ANALISIS DAN PEMODELAN CYCLONE SEPARATOR SEBAGAI PREFILTER DEBU KARBON PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM REAKTOR RGTT200K

ABSTRAK
ANALISIS DAN PEMODELAN CYCLONE SEPARATOR SEBAGAI PREFILTER DEBU
KARBON PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM REAKTOR RGTT200K. Debu karbon
yang timbul akibat gesekan bola-bola bahan bakar di teras reaktor RGTT200K mempunyai ukuran
bervariasi, yaitu antara 0,1 mikron sampai dengan 10 mikron. Debu karbon berukuran lebih dari 1
mikron apabila langsung disaring dengan filter HEPA maka akan memudahkan filter mengalami
sumbatan atau blockage sehingga memperpendek umur pakai HEPA. Hal ini secara teknis dan
ekonomis sangat merugikan. Untuk mengantisipasi permasalahan ini maka dirancanglah sebuah
Cyclone Separator sebagai prefilter untuk memisahkan terlebih dahulu partikel berukuran lebih dari
1 mikron, yang ditempatkan pada aliran sebelum masuk ke filter HEPA. Cyclone separator
dimodelkan dengan metode Koch dan Licht menggunakan software CHEMCAD. Efisiensi proses
pemisahan dan distribusi partikel dianalisis dalam penelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah untuk
mengetahui distribusi partikel debu karbon setelah melewati Cyclone Separator pada aliran sebelum
HEPA. Aliran helium masuk ke Cyclone separator dikondisikan pada tekanan 5 bar, temperatur 116
ºC dan laju alir 1,2 kg/s. Distribusi partikel debu karbon pada aliran inlet ini adalah 35% berukuran
≥ 1 mikron berdasarkan pengalaman pengoperasian AVR (Arbeitsgemeinshaft Versuchsreaktor,
pebble bed reactor) di Jerman. Berdasarkan hasil analisis disimpulkan bahwa 71,8% partikel besar
(≥ 1 mikron) terpisahkan dan dibuang melalui dust hopper, sedangkan pada outlet Cyclone (aliran
gas bersih) terdapat pertambahan partikel kecil (< 1 mikron) sebesar 11,4%. Penambahan ini
dikarenakan adanya proses tumbukan antar partikel ataupun tumbukan partikel debu dengan dinding
Cyclone. Pada akhir proses filtrasi Sistem Pemurnian Helium yang dilakukan dengan Cyclone dan
filter HEPA terdapat 99,01% debu karbon sudah terambil.
Kata kunci: prefilter, debu karbon, Cyclone Separator, pemurnian helium, RGTT200K
ABSTRACT
MODELING AND ANALYSIS OF CYCLONE SEPARATOR AS CARBON DUST PRE FILTER
OF HELIUM PURIFICATION SYSTEM OF RGTT200K REACTOR. Carbon dust which
generated from RGTT200K reactor core caused by sphere fuels friction varies from 0.1 micron to 10
microns. When carbon dust particle size is larger than 1 micron and directly filtered by HEPA, it
would enhance the filter blockage thus shorten its lifetime. It is technically and economically very
harmful. To anticipate these problems, Cyclone Separator is designed as a pre filter and placed on
the stream before entering the HEPA. The purpose of this modeling is to determine the filtration
efficiency of carbon dust when Cyclone Separator is added to the flow before the HEPA. Cyclone
separator is modeled with Koch and Licht model by using CHEMCAD software. The particle
distribution and separation process efficiency was analyzed in this research. The aimed of this
research is to understand the particle distribution after passing Cyclone. Helium flows into Cyclone
Separator is conditioned on the pressure of 5 bar, 116 ºC and flow rate 1.2 kg/s. Carbon dust
particle distribution in the inlet stream is 35% larger than 1 micron appropriate to the AVR
(Arbeitsgemeinshaft Versuchsreaktor, pebble bed reactor) operational experiences. Based on the
analysis it can be concluded that 71.8% of large particle (1≥ microns) is separated and is
discharged through the dust hopper, while the smaller size particle (< 1 micron) at the other outlet
stream is increase to 11.4%. This addition is due to inter-particle collisions and dust particle crash
to the inner Cyclone wall. At the end of filtration at Helium Purification System (HPS) both of
Cyclone and HEPA filtering, almost 99.01% carbon dust is cleaned.
Keywords: pre filter, carbon dust, Cyclone Separator, helium purification, RGTT200K
Analisis Dan Pemodelan Cyclone Separator Sebagai Prefilter Debu Karbon Pada Sistem …
Sriyono