Analisa Hidrodinamika Dan Erosi Pada Reaktor Asam Phosphat Dengan Metode Cfd (Computational Fluid Dynamics)

Cahyani, Anugrah Budi (2018) Analisa Hidrodinamika Dan Erosi Pada Reaktor Asam Phosphat Dengan Metode Cfd (Computational Fluid Dynamics). Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
02211650010014-Master_Thesis.pdf - Accepted Version

Download (1MB) | Preview

Abstract

Proses pengadukan padat-cair telah menjadi hal yang umum dan diaplikasikan secara luas dalam berbagai proses industri, salah satunya pada reaktor asam phosphat. Pencampuran antara batuan phosphat dengan asam sulfat pada reaktor asam phosphat ini sering menimbulkan erosi pada bagian dasar tangki pengaduk. Erosi yang terjadi dapat menyebabkan efisiensi operasional yang rendah dan menaikkan biaya ekonomi karena masa perbaikan yang sering dan singkat. Sehingga tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji posisi dan konfigurasi pengadukan yang meliputi jarak clearance dengan metode CFD. Penelitian ini dilakukan pada tangki berpengaduk silinder dengan dasar yang berbentuk datar yang dilengkapi dengan top entering two blades double paddle impeller. Terdapat enam variabel pada simulasi ini yaitu 3 variable ketinggian clearance (0,1T; 0,13T dan 0,16T) dan 2 buah variable diameter partikel (150µm dan 200µm). Simulasi ini dijalankan dengan 2 jenis sistem yaitu steady state dan unsteady state. Untuk penyelesaikan permodelan multifasa digunakan pendekatan Euler-Euler sedangkan dalam menyelesaian fasa diskrit dan permodelan erosi digunakan pendekatan Eularian-Lagrangian. Model erosi yang digunakan dalam simulasi ini adalah Oka Erosion Model dan pendekatan MRF (Multi Refference Frame) digunakan untuk memodelkan pergerakan impeller. Identifikasi pola alir, analisa persebaran partikel dan analisa erosi oleh partikel didiskusikan dalam penelitian ini. Berdasarkan hasil penelitian, pola alir yang terbentuk oleh impeller adalah radial flow. Kecepatan aliran pada discharged impeller di blade bawah dan atas semakin berkurang dengan naiknya jarak clearance. Selain itu, dengan naiknya jarak clearance, persebaran partikel pun semakin merata dan laju erosi pada dinding material pun berkurang pada beberapa area. Ukuran partikel yang semakin kecilpun memeberi dampak positif terhadap laju erosi yang semakin berkurang. Diharapkan penelitian ini diharapkan dapat memberikan rekomendasi baik dalam skala industri untuk mengurangi biaya pemeliharaan produksi akibat dari erosi.============================================================================================================Solid- liquid mixing process has become common and widely applied in various industrial processes, one of them is used in the phosphoric acid reactor. Mixing process between phosphate rock and sulfuric acid in phosphoric acid reactor often causes erosion at the bottom of the stirred tank. Erosion may lead to low operational efficiency and may increase the economic costs due to frequent maintenance. The purpose of this study is to analyze the position and configuration of stirred tank which includes clearance distance with CFD method. This study was carried out on a cylindrical stirred tank with a flat base which equipped with a top entering two blades double paddle impeller. There are six variables in this simulation i.e. 3 variable clearance height (0,1T; 0,13T and 0,16T) and 2 variable particle diameter (150μm and 200μm). This simulation is obtained with 2 types of system, which are steady state and unsteady state. In order to solve the multiphase model, Euler-Euler approach is used, whereas in completing the discrete phase and erosion modeling, the Eularian-Lagrangian approach is used. The erosion model used in this simulation is the Oka Erosion Model and the MRF (Multi Reference Frame) approach is used to model impeller movements. Identification of flow patterns, particle dispersion analysis and particle erosion analysis are discussed in this study. Based on the simulation result, the flow pattern formed by the impeller radial flow. The velocity of the discharged impeller at the bottom and top blades decreases with the increasing of clearance distance. In addition, with the increasing of clearance distance, the solid particles was more evenly distributed and the rate of erosion on the material wall was reduced in some areas. The smaller solid particle size also have a positive effect on the decreasing of erosion rate. It is expected that this research is expected to provide good recommendations on an industrial scale to reduce production maintenance costs resulting from erosion.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: T Technology > TP Chemical technology > TP343 Liquid and gaseous fuel
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User: Cahyani Anugrah Budi
Date Deposited: 24 Jun 2021 01:22
Last Modified: 24 Jun 2021 01:22
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/55005

Actions (login required)

View Item View Item