Udara
yang terdiri dari beberapa unsur seperti uap air, karbon dioksida, oksigen, argon,
dan nitrogen dapat dipisahkan dengan cara melewatkannya melalui sebuah
permeable membrane (membran yang dapat ditembus). Proses pemisahan dengan
menggunakan permeable membrane ini didasarkan atas perbedaan kemampuan gas
menembus membrane tertentu. Setiap gas mempunyai karakteristik laju permeasi,
yaitu merupakan fungsi dari kemampuannya untuk melarut dan mendifusi melalui
membrane.
Gas
yang mempunyai laju permeasi yang lebih cepat seperti oksigen dapat dipisahkan
dari gas yang mempunyai laju permeasi yang lebih lambat seperti nitrogen,
perhatikan ilustrasi dalam gambar (7). Sebagai driving force (daya dorong)
proses pemisahan dengan metoda ini adalah perbedaan tekanan parsial yang
ditimbulkan antara sisi udara yang diumpankan (compressed feed air) dan sisi
tekanan rendah dari membrane.
Pemisahan nitrogen sebenarnya terjadi di dalam membrane separator. Setiap
membrane separator terdiri dari sebuah bungkusan hollow membrane fiber di dalam
shell yang berbentuk silinder, dan tersusun seperti sebuah shell and tube heat
exchanger.
Udara bertekanan diumpankan melalui ujung masukan (inlet end) separator,
dan mengalir melalui bagian dalam hollow fiber menuju ujung keluaran (outlet
end). Dalam perjalanannya sebagian molekul-molekul komponen udara mulai
menembus dinding fiber sesuai dengan permeabilitasnya. Uap air, karbon
dioksida, dan uap air dapat menembus membrane lebih cepat dibandingkan dengan
nitrogen.
Dengan demikian nitrogen yang keluar dari ujung keluaran mempunyai tingkat
kemurnian yang lebih tinggi dibandingkan dengan udara saat memasuki membrane
separator. Sedangkan aliran yang kaya akan oksigen (oxygen-rich stream) dibuang
ke atmosfir atau diproses lebih lanjut untuk dimurnikan oksigennya dan
digunakan untuk keperluan tertentu. Jika konsumsi nitrogen menurun maka aliran
nitrogen akan menurun juga, dan sebagai akibatnya tingkat kemurnian nitrogen
menjadi lebih tinggi lagi.
Prinsip Kerja Permeable Membrane
Sistem pemisahan nitrogen secara lengkap dengan menggunakan
permeable membrane dapat dilihat dalam gambar (9). Proses pemisahan dengan cara
ini dapat menghasilkan nitrogen dengan tingkat kemurnian 95 – 99 % dengan titik
embun di bawah –70 oC. Jika nitrogen yang dihasilkan mempunyai
tingkat kemurnian 95 % maka titik embunnya mencapai dibawah –70 oC,
jika tingkat kemurniannya 99 % maka titik embunnya mencapai dibawah – 100 oC.
Tekanan operasi di dalam membrane separator dapat emncapai 6000 psig.
Dua buah filter dipasang sebagai
kelengkapan filter dimaksudkan untuk:
¶
Sebuah filter di bagian upstream
untuk menjamin bahwa udara yang akan dipisahkan tidak lagi mengandung aerosol
minyak.
¶
Sebuah filter di bagian downstream
untuk menjamin bahwa nitrogen yang dihasilkan bebas dari debu karbon.
Membrane Air Separation
Dalam
sistem seperti ini bamyak menggunakan membrane cartridge dengan maksud untuk
memudahkan dalam pemeliharaannya. Membrane dapat diganti dengan melepas
cartidge tanpa harus melepas pressure vessel.
Komentar
Posting Komentar