tray tower

Operasi perpindahan massa untuk pemisahan gas cair dapat dilakukan dalam berbagai cara. Salah satunya adalah gas terdispersi dalam cairan kontinu dan Cairan terdispersi dalam aliran gas kontinu. Tray tower adalah contoh dari peralatan perpindahan massa ini.

Tray tower digunakan untuk membersihkan aliran gas yang terkontaminasi oleh partikulat dan gas beracun terlarut. Desainnya yang unik memungkinkan menara ini menangkap partikulat >2 mikron serta gas terlarut dengan efisiensi penghilangan yang tinggi.

Prinsip Kerja

Skema kerja tray tower. Sumber: https://www.ergapc.co.uk/tray-towers/

Pertama-tama, fluida cair dimasukkan dari puncak kolom dan dalam perjalanannya, fluida cair akan mengalir dari tray (nampan) yang satu ke tray yang lain yang ada di bawahnya. Di setiap tray akan terjadi kontak fasa antara fasa cair dengan fasa uap yang dimasukkan dari dasar kolom. Kontak antara fasa dalam tray tower dapat dianggap sebagai aliran lawan arah (counter-flow), meskipun arus yang sebenarnya terjadi adalah arus silang (cross-flow).

Tray harus dirancang dengan tepat agar posisi cairan di setiap tray berada pada ketinggian yang cukup. Dengan demikian, untuk melewati cairan tersebut, gelembung-gelembung gas akan membutuhkan waktu relatif lama hingga memungkinkan dicapainya keseimbangan.

Kecepatan aliran uap/gas juga akan berpengaruh terhadap keberhasilan proses pemisahan. Jika kecepatan gas terlalu rendah, maka gelembung-gelembung gas akan mengembang, sehingga luas permukaan bidang kontak tiap satuan volume menjadi kecil. Hal tersebut akan mempengaruhi efisiensi pemisahan. Sebaliknya, gas dengan kecepatan tinggi cenderung akan terdispersi lebih sempurna sehingga efisiensi pemisahan meningkat. Namun, aliran gas dengan kecepatan tertentu akan membawa percikan cairan masuk kedalam tray yang ada di atasnya.

Jenis-jenis Tray Tower

Bubble Cap Tray

Menara tray bertahap tertua yang banyak digunakan adalah Bubble cap. Bubble cap adalah pelat datar berlubang yang memiliki penambah (cerobong asap) di atasnya lubang yang ditutup dengan penutup. Peralatan ini biasanya dilengkapi dengan slot untuk memungkinkan bagian uap dicampur dengan cairan yang mengalir melintasi baki yang terbentuk gelembung tempat terjadinya perpindahan massa. Setiap baki dilengkapi dengan satu atau lebih banyak downcomers yang cairannya mengalir melintasi baki dilakukan ke baki di bawah ini. Kepala cair dipertahankan di baki oleh bendungan yang ditempatkan di sisi outlet baki di dekat downcomer, itu disebut outlet weir. Bubble cap tray dapat beroperasi pada uap rendah dan laju cairan (kurang dari 2 gpm per kaki rata-rata lebar aliran) karena cairan dan busa terperangkap di nampan hingga kedalaman setidaknya sama dengan tinggi bendung. Bubble cap bekerja dengan baik dalam aplikasi turndown tinggi karena lubang di tutup gelembung berbentuk anak tangga yang bukaan atasnya adalah ditinggikan secara signifikan di atas dek baki. Ukuran tutup cenderung menciptakan gradien hidraulik melintasi dek dan penurunan tekanan sisi uap yang tinggi. Biaya baki tutup gelembung sejauh ini adalah yang tertinggi.

Sieve Tray

Sieve (saringan) tray adalah pelat berlubang dengan lubang yang dilubangi ke piring dan biasanya memiliki lubang berdiameter 3/16 in hingga 1. Ukuran standar adalah 0,5 inci dengan perforasi ditekan ke bawah. Uap keluar dari lubang untuk memberikan efek multi lubang. Kecepatan uap mencegah cairan mengalir melalui lubang (menangis). Aliran uap melalui dek baki untuk menghubungi cairan adalah dikendalikan oleh jumlah dan ukuran perforasi. Sieve tray dapat digunakan dalam layanan pengotoran sedang, asalkan: lubang besar (3/4 hingga 1 inci [19 hingga 25 mm]) digunakan. Sieve tray itu sederhana dan mudah dibuat sehingga relatif murah.

Valve Tray

Valve Tray menggunakan valve (cakram bergerak) yang hampir menutup sepenuhnya pada laju uap rendah, sehingga meminimalkan area terbuka baki (tray). Saat diangkat, sebagai laju uap meningkat, area terbuka meningkat untuk aliran uap antara cakram katup dan dek nampan. Katup dapat berbentuk bulat atau persegi panjang, dengan atau tanpa struktur sangkar. Paling jenis katup, bukaannya dapat divariasikan oleh aliran uap, sehingga baki dapat beroperasi pada berbagai laju aliran dengan efisiensi pemisahan yang tinggi dan fleksibilitas yang besar. Karena fleksibilitas dan harganya (sedikit lebih mahal daripada saringan baki), baki katup cenderung menggantikan baki tutup gelembung. Valve tray memiliki kapasitas minimal sekitar 60%. Penurunan tekanan kering baki katup lebih rendah dari tutup gelembung, karena katup tidak perlu a cerobong asap untuk uap dan itu tergantung pada berat katup. Valve tray dapat digunakan dalam kondisi di mana laju uap berubah ketidakpastian atas bagian menara tertentu, menara yang digunakan dalam blok operasi pada tingkat yang bervariasi dan komposisi umpan, fluktuasi laju umpan, dan servis peralatan bantu yang mengoperasikan seluruh unit dengan kecepatan rendah.

Proses distalasi pada tray tower berkaitan erat dengan aliran fluida. Perlu adanya analisis fluida dalam mendesain tray tower. Salah satu metode paling umum yang digunakan untuk menganalisis fluida adalah metode Computational Fluid Dynamics (CFD). Computational Fluid Dynamics adalah metode menyelesaikan persamaan-persamaan mekanika fluida bahkan reaksi kimia menggunakan komputer, sehingga diperoleh hasil yang komprehensif dan detail.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

M. Walas, Stanley. 1990. Chemical Process Equipment: Selection and Design. Kansas: Butterworth-Heinemann.

http://teknikkimialingkungan01.blogspot.com/2013/11/alat-pengendali-pencemaran-udara-tray.html (diakses pada tanggal 16 Agustus 2021)

https://www.slideshare.net/MohamedSalah69/types-and-design-of-the-towers-trays?from_action=save (diakses pada tanggal 16 Agustus 2021)

https://www.ergapc.co.uk/wp-content/uploads/2020/09/Tray-Scrubbers.pdf (diakses pada tanggal 16 Agustus 2021)