MAKALAH STACK GAS DESIGN (DESAIN CEROBONG ASAP)
Oleh :
Maulana Ikhsan Hasibuan 1615041002
UNIVERSITAS LAMPUNG FAKULTAS TEKNIK / TEKNIK KIMIA BANDAR LAMPUNG TAHUN AKADEMIK 2016/2017
1. Pengertian Cerobong Asap (Chimney) Cerobong asap (Chimney) adalah suatu elemen bangunan industri berbentuk silinder atau tabung sebagai tempat pembuangan hasil pembakaran bahan atau material pada industri. Chimney ada yang terbuat dari beton ada juga yang terbuat dari baja.
Hasil pembakaran tersebut disebut sebagai emisi gas buang. Emisi gas buang diproduksi saat batubara, minyak, gas alam, kayu atau bahan bakar lainnya dibakar dalam tungku industri, boiler penghasil tenaga pembangkit tenaga listrik, atau alat pembakaran besar lainnya. Gas buang biasanya terdiri dari Karbon Dioksida (CO2), uap air, Nitrogen dan Oksigen serta mengandung sebagian kecil polutan seperti partikel karbon monoksida, nitrogen oksida dan oksida belerang.
Cerobong asap untuk mengeluarkan gas buang industri seringkali dibangun dengan bentuk vertikal atau mendekati vertikal dengan ukuran yang cukup tinggi bahkan sampai 400 meter atau lebih, sehingga bisa menyebarkan polutan secara merata dan lebih luas.
Dalam Keputusan Kepala BAPEDAL Nomor Kep. 205/Bapedal/07/1996 tentang Pedoman Teknis Pengendalian Pencemaran Udara dalam lampiran 3 disyaratkan bahwa cerobong udara dibuat dengan mempertimbangkan aspek pengendalian pencemaran udara yang didasarkan pada lokasi dan tinggi cerobong. Rancang bangun atau desain cer obong disesuaikan dengan kondisi pabrik dengan mempertimbangkan emisi yang dikeluarkan tidak melebihi baku mutu emisi udara yang ditetapkan.
Disamping itu beberapa persyaratan perencanaan cerobong harus mengakomodir sarana dan prasarana yang diperlukan petugas pengambil sampel udara emisi sesuai dengan metode uji yang digunakan. Persyaratan tersebut diantaranya adalah adanya lubang sampling, lantai kerja, tangga besi dan selubung pengaman pada cerobong.
2. Fungsi Cerobong Asap Cerobong Asap berfungsi untuk mengeluarkan emisi gas buang hasil pembakaran dari proses industri baik dalam bentuk partikulat maupun gas buangan industri yang didalamnya mengandung unsur polutan seperti SO 2, CO, NO2, CO2 dan lainnya agar tidak menyebar ke pemukiman warga sehingga tidak mengganggu sistem pernapasasan warga.
3. Tipe Cerobong Asap A. Tipe Looping
Gradient temperatur lebih besar dari adiabatic (lebih positif)
Bersifat unstable
B. Tipe Coning
Gradient temperatur menuju ke arah adiabatic (netral)
C. Tipe Fanning
Inversi ada pada suatu kejadian dimana lapisan udara yang dingin terkurung oleh lapisan udara yang panas di atasnya sehingga udara tersebut tidak bisa naik dan bercampur dengan udara di atasnya
Gradient temperature lebih kecil dari adiabatic (negative)
Bersifat stabil
D. Tipe Lofting
Kebanyakan dari gambaran polusi udara
Bersifat stabil
E. Tipe Fumigating dan Traping
Kebanyakan titik kritis semua tipe untuk level konsentrasi polutan
Tipe Fumigating adalah hasil transisi permukaan lapisan stabil ke pengembangan neutral atau lapisan unstable. Penyebab pemanasan permukaan atmosphere selama jam – jam pagi mengikuti kondisi stabil malam hari.
Tipe Trapping ad kejadian periode yg lama dari lapisan stable. Neutral atau kondisi unstable membuat asap turun sehingga menghasilkan konsentrasi tinggi utk beberapa jam
Catatan : -
Pencemaran udara secara luas terfokus pada lapisan trophosphere
-
Perbandingan perubahan temperatur sesuai dengan ketinggian disebut adiabatic lapse rate
-
Gradient temperatur normal di trophosphere akan menurun 1°C (±5,4°F) setiap kenaikan 300 m (1000 ft).
-
Kenaikan > 5,4°F disebut superradiabatic (udara tidak stabil)
-
Penurunan < 5,4°F disebut subadiabatic (udara stabil)
4. Persyaratan Cerobong Asap
Tinggi cerobong 2 kali tinggi bangunan terdekat
Kecepatan aliran gas dari cerobong 20 m/s agar terjadi kepulan
Cerobong dilengkapi dengan alat penahan angin
Puncak cerobong sebaiknya terbuka, bila ingin menutup sebaiknya menggunakan penutup berbentuk segitiga terbalik agar terjadi kepulan
Setiap cerobong diberi nomor dan dicantumkan dalam denah industri
Cerobong diberi sarana pendukung (tempat parkir, tangga besi, selubung pengaman, lantai kerja dengan pagar pengaman, katrol, stop kontak)
5. Pencegahan Pencemaran Udara dari Cerobong Asap
Industri Pencemaran udara diartikan sebagai turunnya kualitas udara s ehingga udara mengalami penurunan mutu dalam penggunaannya yang akhirnya tidak dapat digunakan lagi sebagaimana mestinya sesuai dengan fungsinya. Pencemaran udara selalu terkait dengan sumber yang menghasilkan pencemaran udara, salah satunya berasal dari kegiatan sumber tidak bergerak dimana yang paling dominan adalah industri.
Pencegahan pencemaran udara dapat dilakukan dengan mengurangi atau mencegah terjadinya pencemaran udara. Upaya yang dilakukan oleh pihak industri untuk mengendalikan pencemaran udara dengan cara tiga tahap dalam industri itu sendiri, yang meliputi : 1. Tahap pertama, pada input dengan cara menggunakan bahan bakar yang ramah lingkungan seperti bahan bakar gas, batubara yang mengandung kadar sulfur rendah, atau baggase yang telah dikeringkan (bila industri tersebut menggunakan bahan bakar biomass) 2. Tahap kedua, menggunakan proses produksi yang ramah lingkungan seperti proses gasifikasi, pirolisis atau exhaustgas recirculation. 3. Tahap ketiga, merupakan teknologi tahap akhir berupa pemasangan peralatan penyaring polutan debu dan gas-gas seperti bag house, EP ( Elektrostatik Precipitator), Cyclon untuk polutan debu dan De-Nox untuk mengurangi kadar Nox dan FGD ( Flue Gas Desulfurisasi) untuk mengurangi kadar SO2.
Berikut ini beberapa contoh cerobong pada industri :
Cerobong asap pabrik gula
Cerobong asap dari proses kilang minyak
Cerobong asap dari cerong pembakaran jenjang kosong pabrik kelapa sawit
Cerobong asap industri semen
Cerobong asap industri peleburan baja
Cerobong belaching plant pada industri pulp dan paper.
Cerobong Prilling Tower pada insdustri pupuk
Pelaksanaan pemantauan : a) Secara manual (dengan bantuan laboratorium eksternal yang sudah
terakreditasi atau rujukan gubernur)
b) Secara otomatis dengan peralatan Continuous Emission Monitoring
(CEM) yang terpasang langsung dicerobong yang dapat langsung menyajikan data kualitas emisi tiap jam. c) Pemeriksaan persyaratan teknis cerobong :
1. Pemeriksaan tersedianya sarana pendukung sampling emisi seperti lubang sampling, tangga, lantai kerja, pagar pengaman dan sumber listrik pada cerobong. 2. Untuk cerobong yang berbentuk lingkaran, penentuan titik lubang sampling berada diantara minimal 8 x diameter stack (ds) untuk down stream dan 2x diameter stack (Ds) untuk upstream. 3. Diameter lubang pengambilan sampel paling sedikit 10 cm atau 4 inch 4. Lubang pengambilan sampel harus memakai tutup dengan sistem pelat flange yang dilengkapi dengan baut 5. Arah lubang pengambilan sampel tegak lurus dinding cerobong. 6. Untuk cerobong berdiameter dalam lebih kecil (d) dari diameter dalam aliran bawah (D), dapat ditentukan dengan diameter ekuivalen (De) sebagai berikut : De = 2 dD / ( D + d)
Keterangan : De
= diameter ekuivalen
D
= diameter dalam cerobong bawah
D
= diameter dalam cerobong atas
Untuk cerobong berpenampang empat persegi panjang, dapat ditentukan dengan diameter equivalen (De) sebagai berikut : De = 2 LW / ( L + W)
Keterangan : De
= diameter ekuivalen
L
= panjang cerobong
W
= lebar cerobong
Karakteristik cerobong diklasifikasikan berdasarkan ketersediaan sarana dan kelengkapan tambahan pengambilan sampel yang merupakan bagian dari pentaatan
lingkungan.
(Environment
Agency,
2010)
mengklasifikasikan
cerobong dalam 4 level. Dari 4 level cerobong tersebut dapat diambil beberapa poin penting sebagai berikut :
Ketersediaan Lubang sampling, lubang sampling
dibuat
cukup
besar
untuk menampung peralatan penguji / probe, ditunjukkan pada gambar 1.
Standar Lubang Sampling A (Environment Agency, 2010)
Diameter flange (1), 125mm, dengan panjang (2) 125 mm. Sementara ketebalan flange minimal (3) 75 mm dari dinding cerobong, dan (4) merupakan dudukan monorail yang ditempatkan secara vertikal.
Platform kerja / bordes, disesuaikan dengan diameter cerobong yang ada. Area kerja tersebut harus mampu mendukung kenyamanan dan keselamatan pekerja, serta mencukupi untuk penempatan peralatan kerja. Untuk cerobong dengan diameter kurang dari 3,6 meter dapat digambarkan dalam gambar 2, berikut :
Standar Area Kerja / Bordes dengan Diameter Cerobong < 3,6 meter (Environment Agency, 2010)
Cerobong dengan diameter kurang dari 3,6 dapat menggunakan area kerja atau bordes seluas separuh ukuran cerobong. Yang area
kerja
terpenting,
mampu menampung total panjang probe, peralatan, dan
petugas pengambil sampel. Sementara itu, jika cerobong mempunyai diameter lebih dari 3,6 meter, desain area kerja / bordes dapat digambarkan seperti gambar 3 :
Standar Area Kerja / Bordes dengan Diameter Cerobong > 3,6 meter (Environment Agency, 2010)
Seperti halnya standar area kerja pada cerobong dengan diameter cerobong < 3,6 meter, cerobong dengan diameter > 3,6 meter harus mampu menampung panjang probe yang mempunyai panjang lebih dari diameter cerobong tersebut atau setengah dari diameter cerobong tersebut jika sampel diambil dari 4 lubang sampling yang berbeda.
Kelengkapan tambahan, meliputi kelengkapan safety dalam hal kekuatan area kerja, bahan pembuatan yang tahan korosif dan isolator.
DAFTAR PUSTAKA
Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 20 Tahun 2008 tentang Petunjuk Teknis Standar Pelayanan Minimal Bidang Lingkungan Hidup Daerah Kabupaten Kota
Ikha Rasti Julia Sari, Januar Arif Fatkhurrahman. 2014. Karakteristik Cerobong Boiler Industri di Propinsi Jawa Tengah sebagai Bentuk Upaya Pentaatan Pengelolaan Lingkungan. Semarang : Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri
Rudjianto, Hari. Cerobong Asap Industri. (Online) https://www.scribd.com/document/cerobong-asap-industri diakses 19 November 2017 Pukul. 19.43
Annonymous. Tumpukan Gas Buang. (Online). https://en.wikipedia.org/wiki/Flue-gas_stack diunduh 19 November 2017 Pukul. 19.47
Ainul Yaqien, Ayu Octavia. 2011. Perencanaan Struktur Chimney (Cerobong Asap) di PLTU Lahat Sumatera Selatan.(Online). https:// www.digilib.its.ac.id. diakses 19 November 2017 Pukul. 19.50
Kalana Jaya, Burhanuddin. 2014. Cerobong Asap Industri. (Online.) https://kalana jaya.blogspot.co.id/2012/06/cerobong-asap.html diunduh pada 19 November 2017 Pukul. 20.31
Very, Caesar. 2014. Persyaratan dan Macam Cerobong Asap serta Simbol Kemasan Limbah B3. (Online) https:// www.caesavery.com/2014/07/persyaratan-dan-macam-cerobongasap.html diunduh 19 November 2017 Pukul. 20. 43
