Desain Pabrik Natrium Karbonat (Na2CO3) dari Flue Gas PLTU Tanjung Awar-Awar untuk Mengurangi Emisi CO2 dengan Metode Absorbsi Menggunakan NaOH

Oktaviyanti, Farah Diya and Purmadini, Erfira Isnainatu (2023) Desain Pabrik Natrium Karbonat (Na2CO3) dari Flue Gas PLTU Tanjung Awar-Awar untuk Mengurangi Emisi CO2 dengan Metode Absorbsi Menggunakan NaOH. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02211940000039_02211940000108-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Semakin hari bumi semakin memanas akibat pemanasan global karena meningkatnya gas rumah kaca seperti CO2, methane, N2O, CFC, HFCs, dan SF6 di lapisan atmosfer. Dalam hal ini, gas CO2 memiliki kontribusi yang besar bagi pemanasan global bila dibandingkan gas rumah kaca lainnya karena konsentrasinya berada pada urutan kedua terbanyak setelah uap air di atmosfer. Sumber gas CO2 dapat berasal dari pembakaran bahan bakar, pembakaran biomassa, pernafasan makhluk hidup, tumpukan sampah, letusan gunung berapi, kebakaran hutan, pengeringan lahan gambut, bahkan lahan pertanian. PLTU PT PJB Tanjung Awar Awar menghasilkan flue gas yang berasal dari pembakaran batu bara. Flue gas sebesar 104,74 ton/jam mengandung 22% CO2. Gas buang ini akan dilepas ke atmosfer sehingga meningkatkan emisi CO2 di udara. Salah satu metode pengurangan kandungan CO2 dapat dilakukan dengan proses absorpsi. Absorpsi merupakan proses pemisahan suatu bahan dari campuran gas dengan cara pengikatan bahan tersebut pada permukaan absorben cair yang diikuti dengan proses pelarutan. Salah satu contoh absorben untuk menyerap gas CO2 adalah NaOH dengan proses karbonasi. Melalui proses penyerapan CO2 ke dalam larutan NaOH, dapat diperoleh produk berupa Na2CO3. Pada pabrik Na2CO3 Flue gas yang masih mengandung impurities harus diproses terlebih dahulu untuk menghilangkan kandungan SO2 agar nantinya tidak bereaksi dengan absorben NaOH. Proses pre treatment dari Flue gas dilakukan melalui proses seawater flue gas desulfurization pada Reaktor R-110. Selanjutnya Flue gas di kompresi (G-113) hingga mencapai tekanan 2,5 bar dan didinginkan (E-114) hingga mencapai suhu 60°C. CO2 pada flue gas kemudian dikontakkan dengan NaOH didalam bubble column reactor (R-210a dan b) sehingga menghasilkan produk natrium karbonat solid dengan konversi tiap reaktor sebesar 90%. Natrium karbonat kemudian melalui tahap pemurnian dimulai dari pemisahan menggunakan centrifuge (H-310), kemudian pengeringan menggunakan rotary dryer (B-320), dan penyesuaian ukuran melalui ball mill (H-330) serta penyaringan dengan screener (H-332) sehingga diperoleh Na2CO3 dengan ukuran seragam yaitu sekitar 60 mesh. Natrium karbonat (Na2CO3) atau yang biasa dikenal sebagai soda abu merupakan salah satu bahan baku dalam industri keramik, kaca, deterjen, dan turunan bahan kimia lainnya. Saat ini, seluruh kebutuhan soda abu dalam negeri hingga saat ini masih 100% impor. Untuk pendirian pabrik Na2CO3 diperukan total modal investasi sebesar Rp 3.401.484.801.734,55 dengan estimasi hasil penjualan sebesar 4.102.025.986.091 per tahun. Dari perhitungan analisis ekonomi di dapatkan Internal Rate of Return (IRR) sebesar 18,64% per tahun, Pay Out Time (POT) selama 5,74 tahun, dan Break Event Point (BEP) sebesar 31,83%. Pembangunan pabrik natrium karbonat akan berdampak positif bagi lingkungan sekitar pembangunan pabrik karena akan membuka lapangan perkerjaan baru yang dapat mengurangi angka pengangguran di Provinsi Jawa Timur. Selain itu, pendirian pabrik diharapkan mampu mengurangi ketergantungan akan impor soda abu di Indonesia. Dari segi lingkungan, pabrik ini akan mengurangi kandungan CO2 dari Flue PT PJB Tanjung Awar Awar. Dengan melihat aspek penilaian analisis ekonomi dan teknisnya, maka pabrik natrium karbonat dari CO2 dan NaOH layak untuk didirikan.
==================================================================================================================================
Currently, the Earth’s average surface temperatures are increasing due to global warming. This happens due to the increase of greenhouse gases such as CO2, methane, N2O, CFCs, HFCs, and SF6 in the atmosphere. In this case, CO2 gas has a big impact to global warming compared to other greenhouse gases since CO2 has the highest concentration in the atmosfer after water vapor. The CO2 gases sources are mainly from fuel combustion, biomass combustion, piles of trash, volcanic eruption, forest fires, etc. PLTU PT PJB Tanjung Awar Awar produces flue gas due to coal combustion. The flue gas rate is 104.74 ton/hr contains 22% CO2 which comes from coal combustion. This exhaust gas will directly released to the atmosphere and increasing CO2 emissions in air. One of the method that can be used for decreasing CO2 content is by absorption. Absorption is a transfer process of material from a gas mixture by binding the material to a liquid absorbent surface and followed by a dissolution process. NaOH can be used as absorbent for CO2 gas in carbonation process. Through this process, CO2 content is absorbed by NaOH, and a product in form of sodium carbonate (Na2CO3) or soda ash can be obtained. Flue gas which still contains impurities must be treated to remove the SO2 content due to its reactivity with NaOH. The pre-treatment process of Flue gas is carried out through a seawater flue gas desulfurization process in the R-110 Reactor. Then the flue gas is compressed (G-113) to a pressure of 2.5 bar and cooled (E-114) to a temperature of 60°C. CO2 in the flue gas is then contacted with NaOH in a bubble column reactor (R-210a and b) to produce solid sodium carbonate products with a conversion of 90% per reactor.Sodium carbonate then goes through a purification stage starting from separation using a centrifuge (H-310), then drying using a rotary dryer (B-320), and sizing through a ball mill (H-330) and filtering with a screener (H-332) to obtain Na2CO3 with a uniform size of about 60 mesh. Sodium carbonate (Na2CO3) is one of the raw materials in the ceramics, glass, detergent and other chemical derivative industries. Currently, all domestic soda ash needs are still 100% imported. For the establishment of a Na2CO3 plant, a total capital investment of IDR 3,401,484,801,734.55 is required with an estimated sales revenue of 4,102,025,986,091 per year. From the calculation of economic analysis, the Internal Rate of Return (IRR) is 18.64% per year, the Pay Out Time (POT) is 5.74 years, and the Break Event Point (BEP) is 31.83%. This plant is positively effect the social environment because it will open up new job facancy and decrease the unpemployed rates, especially in Tuban, East Java. In addition, this plant is expected to help reducing the imports of soda ash. For environmental perspective, this plant can reduce CO2 emissions from flue gas. By looking through economic and technological aspect, this sodium carbonate plant is feasible to build.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	CO2, Karbonasi, Natrium Karbonat, Carbonation, Sodium Carbonate
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD171.75 Climate change mitigation T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD883.5 Air--Pollution T Technology > TP Chemical technology > TP155.5 Chemical plants--Design and construction
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Farah Diya Oktaviyanti
Date Deposited:	02 Aug 2023 02:38
Last Modified:	02 Aug 2023 02:38
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/100517

Actions (login required)

View Item