdanmagnesiumyang terkandungdidalamair.Kalsiumdanmagnesiumdapat menyebabkankerakketikaairdipanaskan.Adaempatmacam proses softening, yaitu: 14 3.2.1.2.1Lime Softening Prosesinidilakukanuntukmenghilangkankalsiumdan magnesiumyangberikatandengankarbonatdan bikarbonat.Selainitu,prosesinijugadapatmengurangi kadarCO2dalamairyangdapatmenyebabkankorosi. CaranyaadalahdenganmenambahkanCa(OH)2,reaksi kimia yang terjadi diantaranya adalah: 3.2.1.2.2Lime Soda-Ash Softening Prosessofteningyangtelahdijelaskansebelumnyahanya dapatmengurangikadarkalsiumdanmagnesiumyang terdapatpadaunsurkarbonatdanbikarbonat,jikakalsium danmagnesiumberikatandenganunsurnon-karbonat (klorida,sulfatdannitrat)makauntukmengurangikadar kalsiumdanmagnesiumtersebutdapatdigunakanproses limesoda-ashsofteningdengancaramenambahkan Na2CO3, reaksinya adalah seperti dibawah ini: 15 3.2.1.2.3NaOH Softening Untukmengurangikadarkalsiumdanmagnesiumyang terkandung dalam air dapat juga dilakukan proses softening dengan menambahkan NaOH seperti reaksi kimia dibawah: 3.2.1.2.4Sodium CycleI on Exchange Proses ini menggunakan resin yang diregenerasikan dengan NaCluntukmengurangikadarkalsiumdanmagnesium dalam air. Reaksi yang terjadi adalah seperti berikut: 3.2.1.3 Filtrasi Setelahmelaluiduaprosesdiatas,airdapatdigunakan untukcoolingwater.Untukdapatdigunakansebagaiboiling water,perludilakukanproseslebihlanjut.Untukmemisahkan padatantersuspensidanpengotorbersifatkoloidyangdapat menyebabkanterbentuknyaendapandapatdilakukanproses filtrasi. Proses filtrasi ada empat macam, yaitu: 3.2.1.3.1Granular Filtration Proses filtrasi ini menggunakan media berbutir seperti pasir silikadanbatubaraantrasit.Caranyadenganmengalirkan 16 airmelaluimediafilteryanghanyadapatdilaluiolehair, sementarapadatantersuspensiakantertinggaldidaerah kosong pada filter. 3.2.1.3.2Activated Carbon Prosesinidilakukanjikainginmenghilangkanklorin, hidrogensulfida,partikelorganikdanpartikelyang menyebabkanbaudanrasa.Biasanyaprosesinidilakukan untuk air yang ingin dimanfaatkan sebagai air minum. 3.2.1.3.3Cartridge Filtration CartridgeFiltrationbiasanyamenggunakanmediafilter berupalembaranfiberyangditahanolehpelatberongga yangterbuatdariplastikataustainlesssteel.Prosesfiltrasi inibiasanyadilakukansetelahgranularfiltrationkarena jikaprosescartridgefiltrationdigunakanuntukmemfilter pertamakalimakamediafilternyaakanmenyebabkan terbentuknya kotoran. 3.2.1.3.4Ultrafiltration Prosesfiltrasiinimenggunakancarayangsamadengan reverseosmosis,yaitudenganmengalirkanairdari konsentrasitinggikekonsentrasirendahmelaluimembran semipermeabelUltrafiltrasidapatmenolakpartikelkoloid dan partikel organik dengan berat molekul yang besar tetapi tidakdapatmenolakunsurioniksepertikalsium, magnesium sulfat dan klorida. 17 3.2.1.4 DemineralisasiProsesterakhiradalahdemineralisasi.Prosesinibertujuan untuk menghilangkan zat pengotor ionik yang terdapat dalam air. Ada tiga macam proses demineralisasi: 3.2.1.4.1I on Exchange Process Prosesinimenggunakanresinuntukmenukarkanionyangsatu dengan yang lainnya. Resin tersebut terdiri atas anion dan kation. Dalamprosesini,yangbertindaksebagairesinanionadalah hidroksida sedangkan yang bertindak sebagai resin kation adalah hidrogen.Reaksikimiayangterjadipadaresinadalahsebagai berikut: Dimana: R = matriks resin C = kation, seperti Ca2+ , Mg2+, Na2+ A = anion, seperti HCO3-, Cl-, SO42- 3.2.1.4.2Membrane Desalination Process 3.2.1.4.2.1Reverse Osmosis Prosesinidilakukandengancaramengalirkanairmelalui membransemipermeabelyanghanyadapatdilaluiolehair. Airakanmengalirdarikonsentrasitinggikekonsentrasi rendahdenganpemberiantekananpadakonsentrasiyang lebih tinggi. 18

Gambar 3.1. Proses Osmosis dan Reverse Osmosis 3.2.1.4.2.2Electrodialysis Pada proses ini digunakan membran yang menyeleksi ion-ion yangterkandungdalamairlautdengandialiriaruslistrik. Membranyangdigunakanadalahmembranpenyeleksianion danmembranpenyeleksikation.Skemadariproses elektrodialisis ini terlihat seperti gambar dibawah: Gambar 3.2. Skema Aliran pada Proses Elektrodialisis 3.2.1.4.2.3Electrodialysis Reversal Proseselectrodialysisreversalsamadenganproses elektrodialisis.Perbedaannyaadalaharuslistrikyang dialirkanpadaproseselectrodialysisreversaldiubahsecara bolak-balik dalam rentang waktu 15-20 menit. 19 3.2.1.4.3Thermal Desalination Process Prosesiniberbasispadapenggunaanpanasuntuk menguapkanairkemudianuapairtersebutditampungdan dikondensasikansebagaipurewater.Padasaatdiuapkan, partikel-partikelionikakantertinggal,tidakikutbersama uapairsehinggadapatdenganmudahdipisahkanuntuk medapatkan pure water yang kemudian dapat dipakai untuk boiler. 3.2.2Proses Perlakuan terhadap Air Laut Airlautmengandungnatrium(Na),klorida(Cl),kalsium(Ca), sulfat(SO4),magnesium(Mg),kalium(K),bikarbonat(HCO3), bromida (Br), strontium (Sr), boron (B), fluor (F), nikel (Ni), lithium (Li),besi(Fe),mangan(Mn),seng(Zn),tembaga(Cu),danzat organik terlarut.Untuk mengurangi kadar unsur-unsur tersebut, dapat dilakukan tiga prosesyaitusoftening,filtrasidandemineralisasi.Prosestersebut samadenganyangtelahdijelaskansebelumnya.Padaairlauttidak dilakukanprosessedimentasikarenasudahtersedimentasisecara alami di laut. Namun, karena kadar unsur yang terkandung dalam air lautlebihtinggidaripadaairsungaimakaprosesyangdilakukan lebih berat.20 BAB IV EMI SSI ON CONTROL 4.1 Latar Belakang Kebutuhanlistrikpadazamansekarangterusmenerusmeningkat.Halini terjadidikarenakanmanusiasudahsangatketergantunganakanlistrik.Selain itumenjamurnyateknologiteknologiyangmembutuhkanlistrikpunjuga ikut berandil akan naiknya konsumsi listrik di Indonesia. Kenaikan kebutuhan listrikyangharusdipenuhitentunyamembuatbebandaripembangkitlistrik semakin besar, tidak terkecuali Pembangkit Listrik Tenaga Uap MeningkatnyabebandariPLTUmengakibatkanmeningkatnyakerjadari PLTUtersebut,yangakhirnyaberakibatpeningkatankebutuhanakan pembakaran.SaatinimayoritasPLTUdiIndonesiamenggunakanbatubara sebagai bahan bakar utama. Sepertiyangkitaketahui,batubarabukanlahbahanbakaryangramah lingkungan.Pembakarandenganbahanbakarbatubaradapatmenyebabkan pencemaranlingkungan.Polutansepertipartikulat,NOx,danSOxdapat dihasilkandaripembakaranbatubara.Pencemaranlingkunganyang diakibatkanolehpembakarandenganbatubaradapatmenyebabkangangguan pernapasan,hujanasam,maupunketidakseimbanganekosistemkarenadapat mengganggu fotosintesis dari tumbuhan. Untukmencegahpencemaranlingkunganyangsemakinmeningkat, pemerintah, melalui Kementrian Lingkungan Hidup, mengeluarkan baku mutu emisi untuk PLTU berbahan bakar batubara guna membatasi emisi dari PLTU diIndonesia.Bakumutuemisimembatasizatzatsepertipartikulat,NOx, dan SOx. Selain zat zat tersebut, baku mutu emisi juga meembatasi opasitas. Opasitasadalahtingkatketidaktembusancahaya.Untukmemenuhibatasan batasanyangterterapadabakumutuemisi,dibutuhkanusahausaha 21 mereduksi kadar polutan pada gas buang hasil pembakaran agar kadar polutan tidak melewati batasan pada baku mutu emisi.UsahauntukmereduksikadarpolutandisebutEmissionControl.Dalam laporankaliini,penulisakanmembahascaracarautukmengurangikadar polutan,sepertipartikulat,NOx,danSOxyangbiasanyadipakaiolehPLTU. Selainitu,penulisjugaakansedikitmembahassedikittentangteknologi teknologiyangsampaisaatinisudahdikembangkanuntukmengontrolemisi dari PLTU. 4.2 Pembahasan Sepertiyangtelahdijelaskansebelumnya,bakumutuemisi,yangkeluar dari Permen Lingkungan Hidup, membatasi jumlah emisi dari PLTU berbahan bakarbatubarauntukmenguragidampakpadalingkungan.Untukitu, diperlukanpenangananemisiyangbiasadinamakanemissioncontrol.Pada bagian ini, akan dibahas mengenai cara mengontrol polutan seperti partikulat, NOx,danSOx.Penguranganopasitastidakakandibahassecarakhusus.Hal inidikarenakandenganberkurangnyapolutanpolutanyangdihasilkandari emisi gas buang akan menurunkan opasitas. Secara umum emisi adalah polutan polutan yang terlepas dan tersuspensi keatmoseferyangberasaldarifasilitaspemukiman,industri,maupun kendaraan bermotor. Dalam konteks PLTU, emisi gas buang adalah polutan polutanhasilpembakaransteamgenerator.Jenispolutanyangdihasilkan PLTU dan diatur di baku mutu emisi adalah partikulat, NOx, dan SOx. 4.2.1 Partikulat Partikulat adaah abu dan karbon yang tidak terbakar pada saat pembakaran bahanbakarpadat.Partikultmengandungzatzatsepertisilika,alumina, dan senyawa lainya. Komposisi jenis partikulat berbantung pada jenis boiler 22 yang dipakai.Pada Pulverized Coal Boilerkomposisi fly ash lebih banyak daribottomash.FlyAshadalahpartikulatyangikutterbuangbersamagas buang,sedangkanBottomAshadalahpartikulatyangmengendapdidasar boiler. Berikut tabel komposisi jenis partikulat dari berbagai jenis boiler. Tabel 4.1 Komposisi Jenis Partikulat 4.2.1.1 Cara Mereduksi Partikulat Sepertiyang telah diutarakan diatas, partikulat berasal dari karbon yangtidakterbakarsaatpembakaranbatubara.Partikulatyangterbentuk tersebuttersuspensididalamgasbuangsehinggakitaharusmelepaskan partikulat tersebut.Ukuran partikulat berbeda beda berkisar dari 0,0002 500mikron.Zatzatpembentukpartikulatmempunyaikemampuan untuk diberi muatan listrik. 4.2.1.1.1 Electrostatic Precipitator Carapertamauntukmemisahkanpartikulatdarigasbuangadalah denganmemanfaatkansifatpartikulatyangdapatdiberimuatanlistrik. TeknologiyangmemanfaatkanhaltersebutadalahElectrostatic Precipitator(ESP).GambarskemadariESPdapatdilihatpadagambar 4.1 23 Gambar 4.2 ESP ESPadalahsuatualatyangbergunauntukmemisahkanpartikulat yangtersuspensididalamgasbuangagargasbuangyangterbuangke atmosfersudahbersihdaripartikulat.Sepertiyangtelahdiceritakan sebelumnya,ESPmemanfaatkankemampuanpartikulatuntuk menyimpan muatan listrik. HighVoltagetransformermemberikanenergipadadischarge electrodes dan membuat medan listrik diantara discharge electrodes dan collectingsurface.Partikulatdilewatkanmelaluiperforatedairflow distributionbafflesehinggapartikulatmelewatimedanlistrikdan akhirnyapartikulattersebutbermuatannegatif.Partikulatyangtelah bermuatannegatiftertarikkegroundedcollectingsurface.Rapperpada dichargeelectrodesdangroudedcollectingsurfacebergunauntuk menggetarkankeduaapattersebutagarpartikulatyangmenempelbisa terjatuhdanditampungdicollectionhopper.Partikulatyangsudah ditampung di collection hopper dipindahkan secara berkala . Saat rapper bekerja, tidak semua partikulat jatuh ke hopper, melainkan ada partikulat yang terbang lagi dan tersuspensi di dalam gas buang. Semakin baik ESP yangdigunakan,makasemakinsedikitjumlahpartikulatyangkembali ikut tersuspensi di dalam gas buang. 24 4.2.1.1.2 Fabric Filter Carakeduauntukmemisahkanpartikulatdarigasbuangadalah denganmemanfaatkanukuranpartikelyanglebihbesardibandingkan udara.Alatyangmemanfaatkanhalinidinamakanfabricfilter.Konsep darifabricfiltersebenarnyamiripdenganpenyaringanairdiakuarium ikan. Fabric filter bisa dilihat pada gambar 4.2 Gambar 4.2 Fabric Filter Gasbuangmengalirkedalambagencloser.Gasbuangyang masuktersebutmelewatipenyaringyangdinamakanbaghouse.Pada baghouseterdapatlubanglubangyangdibuatdenganukuranyang lebihkecildibandingkanukuranpartikulatsehinggapartikulat mengendap pada baghouse sehingga partikulat yang tersuspensi di dalam gasbuangbisadikurangi.Setelahitu,baghousedigetarkandengan shaker mechanism lalu terjatuh ke collection hopper.Keduateknologidiatasmerupakanteknologiyangpalingsering dipakaiuntukmengurangikadarpartikulatdidalamgasbuang.Fabric filtermempunyaikelebihandibandingESPkarenakemampuanfabric filtertidak tergantung pada kemampuan partikulat dalam memuat listrik, sedangkankeunggulanESPdibandingfabricfilterterletakpada penurunan tekanan pada ESP tidak sebesar pada fabric filter. 25 4.2.2 NOx NOx adlah jenis polutan yang dapat terbentuk dari pembakaran dan dapat ikutbersamagasbuang.NOxdapatterbentukdikarenakanbeberapahal, yaitu: 1.Kandungan nitrogen di dalam udara untuk pembakaran 2.Pembakaran dengan udara berlebih 3.Temperatur pembakaran yang tinggi 4.2.2.1 Cara Mereduksi NOx UntukmengurangijumlahkadarNOxdalamgasbuangdapat dilakukan pada saat pembakaran. Selain itu, bila cara yang digunakan saat pembakarantidakbisamereduksikadarpolutansepertiyangdiinginkan, kitajugadapatmelakukancarapereduksiankadarNOxpadasaatsetelah pembakaran. Padasaatpembakaran,adabeberapacarayangdapatdilakukan untukmengurangikadarNOxdalamgasbuang.KarenaNOxterjadibila pembakaranmengandungudaraberlebih,kitaharusmengurangijumlah udarapembakaranagarudarasaatpembakarantidakberlebih.Selainitu, kitajugadapatmengurangiwaktureaksipembakaranbilapembakaran terpaksa terjadi pada temperatur yang tinggi. Ada beberapa teknologi yang mengaplikasikankeduahaltersebut,yaitulowNOxburner,airstaging, dan fuel staging.Seperti yang telah diutarakan sebelumnya, pereduksian kadar NOx dapatjugadilakukansetelahpembakaranterjadi.Setelahpembakaran hanya ada satu cara untuk mereduksi kadar NOx di dalam gas buang, yaitu denganmencampurkangasbuangyangmengandungNOxdenganzat yangmengandungunsurNdidalamnya,sepertiamoniaataupunurea. PencampuraniniditujukanuntukmembuatNOxyangadadidalamgas buangagarbereaksidanakhirnyadapatmenghasilkannitrogenkembali 26 saatbercampurdenganudaradiatmosfer.Adaduateknologiyang menerapkancara tersebut,yaituselectivecatalyst reduction,dan selective non catalyst reduction. Perbedaan dari kedua teknologi ini adalah selective catalystreductionmenggunakankatalisuntukmempercepatreaksi, sedangkanselectivenoncatalystreductionhanyamengandalkan komposisi dan jenis reagen atau zat pereaksi 4.2.3 SOx SOxadalahpolutanyangtimbuldaripembakaranbahanbakaryang mengandungsenyawasulfur.SOxmerupakanpolutanyangberbahayabila melewatibatasdandapatmenciptakanhujanasam.SOxdapatterbentuk apabila:1.Penggunaan bahan bakar yang mengandung senyawa sulfur 2.Oksidasi sulfur yang ada di bahan bakar 4.2.3.1 Cara Mereduksi SOx HanyaadasatucarauntukmengurangikadarSOxdidalamgas buang, yaitu dengan cara mencampurkan SOx yang telah terbentuk dengan materialalkali.Materialalkaliyangbiasadigunakanadalahbatukapur (CaCO3).Pencampurandenganmaterialalkaliinidapatdilakukanpada saatpembakaranmaupunsetelahpembakaran.Saatinipencampuran dengan material alkali lebih banyak dilakukan setelah pembakaran. Contoh teknologi yang dapat mereduksi SOx adalah Flue Gas Desulfurization 4.2.3.1.1 Flue Gas Desulfurization Gambardibawahmerupakanbagianyangbernamaadsorberdari FGD. 27 Gambar 4.3 FGD Bagian ini merupakan bagian inti dari FGDyang dapat mereduksi kadarSOxdalamgasbuang.Pertamagasbuangyangdialirkan direaksikan dengan batu kapur yang sudah dibuat bubur terlebih dahulu. Setelah itu, dengan peran dari oxidizing gas, gas buang akan terlepas dari SOxdanakanterciptakaliumsulfatyangberfasacair.Berikutreaksi yang terjadi 28 DAFTAR PUSTAKA Black&Veatch.1996.PowerPlantEngineering.UnitedStatesofAmerica: Springer Moran, Michael J., Saphiro, Howard N., Boettner, Daisie D., Bailey, Margaret B. 2011. Fundamentals ofEngineering Thermodynamics. United States ofAmerica: John Wiley & Sons, Inc. Paton, Alan., McCan, Paul., Booth, Nick. 2006. Water Treatment for Fossil Fuel Power Generation. United Kingdom: EON Power Technology Center Peraturan Menteri Lingkungan Hidup tentang Baku Mutu Emisi Tahun 1995 Application Note Power No.12 Steam Generation in Power Plants. HACH Ultra ProductionofHighPurityWaterfromSeawater.GeneralElectricWater& Process Technologies pag.bgl.esdm.go.id/siat/?q=content/kandungan-unsur-air-dalam-tanah(Diakses pada Jumat, 10 Oktober 2014)