Gas Adsorption

Kelompok 2

3.Mechanism of Absorption

3.1 2 film theory3.3 Diffusion through stagnant gas3.4 Diffusion in liquid phase3.5 Rate of Absorption

3.1 2 film theory

back

3.3 Diffusion through stagnant gas

3.4 Diffusion in liquid phase

• Difusi pada fasa cair lebih lama, daripada gas

kl = liquid transfer film coefficientDilute concentration

back

3.5 Rate of Absorption• Mass transfer balance:

• Equilibrium curve:

Rate of Absorption-continue…

• Driving force:

• the concentrations at the interface (point B) are found by drawing a line through D of slope − kL/kG to cut the equilibrium curve in B.

Rate of Absorption-continue…

• Overall coefficient (Kg dan Kl):

• And:

Rate of Absorption-continue…• Moles fraction:

• Factor influencing transfer coefficient:– Very soluble gas– Almost insoluble gas– Moderately soluble gas

4. Determination of Transfer Coefficient /(HTP)

• Total flowrate (gas and liquid) is fixed, but necessary to determine suitable flow per unit area. (can’t exceed flooding rate and can’t be to slow)

In spray tower

Problem Real“Stanli Food Industry”

Stanli Food Industry • Stanli pertama kali didirikan di kawasan Industri Trikencana

Kopo yang menjadi tonggak perkembangan selanjutnya. Dengan komitmen untuk melayani seluruh rakyat Indonesia, Stanli mulai merambah pasar menengah ke atas dengan produk Roti Garmelia yang mendapat sambutan positif dari masyarakat.Roti yang dihasilkan pada Stanli food industry ini untuk roti tawarsebanyak 60000 per hari, untuk roti manis 200000 per hari.

1. Berapakah laju Gas dalam satuan [massa/waktu] atau [mol/waktu],

kadar/komposisi komponen SO2 input maupun output yang harus ditangani oleh absorber.

• Diketahui : Data Produksi Stanli Food Industri

• Roti tawar: 60000 pak/hariRoti Manis: 200000 pak/hari

• Asumsi berat/pak : Roti tawar: 550 gr/pak

Roti Manis: 80 gr/ pak

• Kebutuhan steam boiler: 45600 Btu/100 lb cake

2. Data kesetimbangan untuk sistem SO2-Water. Fraksi mol SO2 fasa gas pada tekanan 1 atm dan suhu 20o C .( Data diperoleh dari appendix A.3-19 Geankoplis

Fraksi Mol SO2

Liquid (x) vapour (y)0 0

0.0000562 0.0006580.0001403 0.00158

0.00028 0.004210.000422 0.007630.000564 0.01120.000842 0.018550.001403 0.03420.001965 0.05130.00279 0.07750.0042 0.1210.00698 0.2120.01385 0.4430.0206 0.6820.0273 0.917

3.

Dari persamaan neraca massa pada perhitungan pertama dapat digunakan untuk membuat garis operasi. Dimana data yang diperoleh:

x y

0 4.44676E-05

0.00006002 0.000111268

0.0000805 0.000178068

0.000170737 0.000244868

0.000330965 0.000311668

0.0004509 0.000378468

3. Berdasar perhitungan neraca massa, buatlah formulasi persamaan garis operasi absorpsi. Dan pada saat kapankah harga Laju minimum cairan absorbent dapat diperhitungkan. Hitunglah minimum rasio Laju Cair/gas yang bisa anda dapatkan [mol/mol]

3. Berdasar perhitungan neraca massa, buatlah formulasi persamaan garis operasi absorpsi. Dan pada saat kapankah harga Laju minimum cairan absorbent dapat diperhitungkan. Hitunglah minimum rasio Laju Cair/gas yang bisa anda dapatkan [mol/mol]

Sehingga diperoleh kurva :

Didapatkan bahwa garis operasi dibawah kurva kesetimbangan yang menunjukkan bahwa sebagian besar proses yang terjadi adalah desorbsi sehingga emisi SO2 sangat kecil.

Dari hasil perhitungan L’ dan V’ untuk garis operasi diplot pada kurva kesetimbangan sehingga diperoleh:

Nilai NTU dapat dicari melalui persamaan neraca massa dari perhitungan sebelumnya

x y y* 1-(y-y*) integrasi

0 4.44676E-05 0 0.999955532 0.071581655

0.00006002 0.000111268 0.001 1.000888732 0.501501502

0.0000805 0.000178068 0.0012 1.001021932 0.091107474

0.000170737 0.000244868 0.002 1.001755132 0.018906374

0.000330965 0.000311668 0.0056 1.005288332 0.031314457

0.0004509 0.000378468 0.0078 1.007421532 0.000375679

NTU 0.714787141

5. Hitunglah berapakah HTU dan NTU (bisa didasarkan fasa gas maupun cair)5. Hitunglah berapakah HTU dan NTU (bisa didasarkan fasa gas maupun cair)

Kurva penentuan daerah integrasi :

Untuk menghitung nilai HTU, dapat menggunakan langkah berikut ini

Jika: S = 0.0929m2

V’ = molL’= 2161.486 mol , maka :

Perhitungan HTU :

x y S V' L' V L Gy Gx ky'a HTU

0 4.45E-05 0.0929 2923.35 2161.486 2923.48 2161.486 912653.1 418802.5 20762.93 1.515639

6E-05 0.000111 0.0929 2923.35 2161.486 2923.6753 2161.616 912787.6 418891.8 20766.18 1.515503

8.05E-05 0.000178 0.0929 2923.35 2161.486 2923.8706 2161.66 912922.2 418922.3 20768.7 1.51542

0.000171

0.000245 0.0929 2923.35 2161.486 2924.066 2161.855 913056.8 419056.7 20772.51 1.515244

0.000331

0.000312 0.0929 2923.35 2161.486 2924.2614 2162.202 913191.4 419295.4 20777.61 1.514973

0.000451

0.000378 0.0929 2923.35 2161.486 2924.4568 2162.461 913326 419474.2 20781.97 1.514756

HTU 9.091535

• Perpindahan massa terjadi pada lapisan batas antara SO2 dengan pelarut (liquid) yang digunakan dalam kolom absorber. SO2 harus di absorb dahulu agar kadar SO2 yang keluar dari pabrik tidak mencemari lingkungan.

• Perpindahan massa dalam proses asorbsi/desorbsi terjadi secara difusifitas menyeluruh. Pelarut ya

7. Dimanakah esensi terjadinya peristiwa perpindahan massa, uraikan! 7. Dimanakah esensi terjadinya peristiwa perpindahan massa, uraikan!