Tugas Khusus Heat Exchanger pada Prarancangan Pabrik Etilen Glikol dengan Proses Karbonasi menggunakan etilen oksida dan air kapasitas 200.000 Ton/Tahun

6.1         Heat Exchanger (Raudhatul Raihan)

Alat penukar panas atau Heat Exchenger adalah alat yang digunakan untuk memindahkan panas dari satu sistem ke sistem lain, tanpa perpindahan massa dan bisa berfungsi sebagai pemanas. Biasanya, medium pemanas yang dipakai adalah air yang dipanaskan sebagai fluida panas. Penukar panas dirancang seefisien mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efektif. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung (direct contact).
Video alat-alat kimia dapat di lihat di link berikut : https://www.youtube.com/watch?v=vhOpIrUjdw0

Menurut Qadri (2015), alat penukar panas tipe shell and tube sering digunakan dalam industri karena memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan tipe lainnya, antara lain :

1.      Konfigurasi yang dibuat dapat memberikan luas permukaan yang besar (> 200 ft²) dengan volume yang kecil.

2.      Mempunyai lay-out mekanik yang baik dan bentuknya cukup baik untuk  operasi bertekanan.

3.      Menggunakan teknik fabrikasi yang baik

4.      Dapat dibuat dari berbagai material.

5.      Mudah dibersihkan dan konstruksinya sederhana

Tujuan utama perancangan alat penukar panas adalah menentukan luas permukaan perpindahan panas dan dimensi alat penukar panas. Perancangan alat ini tergantung kepada data fisik yang digunakan, energi yang dibutuhkan, laju alir massa fluida,beda temperatur dan konfigurasi fisik permukaan perpindahan panas. Kemampuan Heat Exchanger dalam menerima panas dipengaruhi oleh 3 hal, yaitu:

1.      Koefisien perpindahan panas keseluruhan (the overall heat transfer coeficient/clean overall coefficient), dinyatakan dengan U.

2.      Luas perpindahan panas dinyatakan dengan A

3.      Selisih temperatur rata – rata, dinyatakan dalam ∆t_LMTD

6.1.1 Konstruksi Alat Penukara Panas

Ditinjau dari segi konstruksi, alat penukar panas jenis shell and tube, terdapat 3 bagian yang utama, yaitu :

1.      Bagian depan yang tetap atau Front Heat Stationary Heat (sering disingkat  Stationary Heat),

2.      Shell atau badan alat penukar panas,

3.      Bagian ujung belakang Rear end Heat (sering disingkat  Rear Heat),

4.      Tahan terhadap korosi, faktor korosi (C) : 0,0125 in/tahun = 0,0032 m/tahun,

5.      Jarak antar pitch adalah 25% dari OD tube (Kern, 1988).

6.1.2 Jumlah Lintasan Pada Alat Penukar Panas Shell And Tube

Menurut Qadri (2015), pada alat penukar panas tipe shell and tube terdapat 2 jenis lintasan yaitu :

1.      Shell pass (lintasan shell)

Merupakan lintasan yang dilakukan oleh fluida sejak masuk mulai saluran masuk melewati bagian dalam shell dan mengelilingi tube, keluar dari saluran buang sehingga lintasan ini disebut 1 lintasan shell atau 1 pass shell.

2.      Tube pass (lintasan tube)

Merupakan lintasan yang dilakukan oleh fluida masuk ke dalam penukar kalor melalui salah satu ujung (front head) lalu mengalir ke dalam tube dan langsung ke luar dari ujung yang lain sehingga disebut 1 pass tube. Apabila fluida tersebut membelok lagi masuk ke dalam tube sehingga terjadi 2 kali lintasan dalam tube maka disebut 2 pass tube

6.1.3 Kelayakan Alat Penukar Panas Tipe Shell And Tube

Suatu alat penukar panas yang telah dirancang perlu diuji kelayakannya untuk mengetahui kinerja alat tersebut dalam melakukan proses perpindahan panas. Menurut Kern (1965), untuk menentukan kelayakan suatu alat penukar panas (heat axchanger) dapat dilakukan melalui 2 macam besaran yang perlu ditentukan yaitu :

1.      Faktor kekotoran (Rd)

Semakin besar harga Rd hasil kalkulasi dari harga Rd yang dibutuhkan maka alat penukar panas dapat dikatakan layak digunakan apabila telah dilakukan service sehingga alat penukar panas perlu dibersihkan dan diservis. Apabila harga Rd hasil kalkulasi lebih kecil dari harga Rd yang dibutuhkan maka alat penukar panas dapat dikatakan tidak layak digunakan. 

2.      Pressure drop (∆P)

Kelayakan alat penukar panas baik apabila memiliki harga ∆P untuk gas sebesar <2 psia dan untuk cair sebesar < 10 psia.

Inilah gambar Heat Exchanger 1 shell 2 tube Pada Prarancangan Pabrik Etilen Glikol dengan Proses Karbonasi menggunakan etilen oksida dan air kapasitas 200.000 Ton/Tahun

Gambar Menggunakan Autodesk Inventor 2017

Gambar Menggunakan Autodesk Inventor 2017

Semoga dengan adanya artikel ini dapat membantu Mahasiswa dalam menyelesaikan Tugas Akhir

Share this post