ANALISIS PRESSURE SWING ADSORPTION PADA PROSES PENYERAPAN GAS PENGOTOR OLEH MOLECULAR SIEVE PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM RGTT200K

ABSTRAK
ANALISIS PRESSURE SWING ADSORPTION PADA PROSES PENYERAPAN GAS PENGOTOR
OLEH MOLECULAR SIEVE PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM RGTT200K. RGTT200K
adalah reaktor yang didesain menggunakan gas helium sebagai pendingin. Sistem pendingin ini harus selalu
dijaga kemurniannya dari berbagai gas pengotor dengan menggunakan Sistem Pemurnian Helium (SPH). Gas
pengotor terjadi akibat adanya water atau air ingress yang masuk ke sistem pendingin dan bereaksi dengan
grafit (C). Gas-gas pengotor yang terjadi adalah CH4, CO, CO2, H2O, H2, O2, dan N2. Adanya gas pengotor di
dalam pendingin memicu terjadinya oksidasi ataupun karburisasi-dekarburisasi oleh karenanya
konsentrasinya dalam pendingin harus dijaga serendah mungkin. Salah satu tahapan proses dalam SPH
adalah penyerapan pengotor oleh Molecular Sieve terutama untuk gas CO2 dan H2O. Makalah ini membahas
pengaruh tekanan terhadap kemampuan daya serap Molecular Sieve yang dikenal dengan pressure swing
adsorption (PSA). Analisis bertujuan untuk mengetahui tekanan paling efektif yang akan dioperasikan pada
kolom Molecular Sieve. Molecular Sieve dimodelkan dengan software ChemCAD dalam bentuk 2 unit
operasi adsorpsi, satu unit untuk proses penyerapan (sorpsi), dan yang lainnya standby untuk proses
regenerasi (desorpsi). Metode adsorpsi yang digunakan dalam analisis adalah metode Langmuir. Model yang
telah dibuat disimulasikan dengan memberikan masukan: laju alir total 1,2 kg/sec, temperatur 30°C, porositas
0,7, tinggi bed diasumsikan 20 m, diameter pori-pori 5 A, dan jumlah pengotor CO2 dan H2O masing-masing
1 g/s. Tekanan divariasikan dari 5 sampai dengan 50 bar, perubahan daya serap Molecular Sieve dianalisis.
Hasil analisis menunjukkan bahwa dengan adanya variasi kenaikan tekanan dari 5 sampai 50 bar,
menunjukkan adanya kenaikan daya serap Molecular Sieve terhadap CO2 sebesar 15,89867% dan H2O
sebesar 15,79296%. Pada desain SPH, aliran input ke Molecular Sieve harus dikompresikan sampai dengan
50 bar untuk mendapatkan daya serap tinggi terhadap proses penyerapan pengotor CO2 dan H2O.
Kata kunci : pressure swing adsorption, Molecular Sieve, gas pengotor, RGTT200K
ABSTRACT
PRESSURE SWING ADSORPTION ANALYSIS OF IMPURITIES GAS CAPTURE PROCESS BY
MOLECULAR SIEVE IN RGTT200K HELIUM PURIFICATION SYSTEM. The purity of RGTT200K
helium coolant should be maintained from various impurities gas due to water/air ingress that reacts with the
reflector graphite (C). These impurities are CH4, CO, CO2, H2O, H2, O2, and N2 which can initiate
oxidation corrosion or carburization-decarburization so the concentration should be maintain to be a
minimum. The helium coolant is purified by Helium Purification System (HPS). One of the stages in HPS is
adsorption by Molecular Sieve mainly for CO2 and H2O molecules. This paper discusses the influence of
pressure, known as pressure swing adsorption (PSA) on the adsorption ability of the Molecular Sieve aims to
determine the most effective pressure that will be operated on Molecular Sieve column. Molecular Sieve is
modeled with CHEMCAD computer code in two columns, one column for the adsorption process, and the
other for the regeneration (desorption). Adsorption methods used in the analysis is the Langmuir method.
Models that have been developed simulated by providing input: total flow rate of 1.2 kg/sec, 30 °C, porosity
0.7, bed height 20 m, pore diameter 5 A, and the amount of O2 and N2 impurities respective each 1 g/s. The
pressure varies between 5 to 50 bar, and the Molecular Sieve adsorption capability is analyzed. Simulation
results show that with the increase in pressure of 5 to 50 bar, indicating an increase in Molecular Sieve
absorption capacity to CO2 is 15.89867% and to H2O is 15.79296%. In the SPH design, the input stream to
the Molecular Sieve must be compressed until 50 bar to obtain high absorption capability of the CO2 and
H2O.
Keywords: pressure swing adsorption, Molecular Sieve, gas impurities, RGTT200K