Elektrostatik merupakan salah satu
cabang fisika yang berhadapan dengan gaya yang dikeluarkan oleh medan
listrik statik (tidak berubah) kepada sebuah objek yang bermuatan.
Aplikasi elektrostatik dalam dunia industri digunakan untuk mengatasi
masalah limbah debu. Industri yang banyak mengaplikasikannya yaitu
seperti PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap), pabrik gula, dan pabrik
semen. Salah satu penerapannya yaitu penggunaan electrostatic precipitator (ESP).
ElectroStatic Precipitator
(ESP) adalah salah satu alternatif penangkap debu dengan effisiensi
tinggi (diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup besar.
Dengan menggunakan electrostatic precipitator (ESP) ini, jumlah
limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16%
(dimana efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).
Salah satu komponen terpenting dalam
proses produksi di Pabrik Gula dan PLTU adalah boiler yang berfungsi
sebagai tempat untuk memanaskan air, sehingga menghasilkan uap yang
nantinya akan digunakan untuk proses selanjutnya. Pada PLTU, uap ini
digunakan untuk memutar turbin uap sebagai penggerak generator.
Untuk melakukan kerja, boiler membutuhkan adanya panas yang digunakan
untuk memanaskan air. Panas ini disuplai oleh bagian yang disebut dengan
ruang bakar atau furnace, dimana pada ruang bakar ini dilengkapi dengan alat pembakaran atau burner.
Hasil pembakaran di ruang bakar tersebut akan mengandung banyak debu,
mengingat bahan bakar yang digunakan adalah batubara, kemudian debu
tersebut akan terbawa bersama gas buang menuju cerobong. Sebelum gas
buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas buang tersebut akan
melewati kisi-kisi suatu electrostatic precipitator (ESP).
Cara Kerja ElectroStatic Precipitator
Cara kerja dari electrostatic precipitator (ESP) yaitu sebagai berikut :
(1) Melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara discharge electrode dengan collector plate, flue gas
yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada
saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi
sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif (-).
(2) Partikel debu yang bermuatan negatif (-) selanjutnya menempel pada pelat-pelat pengumpul (collector plate), lihat gambar 4. Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), lihat gambar 1 dan 2, dan dipindahkan (transport) ke flyash silo dengan cara dihembuskan (vacuum).
![Gambar a](http://img820.imageshack.us/img820/8648/gambar1.png)
Gambar a
![Gambar b](http://img854.imageshack.us/img854/2439/gambar2.png)
Gambar b
![Gambar c](http://img138.imageshack.us/img138/1637/gambar3.png)
Gambar c
![Gambar d](http://img842.imageshack.us/img842/5027/gambar4.png)
Gambar d
Proses Pembentukan Medan Listrik
(1) Terdapat dua jenis electrode, yaitu discharge electrode yang bermuatan negatif (-) dan collector plate electrode bermuatan positif (+).
(2) Discharge electrode diletakkan diantara collector plate pada jarak tertentu (jarak antara discharge electrode dengan collector plate).
(3) Discharge electrode diberi listrik arus searah (DC) dengan muatan minus (lihat gambar 3),
pada level tegangan antara 55 – 75 kV DC (sumber listrik awalnya adalah
380 volt AC, kemudian dinaikkan oleh transformer menjadi sekitar 55 –
75 kV dan dirubah menjadi listrik DC oleh rectifier, diambil hanya potensial negatifnya saja).
(4) Collector plate ditanahkan (di-grounding) agar bermuatan positif.
(5) Dengan demikian, pada saat discharge electrode
diberi arus DC, maka medan listrik terbentuk pada ruang yang berisi
tirai-tirai electrode tersebut dan partikel-partikel debu akan tertarik
pada pelat-pelat tersebut, Gas bersih kemudian bergerak ke cerobong
asap.
Pengendap Elektrostatik Sebagai Sebuah Solusi Ramah Lingkungan
Alat pengendap elektrostatik digunakan
untuk membersihkan udara yang kotor dalam jumlah (volume) yang relatif
besar dan pengotor udaranya adalah aerosol atau uap air. Alat ini dapat
membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar dari alat ini
sudah relatif bersih.
Alat pengendap elektrostatik ini
menggunakan arus searah (DC) yang mempunyai tegangan antara 25 – 100 kv.
Alat pengendap ini berupa tabung silinder di mana dindingnya diberi
muatan positif, sedangkan di tengah ada sebuah kawat yang merupakan
pusat silinder, sejajar dinding tabung, diberi muatan negatif. Adanya
perbedaan tegangan yang cukup besar akan menimbulkan corona discharga di
daerah sekitar pusat silinder. Hal ini menyebabkan udara kotor seolah –
olah mengalami ionisasi. Kotoran udara menjadi ion negatif sedangkan
udara bersih menjadi ion positif dan masing-masing akan menuju ke
elektroda yang sesuai. Kotoran yang menjadi ion negatif akan ditarik
oleh dinding tabung sedangkan udara bersih akan berada di tengah-tengah
silinder dan kemudian terhembus keluar.
![Gambar e](http://img231.imageshack.us/img231/7830/gambar5.png)
Gambar (a) menunjukkan diagram skematik
dari sebuah pengendap elektroststik. Potensial listrik negatif yang
tinggi tertahan pada kumparan kawat yang ada di bagian tengah membentuk
sebuah lompatan listrik di sekitar kawat. Gambar (b) menunjukkan contoh
aplikasi pengendap elektrostatik, sedangkan gambar (c) adalah gambar
cerobong tanpa pengendap elektrostatik. Jika dibandingkan, gambar (c)
akan menghasilkan polusi udara lebih besar dibanding gambar (b). Jika
intensitas pembuangan gas (asap pabrik) terlalu banyak, maka akan
merusak lingkungan di sekitarnya. Hal terburuk yang akan terjadi secara
perlahan-lahan adalah rusaknya lapisan ozon di atmosfer yang merupakan
salah satu bentuk penyebab pemanasan global (global warming).
Electrostatic precipitator
merupakan salah satu cara agar industri yang berpotensi menghasilkan
limbah debu menjadi ramah lingkungan, setidaknya dapat mengurangi
kandungan polutan yang dibuang melalui cerobong.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar