polusi oksida belerang

POLUSI OKSIDA BELERANGPOLUSI OKSIDA BELERANG

Polutan primer yang sangat berbahayaMenyebabkan hujan asamMasa tinggal 3 – 7 hariSumber Alam:

Aktifitas bakteri pada permukaan tanah:

2 H2S (g) + O2 (g) 2 H2O (l) + 2 SO2 (g)

H2S (g) + O3 (g) H2O (l) + SO2 (g)


Sumber Alam:Gunung Api

Sumber Bukan Alam:Pembakaran batu baraPembakaran minyak bumi

4 FeS (s) + 11 O2 (g) 2 Fe2O3 (s) + 8 SO3 (g) (belerang anorganik)

S (s) + O2 (g) SO2 (g) (belerang organik)


Sumber Bukan Alam:Pembakaran bijih logam

2 ZnS (s) + 3 O2 (g) 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g)


Reaksi-reaksi gas oksida belerang:Oksidasi

SO2 (g) + O2 (g) SO3 (g)

SO2 (g) + O3 (g) SO3 (g) + O2 (g)

SO2 (g) + NO2 (g) SO3 (g) + NO (g)

FotokimiaSO2 (g) + hv SO2* (g)

SO2* (g) + O2 (g) SO3 (g) + O* (g) SO2* (g) + SO2 (g) SO3 (g)

+ SO (g)

SO (g) + SO2 (g) SO3 (g) + S (s)

Reaksi-reaksi gas oksida belerang:Katalisis (Pembentukan hujan asam)

SO2 (g) + HO* (g) HSO3* (g)

HSO3** (g) + O2 (g) HSO5* (g)

HSO5* (g) + NO (g) HSO4* (g) + NO2 (g)

HSO4* (g) + NO2 (g) + H2O (g) H2SO4 (l) + HNO3 (l)

Pembentukan hujan asam2 SO2 (g) + H2O (g) + O2 (g) H2SO4 (l)

reaksi ini dikatalisis oleh aerosol yang mengandung ion logam Mn (II), Fe (II), Cu (II) dan oksida krom, aluminium, timbal dan kalsium


DAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANGDAMPAK POLUSI OKSIDA BELERANG

Dampak terhadap manusia:Menyebabkan gangguan pernafasanMenyebabkan iritasi kulitMenyebabkan kejang pada otot

pernapasanMenyebabkan kelumpuhan sistem

pernapasanMenyebabkan kematian


Kadar SOx Dampak

6 ppm Iritasi tenggorokan

6 – 12 ppm Hiperplasia sel epitel dan kanker

> 12 ppm Kelumpuhan sistem pernafasan dan kematian


Dampak terhadap tumbuhan (kons. 0,5 ppm):Menyebabkan bintik2 pada permukaan

daunMenyebabkan kerusakan jaringan daun

Dampak terhadap lingkungan:Menyebabkan korosi

Kontrol polusi oksida belerangKontrol Sumber:

Substitusi bahan bakarFuel cleaning:

Proses desulfurisasi (batu bara):Proses gasifikasi, belerang diubah menjadi

gas H2S, kemudian dipisahkan dari produk secara kimia (batu bara padat diubah menjadi batu bara gas)

KONTROL POLUSI OKSIDA BELERANGKONTROL POLUSI OKSIDA BELERANG


Kontrol polusi oksida belerang

Proses desulfurisasi:Proses liquefikasi, batu bara direaksikan

dengan gas hidrogen pada suhu 400 – 450 oC dan tekanan 100 – 300 atm. Produk utama merupakan cairan batu bara dan gas H2S, di mana gas H2S dihilangkan dari produk.



Proses desulfurisasi:Proses kimia:

Batu bara digerus menjadi halus dan dimasukkan ke dalam reaktor yang berisi air dan NaOH pada suhu dan tekanan tinggi

Batu bara digerus menjadi halus dan dimasukkan ke dalam reaktor yang berisi pelarut antrasen dan dialirkan gas H2 pada suhu dan tekanan tinggi



Proses desulfurisasi (minyak bumi):Penambahan kalsium oksida:

3 S (l) + 2 CaO (s) 2 CaS (s) + SO2 (g)

2 CaS (s) + 3 O2 (g) 2 CaO (s) + 2 SO2 (g)

Reaksi hidrogenasi:

S (l) + H2 (g) H2S (g)

Kontrol polusi oksida belerangTeknik modifikasi pembakaran:

Fluidized Bed Combustion


Kontrol polusi oksida belerangAbsorpsi:

Fisika, terjadi ketika gas mudah larut dilarutkan dalam fasa cair, misalnya air:

SO2 (di udara) H2O (l) + H2SO3 + HSO3- + SO32-

Kimia, terjadi jika terjadi reaksi kimia dalam fasa cair membentuk senyawa baru:

SO2 (di udara) CaSO3. 2 H2O


Kontrol polusi oksida belerangProses Absorpsi: Lime Limestone Dual alkali Sodium solution Ammonia based Wellman-Lord Citrate Magnesium oxide



Proses Absorpsi Lime


Proses Absorpsi Limestone


Proses Absorpsi Dual Alkali


Proses Absorpsi Sodium Solution

Sistem AbsorberPlate tower



Sistem AbsorberBubble

Sistem AbsorberPacked Tower



Disain AbsorberPolutan berdifusi melalui gas buang menuju

permukaan cairan pelarutPolutan terlarut dalam cairan pelarut pada

antarmuka gas-pelarutPolutan yang terlarut berdifusi dari

antarmuka ke cairan pelarut

Kontrol polusi oksida belerangAdsorpsi:

Adsorbent: karbon aktif, zeolit dan silika gelAdsorbat : gas Adsorpsi digunakan jika:

Konsentrasi polutan sangat encer dalam fasa gas

Recovery uap pelarutPolutan sangat sukar terbakar


Adsorbent Karbon Aktif:Menyerap uap dan gas organik yang

mengandung/tidak mengandung airKapasitas adsorpsi akan baik, jika senyawa

yang diserap:Mempunyai Mr besarTidak jenuhMempunyai struktur lingkarSuhu operasi yang rendahMempunyai konsentrasi tinggi



Sistem AdsorberFixed-Bed


Sistem AdsorberFluidized-Bed (adsorpsi kontinu)

Menggunakan aliran counter-currentGas masuk di bagian bawah unit adsorber

dan mengalir secara aksial melalui unitAdsorbent ditambahkan pada bagian atas

unit adsorber

Kontrol polusi oksida belerangScrubber

Merupakan suatu alat yang digunakan untuk menghilangkan dan memisahkan partikel padat/cair dari gas buang, serta mampu memisahkan gas terlarut dari gas lainnya


Jenis Scrubber:Wet (basah):

Suatu alat yang menggunakan cairan untuk menghilangkan sumber emisi dari gas buang

Bisa digunakan untuk menghilangkan partikulat dan polutan gas

Prinsip:

Gas buang dikontakkan dengan cairan melalui:Disemprotkan ke dalam cairanDi dorong ke dalam cairanDll



Jenis Scrubber Wet (basah):


Jenis Scrubber:Venturi:

Menggunakan tabung venturi Menggunakan cairan alkali Energi yang diperlukan bergantung kepada tingkat

keasaman gas buang Air yang mengandung alkali akan kontak dengan gas

melalui:Tetesan terdispersiKontraksi gasTumbukan


Keuntungan Wet Scrubber: Memerlukan ruangan yang kecil Tidak menghasilkan debu sekunder Dapat digunakan pada suhu tinggi Dapat digunakan pada gas yang mempunyai

kelembaban tinggi Meminimalkan terjadinya kebakaran dan ledakan

bahan berbahaya Mampu menangkap partikel dan gas


Kelemahan Wet Scrubber: Bisa menyebabkan korosi Memerlukan power yang tinggi Menhgasilkan limbah cair Sukar merecovery produk Menyebabkan masalah meteorologi


Mekanisme kontrol gas buang menggunakan wet scrubber:

Tahap 1: polutan gas berdifusi dari area bulki gas menuju antarmuka gas-cairan

Tahap 2: gas bergerak melewati antar muka menuju fas cairan

Tahap 3: gas berdifusi ke dalam bulki cairan dan gas terabsorpsi


Mekanisme kontrol gas buang menggunakan wet scrubber:


Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi (power):


Penggolongan wet scrubber berdasarkan tekanan drop:Low pressure scrubber (< 1,25 k.Pa)Medium pressure scrubber ( 1,25 – 3,75 k.Pa)High pressure scrubber ( > 3,75 k.Pa)


Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi:Gas phase contacting scrubber

Venturi scrubber:Plate towerOrifice scrubber

VENTURI SCRUBBERVENTURI SCRUBBER


Reaksi kimia yang terjadi:Menggunakan NaOH


Reaksi kimia yang terjadi:Menggunakan lime (Ca(OH)2)

PLATE TOWERPLATE TOWER

ORIFICE SCRUBBERORIFICE SCRUBBER

Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi:Liquid phase contacting scrubber

Spray towerEjector venturi

SCRUBBERSCRUBBER

SPRAY TOWERSPRAY TOWER

Kegunaan: Pendingin gas Menjaga kelembaban Penghilangan partikel atau gas tahap pertama Biasanya digunakan untuk menghilangkan gas HCl


Variabel: Kecepatan gas buang (0,3 – 1,0 m/s) Ukuran tetes cairan (500 – 1000 mikron) Rasio cairan-gas (

Menggunakan sistem spray Menggunakan tekanan tinggi (689 k.Pa) Menggunakan laju semprotan tinggi Rasio cairan-gas tinggi Waktu kontak cairan-gas singkat Digunakan pada gas buang yang larut dalam cairan Efisiensi penghilangan 95%

EJECTOR VENTURIEJECTOR VENTURI

EJECTOR VENTURIEJECTOR VENTURI

WET FILM SCRUBBERWET FILM SCRUBBER

Cairan disemprotkan/dituangkan pada suatu material pendukung membentuk suatu lapisan film

Gas buang dilewatkan pada material Nama lain: packed tower Juga digunakan untuk menghilangkan partikel

PACKED TOWERPACKED TOWER

Parameter Operasi: Laju alir gas buang Laju injeksi cairan Ukuran material packing Tinggi packing

PACKED TOWERPACKED TOWER

SCRUBBERSCRUBBER

Penggolongan wet scrubber berdasarkan sumber energi:Combinasi liquid phase and gas phase

contacting scrubberCyclonic sprayMobile-bed Baffle sprayMechanically-aided

CYCLONIC SPRAY SCRUBBERCYCLONIC SPRAY SCRUBBER

Digunakan untuk menghilangkan polutan partikel dan gas

Efisiensi penghilangan sangat tinggiVariabel operasi:

Rasio cairan – gasUkuran packingJumlah stage


Penggolongan Cyclonic Spray Scrubber:Irrigated cyclone scrubberCyclonic spray scrubber

IRRIGATED CYCLONE SCRUBBERIRRIGATED CYCLONE SCRUBBER

MOBILE - BED SCRUBBERMOBILE - BED SCRUBBER

Penggolongan Mobile - Bed Scrubber:Flooded - bed scrubber

Mengandung mobile packing berbentuk bulat 10 – 20 cm

Packing terbuat dari plastik atau kacaFluidized – bed scrubber

Hampir mirip dengan flooded – bed scrubberPerbedaan kecepatan pergerakan packing

FLOODED - BED SCRUBBERFLOODED - BED SCRUBBER

FLUIDIZED - BED SCRUBBERFLUIDIZED - BED SCRUBBER

BAFFLE SPRAY SCRUBBERBAFFLE SPRAY SCRUBBER

Hampir sama dengan spray towerEnergi berasal dari spray nozzelGas buangan mengatomisasi cairan scrubberBanyak digunakan untuk menghilangan

partikelTidak spesifik untuk penghilangan gas

BAFFLE SPRAY SCRUBBERBAFFLE SPRAY SCRUBBER

MECHANICALLY - AID SCRUBBERMECHANICALLY - AID SCRUBBER

Energi disuplai oleh motor Motor berfungsi sebagai rotor untuk menghasilkan

tetesan cairan Membutuhkan ruangan yang kecil (dibanding

dengan sistem scrubber lain) Memerlukan energi lebih besar (dibanding dengan

sistem scrubber yang lain yang ekivalen) Digunakan untuk penghilangan partikel Tidak digunakan untuk penghilangan gas

MECHANICALLY - AID SCRUBBERMECHANICALLY - AID SCRUBBER

Penggolongan:Centrifugal fan

Berfungsi sebagai air mover dan collectorProses penghilangan polutan bertahap

Mechanically – induced sprayMotor ditenggelamkan dalam cairanPergerakan rotor menghasilkan tetesan spray

CENTRIFUGAL FAN SCRUBBERCENTRIFUGAL FAN SCRUBBER

MECHANICALLY INDUCED SPRAYMECHANICALLY INDUCED SPRAY

DRY SCRUBBERDRY SCRUBBER

Digunakan untuk penghilangan polutan gasBiasanya digunakan untuk penghilangan gas

HCl dan SO2Prinsip:

Material sorben alkalin diinjeksikan ke dalam gas buang dan bereaksi dengan gas buang menghasilkan padatan garam dan dikumpulkan oleh collector device

DRY SCRUBBERDRY SCRUBBER

Penggolongan:Spray dryerDry injection

SPRAY DRYERSPRAY DRYER

Komponen Utama:Lime slakerSorbent mixing tankSorbent feed tankAtomizer feed tankRotary atomizers nozzlesSpray dryer/absorber reaction vesselSolid recycle tankParticulate control device


Deskripsi Proses:Menggunakan reagen sebagai bubur

mengandung 5 – 20 % (w/w)Bubur diatomisasi oleh rotary nozzle dalam

reaktor absorber selama 6 – 20 detikTahapan2:

Cao diubah menjadi Ca(OH)2 dengan mereaksikan dengan air menghasilkan bubur

Bubur alkalin disemprotkan ke dalam gas panasBubur akan bereaksi dengan gas membentuk garam

padat CaCl2 atau CaSO4


Deskripsi Proses:Tahapan2:

Gas panas akan mengeringkan bubur dan mengabsorpsi gas tersebut

Padatan yang terbentuk kemudian dibawa menuju particulat control device

Sorbent atau padatan hasil reaksi kemudian jatuh ke dasar reaktor dan kemudian dibuang atau dimasukkan ke dalam solid recycle tank untuk didaur ualng


Parameter Operasi:Jumlah sorbentKandungan bubur sorbent (5 – 20 %)Kelembaban gas buangDry bulb temperature: suhu yang menunjukkan

kejenuhan gas buang dan potensi untuk menguapkan kelembaban

DRY INJECTORDRY INJECTOR

Komponen Utama:Lime slakerDry sorbent storage tankBlower untuk transfer sorbentInjectorParticulate collector deviceReaction chamber

Menggunakan kalsium hidroksida untuk mengabsorpsi gas

90 % menggunakan partikel berukuran 325 mikron

Kalsium hidroksida diinjeksikan berlawanan arah dengan aliran gas buang



Deskripsi proses:Hampir sama dengan spray dryer, tetapi yang

diinjeksikan berupa padatan keringMaterial sorbent menggunakan kalsium

hidroksida Sorbent diinjeksikan ke dalam gas buangTerjadi proses absorpsi gas buangDi dalam reaction chamber, waktu reaksi kimia

lebih lamaSorbent dan padatan produk dibawa menuju

particulate control device


Deskripsi proses:Sorbent dan padatan produk dibawa menuju

particulate control device

Parameter operasi:Laju injeksi sorbentUkuran partikel sorbent

polusi oksida belerang

Documents