Desain Pabrik Natrium Karbonat (Na2CO3) Dari Flue Gas PLTU Paiton Unit 3 Dengan Metode Karbonasi Menggunakan NaOH

Aldela, Hariyanniko and Jasmine Putri, Hapsari (2024) Desain Pabrik Natrium Karbonat (Na2CO3) Dari Flue Gas PLTU Paiton Unit 3 Dengan Metode Karbonasi Menggunakan NaOH. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text Desain Pabrik_Aldela Hariyanniko_Jasmine Putri Hapsari.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (9MB) | Request a copy

Abstract

Emisi gas rumah kaca (GHG) di Indonesia meningkat setiap tahunnya, menyebabkan terjadinya bencana alam yang menimbulkan kerusakan dan korban jiwa. Emisi GHG didominasi oleh gas CO2. Untuk itu, saat ini tengah dikembangkan teknologi carbon capture untuk mengurangi gas CO2, yaitu dengan memanfaatkan gas CO2 untuk digunakan sebagai bahan baku produk yang bermanfaat dan bernilai jual. Salah satu pemanfaatannya yaitu sebagai bahan baku produk soda ash atau natrium karbonat. Kebutuhan natrium karbonat di Indonesia sangat tinggi, tetapi seluruhnya masih dipenuhi melalui impor. Oleh karena itu, didirikan pabrik natrium karbonat dengan memanfaatkan gas CO2 sebagai bahan baku.
Pabrik Natrium Karbonat akan dibangun pada tahun 2025 dan mulai beroperasi pada tahun 2027. Pabrik ini berlokasi di Kecamatan Paiton, Kabupaten Probolinggo, Jawa Timur dengan mempertimbangkan berbagai aspek, seperti ketersediaan bahan baku, lokasi pemasaran, sarana transportasi, ketersediaan utilitas, sumber tenaga kerja, serta iklim dan topografi. Bahan baku utama pabrik ini berupa gas CO2 yang berasal dari flue gas PLTU Paiton Unit 3 dan NaOH berbentuk flakes.
Pabrik ini direncanakan beroperasi secara kontinyu selama 330 hari/tahun dan 24 jam/hari. Kapasitas produksi pabrik sebesar 600.000 ton/tahun ditentukan dengan memperhitungkan prediksi konsumsi Na2CO3 secara nasional pada tahun 2027. Untuk memenuhi kapasitas tersebut, digunakan 5,61% atau 1.311.421 ton/tahun flue gas PLTU Paiton Unit 3. Dari angka tersebut, digunakan CO2 sebesar 276.823 ton/tahun. Dengan asumsi konversi CO2 sebesar 90%, dibutuhkan NaOH sebesar 452.847 ton/tahun.
Proses pembuatan Natrium Karbonat pada pabrik ini menggunakan metode karbonasi dengan Spray Column Reactor (R-203). Sebelum itu, NaOH flakes diencerkan terlebih dahulu pada Mixing Tank (K-102) hingga mencapai konsentrasi 10%. Setelah melalui proses karbonasi, Na2CO3 dipekatkan hingga konsentrasi 38% dengan Evaporator Triple Effect (K-302/A/B/C), lalu dikristalisasi dengan Crystallizer (K-403). Kristal Na2CO3 yang telah terbentuk dipisahkan dari mother liquor dengan Filter (F-501 A/B/C/D), lalu dikeringkan dan didekomposisi dari Na2CO3.H2O menjadi Na2CO3 anhydrat dengan Rotary Dryer (V-605). Kemudian, Na2CO3 melalui proses size reduction dengan Ball Mill (Z-701) menjadi berukuran 100 mesh. Tahap selanjutnya, Na2CO3 melalui Screener (F-702) untuk memisahkan antara produk on-spec dan off-spec (<32 mesh). Produk off-spec dikembalikan lagi menuju Ball Mill, sedangkan produk on-spec diteruskan ke proses packaging dengan Packaging Bin (Y-802). Setelah itu, produk siap dipasarkan.
Pendirian pabrik ini membutuhkan Total Capital Investment (TCI) Rp4,055,177,966,764, Total Production Cost (TPC) Rp3.390,517,556,390, Net Present Value (NPV) Rp8,242,401,248,956, dan memiliki nilai penjualan sebesar Rp4.200.000.000.000 per tahun. Dari perhitungan analisis ekonomi, didapatkan Internal Rate of Return (IRR) sebesar 40,09% per tahun, Pay Out Time (POT) selama 3,78 tahun, serta Break Event Point (sebesar) 24,87%. Berdasarkan analisis ekonomi dan teknisnya, pabrik natrium karbonat dari flue gas PLTU Paiton Unit 3 layak untuk didirikan.

=======================================================

Greenhouse gas (GHG) emissions in Indonesia increase yearly, causing natural disasters that result in damage and casualties. GHG emissions are dominated by CO2 gas. Therefore, carbon capture technology is being developed to reduce CO2 gas by utilizing it as a raw material for useful and marketable products. One such utilization is as a raw material for soda ash or sodium carbonate. The demand for sodium carbonate in Indonesia is very high, but it is entirely met through imports. Therefore, a sodium carbonate plant is being established to utilize CO2 gas as a raw material.
The Sodium Carbonate Plant will be built in 2025 and start operations in 2027. This plant is located in Paiton Subdistrict, Probolinggo Regency, East Java, considering various aspects such as the availability of raw materials, marketing location, transportation facilities, utility availability, labor sources, climate, and topography. The main raw materials for this plant are CO2 gas from the flue gas of Paiton Unit 3 Power Plant and NaOH in flakes form.
This plant will operate continuously for 330 days/year and 24 hours/day. Its production capacity is 600,000 tons/year, based on the predicted national consumption of Na2CO3 in 2027. To meet this capacity, 5.61% or 1,311,421 tons/year of flue gas from Paiton Unit 3 Power Plant is used. From this amount, 276,823 tons/year of CO2 is utilized. Assuming a CO2 conversion of 90%, 452,847 tons/year of NaOH is needed.
The process of producing Sodium Carbonate in this plant uses the carbonation method with a Spray Column Reactor (R-203). Before that, NaOH flakes are first diluted in a Mixing Tank (K-102) to reach a concentration of 10%. After the carbonation process, Na2CO3 is concentrated to 38% with a Triple Effect Evaporator (K-302/A/B/C), then crystallized with a Crystallizer (K-403). The formed Na2CO3 crystals are separated from the mother liquor with a Filter (F-501 A/B/C/D), then dried and decomposed from Na2CO3.H2O to anhydrous Na2CO3 with a Rotary Dryer (V-605). Next, Na2CO3 undergoes size reduction with a Ball Mill (Z-701) to 100 mesh size. In the next stage, Na2CO3 goes through a Screener (F-702) to separate on-spec and off-spec products (<32 mesh). Off-spec products are returned to the Ball Mill, while on-spec products proceed to the packaging process with a Packaging Bin (Y-802). After that, the product is ready for the market.
The establishment of this plant requires a Total Capital Investment (TCI) of IDR 4,055,177,966,764, Total Production Cost (TPC) of IDR 3.390,517,556,390, Net Present Value (NPV) of IDR 8,242,401,248,956, and has a sales value of IDR 5,100,000,000,000 per year. From the economic analysis calculations, an Internal Rate of Return (IRR) of 40.09% per year, Pay Out Time (POT) of 3,78 years, and a Break-Even Point (BEP) of 24.87%. Based on the economic and technical analysis, the sodium carbonate plant from the flue gas of Paiton Unit 3 Power Plant is feasible to establish.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Carbon Capture, Natrium Karbonat, Soda Ash, Spray Column Reactor.
Subjects:	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:	Aldela Hariyanniko
Date Deposited:	06 Aug 2024 05:52
Last Modified:	24 Sep 2024 08:55
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/111577

Actions (login required)

View Item