hoabsorpsi
-
Upload
endah-sasmita-waluyo -
Category
Documents
-
view
216 -
download
0
description
Transcript of hoabsorpsi
-
PendahuluanRasio nilai Nasikin: Misri = 1:1Penilaian Saya = UA : Test : PR = X : Y : ZDimana X > Y > ZJam bicara = Selasa, 13.00 16.00 WIBBuku acuan: Buku Absorpsi, Leaching ., MGTransport Process & Unit Operation 3rd ed., Geankoplis, C.J.Mass-Transfer Operations, Treybal, R.E.Chemical Engineering Vol 2, Coulson, JM & Richardson, J.F.
-
AbsorpsiDissolusi (pelarutan) ke dalam fasa liquid;Pemanfaatan difusivitas tinggi dari molekul gas; Koefisien partisi Henry's law (tek. uap/kelarutan)
-
PendahuluanPemisahan atau pemindahan satu atau lebih komponen dari campuran gas ke dalam cairan yang sesuaiPerpindahan massa yang besar peranannya dalam proses industri (setelah Distilasi)Dikontrol oleh laju difusi dan kontak antara 2 fasaFisika: acetone-udara via absorpsi airKimia: NOx-udara via absorpsi air Peralatan: mirip dgn distilasiPerbedaan operasi dgn distilasi:Feed = gas yg masuk dr bagian bawahSolvent = liquid yg masuk dr bagian atas di bawah titik didihDifusi dari gas ke liquid yang irreversible (pada Distilasi equimolar counter-diffusion)Rasio laju alir Liquid:Gas > DPacked Column lebih banyak dipakaiFeedUnabsorbed gasSolvent
-
Prinsip dasarKontak 2 phasa mencapai kesetimbangannyaSampai P ~ 5 atm, Kelarutan (S) tidak berubahSuhu maka Kelarutan Hukum Henry:the concentration of a solute gas in a solution is directly proportional to the partial pressure of that gas above the solution PA = H CAPA = tekanan parsial komponen A pada fasa gasH = konstanta Henry CA = konsentrasi komponen pada fasa liquid
-
Mekanisme AbsorpsiPAG = Tek. Parsial pada fasa bulkPAi = Tek. Parsial pada interfaceCAL = Konsentrasi pada fasa liquidCAi = Konsentrasi pada fasa interface Bulk gasFilm gasFilm LiquidBulk LiquidPAGPAiCAiCALABDE Batasan film gas Batasan film liquidInterface Konsentrasi zat A di dlm fasa cair Tekanan parsial gas A
-
Difusi melalui gas stagnantAbsorpsi gas yang mengandung komponen dapat-larut A dan tak-dapat-larut B melalui gas stagnant menurut hukum Stephan:NA = total perpindahan massa (mol/luas.waktu) , z = jarak pada arah perpindahan massaCA,CB,CT = konsentrasi komponen A, B dan total gas, DV = difusivitas fasa gas(untuk gas ideal)Jika PBM = (PB2- PB1)/ ln (PB2/ PB1), makakG adalah koefisien transfer film gas
-
Difusi pada fasa liquidDL= difusivitas fasa liquidz = jarak pada arah perpindahan massaCA, CT = konsentrasi molar komponen A, B dan total gaskL adalah koefisien transfer film liquid
-
Laju Absorpsi dan koefisien menyeluruhCAiABDEInterface Konsentrasi zat A di dlm fasa cair Tekanan parsial gas AFCAeCALPAiPAGPAePada kondisi tunak:
-
Laju Absorpsi dan koefisien menyeluruhCAiABDEInterface Konsentrasi zat A di dlm fasa cair Tekanan parsial gas AFCAeCALPAiPAGPAePada kondisi tunak:kG dan kL sulit diukur, maka digunakanKG dan KL adalah koefisien transfer menyeluruh gas dan liquid
-
Hubungan antara koefisien-koefisienDengan asumsi bahwa larutan mengikuti hukum Henry, maka dansehinggaValiditas persamaan-persamaan di atas bersyarat:Harga H tidak bergantung pada jenis alatTak ada resistansi interface yang signifikan Tak ada keterkaitan antara koefisien 2 lapisan filmPR 1 J : Tunjukkan bagaimana mendapatkan 3 persamaan di atas dari laju absorpsi.
-
Laju Absorpsi dalam fraksi molLaju perpindahan massa dapat ditulis: danJika m adalah gradien kurva kesetimbangan, maka
-
Faktor berpengaruh thdp KTipe gas:Sangat mudah larut (ammonia)Mudah larut (SO2)Sedikit (hampir tidak) larut (O2)PR 2 JBagaimana hubungan antara koefisien (kG dan KG serta kL dan KL
-
Kolom dinding basahCAiABDEInterface Tekanan parsial gas AFCAeCALPAiPAGPAeMengingat kurva kesetimbangan bukan garis lurus, maka Konsentrasi zat A di dlm fasa cairdandandan
-
PR 3 J
Komponen A terabsorb dari campuran A dan B dalam suatu menara yang liquidnya berarah menuruni dinding. Pada suatu titik bulk gas berkonsentrasi (mol fraksi ) 0,38 dan liquid 0,1. Menara beroperasi pada suhu 298 K dan 101,3 kPa dan data kesetimbangan spt pd tabel.Gas A berdifusi melalui gas B yang stagnan kemudian melalui liquid yang non difusiv. Koefisien perpindahan massa diketahui sbb: kG = 1,465x10-3 kmol A/s.m2 kL = 1,967x10-3 kmol A/s.m2. Hitunglah konsentrasi A pada kedua interface dan flux yang terjadi.
-
Pendekatan lainBeberapa penelitian thdp penguapan cairan ke arus udara dalam tabung menunjukkan hubungan sbb:d = diameter tabungzG = ketebalan filmB = konstantaRe = Bilangan ReynoldDari slide sebelumnya, diketahui bahwamakamakaDan beberapa pendekatan lainnya
-
Perhitungan peralatanAbsorpsiPlate Packed Towers
-
Jenis-jenis Plate (Tray)Kontak uap dan liquid efisienSieve trayPaling banyak dipakai,Bentuk mirip dgn yg dipakai pada distilasi,lubang sederhana, 3-12 mm, 5-15% luas trayValve trayModifikasi sieve tray dgn valve untuk mencegah kebocoran liquid pada saat tekanan uap rendahMulai banyak dipakaiSieve tray
-
Spray tower and Venturi
-
Buble cap tray
-
Packed Beragam jenis packing telah dikembangkan untuk memperluas daerah dan efisiensi kontak gas-liquidUkuran 3 -75mmBahan:Inert dan murah spt tanah liat, porselin, grafit, plastik, etc.Packing baik: 60-90% volume total
-
Desain Menara Absorpsi PiringanVN+1, yN+1Ln, xnLN, xNVn+1, yn+1N -1Nn+1nL0, x0V1, y112L dan V = laju alir total L dan V = laju alir komponen inert Untuk memudahkan perhitungan, maka neraca massa dihitung berdasarkan laju alir inert, bukan laju alir totalJumlah mol komponen absorbent = L.xn ,L = L L.xnL = L (1 .xn)
-
Desain Menara Absorpsi Piringanpada kotak putus-putus berlaku sbb:Dan pada keseluruhan berlaku neraca massa sbb:Neraca massaKedua pers. terakhir disebut Persamaan garis operasi
-
Contoh SoalSO2 akan diabsorbsi dari udara oleh air murni pada suhu 20 oC. Gas masuk mengandung 20% mol SO2 dan keluar diharapkan tinggal 2% fraksi mol pada tekanan 1 atm. Udara dan air masuk dengan laju inert 5,18 dan 333 kmol/jam.m2. Jika efisiensi tray adalah 25%, maka hitunglah berapa jumlah tray teoritis dan aktual yang diperlukan.
-
Desain Menara Absorpsi PackingPersamaan garis operasi keseluruhan:
Untuk titik tetentu:
Jika komponen A sangat kecil konsentrasinya (dilute):
Ini adalah gradien garis operasiL/V = D y/D xJika garis operasi berada di bawah garis kesetimbangan maka akan terjadi transfer dari L ke V, atau peristiwanya disebut sebagai StrippingdZL1, x1V1, y1L2, x2V2, y2Penampang iris S
-
Disain menara packingJika dA = a S dz, dan d(Vy) = d(Lx)Maka
Dan V=V(1-yAG)
dan
A = luas interface, m2a = luas interface packing, m2/m3 S = luas penampang menara, m2z = tinggi menara
-
Disain menara packingIntegrasi menghasilkan:Untuk dilute gas mixture (x dan y < 0.1), maka selisih-selisih pada V, L, y dan x dpt dianggap konstan.
-
Lokasi garis operasi(a) Absorpsi komponen A dari V ke L(b) Stripping komponen A dari L ke V
-
Minimum L/GxyPada (L/G)min nilai y2 yang diinginkan hanya dapat dicapai dengan tinggi kolom tak terbatasSemakin tinggi kolom diperlukan
-
Pertimbangan EkonomiNilai optimum L/V bergantung pada neraca ekonomiL/V besar, maka L besar, sehingga (H kolom tetap, D besar) recovery L mahal/besarL/V kecil, maka L kecil, sehingga tinggi besar, harga kolom besar