Download - Kajian Desain Cerobong Asap Terhadap Emisi PM10 dan SO2 Akibat Pembakaran Batubara di PLTU PT. X
Kajian Perencanaan Desain Cerobong Asap Terhadap Emisi PM10 dan SO2
AkibatPembakaran Batubara di PLTU PT. X
Seminar ProgresWinona Maheswari Ramadhan
25 2011 020
PembimbingProf. dr. Juli Soemirat S, MPH, Ph.D.
Co. PembimbingDyah Asri Handayani Taroepratjeka, ST., MT.
1
LATAR BELAKANG
2
PLTU
• Gas buang hasil pembakaran yang menghasilkan polutan seperti SO2, NO2, CO dan debu.
Dampak
SO2Dampak
PM10
• kerusakan jaringan
paru-paru.
Kajian Perencanaa
n Desai
n
Gangguan paru-paru dan dapat menyebabkan berbagai penyakit pernafasan
Meminimalkan dampak yang akan ditimbulkan akibat emisi cerobong asap PTLU.
MAKSUD & TUJUAN
3
Maksud dari penelitian ini yaitu:•Mengetahui konsentrasi PM10 dan SO2 di lokasi rencana cerobong PLTU PT. X terbangun dan di tiga lokasi searah dengan arah angin dominan,•Mengetahui perbedaan konsentrasi PM10 dan SO 2 di lokasi uji sebelum dan setelah PLTU terbangun,Mengkaji desain perencanaan cerobong asap PLTU PT. X.
Tujuan dari penelitian yaitu:•Mengkaji perencanaan desain cerobong asap PLTU PT. X terhadap parameter PM10 dan SO2,•Mencari alat pengendali pencemaran udara emisi PM10 dan SO2 dengan efisiensi optimum dan harga ekonomis, sehingga konsentrasi polutan di udara ambien menjadi minimal.
PRINSIP KERJA PLTU BAHAN BAKAR BATUBARA
4
Proses ProduksiKertas Generator
Turbin
Boiler Air
Uap Panas
P>>>
Tenaga mekanis
Listrik
Uap Panas Terbuang
Injeksi Air
Emisi PM10 dan SO2
P>>P>
Titik Sampling
7
Keterangan:Sampling point 1: x = 368 m ; y = 1.072 mSampling point 2: x = 930 m ; y = 533 mSampling point 3: x = 2.278 m ; y = 56,4 m
Gambar 2. Peta Lokasi Sampling
Hasil Uji Kualitas Udara AmbienTabel 1. Kualitas Udara Ambien di
Tapak Proyek Cerobong PLTU
8
Tabel 2. Lokasi Pengukuran1 – 1.000 m Arah Selatan
No. Parameter Satuan Hasil Uji Baku Mutu
1.Sulfur Dioksida (SO2)
µg/Nm3 19,10 900
2. PM10 µg/Nm3 3,51 150
Keterangan pengambilan contoh uji
1. Temperatur udara °C 33,2 -
2. Kelembaban % 49,9 -
3. Angin dari Arah ° 40 -
4. Kecepatan Angin m/detik 0,0 – 2,5 -
5. Kondisi Cuaca - Cerah -
No. Parameter Satuan Hasil Uji Baku Mutu
1.Sulfur Dioksida (SO2)
µg/Nm3 38,93 900
2. PM10 µg/Nm3 27,87 150
Keterangan pengambilan contoh uji
1. Temperatur udara °C 30,2 -
2. Kelembaban % 51,5 -
3. Angin dari Arah ° 50 -
4. Kecepatan Angin m/detik 0,0 – 2,5 -
5. Kondisi Cuaca - Cerah -
Hasil Uji Kualitas Udara AmbienTabel 3. Lokasi Pengukuran 2 –
Permukiman Penduduk Timur PT. X
9
Tabel 4. Lokasi Pengukuran 3 –Permukiman Penduduk Selatan PT. X
No. Parameter Satuan
Hasil Uji
Baku Mutu
1.Sulfur Dioksida (SO2)
µg/Nm3 38,81 900
2. PM10 µg/Nm3 20,99 150
Keterangan pengambilan contoh uji
1. Temperatur udara °C 32,9 -
2. Kelembaban % 53,1 -
3. Angin dari Arah ° 100 -
4. Kecepatan Angin m/detik 0,0 – 1,5 -
5. Kondisi Cuaca - Cerah -
No. Parameter Satuan
Hasil Uji
Baku Mutu
1.Sulfur Dioksida (SO2)
µg/Nm3 43,11 900
2. PM10 µg/Nm3 6,93 150
Keterangan pengambilan contoh uji
1. Temperatur udara °C 27,1 -
2. Kelembaban % 61,3 -
3. Angin dari Arah ° 340 -
4. Kecepatan Angin m/detik 0,0 – 1,0 -
5. Kondisi Cuaca - Cerah -
Data Perencanaan Desain Cerobong PLTU PT. X
Tabel 5. Karakteristik Batubara
11
Tabel 6. Spesifikasi Alat PengendaliPencemaran Udara dan Cerobong
No. Uraian Satuan Nilai
1.Kebutuhan bahan bakar batubara
ton/hari 280
2.Kandungan abu dalam batubara
% 2,58
3.Total sulfur dalam batubara
% 0,23
4. Kandungan Nitrogen % 0,91
5. Kadar air total % 34,36
6. Materi organik % 43,04
7. Kandungan hidrogen % 4,01
8. Kandungan karbon % 60,88
9. Jenis batubara - Bituminous
No. Uraian Satuan Nilai
1.Effisiensi alat pengendali udara (ESP)
% 95
2. Tinggi cerobong m 40,5
3.Diameter cerobong bagian atas
m 1,8
4.Temperatur flue gas
oC 140
5.Kecepatan alir flue gas
m/detik 10
6. Volume flue gas m3/detik 25,4
7.Jenis tungku pembakaran (furnace)
-Tangential fired,
dry bottom
PERHITUNGAN
Tabel 7. Faktor Emisi Pembakaran Batubara Bituminous dan Subbituminous Tanpa Alat Pengendali
12
No. Jenis Tungku Pembakarana Faktor Emisi Pembakaran Batubara (lb/ ton) 𝑺𝒆𝒍𝒖𝒓𝒖𝒉 𝑷𝒂𝒓𝒕𝒊𝒌𝒖𝒍𝒂𝒕𝒃 𝑷𝑴𝟏𝟎𝒃 𝐒𝐎𝐱𝒄,𝒅 1. PC, wall-fired, dry bottom 10A 2,3A 38S 2. PC, wall-fired, wet bottom 7A 2,6A 38S 3. PC, tangential fired, dry bottom 10A 2,3A 38S 4. Cyclone 2A 0,26A 38S 5. Spreader stroker 66 13,2 38S 6. Hand fired 15 6,2 31S
Rumus yang digunakan untuk memprediksi nilai laju emisi dengan menggunakan faktor emisi adalah sebagai berikut (de Nevers, 2000):(Laju Emisi) = (Faktor emisi) x (flow rate batubara)
Berdasarkan hasil perhitungan, laju emisi PM10 dengan kandungan abu dalam batubara sebesar 2,58% adalah 8,33 x 103 mg/dtk dan laju emisi SO2 dengan kandungan sulfur dalam batubara 0,48% adalah 13,89 x 105 mg/dtk.
1. Faktor Emisi
PERHITUNGAN
Tabel 8. Kelas Stabilitas Atmosfer
13
Berdasarkan data hasil pengukuran di lapangan dan Tabel 8, maka kelas stabilitas atmosfer di seluruh lokasi pengukuran termasuk kelas A.
2. Penentuan Kelas Stabilitas Atmosfer
Kecepatan Angin (m/dtk)
Siang Hari Malam Hari Tertutup Awan
Tinggi Sedang Rendah Sebagian BesarTertutup Awan
Sebagian besar Terang
Kelas (1) (2) (3) (4) (5)>2 A A-B B E F2-3 A-B B C E F3-5 B B-C C D E5-6 C C-D D D D>6 C D D D D
PERHITUNGAN
Tabel 9. Nilai Konstanta Persamaan Penyebaran σy dan σz
Tabel 10. Nilai P untuk Koreksi Kecepatan Angin
14
3. Konstanta Parameter Dispersi
Stabilitasa
X > 1 km X > 1 kmc d f c d f
A 213 440,8 1,941 9,27 459,7 2,094 -9,6B 156 106,6 1,149 3,3 108,2 1,098 2C 104 61 0,911 0 61 0,911 0D 68 33,2 0,725 -1,7 44,5 0,516 -13E 50,5 22,8 0,678 -1,3 55,4 0,305 -34F 34 14,35 0,740 -0,35 62,6 0,180 -48,6
Kelas Stabilitas Eksponen PA 0,15B 0,15C 0,20D 0,25E 0,40F 0,60
PERHITUNGAN
15
4. Rumus yang Digunakan
a. Pada titik sampling 1:Besarnya Nilai σy dan σz dengan x = 368 m dan y = 1.072 m (Cooper dan Alley, 1986):σy = axb = 213 (0,37)0,894 = 87,57 mσz = cxd + f = 440,8 (0,37)1,941 + 9,27 = 73,26 m
HASIL PERHITUNGANTabel 11. Konsentrasi PM10 dan SO2 pada Kondisi STP
Tabel 12. Konsentrasi PM10 Setelah Masuk Unit ESP
19
Lokasi UjiKonsentrasi
PM10 SO2
Lokasi Pengukuran 1 – 1.000 m Arah Selatan 2,88 x 10-31 4,79 x 10-29
Lokasi Pengukuran 2 – Permukiman Penduduk Timur PT. X 0,42 95,89
Lokasi Pengukuran 3 – Permukiman Penduduk Selatan PT. X 5.527,03 1.500
Lokasi Uji Konsentrasi PM10
Lokasi Pengukuran 1 – 1.000 m Arah Selatan 1,44 x 10-32
Lokasi Pengukuran 2 – Permukiman Penduduk Timur PT. X 0,03
Lokasi Pengukuran 3 – Permukiman Penduduk Selatan PT. X 0,49