Bagaimana Cara Kerja Proses Desulfurisasi Gas Buang Berasal dari Batu Kapur/Lime-Gypsum? Panduan dari Produsen Mill Vertikal
Pendahuluan tentang Desulfurisasi Gas Asap (Flue Gas Desulfurization/FGD)
Desulfurisasi Gas Asap (Flue Gas Desulfurization/FGD) adalah teknologi penting yang digunakan oleh pembangkit listrik dan fasilitas industri di seluruh dunia untuk menghilangkan sulfur dioksida (SO₂) dari gas asap buang. Seiring dengan semakin ketatnya peraturan lingkungan, pengendalian SO₂ yang efektif menjadi keharusan bagi pembangkit listrik berbahan bakar batu bara dan berbagai proses industri. Dari berbagai teknologi FGD yang tersedia, sistem pembersihan basah yang menggunakan bahan reaktan berupa batu kapur atau campuran kapur dan gipsum telah terbukti sebagai metode yang paling efisien dan paling banyak diadopsi, dengan tingkat efisiensi penghilangan lebih dari 95%.
Panduan komprehensif ini membahas prinsip-prinsip dasar, proses kimia, dan komponen sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) menggunakan batu gamping/kalsium sulfat, dengan penekanan khusus pada peran penting peralatan penggilingan dalam menyiapkan bahan penyerap hingga mencapai spesifikasi yang optimal.
Kimia di Balik Proses Pengolahan Udara Gas (FGD) menggunakan Batu Kapur/Lime-Gypsum
Memahami reaksi kimia yang terlibat sangat penting untuk memahami bagaimana sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) berbasis batu gamping/kalsium-gipsum dapat secara efektif menghilangkan SO₂ dari gas buang.
Kimia Dalam Proses FGD Berbasis Batu Kapur
Dalam sistem yang berbasis batu gamping, reaksi utama terjadi sebagai berikut:
- Penyerapan SO₂SO₂ yang berasal dari gas buang larut dalam tetesan lumpur: SO₂(g) + H₂O → H₂SO₃ (aq)
- NeutralisasiAsam sulfus bereaksi dengan batu kapur (CaCO₃): H₂SO₃ + CaCO₃ → CaSO₃ + CO₂ + H₂O
- OksidasiUdara dimasukkan untuk mengoksidasi kalsium sulfit menjadi kalsium sulfat (gipsum): 2CaSO₃ + O₂ → 2CaSO₄
- KristalisasiKalsium sulfat mengendap dalam bentuk kristal gipsum: CaSO₄ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O (s)
Kimia Proses Desulfurisasi Basa Limun (Limene-Based FGD)
Sistem yang berbasis kapur mengikuti jalur yang serupa, namun dimulai dengan kalsium oksida (CaO) atau kalsium hidroksida (Ca(OH)₂):
- Slaking(Jika menggunakan kapur tanah): CaO + H₂O → Ca(OH)₂
- Penyerapan SO₂: SO₂(g) + H₂O → H₂SO₃ (aq)
- NetralisasiH₂SO₃ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + 2H₂O
- Oksidasi dan KristalisasiMirip dengan sistem batu kapur, menghasilkan gipsum sebagai produk akhir.
Komponen-Komponen Utama dari Sistem Wet FGD
Sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) yang lengkap terdiri dari beberapa komponen terpadu yang bekerja sama untuk secara efisien menghilangkan SO₂ dari gas buang.
1. Sistem Persiapan Bahan Penyerap
Inti dari sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) dimulai dengan persiapan yang tepat terhadap bahan penyerap. Batu kapur atau kalsium harus digiling hingga kekerasan tertentu untuk memaksimalkan luas permukaan dan tingkat reaktivitasnya. Biasanya, batu kapur yang digunakan dalam aplikasi FGD perlu digiling hingga 90–95% melewati saringan berukuran 325 mesh (44 mikron) atau lebih halus. Ukuran partikel yang optimal ini memastikan terjadinya pelarutan dan reaksi yang sempurna dengan SO₂, sekaligus meminimalkan konsumsi bahan kimia.
Sistem penggilingan biasanya mencakup crusher untuk mengurangi ukuran material secara primer, diikuti oleh mesin penggiling halus. Pilihan peralatan penggilingan sangat memengaruhi efisiensi keseluruhan dan biaya operasional dari sistem FGD (Flue Gas Desulfurization).
2. Menara Penyerap
Menara penyerap adalah tempat di mana proses pembuangan gas SO₂ sebenarnya terjadi. Gas buang masuk ke dalam menara dan bersentuhan dengan lumpur batu kapur atau kapur. Sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) modern menggunakan berbagai desain penyerap, seperti menara semprot, menara berbentuk tray, dan reaktor berbentuk aliran jet. Setiap desain tersebut mengoptimalkan kontak antara gas dan cairan untuk meningkatkan efisiensi penyerapan SO₂.
3. Sistem Pemasokan Bahan Reaktif
Sistem ini secara akurat mengontrol laju aliran bubur penyerap yang telah disiapkan, agar dapat mempertahankan rasio stoikiometri yang optimal terhadap konsentrasi SO₂ dalam gas buang. Sistem kontrol otomatis menyesuaikan laju aliran tersebut berdasarkan pengukuran konsentrasi SO₂ secara real-time, guna memastikan kinerja yang konsisten sekaligus meminimalkan konsumsi bahan reaktif.
4. Sistem Udara Oksidasi
Oksidasi paksa sangat penting dalam produksi gypsum yang layak dijual sebagai produk sampingan. Udara terkompresi disuntikkan ke dalam tangki reaksi untuk mengubah kalsium sulfit menjadi kalsium sulfat (gypsum). Oksidasi yang tepat memastikan terbentuknya kristal gypsum berkualitas tinggi yang mudah dikeringkan.
5. Sistem Pengeringan Gipsum
Sistem ini menghilangkan air dari lumpur gipsum yang dihasilkan di absorber. Hydrocyclone dan filter sabuk vakum umumnya mampu mencapai kandungan air akhir sebesar 10% atau lebih rendah, menghasilkan gipsum yang cocok untuk aplikasi komersial seperti pembuatan papan dinding, produksi semen, atau penggunaan pertanian.
Peran Penting Proses Penggilingan dalam Efisiensi FGD
Efisiensi sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) sangat dipengaruhi oleh kualitas bahan penyerap yang digunakan. Penggilingan yang tepat dapat mencapai beberapa tujuan penting:
Optimisasi Ukuran Partikel
Partikel batu kapur yang lebih halus akan larut lebih cepat dalam lumpur scrubber, sehingga menyediakan lebih banyak permukaan untuk reaksi dengan SO₂. Hal ini meningkatkan efisiensi penghilangan SO₂ dan mengurangi konsumsi batu kapur. Kekerasan batu kapur yang diinginkan untuk sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) biasanya berkisar antara 90-95% yang dapat melewati saringan berpori 325 mesh; beberapa sistem canggih bahkan memerlukan batu kapur dengan kehalusan yang lebih tinggi.
Peningkatan Reaktivitas
Partikel-partikel yang lebih kecil bereaksi lebih sempurna dengan SO₂, sehingga mengurangi jumlah batu kapur yang tidak bereaksi dalam produk sampingan berupa gips. Hal ini sangat penting untuk menghasilkan gips dengan kemurnian tinggi yang cocok untuk aplikasi komersial.
Ketepatan Sistem (System Reliability)
Kalsium karbonat yang telah dihaluskan dengan benar dan memiliki distribusi ukuran partikel yang merata dapat mencegah berbagai masalah operasional seperti penyumbatan nozel, pengendapan material di dalam pipa, serta keausan pada pompa, sehingga memastikan sistem FGD dapat beroperasi secara kontinu tanpa hambatan.
Solusi Pengasahan yang Direkomendasikan untuk Aplikasi FGD
Memilih peralatan penggilingan yang sesuai sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja sistem FGD (Flue Gas Desulfurization). Berdasarkan pengalaman luas dalam menyuplai peralatan untuk pembangkit listrik dan fasilitas industri, kami merekomendasikan solusi-solusi berikut untuk persiapan bahan penyerap asam pada sistem FGD:
Mill Trapezium Seri MTW untuk Aplikasi dengan Kapasitas Tinggi
Untuk pembangkit listrik skala besar yang memerlukan kapasitas produksi yang tinggi dalam pengolahan lumpur kapur,seri MTW Trapezium MillMenawarkan solusi yang ideal. Dengan kapasitas antara 3 hingga 45 ton per jam serta kemampuan untuk menghasilkan bubuk dengan ukuran mesh antara 30 hingga 325 (dapat disesuaikan hingga 0,038 mm), mesin ini mampu memenuhi kebutuhan bahkan sistem FGD terbesar sekalipun.
Seri MTW memiliki beberapa fitur canggih yang secara khusus bermanfaat untuk aplikasi FGD (Flue Gas Desulfurization):
- Desain bilah sekop tahan ausDengan penggunaan kombinasi pelat penggali, biaya perawatan dapat dipangkas.
- Optimisasi saluran udara berbentuk melengkungMengurangi hambatan udara dan meningkatkan efisiensi transmisi.
- Transmisi integral dengan gigi miringMencapai efisiensi transmisi sebesar 98%
- Struktur volute yang tahan terhadap pemakaianDengan desain non-blocking, efisiensi pengelompokan udara meningkat.
Untuk sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) di pembangkit listrik berdaya menengah hingga besar,Model MTW215GModel ini sangat direkomendasikan, dengan kapasitas pemrosesan mencapai 15–45 ton per jam dan daya motor utama sebesar 280 kW. Model ini mampu dengan efisien menangani bahan baku dengan ukuran hingga 50 mm, serta menghasilkan kehalusan yang terkendali dengan tepat, yang diperlukan untuk kinerja FGD (Flue Gas Desulfurization) yang optimal.
Loncin Seri LM Mill Pemutar Vertikal untuk Solusi Terintegrasi
Ketika keterbatasan ruang atau operasi terintegrasi menjadi pertimbangan,Giling Basah Roda Vertikal Seri LMMenawarkan solusi yang kompak dan efisien untuk persiapan bahan penyerap dalam proses FGD (flue gas desulfurization). Dengan kapasitas produksi yang berkisar dari 3 hingga 250 ton per jam, serta kemampuan untuk menghasilkan bubuk dengan kerapatan 30–325 mesh (model khusus mampu mencapai kerapatan 600 mesh), mesin pengolah ini sangat fleksibel dan dapat disesuaikan dengan berbagai kebutuhan dalam proses FGD.
Keunggulan utama seri LM untuk aplikasi FGD (Flue Gas Desulfurization) antara lain:
- Desain terpadu yang kompakMenggabungkan fungsi penghancuran, penggilingan, dan pengklasian, sehingga mengurangi luas area yang diperlukan hingga 50%.
- Biaya operasional yang rendahDengan desain rol pengasah dan cakram pengasah tanpa kontak langsung, masa pakai komponen pelapuk dapat ditingkatkan hingga 3 kali lipat.
- Efisiensi energiDengan konsumsi energi yang 30-40% lebih rendah dibandingkan sistem pengolahan menggunakan ball mill
- Sistem kontrol cerdasDengan sistem kontrol otomatis yang canggih, yang mendukung pemilihan mode operasi jarak jauh/lokal.
- Kepatuhan terhadap persyaratan lingkunganDengan sistem operasi berdesakan negatif yang sepenuhnya tersegel, emisi debu < 20 mg/m³
TheModel LM220KSangat cocok untuk sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) skala besar, dengan kapasitas pemrosesan mencapai 36–105 ton per jam, menggunakan motor utama berkekuatan 800 kW. Kemampuannya untuk memproses bahan baku dengan ukuran hingga 50 mm sekaligus menghasilkan serbuk dengan diameter antara 170–45 μm (bergradasi 80–325 mesh) menjadikannya pilihan yang sangat baik bagi pembangkit listrik yang membutuhkan proses pengolahan batu kapur yang dapat diandalkan dan berkapasitas tinggi.
Pertimbangan Operasional untuk Sistem Penggilingan FGD (Flue Gas Desulfurization)
Operasi FGD yang sukses memerlukan perhatian pada beberapa faktor kunci dalam proses penggilingan:
Manajemen Kandungan Kelembapan
Bahan baku batu kapur biasanya mengandung kelembapan permukaan yang perlu dikelola selama proses penggilingan. Kemampuan pengeringan yang memadai atau penggunaan sistem penggilingan yang mampu menangani tingkat kelembapan tertentu sangat penting untuk menjaga operasional yang konsisten.
Pakailah Perlindungan
Penggilingan batu kapur menimbulkan tantangan yang signifikan terkait keausan. Dengan memilih mesin penggiling yang dilengkapi dengan perlindungan anti-auksan yang sesuai, seperti elemen penggiling berlapis keras dan lapisan anti-auksan, maka interval perawatan dapat diperpanjang dan biaya operasional dapat dikurangi.
Kontrol Distribusi Ukuran Partikel
Distribusi ukuran partikel yang konsisten sangat penting untuk kinerja FGD (Flue Gas Desulfurization). Sistem penggilingan modern dengan klasifikasi terintegrasi memungkinkan kontrol yang akurat terhadap tingkat kehalusan produk akhir, sehingga dapat dijamin reaktivitas yang optimal di dalam absorber.
Pengintegrasian Sistem
Sistem penggilingan harus terintegrasi dengan sempurna dengan sistem persiapan lumpur, penyimpanan, dan pengaliran bahan. Desain sistem terintegrasi yang tepat akan menjamin operasi FGD yang berkelanjutan dan dapat diandalkan.
Pertimbangan Ekonomi: Biaya versus Kinerja
Dalam mengevaluasi solusi penggilingan FGD (Flue Gas Desulfurization), beberapa faktor ekonomi harus dipertimbangkan:
Investasi Modal
Gilingan rol vertikal biasanya membutuhkan investasi awal yang lebih tinggi dibandingkan dengan gilingan bola tradisional, namun menawarkan keuntungan yang signifikan dalam hal biaya operasional dan kebutuhan ruang.
Biaya Operasional
Konsumsi energi merupakan komponen terbesar dalam biaya operasional sistem penggilingan. Mill vertikal modern dapat mengurangi konsumsi energi secara spesifik sebesar 30-40% dibandingkan dengan mill bola, sehingga memberikan penghematan yang signifikan selama masa pakai sistem tersebut.
Persyaratan Pemeliharaan
Pemilihan peralatan memiliki dampak yang signifikan terhadap biaya pemeliharaan dan ketersediaan sistem. Sistem yang memiliki komponen yang lebih tahan lama dan mudah diperbaiki akan mengurangi waktu downtime (masa tidak beroperasi) serta biaya-biaya yang terkait dengannya.
Kualitas Produk Sampingan
Kualitas bahan penyerap tanah secara langsung mempengaruhi kualitas serta daya tarik pasar produk sampingan dari gypsum. Gypsum berkualitas tinggi dapat menghasilkan pendapatan tambahan, yang sebagian dapat menutupi biaya operasional proses FGD (Flue Gas Desulfurization).
Tren Teknologi FGD di Masa Depan
Evolusi teknologi FGD (Flue Gas Desulfurization) terus berlanjut dengan munculnya beberapa tren baru:
Penggilingan Ultra-Detail untuk Meningkatkan Reaktivitas
Penelitian menunjukkan bahwa partikel batu kapur ultra-halus (D90 < 10μm) dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi penghilangan SO₂ sekaligus mengurangi konsumsi bahan reaktif. Teknologi penggilingan canggih yang mampu menghasilkan partikel-partikel lebih halus ini semakin menjadi hal yang penting.
Integration dengan Sistem Penangkapan Karbon
Seiring dengan perkembangan teknologi penangkapan karbon, sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) dapat diintegrasikan dengan proses-proses tersebut, yang memerlukan adaptasi dalam persiapan bahan penyerap dan desain sistem.
Digitalisasi dan Optimisasi Cerdas
Penggunaan sensor IoT, analitik prediktif, dan algoritma optimisasi berbasis AI sedang mengubah cara kerja proses FGD (Flue Gas Desulfurization), memungkinkan penyesuaian parameter penggilingan secara real-time berdasarkan perubahan kualitas bahan bakar dan kondisi operasi.
Kesimpulan
Desulfurisasi gas buang yang mengandung kapur gamping/kalsium-gips merupakan teknologi yang telah terbukti sangat efektif untuk mengendalikan emisi SO₂ dari sumber industri. Efisiensi dan keandalan sistem ini pada dasarnya bergantung pada persiapan bahan penyerap yang memadai, sehingga pemilihan peralatan penggilingan yang sesuai menjadi keputusan yang krusial.
Teknologi penggilingan vertikal modern, seperti MTW Series Trapezium Mill dan LM Series Vertical Roller Mill, menawarkan keuntungan signifikan dalam hal efisiensi energi, kontrol ukuran partikel, dan keandalan operasional dibandingkan dengan sistem penggilingan tradisional. Dengan bekerja sama dengan produsen peralatan penggilingan yang berpengalaman dan memahami kebutuhan khusus dari aplikasi FGD (Flue Gas Desulfurization), pembangkit listrik dan fasilitas industri dapat mengoptimalkan sistem pengendalian emisi mereka untuk mencapai kinerja maksimal dan keberlanjutan ekonomi yang optimal.
Seiring semakin ketatnya peraturan lingkungan di seluruh dunia, pentingnya sistem FGD (Flue Gas Desulfurization) yang efisien dan andal akan semakin meningkat. Berinvestasi pada teknologi penggilingan canggih saat ini akan membantu operator memenuhi persyaratan peraturan di masa depan, sekaligus mengoptimalkan biaya operasional dan mempertahankan keunggulan kompetitif di pasar yang semakin peduli terhadap lingkungan.
