23
Laporan Perancangan Packed Column PC-15 1 Tugas Rancangan Packed Column TK 3212 sem II 2009/2010 Kelompok : PC - 15 No. NIM N a m a 1. 13007074 Riko 2. 13007075 Laras Wuri D. 3. 13007076 Alvin Gunawan 4. 13007077 Arlavinda Rezqita Waktu Ujian Lisan yang diusulkan (ditandai dengan OK) diisi minimal 30 kemungkinan pada 4 hari yang berbeda waktu Senin Selasa Rabu Kamis Jum’at 8 Mrt 10 9 Mrt 10 10 Mrt 10 11 Mrt 10 12 Mrt 10 09.00-09.30 OK 09.30-10.00 OK 10.00-10.30 OK 10.30-11.00 OK 11.00-11.30 OK 11.30-12.00 OK Xxx Xxx xxx Xxx xxx Xxx 13.00-13.30 OK 13.30-14.00 OK 14.00-14.30 OK 14.30-15.00 OK 15.00-15.30 OK OK xxx Xxx Xxx Xxx Xxx Xxx 16.00-16.30 OK OK 16.30-17.00 OK OK 17.00-17.30 OK OK OK OK 17.30-18.00 OK OK OK OK OK

Packing Column Design

Embed Size (px)

DESCRIPTION

A-Z how to design packing column.

Citation preview

Page 1: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

1

Tugas Rancangan Packed Column

TK 3212 sem II 2009/2010

Kelompok : PC - 15

No. NIM N a m a

1. 13007074 Riko

2. 13007075 Laras Wuri D.

3. 13007076 Alvin Gunawan

4. 13007077 Arlavinda Rezqita

Waktu Ujian Lisan yang diusulkan (ditandai dengan OK)

diisi minimal 30 kemungkinan pada 4 hari yang berbeda

waktu Senin Selasa Rabu Kamis Jum’at

8 Mrt 10 9 Mrt 10 10 Mrt 10 11 Mrt 10 12 Mrt 10

09.00-09.30 OK

09.30-10.00 OK

10.00-10.30 OK

10.30-11.00 OK

11.00-11.30 OK

11.30-12.00 OK

Xxx Xxx xxx Xxx xxx Xxx

13.00-13.30 OK

13.30-14.00 OK

14.00-14.30 OK

14.30-15.00 OK

15.00-15.30 OK OK

xxx Xxx Xxx Xxx Xxx Xxx

16.00-16.30 OK OK

16.30-17.00 OK OK

17.00-17.30 OK OK OK OK

17.30-18.00 OK OK OK OK OK

Page 2: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

2

18.00-18.30 OK OK OK OK OK

PERSOALAN TUGAS

Ketentuan yang berlaku adalah:

Operasi absorpsi berlangsung isotermal dan tekanan operasi dalam kolom dapat

dianggap konstan

Operasi absorpsi dirancang untuk recovery sebesar 90%

Cairan penyerap berupa larutan akuatik sehingga sifat-sifat fisik yang belum

diketahui dapat didekati dengan sifat-sifat fisik air

Laju aliran dipilih pada keadaan yang optimal

Pola aliran: counter current (umpan gas masuk dari bagian bawah kolom dan keluar

di bagian atas kolom, cairan penyerap masuk dari bagian atas kolom dan keluar di

bagian bawah kolom)

Metode yang digunakan adalah Metode Cornell dan/atau Onda [Sinnott, R.K.,

“Chemical Engineering volume 6, J.M. Coulson and J.F Richardson : An

Introduction to Chemical Engineering Design”, Sub-bab 11.14 Packed Columns,

Pergamen Press, Oxford, 1983]

Page 3: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

3

SPECIFICATION SHEET

Item No : 1 By : PC-15

Name : Absorption Packed Column Date: 4 Maret 2010

Internal Conditions Gas Liquid

Mass flow rate, kg/h 5500 28490

Molar flow rate, kmol/h 174.7 1583

Solute fraction, % mol 7.5% 0,001%

Density, kg/m3 1.168 1003,5

Viscosity, N.s/m2 1.87E-05 7.9723E-04

Pressure, atm abs 3,659

Temperature, K 303

Pressure drop, mmH2O/m packing 21

Flow pattern Counter-Current

Flooding Percentage, % 50%

Column Design

Column material Stainless Steel

Inside diameter, m 0,9

Height of overall gas phase transfer unit, m 2,01

Number of overall gas phase transfer units 5,0

Height, m 15,5

Design code ASME

Corrosion allowance, mm 4

Thickness, mm 10

Liquid distributor Weir Type Distributor

Number of liquid distributor 1

Liquid redistributor Full Redistributor

Number of liquid redistributor 2

P Bed-limiters Not Installed

Packing Design

Packing type Metal Pall Ring

Packing size, mm 51

P Packing surface area, m2/m

3 102

Packing bulk density, kg/m3 353

Packing factor, m-1 66

Packing support Gas Injection

Number of packing support 2

Packing structure Random

Packed bed height, m 4

Packed bed space, m 0,5

Number of packed bed 3

Total packed bed height, m 12

Page 4: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

4

Head Specification

Head type

Torispherical

Head material Stainless Steel

Support Specification

Type of support

Conical skirt

Page 5: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

5

1. Data-Data Packing

Packing yang ditentukan dalam desain Absorption Packed Column adalah Metal Pall

Ring. Adapun data-data packing dapat dilihat pada Tabel 1

Tabel 1. Data spesifikasi packing Metal Pall Ring

Size Bulk Density

(kg/m3)

Surface Area, a (m

2/m

3)

Packing Factor, Fp (m

-1) in Mm

0.625 16 593 341 230

1 25 481 210 160

1.25 32 385 128 92

2 51 353 102 66

3.5 76 273 66 52

2. Data Fisik Komponen-Komponen Absorpsi

Operasi absorpsi dijalankan pada tekanan 2,7 kg/cm2 gauge (365,925 kPa abs)

dan temperatur operasi 30oC (303 K). Pada keadaan tersebut kondisi fisik gas umpan,

SO2, dan air penyerap disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2 Data Fisik Komponen Absorpsi pada Temperatur 30oC

Keterangan SO2 Udara Air

Mr (kg/kmol) 64 28,84 18

Viskositas, μ (Ns/m2) - 1,866E-05 7,972E-04

Densitas, ρ (kg/m3) - 3,416 1,004E+03

Volume Molar (m3/kmol) 0,0448 - 1,7952E-02

3. Laju Alir

Laju alir gas umpan dengan basis bebas solut adalah:

𝐺 ′ = 1 − 𝑦1 .𝐺 = 1 − 0,075 𝑋 0,04854 = 0,0449 𝑘𝑚𝑜𝑙/𝑠

dengan y1 adalah kandungan solut pada gas umpan dan G adalah laju alir gas umpan

basis solut.

Page 6: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

6

Kandungan solut SO2 di dalam gas umpan adalah sebesar 7,5 %-mol (0,075 fraksi

mol). Perhitungan ini masih didasarkan pada fraksi mol basis solut. Apabila

dinyatakan dalam fraksi mol basis bebas solut, maka komposisi dapat dihitung

dengan persamaan:

𝑌1 =𝑦1

1 − 𝑦1=

0,075

1 − 0,075= 0,08108

Diketahui recovery solut sebesar 90 %, maka komposisi gas umpan yang keluar

adalah 10% dari komposisi keseluruhan atau

𝑌2 = 0,08108 𝑥 0.1 = 0,008108

Diketahui kandungan solut dalam cairan penyerap adalah 0.005 %-berat atau 0.001%

fraksi mol dengan perhitungan menggunakan fraksi mol basis solut Jika dinyatakan

dalam fraksi mol basis bebas solut maka komposisi dihitung dengan persamaan:

𝑋2 =𝑥2

1−𝑥2=

0,00001

1−0,00001= 1,40632E-05

Hasil perhitungan di atas ditampilkan pada Tabel 3 di bawah ini.

Tabel 3. Laju Alir Gas dan Komposisi Gas dan Cairan

G' (kmol/s) 4,490E-02

Y1 (perbandingan mol) 8,108E-02

Y2 (perbandingan mol) 8,108E-03

X2 (perbandingan mol) 1,406E-05

Tekanan SO2 dapat dihitung, dan didapat hasil perhitungan :

P SO2 di titik 1 = 205,85 mmHg

P SO2 di titik 2 = 20,58

4. Kurva Kesetimbangan

Setelah menentukan nilai Y1 dan nilai Y2, ditentukan rentang di antara nilai-nilai

tersebut. Rentang yang diambil pada pembuatan kurva kesetimbangan adalah 0,005

seperti terlihat pada Tabel 4.

Setelah menentukan nilai-nilai Y antara nilai Y1 dan nilai Y2, dilakukan konversi

dari nilai Y menjadi nilai y dengan persamaan:

Page 7: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

7

𝑦 =𝑌

𝑌 + 1

dengan y adalah komposisi basis solut dan Y adalah komposisi basis bebas solut.

Setelah dilakukan konversi, ditetapkan nilai x kesetimbangan untuk setiap nilai y

dengan menggunakan persamaan Henry, yaitu:

𝑥 =𝑃

𝐻.𝑦

dengan P adalah tekanan operasi dan H adalah konstanta Henry

Setelah didapatkan nilai x kesetimbangan, nilai tersebut dikonversi menjadi

komposisi fraksi mol bebas solut (X) dengan persamaan:

𝑋 =𝑥

1 − 𝑥

Hasil yang didapatkan dapat terlihat pada Tabel 4

Tabel 4 Data Kesetimbangan Absorbsi SO2

Y Y x X

0.00811 0.0075 0.001 0.001

0.01000 0.010 0.001 0.001

0.01500 0.015 0.002 0.002

0.02000 0.020 0.003 0.003

0.02500 0.024 0.003 0.003

0.03000 0.029 0.004 0.004

0.03500 0.034 0.005 0.005

0.04000 0.038 0.005 0.005

0.04500 0.043 0.006 0.006

0.05000 0.048 0.007 0.007

0.05500 0.052 0.007 0.007

0.06000 0.057 0.008 0.008

0.06500 0.061 0.008 0.008

0.07000 0.065 0.009 0.009

0.07500 0.070 0.010 0.010

0.08108 0.075 0.010 0.010

Page 8: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

8

Dari tabel di atas, dapat dialurkan kurva kesetimbangan dengan Y sebagai ordinat dan X

sebagai absis. Kurva kesetimbangan ditampilkan pada Gambar 1 berikut ini.

Gambar 1 Kurva Kesetimbangan Absorbsi SO2

Dari Gambar 1 dapat diketahui kurva kesetimbangan mempunyai kemiringan 7,835.

Dengan menggunakan nilai kemiringan yang didapatkan, dilakukan perhitungan NOG

(number of overall gas phase transfer unit).

5. Penentuan NOG

Pertama ditentukan nilai rasio y1/y2. Nilai rasio y1/y2 adalah 0,075/0,0075 = 9,325.

Dengan nilai rasio tersebut dan nilai kemiringan kurva kesetimbangan 7,835, serta

dengan menggunakan kurva hubungan NOG dengan y1/y2 pada berbagai mGm/Lm yang

ditampilkan pada Gambar 2, bisa didapat nilai NOG optimum.

Dari nilai tersebut, nilai komposisi pada fasa cair (x) dapat dihitung menggunakan

persamaan:

𝑥1 = 𝑥2 + (

𝑚𝐿𝑚𝐺𝑚

𝑠𝑙𝑜𝑝𝑒 𝑔𝑎𝑠𝑟𝑖𝑠 𝑘𝑒𝑠𝑒𝑡𝑖𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛. 𝑦2 − 𝑦1 )

Setelah didapatkan nilai x1, nilai tersebut diubah menjadi nilai bebas solut X1.

y = 7,8352x - 0,0011R² = 0,9997

0,00000

0,01000

0,02000

0,03000

0,04000

0,05000

0,06000

0,07000

0,08000

0,09000

0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012

Y

X

Page 9: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

9

𝑋1 =𝑥1

1 − 𝑥1

Jika garis operasi dan kurva kesetimbangan merupakan garis lurus, sedangkan

pelarutnya dapat diasumsikan bebas solut, nilai NOG dapat diketahui dari kurva di

bawah ini :

Gambar 2 Jumlah Transfer Unit NOG sebagai fungsi y1/y2 dengan mGm/Lm sebagai parameter

Page 10: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

10

Berdasarkan Kurva pada Gambar di atas, nilai NOG pada variasi mGm/Lm, nilai x, dan nilai

X, dapat ditampilkan pada tabel berikut ini.

Tabel 5. Nilai x, X, pada berbagai variasi NOG

mGm/Lm NOG x1 X1

0.00 2.40 1.406E-05 1.406E-05

0.10 2.50 8.756E-04 8.763E-04

0.20 2.60 1.737E-03 1.740E-03

0.30 2.80 2.599E-03 2.605E-03

0.40 2.90 3.460E-03 3.472E-03

0.50 3.40 4.322E-03 4.340E-03

0.55 3.60 4.752E-03 4.775E-03

0.60 3.80 5.183E-03 5.210E-03

0.65 3.90 5.614E-03 5.646E-03

0.70 4.30 6.045E-03 6.081E-03

0.75 4.80 6.475E-03 6.518E-03

0.80 5.00 6.906E-03 6.954E-03

0.85 5.50 7.337E-03 7.391E-03

0.90 6.00 7.768E-03 7.829E-03

0.95 7.00 8.198E-03 8.266E-03

1.00 8.20 8.629E-03 8.704E-03

1.10 16.60 9.491E-03 9.582E-03

Colburn (1939) menyarankan bahwa nilai optimum untuk mGm/Lm pada rentang

0,7 sampai 0,8. Oleh karena itu, nilai optimum yang dicapai pada NOG 5, karena dipilih

nilai mGm/Lm 0,8. Nilai NOG optimum ditentukan melalui optimasi banyaknya solvent yang

dibutuhkan dengan tinggi kolom (diwakili nilai NOG). Di bawah 0,70 ada penurunan kecil

pada jumlah tahap yang dibutuhkan saat laju alir cairan meningkat. Sedangkan, di atas 0,80

terjadi peningkatan jumlah tahap yang dibutuhkan dengan sangat cepat saat laju alir cairan

menurun.

Tabel 6 Nilai X dan Y untuk Garis Operasi

X Y

6.954E-03 8.108E-02

1.406E-05 8.108E-03

Page 11: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

11

Dari nilai X dan Y pada Tabel 6 di atas, dapat dialurkan garis operasi yang ditampilkan

pada Gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. kurva Kesetimbangan dan Garis Operasi Absorbsi SO2

6. Perhitungan Diameter Kolom

Struktur packing adalah random packing dengan tipe Metal Pall rings dengan ukuran

2 in (50 mm). Pada kondisi ini direkomendasikan nilai pressure drop sebesar 15-50

mmH2O/m packing. Untuk tugas ini dipilih pressure drop sebesar 21 mmH2O/m

packing.

Nilai laju alir massa gas per satuan luas cross-section (FLV) diperoleh dengan

persamaan:

𝐹𝐿𝑉 =𝐿′𝑤

𝐺′𝑤 𝜌𝑣𝜌𝐿

= 0,209

dimana L’W adalah laju alir massa cairan penyerap (7,915 kg/s), G’W adalah laju alir

massa gas umpan (1,295 kg/s), 𝜌𝑣 adalah densitas gas umpan (1,168 kg/m3), dan 𝜌𝐿

adalah densitas cairan penyerap (1004 kg/m3).

y = 10,515x + 0,008R² = 1

0,00000

0,01000

0,02000

0,03000

0,04000

0,05000

0,06000

0,07000

0,08000

0,09000

0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012

y

x

Kurva Kesetimbangan Garis Operasi

Page 12: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

12

Dengan menggunakan Gambar 4 dan nilai FLV yang diperoleh, diperoleh nilai K4

pada pressure drop dan pada saat flooding, yaitu

K4 pada desain pressure drop = 0,77

K4 pada flooding = 2,8

Gambar 4 Grafik hubungan FLV terhadap K4 pada berbagai pressure drop

Setelah itu persen flooding dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

% 𝑓𝑙𝑜𝑜𝑑𝑖𝑛𝑔 = 𝐾4 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑖𝑛 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑒 𝑑𝑟𝑜𝑝

𝐾4 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑓𝑙𝑜𝑜𝑑𝑖𝑛𝑔𝑥100% = 52,44 %

Nilai %flooding tersebut masih berada di bawah 80%, sehingga masih dapat diterima

(Coulson,2005).

Dari tabel 11.2 Buku Coulson, “ Chem. Engineering Design, volume 6” didapatkan

faktor packing (Fp) = 66 m-1

untuk metal pall rings. Harga ini kemudian dimasukkan

ke dalam persamaan di bawah untuk menentukan laju superfisial gas (𝑉𝑤∗) :

Page 13: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

13

𝑉𝑤∗ =

𝐾4𝜌𝑉(𝜌𝐿 − 𝜌𝑉)

13,1𝐹𝑝(𝜇𝐿𝜌𝐿

)0,1= 2,41 kg/m2s

dimana 𝜌𝑉 adalah densitas gas umpan, 𝜌𝐿 adalah densitas cairan penyerap, 𝐹𝑝 adalah

faktor packing, dan 𝜇𝐿 adalah viskositas cairan penyerap.

Setelah ditemukan harga laju superfisial gas, luas kolom yang diperlukan adalah

sebagai berikut:

𝐴 =𝐺′

𝑉𝑊′

=1,528𝑘𝑔/𝑠

2,406 𝑘𝑔/𝑚2𝑠= 0,635 𝑚2

Setelah didapatkan luas kolom, diameter kolom dapat dihitung dengan persamaan:

𝐷𝑐 = 4.𝐴

𝜋= 0,899 𝑚 ~ 0,900 𝑚

Maka diameter kolom yang digunakan sebesar 0,900 m.

Untuk mengetahui berapa kira-kira packing yang digunakan untuk satu diameter

kolom, digunakan perbandingan diameter kolom terhadap ukuran packing.

𝑟𝑎𝑠𝑖𝑜 =𝐷𝑐𝐷𝑝

= 17,717 ~ 18

7. Perhitungan Nilai HOG dengan Metode Cornell

Karena pada perancangan ini dipakai tipe packing metal Pall rings, ada beberapa

perubahan yang diperlukan agar metode ini masih bisa dipakai. Salah satu yang dapat

dipercaya adalah hubungan yang diberikan oleh Bolles dan Fair (1982). Untuk

menghitung HOG maka diperlukan data-data K3, DL, DV, (SC)L, (SC)V, ψh, φh, HG,

dan HL terlebih dahulu.

DL, difusivitas Cl2 dalam air, dihitung menggunakan persamaan Wilke-Chang pada

buku Coulson, “ Chem. Engineering Design, volume 6” halaman 333

Page 14: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

14

Dengan ф = 2,6 untuk air, M = massa molekul dari pelarut, dan Vm adalah volume

molar zat terlarut pada titik didihnya (m3/kmol). Maka didapatkan nilai DL adalah

sebesar 6,216x 10-9

m2/s

DV, difusifitas Cl2 dalam udara, dihitung menggunakan metode Fuller pada buku

Coulson, Chem. Engineering Design, volume 6” halaman 331

Maka didapatkan nilai DV adalah sebesar 3,589 x 10-6

m2/s

Nilai (Sc)L diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

(𝑆𝑐)𝑙 = 𝜇𝐿/(𝜌𝐿 .𝐷𝐿) = 127,807

Nilai (Sc)V diperoleh dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

(𝑆𝑐)𝑣 = 𝜇𝑣/(𝜌𝑣 .𝐷𝑣) = 1,522

K3, Ψh dan Φh, didapat melalui Gambar 5, Gambar 6, dan Gambar 7.

Gambar 5 Faktor koreksi persen flooding

Page 15: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

15

Gambar 6 Grafik penentuan nilai Φh

Gambar 7 Grafik penentuan nilai Ψh

Dari grafik-grafik tersebut, didapat nilai untuk masing-masing seperti berikut:

Cfl = 0,95

Ψh = 140,00

Φh = 0,09

Pada pemodelan Cornell, tinggi unit transfer fasa liquid diberikan oleh persamaan

berikut :

Page 16: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

16

Sedangkan HG (tinggi unit transfer fasa gas) diperoleh dengan menggunakan

persamaan berikut:

Dimana f1, f2, dan f3 masing-masing merupakan faktor koreksi untuk viskositas,

densitas, dan tegangan permukaan cairan. Z merupakan tebakan awal tinggi kolom.

Dari kedua persamaan di atas diperoleh HG dan HL masing-masing adalah 1,69 m dan

0,36 m.

Nilai HOG didapat dari persamaan berikut:

𝐻𝑂𝐺 = 𝐻𝐿 +𝑚𝐺𝑚𝐿𝑚

𝐻𝐺 = 2,01 𝑚

Nilai Z didapatkan sebesar

𝑍 = 𝐻𝑂𝐺 .𝑁𝑂𝐺 = 11,46 𝑚

Jadi tinggi packing kolom yang digunakan menurut Metode Cornell adalah sebesar

11,46 m

8. Perhitungan Nilai HOG dengan Metode Onda

Dari data packing metal pall ring dengan ukuran 2 inch didapatkan nilai a = 102

m2/m

3.

C untuk keramik = 0,075 N/m

a. aw

aw dihitung dengan persamaan 11.113 Buku Coulson, “ Chem. Engineering Design,

volume 6”

𝑎𝑤𝑎

= 1

Page 17: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

17

𝑎𝑤 = 102 𝑚2

𝑚3

a. kL

Hitung kL dengan persamaan 11.114 Buku Coulson, “Chem. Engineering Design,

volume 6”

𝑘𝐿 ρ

L

μLg

13

= 0,0051 LW

*

aWμL

23

𝜇𝐿𝜌𝐿𝐷𝐿

−12

(a.dp)0,4

𝑘𝐿 = 3,251. 10-4

b. Laju alir superfisial gas pada kolom terbaru

𝐺s= G

Ac

= 3,039 kg/m2s

c. kG

Hitung kG dengan persamaan 11.115 Buku Coulson, “Chem. Engineering Design,

volume 6”

kG

a

RT

DV

= K5 𝐺s '

aμV

0,7

μ

V

ρV

DV

13

(a.dp)-2

kG = 0,001 kmol/sm2bar

d. Laju alir molar superfisial gas

𝐺𝑠𝑚𝑜𝑙 =0,105 kmol/m2s

e. Laju alir molar superfisial cairan

𝐿𝑠 ′𝑚𝑜𝑙 = 875 kmol/m2s

f. HG

Hitung HG dengan persamaan 11.116 Buku Coulson, “Chem. Engineering Design,

volume 6”

HG = 𝐺𝑠

kGaWP = 0,49 m

g. HL

Page 18: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

18

Hitung HL dengan persamaan 11.117 Buku Coulson, “Chem. Engineering Design,

volume 6”

Ct= ρ

L

BML

= 55,750 kmol/m3

HL = 𝐿𝑠 ′𝑚𝑜𝑙kLaWCt

= 0,473 m

h. HOG

Maka besarnya HOG adalah

𝐻𝑂𝐺 = 𝐻𝐿 + 𝑚𝐺𝑚𝐿𝑚

𝐻𝐺 = 0,869 𝑚

Karena nilai HOG pada metode Cornell lebih besar daripada HOG pada metode Onda,

maka HOG pada metode Cornell dipilih dalam perancangan ini.

Jadi, tinggi packed column yang didapatkan adalah 4,343 m dan dibulatkan menjadi

4,4 m.

9. Tebal Kolom

Mengingat diameter kolom 0,9 m, maka berdasarkan Coulson and Richardson,

vol 6, ketebalan kolom minimal ditetapkan 6 mm. Tebal kolom perlu ditambah 4 mm

sebagai corrosion allowance karena zat yang ditangani bersifat korosif (SO2 jika

bertemu air dapat menghasilkan senyawa asam sulfat yang sangat korosif). Jadi, total

tebal kolom yang digunakan adalah 1 cm.

10. Tutup Kolom

Page 19: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

19

Gambar 8 Torispherical head

Penutup yang digunakan adalah penutup jenis torispherical. Pemilihan tutup jenis

ini karena jenis tutup torispherical paling umum digunakan sebagai tutup kolom dengan

tekanan operasi di bawah 15 bar. Tekanan operasi dalam kasus ini adalah sekitar 3,659 bar

(365,925 kPa).

11. Penyangga kolom

Gambar 9 Penyangga kolom

Jenis penyangga yang dipilih adalah conical skirt. Alasannya adalah kekuatan mekanik

dari penyangga jenis ini untuk menyangga kolom yang tinggi dan vertikal.

12. Perancangan Mekanik Kolom

Bahan kolom

Material kolom yang dipilih adalah stainless steel dengan pertimbangan:

Fluida kerja korosif

Kuat

Mudah diperoleh di pasaran

Page 20: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

20

Walaupun stainless steel memiliki kelemahan dalam segi harga, namun memilki

keunggulan mekanik dan anti korosif sehingga memiliki masa pakai yang paling lama

dibandingkan material lainnya.

Packing support

Packing support yang digunakan adalah tipe gas injection dengan pertimbangan:

Tersedia dalam rentang ukuran yang luas, dan jenis material yang bervariasi

Rentang kapasitas operasi yang lebih lebar

Menghasilkan pressure drop yang rendah

Kemungkinan terjadinya flooding rendah

Mampu menyediakan luas permukaan terbuka (open areas) 100% atau lebih dari luas

penampang kolom

Gambar 10. Packing support tipe gas injection

Packing support yang digunakan sebanyak 2 buah, karena adanya deformabilitas dari

metal maka harus di-support apabila ketinggian metalnya lebih dari 20 feet.

Liquid distributor

Liquid distributor yang digunakan adalah tipe weir type distributor dengan

pertimbangan liquid distributor jenis ini mampu menangani rentang laju cairan yang lebih

besar dibandingkan jenis lainnya.

Page 21: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

21

Gambar 11 Weir type distributor

Liquid Redistributor

Pada kolom ini digunakan liquid redistributor berupa full redistributor. Alasan

pemilihan jenis ini adalah jenis redistributor ini adalah kemampuannya yang dapat

berfungsi sebagai packing support maupun sebagai liquid redistributor. Liquid

Redistributor yang digunakan sebanyak 2 buah dengan pertimbangan liquid distributor 1-5

kali diamter atau sekitar maksimum 20 feet.

Gambar 12 liquid redistributor

Hold down plate

Hold down plate digunakan untuk menjaga agar packing yang digunakan tidak

berhamburan dari kolom akibat laju alir udara yang terlalu besar.

Page 22: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

22

Gambar 13. Hold down plate

KESIMPULAN

Karena nilai HOG pada metode Cornell lebih besar daripada HOG pada metode Onda, maka

HOG pada metode Cornell dipilih dalam perancangan ini. Jadi, tinggi packed column yang

didapatkan adalah m dan dibulatkan menjadi 12 m dengan diameter kolom sebesar 0,900

m.

Gambar 12.1 Skelma packed

h = 1,8 m

Td =1 cm

1,2 m

hp =3.83 m

H tot = 15.5 m

h = 1,8 m

Page 23: Packing Column Design

Laporan Perancangan Packed Column

PC-15

23

G