Cyclone Separator [PDF]

Citation preview

Pengertian Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis, bentuk dan ukuran. 2.2 fungsi Cyclone separator berfungsi untuk memisahkan partikel dari gas. 2.3 Prinsip kerja  Prinsip kerja dari siklon adalah terdapatnya kumpulan partikel dan gas yang masuk dalam arah tangensial kedalam siklon pada bagian puncaknya. 



Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon.







Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil.







Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran.







Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah







Gas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon.



 Cyclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk memisahkan partikulat dari udara kotor.  Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah dinding cyclone dan meluncur ke bawah. Siklon sering digambarkan sebagai peralatan dengan efisiensi rendah. Namun dalam perkembangannya, tercatat, siklon mampu menghasilkan efisiensi 98% bahkan lebih untuk partikel yang lebih besar dari 5 microns (Cooper, et al., 1986). Efisiensi lebih



dari 98% juga tercatat pada siklon untuk partikel yang diameternya lebih dari 346 microns (Funk, P.A., et al., 2000). 2.4 Bentuk-bentuk Cyclone 



Dua bentuk utama dari cyclone adalah axial dan tangensial cyclone.







Pada dasarnya, keduanya beroperasi dengan prinsip kerja yang sama.







Namun, pada axial flow cyclones materi masuk melalui bagian atas cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian atas.







Pada tangential cyclones, materi masuk dari celah pada sisi yang berada pada posisi menyudut dengan badan cyclone.







Axial flow cyclones lebih banyak digunakan.



Parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan berbagai jenis materi adalah efisiensi pengumpulannya dan penurunan tekanan melalui unitnya. Efisiensi pengumpulan cyclone dapat ditentukan melalui kemampuannya untuk menangkap dan menahan partikel debu dimana penurunan tekanan adalah kekuatan yang diperlukan unit tersebut agar fungsi ini dapat berjalan. 2.5 Jenis-Jenis Cyclone o Hydrocyclone adalah suatu alat yang berfungsi untuk memisahkan padatan atau gas dari cairan berdasarkan perbedaan gravitasi setiap komponen o Ketika harus menangani volume gas dalam jumlah besar dan efisiensi tinggi maka digunakan beberapa cyclone dengan diameter kecil yang biasanya dipasang bersama membentuk multicyclone.



Faktor-faktor yang dapat mengurangi performa dari suatu cyclone antara lain: 1. Kerusakan mekanik dari cyclone 2. Penyumbatan unit disebabkan endapan debu 3. Penggunaan yang berlebihan, biasanya disebabkan oleh abrasi.



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 1. Siklon separator berfungsi untuk memisahkan partikel dari gas, Prinsip kerja dari siklon adalah terdapatnya kumpulan partikel dan gas yang masuk dalam arah tangensial. Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon. Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil. Gas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon. 2. Variasi perbedaan tekanan mempengaruhi profil pola aliran (streamline) yang dihasilkan. Profil streamline dengan perbedaan tekanan tersebut menunjukkan hasil yang berbeda, hasil dengan perbedaan tekanan lebih besar akan menghasilkan pola aliran yang lebih baik. Namun apabila perbedaan tekanan terlalu besar, aliran yang terjadi akan semakin acak dan tidak sesuai dengan pola aliran yang diharapkan. Oleh karena itu perlu dicari berapa perbedaan tekanan yang optimum, sehingga pola aliran yang terbentuk mendekati keadaan sebenarnya. Apabila pola aliran sesuai dan optimum maka fungsi (efisiensi) dari siklon separator (memisahkan fluida dan patikel) akan berjalan semakin baik.



Analisa aliran didalam cyclone separator



Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis, ukuran, dan bentuk. Siklon (cyclone) karena karakteristiknya sering digunakan sebagai alat pemisah partikel dengan gas. Penggunaan siklon sering dijumpai sebagai alat pengontrol polusi udara dari pengotor debu. Siklon juga dijumpai pada proses pembakaran untuk peralatan umpan bahan bakar padat (pulverized) pada boiler. Alasan utama penggunaan siklon dalah harganya yang murah, tidak mempunyai bagian yang bergerak dan mampu bertahan pada kondisi operasi yang berat. Sementara itu siklon juga mempunyai beberapa kelemahan dalam hal efisiensinya yang rendah (khususnya pada partikel yang sangat kecil) dan biaya operasi yang tinggi. Tingginya biaya operasi dikarenakan siklon perlu daya yang besar untuk mengatasi penurunan tekanan (pressure drop). Prinsip kerja dari siklon adalah terdapatnya kumpulan partikel dan gas yang masuk dalam arah tangensial kedalam siklon pada bagian puncaknya. Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon.Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil.Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah. Gas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon. Siklon sering digambarkan sebagai peralatan dengan efisiensi rendah. Namun dalam perkembangannya, tercatat, siklon mampu menghasilkan efisiensi



98% bahkan lebih untuk partikel yang lebih besar dari 5 microns (Cooper, et al., 1986). Efisiensi lebih dari 98% juga tercatat pada siklon untuk partikel yang diameternya lebih dari 346 microns (Funk, P.A., et al., 2000) Pada tugas kali ini akan dilakukan analisa aliran yang terdapat didalam cyclone menggunakan bantuan software CFDSof. Pada gambar dibawah ini merupakan display dari bentuk cyclone dengan telah dibuatnya grid- grid untuk mempermudah menganalisa aliran fluida yang terdapat didalam cyclone.







Bentuk streakline aliran pada cyclone







Kontur tekanan statik (pa) pada cyclone







Kontur kecepatan pada cyclone



Cyclone Separator Pencemaran udara mungkin sudah tidak asing lagi bagi kita, terjadi setiap detik. Dari asap kendaraan bermotor. Berbagai zat pencemar yang dihasilkan, gas beracun dan bebahaya. Pencemaran udara tidak hanya dari aktivitas kendaraan bermotor, debu-debu yang dihasilkan dari aktivitas industri mempunyai peranan penting dalam pencemaran udara. Berbagai cara dilakukan dalam mengatasi masalah tersebut, termasuk dalam kasus pengendalian udara emisi. Salah satunya dengan memakai alat pemisah debu yaitu cyclone separator Siklon (cyclone) karena karakteristiknya sering digunakan sebagai alat pemisah partikel dengan gas. Penggunaan siklon sering dijumpai sebagai alat



pengontrol polusi udara dari pengotor debu. Siklon juga dijumpai pada proses pembakaran untuk peralatan umpan bahan bakar padat (pulverized) pada boiler. Alasan utama penggunaan siklon dalah harganya yang murah, tidak mempunyai bagian yang bergerak dan mampu bertahan pada kondisi operasi yang berat. Sementara itu siklon juga mempunyai beberapa kelemahan dalam hal efisiensinya yang rendah (khususnya pada partikel yang sangat kecil) dan biaya operasi yang tinggi. Tingginya biaya operasi dikarenakan siklon perlu daya yang besar untuk mengatasi penurunan tekanan (pressure drop).



Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis, ukuran, dan bentuk. Prinsip kerja







Prinsip kerja dari siklon adalah terdapatnya kumpulan partikel dan gas yang masuk dalam arah tangensial kedalam siklon pada bagian puncaknya.







Kumpulan gas dan partikel ditekan ke bawah secara spiral karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal dan gaya inersia menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar siklon.







Dekat dengan bagian dasar siklon, gas bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil.







Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran.







Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah







Gas yang bersih keluar dari bagian puncak siklon sedangkan partikel keluar dari dasar siklon.







Siklon sering digambarkan sebagai peralatan dengan efisiensi rendah. Namun dalam perkembangannya, tercatat, siklon mampu menghasilkan efisiensi 98% bahkan lebih untuk partikel yang lebih besar dari 5 microns (Cooper, et al., 1986). Efisiensi lebih dari 98% juga tercatat pada siklon untuk partikel yang diameternya lebih dari 346 microns (Funk, P.A., et al., 2000). Bentuk-bentuk Cyclone







Dua bentuk utama dari cyclone adalah axial dan tangensial cyclone.







Pada dasarnya, keduanya beroperasi dengan prinsip kerja yang sama.







Namun, pada axial flow cyclones materi masuk melalui bagian atas cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian atas.







Pada tangential cyclones, materi masuk dari celah pada sisi yang berada pada posisi menyudut dengan badan cyclone.







Axial flow cyclones lebih banyak digunakan.



Parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan berbagai jenis materi adalah efisiensi pengumpulannya dan penurunan tekanan melalui unitnya. Efisiensi pengumpulan cyclone dapat ditentukan melalui kemampuannya untuk menangkap dan menahan partikel debu dimana penurunan tekanan adalah kekuatan yang diperlukan unit tersebut agar fungsi ini dapat berjalan. Faktor-faktor yang dapat mengurangi performa dari suatu cyclone antara lain:



1. Kerusakan mekanik dari cyclone 2. Penyumbatan unit disebabkan endapan debu 3. Penggunaan yang berlebihan, biasanya disebabkan oleh abrasi. Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis dan ukuran. Prinsip kerja cyclone Adapun prinsip kerja dari cyclone ini sebagai berikut: 



Gas atau aliran fluida diinjeksikan melalui pipa input.







Bentuk kerucut cyclone menginduksikan aliran gas atau fluida untuk berputar, menciptakan vortex.







Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih besar didorong ke arah luar vortex.







Gaya gravitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi kerucut menuju tempat pengeluaran.







Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah.







Cyclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk memisahkan partikulat dari udara kotor.







Gaya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak ke arah dinding cyclone dan meluncur ke bawah.