...

KATA PENGANTAR - Digilib BATAN

by user

on
Category: Documents
1

views

Report

Comments

Transcript

KATA PENGANTAR - Digilib BATAN
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
PEMBUATAN DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR BEBAS MINERAL PABRIK
YELLOW CAKE DARI URANIUM HASIL SAMPING PABRIK ASAM FOSFAT
Tukiman, Puji Santoso, M.Awaludin
PRPN BATAN, Kawasan PUSPIPTEK, Gedung 71, Tangerang Selatan, 15310
ABSTRAK.
PEMBUATAN DIAGRAM ALIR PENGOLAHAN AIR BEBAS MINERAL
PABRIK YELLOW CAKE DARI URANIUM HASIL SAMPING PABRIK ASAM
FOSFAT.Telah dilakukan pembuatan diagram alir pengolahan air bebas mineral pabrik
yellow cake dari uranium hasil samping pabrik asam fosfat. Dasar pembuatan diagram
alir ini adalah requirement dari kebutuhan air bebas mineral untuk proses pabrik yellow
cake yaitu sebesar 16369 kg/jam. Plant dioperasikan 8 jam sehari, diperlukan sistem
pengolahan air bebas mineral untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Sarana dan peralatan
yang diperlukan untuk membuat instalasi air bebas mineral adalah: Air baku, pompa, Bak
penampung air baku, saringan pasir, tangki Kation, tangki anion, pembubuh resin dan bak
penampung air bebas mineral. untuk mengalirkan dan pengaturan aliran air diperlukan
pipa dan katup-katup sebagai peralatan pengendalian. hasil dari rancangan ini adalah
gambar diagram alir pengolahan air bebas mineral untuk pabrik yellow cake.
Kata kunci: Diagram alir, pengolahan, air bebas mineral.
ABSTRAC
MAKING FLOWCHART FREE OF MINERAL WATER TREATMENT PLANT OF YELLOW
CAKE FACTORY SIDE OF SOUR uranium FOSFAT. Conducted by making flow charts mineralfree water treatment plant of yellow cake uranium byproduct of phosphoric acid plant. Basic
manufacturing flow chart is a requirement of the mineral-free water requirement for the plant
yellow cake that is equal to 17 478 kg / h. Plant operated 8 hours per day, during the operation as
much as 144,000 liters of water is needed. necessary mineral-free water treatment system to meet
those needs. Facilities and equipment needed to make the installation of mineral-free water is: raw
water, pumps, raw water collection tub, sand filter, tank cation, anion tank, pembubuh resin and
water tank mineral.untuk free flow and water flow regulation is necessary pipes and valves as
equipment pengendalian.hasil of this design is a flow diagram for the mineral-free water treatment
plant yellow cake.
Keywords: flow chart, processing, mineral-free water.
1. PENDAHULUAN
Pabrik yellow cake dari uranium hasil samping pabrik asam fosfat membutuhkan air
bebas
mineral
untuk
berlangsungnya
proses.
Adapun
peralatan
proses
yang
membutuhkan air bebas mineral adalah sebagai berikut :
- 253 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
Tangki pengencer umpan (T100-03) yang berfungsi untuk mengencerkan asam fosfat
umpan dengan air menjadi asam fosfat 35%, jumlah air yang dibutuhkan sebesar :
10332,53 kg/jam. Tangki floculant (T-100-09) berfungsi untuk mengencerkan floculant air
yang dibutuhkan : 23,253 kg/jam.
Scrubbing siklus I (MS-200-04) berfungsi untuk
mencuci pelarut organic (0,5 M DEPA. 0,125 TOPO dan karosen) dengan penyerap air
yang beroperasi pada temperatur 40oC.membutuhkan air 12,289 kg/jam.Scrubbing siklus
II(MS-200-06) Berfungsi untuk mencuci pelarut organic (0,3 DEPA. 0,075 TOPO dan
karosen) dengan penyerap air yang beroperasi pada temperatur 40oC. Membutuhkan air
1110 kg/jam. Menara penyerap berfungsi untuk menyerap polutan gas dari proses
scrubbing membutuhkan air 6000 kg/jam. Jumlah keseluruhan air bebas mineral = 16369
kg/jam [1].
Air bebas mineral yang digunakan sebagai air untuk proses biasanya mempunyai
persyaratan tertentu. Secara umum dipakai air dengan nilai konduktivitas kurang lebih 0,5
S/cm dan tingkat keasaman dengan pH dalam rentang antara 5,5 sampai dengan 6,6,
apabila tidak diperoleh hasil dengan kualitas tersebut maka air disirkulasi terus hingga
diperoleh konduktivitas maksimal sebesar 0,5 S/cm. Jika tidak berhasil maka dilakukan
regenerasi resin dengan menggunakan regenerasi HCL 30% untuk resin penukar kation,
dan NaOH 30% untuk resin penukar anion...[4].
Dari data
dan persyaratan proses
tersebut maka perlu direncanakan pembuatan instalasi pengolahan air bebas mineral
yang dibangun di kawasan tersebut.
Ada beberapa cara untuk mengolah air bebas mineral diantaranya adalah sebagai
berikut :
a.Pengolahan denganProses Khlorinasi
Cara ini biasanya dipakai untuk pengolahan air bebas mineral dimana kualitas
sumber airnya sudah baik. Berikut gambar diagram alir prosesnya...[5].
Gambar 1. Diagram alir proses pengolahan air bebas mineral dengan sistem khlorinasi.
- 254 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
b.Pengolahan dengan saringan pasir lambat
Dalam cara ini, proses pengolahan yang utama adalah proses penyaringan dengan
sistem saringan pasir lambat. Proses pemurnian yang utama terjadi pada saringan pasir
dengan media terdiri dari pasir silika yang relatif halus. Memerlukan permukaan yang luas
dan harus sering dibersihkan pada filternya.berikut ini adalah gambar diagram alir dari
pengolahan air bebas mineral dengan metode saringan pasir lambat...5].
Gambar 2. Diagram alir pengolahan air bebas mineral dengan metode
saringan pasir lambat
c. Pengolahan dengan Saringan Pasir Cepat
Bagian utama dari tipe saringan pasir cepat adalah ukuran pasirnya relatif lebih
besar, dengan demikian kecepatan penyaringan akan lebih cepat. Sebelum dilakukan
proses filtrasi atau penyaringan pada proses penyaringan pasir cepat dilakukan, partikelpartikel kotoran yang terdapat dalam air baku dipisahkan dengan cara koagulasi dan
pengendapan agar beban filter tidak terlalu banyak. Proses koagulasi adalah proses
pembubuhan bahan kimia ke dalam air baku agar partikel-partikel kotoran yang berbentuk
partikel koloid menggumpal membentuk partikel yang besar. Berikut ini adalah gambar
diagram alir proses pengolahan air bebas mineral dengan metode saringan pasir
cepat...5].
- 255 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
Gambar 3. Diagram alir pengolahan air bebas mineral dengan
metode saringan pasir cepat
d. Pengolahan air dengan cara khusus
Pengolahan khusus dilakukan untuk pengolahan air dengan air baku yang
kualitasnya belum memenuhi syarat sebagai air baku misalnya untuk air dengan kadar
besi, mangan, dan zat organik yang cukup tinggi sehingga memerlukan pengolahan
khusus. Dari ke empat cara diatas dapat dibuat gambar diagram alir secara umum
sebagai berikut:
Gambar 4. Diagram alir proses instalasi pengolahan air (IPA) 6] .
Berikut ini
merupakan
urutan
dari sebuah
tahapan awal dari desain konsep
pengolahan air bebas mineral pabrik yellow cake dari uranium hasil samping pabrik asam
fosfat. Urutan rancangan diagram alirnya sebagai berikut:
1. Sumber air baku
2. Pompa
- 256 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
3. Bak pengendap/penampung air baku
4. Bak/Tangki saringan pasir
5. Tangki Kation
6. Tangki Anion
7. Tangki Mix bed
8. Tangki Pembubuh resin
9. Bak /tangki penampung air bebas mineral
10. Valve –valve pengaturan
2. TEORI
Diagram aliran proses adalah suatu diagram untuk menggambarkan suatu proses
yang terjadi pada peralatan (tangki, pipa dsb) yang menggambarkan arah aliran,
temperatur, tekanan dan instrumen yang digunakan untuk mengontrol proses tersebut.
Diagram aliran proses akan menunjukkan hal-hal sebagai berikut:
1. Kondisi peralatan (kolom, tangki, pompa dll)
2. Kondisi temperatur normal, temperatur desain, temperatur operasi.
3. Tekanan desain, tekanan operasi dalam merencana temperatur dan tekanan
setidaknya dimasukkan faktor keamanan 10% diatas tekanan operasi, maksimum
untuk temperatur setidaknya 25o diatas suhu operasi normal.
Penggunaan diagram alir
untuk mengembangkan lay out
suatu plant, ketika
mengembangkan lay out perlu pengaturan peralatan yang didalamnya terkandung
standar dan code untuk persyaratan sebuah diagram alir atau PFD.
Faktor keamanan dan keselamatan juga meruapakan faktor yang diperhatikan. ... 3]
3. TATAKERJA
Sistem Air Bebas Mineral merupakan salah satu sistem bantu yang mempunyai
fungsi untuk mengolah air baku menjadi air bebas mineral yang selanjutnya air bebas
mineral digunakan sebagai pemasok air untuk kebutuhan proses Pabrik yellow cake dari
uranium hasil samping pabrik asam fosfat.
Peralatan dan bahan yang diperlukan untuk proses pengolahan air bebas meniral antara
lain:
 Air baku
Air baku bisa berasal dari air sungai atau air PDAM setempat.
 Bak penampung air baku
- 257 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
Bak penampung air baku digunakan untuk menampung air dari air sungai atau air
PDAM setempat,
yang berfungsi untuk pengontrolan dan pengaturan laju alir dan
tinggi permukaan air baku, agar volume tetap konstan. Persyaratan kapasitas bak
harus cukup untuk waktu tinggal minimal 1,5 menit dengan kedalaman 3 – 5 meter.
 Pompa air
 Tangki saringan pasir
Berfungsi untuk menyaring partikel-partikel halus yang belum terendapkan
 Tangki Kation
Tempat pertukaran resin dengan air, digunakan untuk menghilangkan mineral atau
kesadahan air, yang disebabkan
oleh kation seperti Ca, Mg dan Na sehingga
dapat menyebabkan kerak yang dapat mengakibatkan menghambat perpindahan
panas dan menyumbat aliran pada nozel atau pipa.
 Tangki pembubuh resin kation
Tempat resin Kation (HCL)
 Tangki Anion
Tempat pertukaran resin dengan air, digunakan untuk menghilangkan mineral atau
kesadahan air, yang disebabkan oleh anion seperti Cl dan SO4 sehingga dapat
menyebabkan kerak yang dapat mengakibatkan menghambat perpindahan panas
dan menyumbat aliran pada nozel atau pipa.
 Tangki pembubuh resin anion
Tempat resi Anion (NaOH)
 Tangki Mix bed
Menampung air olahan yang telah melewati proses anion dan kation
 Tangki pembubuh resin anion dan kation
Tempat resin kation dan anion HCL dan NaOH
 Bak penampung air bebas mineral
Menampung air bebas mineral
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dari uraian diatas dapat dijelaskan aliran proses yang merupakan urutan dari
desain konsep instalasi pengolahan air bebas mineral. Sebuah diagram alir digunakan
untuk menggambarkan suatu alur proses tahap demi tahap serta peralatan yang akan
dijalankan pada suatu instalasi.
- 258 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
Kegunaan dan fungsi dari masing-masing peralatan yang terpasang pada
instalasi
pengolahan air bebas mineral pabrik yellow cake dari uranium hasil samping pabrik asam
fosfat kapasitas 60 ton U3O8/tahun adalah sebagai berikut.
Pada diagram alir ini, kapasitas produksi air bebas mineral direncanakan 60 m3/jam.
Pabrik di rencanakan beroperasi selama 8 jam sehari,
maka kebutuhan air bebas mineral = 60 m3 x 8 = 480 m3.
Volume bak penampung air adalah = (14 x 20 x 2 ) m = 560 m3.
Aliran proses dimulai dari bak penampung air baku yang dialirkan secara paksa
dengan pompa jenis sentrifugal dengan tekanan 8 bar pada temperatur 30oC, air dialirkan
menuju tangki saringan pasir tipe cepat, agar partikel –partikel yang
tersisa dapat
terpisah.
Gambar 5. Tangki Saringan pasir
Dari tangki saringan pasir air dialirkan menuju tangki resin penukar ion yang terdiri tangki
kation, tangki anion dan tangki duoble mix bed resin.
Gambar 6. Proses pada Kation, Anion dan Mixed Bed
- 259 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
Resin penukar ion didalam proses pembuatan air bebas mineral berfungsi untuk
mengambil pengotor air dengan cara pertukaran ion yang bermuatan sama. Kation yang
ada dalam air dipertukarkan dengan kation resin sedangkan anion dalam air akan
dipertukarkan dengan resin anion. Di dalam tangki resin mix bed yang berisi campuran
antara resin penukar kation dan resin penukar anion, sisa-sisa kation akan dipertukarkan
dengan ion hidogen dan sisa anion termasuk asam karbonat dipertukarkan dengan ion
hidroksil sehingga air keluaran dari tangki resin mix bed terbebas dari mineral pengotor air
yang siap didistribusikan ke pabrik yang memerlukan air bebas mineral.
Berikut ini adalah gambar diagram aliran proses dari instalasi pengolahan air bebas
mineral pabrik yellow cake dari uranium hasil samping pabrik asam fosfat yang
merupakan keluaran dari makalah ini.
Gambar 7. Gambar diagram aliran proses dan desain konsep dari instalasi pengolahan air
bebas mineral Pabrik yellow cake dari uranium hasil samping pabrik asam fosfat.
- 260 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
5. KESIMPULAN.
1. Diagram aliran proses diperlukan untuk menggambarkan
proses tahap demi tahap serta perlatan
dan menguraikan suatu
yang akan dijalankan pada
instalasi
pengolahan air bebas mineral untuk pabrik uranium hasil samping dari asam
phospat.
2. Didalam gambar Diagram aliran proses untuk pengolahan air bebas mineral
terdapat beberapa perlatan terdiri dari :
3. bak penampung air baku, pompa, bak/tangki saringan pasir, tangki kation, tangki
anion, tangki mix bed, tangki pembubuh resin dan bak penampung air bebas
mineral.
4. 3.Diagram aliran proses pengolahan air bebas mineral
menggambarkan secara
umum tahapan pengolahan air bebas mineral dalam melengkapi sistem utilitas pada
kebutuhan air bebas mineral Pabrik yellow cake dari uranium hasil samping pabrik
asam fosfat.
6. DAFTAR PUSTAKA
1. PUJI SANTOSA,dkk,. “ Laporan akhir PIPKPP Basic Desain Sistem Pendukung
Pabrik Uranium dari Hasil Samping Pabrik Asam Phospat” , Jakarta, PRPN-BATAN
tahun 2012
2. DIYAH ERLINA LESTARI, SETYO BUDI UTOMO,” Karakteristik Kinerja Resin
Penukar Ion pada Sistem Air Bebas Mineral
GCA 01 RSG –GAS.” Proseding
seminar Nasional III SDM Teknologi Nuklir. Yogyakarta 21-22 November 2007.
3. ROY A. PARISHER, ROBERT A. RHEA “Piping Drafting and Design” Gulf
Professional Publishing, Second edition. Boston 2002.
4. SUMIJANTO
“ Alternatif Pengendalian Kenaikan Kandungan Silikon Dalam Air
Pendingin Reaktor Kartini”. Proseding seminar nasional penelitian dan pengelolaan
perangkat nuklir PTAPB Yogyakarta Agustus 2008.
5. NUSA IDAMAN SAID “Pengantar umum perencanaan fasilitas pengolahan air
bebas mineral,
6. STANDAR NASIONAL INDONESIA “Tata Cara Perencanaan Unit Paket Instalasi
Pengolahan Air” SNI No. 6774- 2008.
- 261 -
Prosiding Pertemuan Ilmiah Rekayasa Perangkat Nuklir
PRPN – BATAN, 12 November 2012
TANYA JAWAB
Pertanyaan
1. Tolong jelaskan secara detail proses mulai dari masukan sampai keluaran?
(RONNY DJOKORAYONO)
2. Desain kapasistas ABM adalah 8 jam/hari. Jika pabrik beroperasi 24 jam/hari
cukupkah desain kapasitas yang diambil ( 8 jam) untuk pabrik ini? (BAMBANG
GALUNG)
Jawab
1. Diagram proses ada didalam makalah, silahkan baca makalah ini
2. Cukup . pabrik membutuhkan ABM sebanyak 16.369
beroperasi 24 jam maka jumlah ABM 16369
Desain produk ABM 60
. Bila pabrik
. x 24 jam= 392.856 liter.
= 60.000 liter/jam. Dengan 8 jam operasi didapat
60.000 liter/jam x 8 jam = 480.000 liter
- 262 -
Fly UP