Pengolahan Boiler

Pengolahan Air Boiler (External & Internal Treatment)

Pengolahan air Boiler harus memenuhi 3 kriteria utama yaitu:

•Menghasilkan pertukaran panas secara terus menerus dan effisien.

•Memberikan Perlindungan korosi

•Menghasilkan kemurnian uap yang baik.

Pengolahan air pada sistim boiler dibadi menjadi dua bagian, yaitu External treatment dan Internal treatment.

Perawatan Eksternal
Perawatan eksternal (External Treatment) adalah segala sesuatu yang dilakukan pada semua sistim pendukung Boiler (sistim yang berhubungan dengan Boiler ). Maksud & tujuan dari suatu external treatment adalah untuk menghasilkan air dengan kualitas yang sesuai dengan persyaratan dari Air umpan boiler (boiler feed water). Dalam hal ini termasuk penghilangan zat tersuspensi, pengurangan/penghilangan kadar Kesadahan, pengurangan/penghilangan kadar Silica, pengurangan /penghilangan kadar oxygen terlalrut (dissolved oxygen), dsb. Beberapa contoh dari fasilitas external treatment antara lain: Clarifier, Filters,Softener, Demin, R/O , Deaerator, dsb.

Perawatan Internal
Pengobatan Internal (Internal Treatment) adalah pengkondisian Air boiler dengan bahan kimia treatment & pengaturan lainnya dengan tujuan agar Korosi, Pengerakan dapat dihindari dan kemurnian uap terjaga baik.
Beberapa mekanisme yang terjadi dalam Internal Treatment, antara lain:
1. Mereaksikan kesadahan dengan bahan kimia, agar kerak calcium carbonate yang keras berubah menjadi endapan yang lunak berlumpur sehingga bisa dibuang melalui blow-down.
2. Mengkondisikan pH/Alkalinity air boiler untuk menghindarkan pengerakan silica.
3. Penggunaan anti-busa (anti foam) untuk mencegah potensi pembusaan yang akan mengakibatkan terjadinya carry-over dan menurunkan kemurnian uap
Beberapa jenis bahan kimia yang umum dipergunakan dalam Internal treatment adalah sbb:
• Fosfat (jenis ortho ataupun polyfosfat): bereaksi kesadahan calcium untuk menetralisir kesadahan air dengan membentuk hydrat tricalcium fosfat yang berbentuk lumpur dan dapat dibuang melalui blow down secara terus-menerus atau secara berkala melalui bawah ketel.
• Natural and synthetic dispersants (Dispersant): meningkatkan sifat dispersif Air Boiler. Beberapa contoh Polymeric Dispersant adalah:
o Polimer Alam : lignosulphonates, tannin
o Polimer sintetik : polyacrylates, maleat acrylate copolymer, maleat styrene copolymer,dsb.
• Sequestering agents (anti scale) seperti phoshate organic (phosphonates), Polymaleic acid (PMA), Sulfonated co-polymer, dsb.
• Oxygen scavengers (Pemakan Oksigen):seperti natrium sulfit, tannis, hidrazin, hidroquinon / progallol berbasis derivatif, hydroxylamine derivatif, asam askorbat derivatif, dll. Oxygen Scavengers ini, dikatalisasi ataupun tidak, akan mengurangi kadar oksigen terlarut dalam feed-water. Beberapa jenis dari oxygen scavenger ini juga berfungsi sebagai passivator untuk mem-passivasi permukaan logam seperti Hydrazine, Hydroxylamine derivate,dll. Pilihan produk dan dosis yang diperlukan akan tergantung pada jenis alat mekanis yang digunakan (Deaeator atau Heating Tank)
• Anti-foaming or anti-priming agents : campuran bahan aktif permukaan yang mengubah tegangan permukaan cairan, menghilangkan busa dan mencegah terbawa air halus partikel dalam uap.

Water Treatment Chemical
Untuk perawatan air, dapat digunakan beberapa bahan kimia. Di bawah ini berbagai jenis bahan kimia untuk pengolahan air.

• Algaecides
• Antifoams
• Coagulant
• Corrosions inhibitor
• Disinfectans
• Flocculans
• Neutralizing agents
• Oxidants
• Oxygent scavengers
• Scale inhibitors


1 Algaecides
Algaecides adalah bahan kimia yang membunuh alga dan ganggang hijau biru ketika algaecides ditambahkan ke air. Contohnya adalah tembaga sulfat, garam besi, garam dammar, dan benzalkonium amina klorida.

2 Antifoams
Busa adalah massa gelembung yang diciptakan ketika jenis gas tersebar menjadi cairan. Film kuat mengelilingi cairan dari gelembung, membentuk volume besar non-produktif busa. Penyebab busa adalah sebuah studi rumit dalam kimia fisika, tapi kita sudah tahu bahwa keberadaannya menyajikan masalah serius baik dalam pengoperasian proses industri dan kualitas produk jadi. Jika tidak diadakan di bawah kendali, busa dapat mengurangi kapasitas peralatan dan meningkatkan durasi dan biaya proses. Campuran yang mengandung minyak Antifoam dikombinasikan dengan sejumlah kecil silika. Senyawa Antifoam tersedia baik sebagai bubuk atau sebagai emulsi dari produk murni.
a) Powder: Bubuk Antifoam termasuk produk yang diubah kebentuk polydimethylsiloxane.
b) Emulsions: Antifoam emulsi yang berair polydimethylsiloxane emulsi dari cairan.

3 Coagulants
Ketika mengacu pada coagulants, ion positif dengan valensi tinggi lebih disukai. Umumnya alumunium dan besi diterapkan, aluminium sebagai Al2(SO4)3- (aluin) dan besi baik sebagai FeCl3 atau Fe2(SO4)3-. Selain itu dapat juga menerapkan bentuk FeSO4- relatif murah, Dengan syarat bahwa hal itu akan dioksidasi menjadi Fe3+ selama aerasi.
Koagulasi sangat tergantung pada dosis coagulants, pH dan konsentrasi koloid. Untuk menyesuaikan tingkat pH Ca(OH)2 diaplikasikan sebagai co-flocculent. Dosis biasanya bervariasi antara 10 dan 90 mg Fe3+/L, tetapi ketika garam hadir dosis yang lebih tinggi perlu diterapkan.

4 Corrosion inhibitors
Korosi dapat mengakibatkan kegagalan dari bagian-bagian penting dari sistem boiler, endapan dari produk korosi pada daerah pertukaran panas kritis, dan hilangnya efisiensi keseluruhan. Inhibitor merupakan bahan kimia yang bereaksi dengan permukaan logam, memberikan permukaan tingkat tertentu perlindungan.
1) Pasif inhibitor (passivators).
Ini menyebabkan pergeseran potensial korosi, memaksa permukaan metalik ke kisaran pasif. Contoh inhibitor oksidasi pasif anion, seperti kromat, nitrit dan nitrat dan non-oksidator ion seperti fosfat dan molybdate.
2) Inhibitor katodik.
Beberapa inhibitor katodik, seperti senyawa arsenik dan antimon, bekerja dengan membuat rekombinasi dan pemakaian hidrogen lebih sulit.
3) Inhibitor organik.
Ini mempengaruhi seluruh permukaan logam corroding ketika hadir dalam konsentrasi tertentu. Inhibitor organik melindungi logam dengan membentuk sebuah film hidrofobik pada permukaan logam.
4) Precipitation inducing inhibitors.
Ini adalah senyawa yang menyebabkan pembentukan presipitat pada permukaan logam, sehingga memberikan film pelindung. Inhibitor yang paling umum dari kategori ini adalah silikat dan fosfat.
5) Volatile Corrosion Inhibitors (VCI).
Ini adalah senyawa sumber. Contohnya adalah morpholine dan hidrazin dan volatile makanan padat seperti garam dari dicyclohexylamine, cyclohexylamine dan hexamethylene-amina.

5 Disinfectants
Disinfektan membunuh hadirnya microrganisme yang tidak diinginkan di dalam air. Ada berbagai jenis disinfektan:
• Chlorine (dose 2-10 mg/L)
•Chlorinedioxide
•Ozone•Hypochlorite

6 Flocculants
Untuk mempromosikan pembentukan flocs dalam air yang mengandung suspended solids polimer Flocculants (polyelectrolytes) digunakan untuk mempromosikan pembentukan ikatan antara partikel.

7 Neutralizing agents (alkalinity control)
Adalah bahan kimia yang digunakan untuk menertalkan pH dari kondisi pH asam ataupun basa. Yang umum diguanakan adalah NaOH, senyawa Amina untuk menertalkan asam dan H2SO4 atau HCL untuk menertalkan basa.

8 Oxidator
Menggunakan proses oksidasi kimia (kimia) untuk mengurangi COD / BOD level, dan untuk meng-oksidasi organik dan senayawa anorganik yang mudah ter-oksidasi (oxidisable komponen). Oksidasi sempurna dapat mengoksidasi bahan organik ke karbon dioksida dan air, meskipun sering tidak diperlukan untuk mengoperasikan proses untuk tingkat perawatan ini. Berbagai jenis bahan kimia oksidasi yang tersedia. Contoh:

• Hidrogen peroksida
• Ozon
• Gabungan ozon & peroksida;
• Oksigen

Hidrogen peroksida
Hidrogen peroksida digunakan secara luas berkat sifat-sifatnya, melainkan yang aman, efektif, kuat dan serbaguna oksidan. Aplikasi utama dari H2O2 adalah oksidasi untuk membantu mengontrol bau dan pengendalian korosi, oksidasi organik, oksidasi dan keracunan logam oksidasi. Polutan yang paling sulit untuk mengoksidasi mungkin memerlukan H2O2 yang akan diaktifkan dengan katalis seperti besi, tembaga, mangan atau senyawa logam transisi lain.
Ozon
Ozon tidak hanya dapat diterapkan sebagai disinfektan, tetapi juga dapat membantu menghilangkan kontaminan dari air dengan cara oksidasi. Ozon kemudian memurnikan air karena memecah-belah kontaminan organik dan anorganik kontaminan mengkonversi ke bentuk yang larut kemudian dapat disaring. Sistem Ozon dapat menghapus hingga sampai dua puluh lima kontaminan. Bahan kimia yang dapat teroksidasi dengan ozon adalah:

- Diserap organik halogen
- Nitrit
- Besi
- Mangan
- Sianida
- Pestisida
- Nitrogen oksida
- Yg berbau baik substansi
- Diklorinasi hidrokarbon
- PCB's.

Oksigen
Oksigen juga dapat diterapkan sebagai suatu oksidasi, misalnya untuk mewujudkan oksidasi besi dan mangan. Reaksi yang terjadi selama oksidasi oleh oksigen biasanya cukup mirip. Ini adalah reaksi oksidasi besi dan mangan dengan oksigen:
2Fe2+ + O2 + 2OH- -> Fe2O3 + H2O Fe2+ + O2 + OH- -> F 2O3 + H2O
2Mn2+ + O2 + 4OH- -> 2MnO2 + 2H2O2 Mn2+ + O2 + 4OH- -> 2MnO2 + 2H2O

9 Oxygen scavengers
Oksigen pemulungan berarti mencegah oksigen dari memperkenalkan reaksi oksidasi. Sebagian besar organik alami memiliki sedikit muatan negatif. Karena mereka dapat menyerap molekul oksigen, karena ini membawa muatan yang sedikit positif, untuk mencegah reaksi oksidasi dari mengambil tempat dalam air dan cairan lainnya. Oksigen pemulung mencakup produk-produk yang mudah menguap, seperti hidrazin (N2H4) atau produk-produk organik lain seperti carbohydrazine, hidroquinon, diethylhydroxyethanol, methylethylketoxime, tetapi juga non-volatile garam, seperti sodium sulfit (Na2O3) dan senyawa anorganik lain, atau turunannya. Garam katalis sering mengandung senyawa untuk meningkatkan laju reaksi dengan oksigen terlarut, misalnya kobalt klorida.

10 Scale inhibitors
Kerak adalah endapan yang terbentuk pada permukaan yang bersentuhan dengan air sebagai akibat presipitasi padatan terlarut biasanya yang menjadi tidak larut sebagai suhu meningkat. Beberapa contoh kerak kalsium karbonat, kalsium sulfat, dan kalsium silikat. Kerak inhibitor aktif permukaan polimer bermuatan negatif. Sebagai mineral melebihi kelarutan dan mereka mulai bergabung, maka polimer menjadi terikat. Struktur untuk terganggu dan kristalisasi adalah pembentukan skala dicegah. Partikel skala yang dikombinasikan dengan inhibitor akan daripada bubar dan tetap dalam suspensi. Contoh inhibitor skala fosfat ester, asam fosfat dan solusi dari polyacrylic berat molekul rendah asam.