Appendiks c Fix

APPENDIKS C

SPESIFIKASI ALAT

1. OPEN YARD PASIR BESI (F-111)

Fungsi : Menyimpan pasir besi yang digunakan sebagai bahan baku

proses.

Kondisi operasi : Suhu = 30oC

Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : Volume dan jumlah open yard yang dibutuhkan

Langkah Perhitungan :

mpasir besi = 72.832,34 kg/jam

ρpasir besi = 1.450 kg/m3 (sumber:http://etd.eprints.ums.ac.id/1709/)

Vpasir besi = mρ

= 72.832,34

1.450

= 50,229 m3/jam

Kapasitas penyimpanan ditetapkan 30 hari (sumber : Ulrich, Tabel 4-27,p.249)

Sehingga Vpasir besi = 50,229 m3/jam x 30 hari x 24 jam

= 36.165,024 m3

Vmaks = 200.000 m3/open yard (sumber : Ulrich, Tabel 4-27, p.248)

V = 0,25 x π x D2 x 0,4 x D

36.165,024 = 0,1 x π x D3

D = 3√ 36.165,0240,1× π

= 48,654 m

Dmax = 120 m (sumber : Ulrich, tabel. 4-27,p . 248)

Tinggi open yard (L) = 0,4 x D

C-1

= 0,4 x 48,654

= 19,462 m

Spesifikasi

a. Volume = 36.165,024 m3

b. Diameter = 48,654 m

c. Tinggi = 19,462 m

d. Jumlah alat = 1 unit

2. OPEN YARD LIMESTONE (F-121)

Fungsi : Menyimpan limestone yang digunakan sebagai bahan baku

proses.


Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : Volume dan jumlah open yard yang dibutuhkan


mlimestone = 30.384,21 kg/jam

ρlimestone = 2.670 kg/m3 (sumber:http://groups.yahoo.com/group/infokom_pangkep/message/1)

Vlimestone = mρ

= 30.384,21

2.670

= 11,38 m3/jam

Kapasitas penyimpanan ditetapkan 30 hari (sumber : Ulrich, Tabel 4-27,p.249)

Sehingga Vlimestone = 11,38 m3/jam x 30 hari x 24 jam

= 8.193,495 m3

Vmaks = 200.000 m3/open yard (sumber : Ulrich, Tabel 4-27, p. 248)

V = 0,25 x π x D2 x 0,4 x D

8.193,495 = 0,1 x π x D3

C-2

D = 3√ 8.193,4950,1× π

= 29,661 m

Dmax = 120 m (sumber : Ulrich, tabel. 4-27, p.248)

Tinggi open yard (L) = 0,4 x D

= 0,4 x 29,661

= 11,864 m

Spesifikasi

a. Volume = 8.193,495 m3

b. Diameter = 29,661 m

c. Tinggi = 11,864 m

d. Jumlah alat = 1 unit

3. CLOSED STORAGE KOKAS (F-125)

Fungsi : Menyimpan kokas yang digunakan sebagai bahan baku

proses.


Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : Volume dan jumlah bin yang dibutuhkan


mkokas = 24.611,21 kg/jam

ρkokas = 2.600 kg/m3 (sumber:http://groups.yahoo.com/group/infokom_pangkep/message/1)

Vkokas = mρ

= 24.611,21

2.600

= 9,466 m3/jam

Kapasitas penyimpanan ditetapkan 8 jam (sumber : Ulrich, Tabel 4-27,p.249)

Sehingga Vkokas = 9,466 m3/hari x 8 jam

C-3

= 75,727 m3

Vmaks = 4.000 m3/bin (sumber : Ulrich, Tabel 4-27, p.248)

Tan ( ½ α ) =0,5 ×√ P2+ L2

T limas

dan P = L

Tan ( ½ x 120 ) = 0,5 ×√2 P2

T limas

Tan 60 = 0,707 P

T limas

Tlimas = 0,41 P

Vbin = Vkubus + Vlimas

= P x L x Tkubus + P x L x 1/3 Tlimas

Tkubus = 3 P dan P = L

Vbin = P x P x 3 P + P x P x 1/3 x 0,41 P

75,727 = 3 P3 + 0,137 P3

= 3,137 P3

P = 3√ 75,7273,137

P = 2,89 m

L = P = 2,89 m

Tlimas = 0,41 P = 0,41 x 2,89 = 1,185 m

Tkubus = 3 P = 3 x 2,89 = 8,67 m

T = Tlimas + Tkubus

= 1,185 + 8,67

= 9,855 m

Bahan konstruksi = SA 240 GR M type 316 (sumber : Brownell&Young, p.342)

f = 18.750 psi

C-4

1y=

t 4

1212

×t

f =M1y

=M ×

12

× P

12

× P ×t 3

12

× t

f =3× Massa

t 2 t=√ 3× Massa

f

t = √ 3 × 24.611,2118.750

t = 1,984 m

Spesifikasi

a. Volume = 75,727 m3

b. Panjang = 2,89 m

c. Lebar = 2,89 m

d. Tinggi = 9,855 m

e. Tebal = 1,984 m

f. Jumlah alat = 1 unit

4. BIN KOKAS (F-126-A)

Fungsi : Menyimpan kokas yang digunakan sebagai bahan baku

proses.


Poperasi = 1 atm



mkokas = 24.611,21 kg/jam

ρkokas = 2.600 kg/m3 (sumber:http://groups.yahoo.com/group/infokom_pangkep/message/1)

Vkokas = mρ

C-5

= 24.611,21

2.600

= 9,466 m3/jam


Sehingga Vkokas = 9,466 m3/hari x 8 jam

= 75,727 m3


Tan ( ½ α ) =0,5 ×√ P2+ L2

T limas

dan P = L

Tan ( ½ x 120 ) = 0,5 ×√2 P2

T limas

Tan 60 = 0,707 P

T limas

Tlimas = 0,41 P





75,727 = 3 P3 + 0,137 P3

= 3,137 P3

P = 3√ 75,7273,137

P = 2,89 m

L = P = 2,89 m

Tlimas = 0,41 P = 0,41 x 2,89 = 1,185 m

Tkubus = 3 P = 3 x 2,89 = 8,67 m

T = Tlimas + Tkubus

C-6

= 1,185 + 8,67

= 9,855 m


f = 18.750 psi

1y=

t 4

1212

×t

f =M1y

=M ×

12

× P

12

× P ×t 3

12

× t

f =3× Massa

t 2 t=√ 3× Massa

f

t = √ 3 × 24.611,2118.750

t = 1,984 m

Spesifikasi

g. Volume = 75,727 m3

h. Panjang = 2,89 m

i. Lebar = 2,89 m

j. Tinggi = 9,855 m

k. Tebal = 1,984 m

l. Jumlah alat = 1 unit

5. BIN LIMESTONE (F-126-B)

Fungsi : Menyimpan limstone sementara sebelum diproses di blast

furnace.


Poperasi = 1 atm



C-7

mlimestone = 27.345,788 kg/jam

ρlimestone = 2.670 kg/m3 (sumber:http://groups.yahoo.com/group/infokom_pangkep/message/1)

Vlimestone = mρ

= 27.345,788

2.670

= 10,24 m3/hari


Sehingga Vlimestone = 10,24 m3/hari x 8 jam

= 81,935 m3


Tan ( ½ α ) =0,5 ×√ P2+ L2

T limas

dan P = L

Tan ( ½ x 120 ) = 0,5 ×√2 P2

T limas

Tan 60 = 0,707 P

T limas

Tlimas = 0,41 P





81,935 = 3 P3 + 0,137 P3

= 3,137 P3

P = 3√ 81,9353,137

P = 2,967 m

C-8

L = P = 2,967 m

Tlimas = 0,41 P = 0,41 x 2,967 = 1,217 m

Tkubus = 3 P = 3 x 2,967 = 8,901 m

T = Tlimas + Tkubus

= 1,217 + 8,901

= 10,118 m


f = 18.750 psi

1y=

t 4

1212

×t

f =M1y

=M ×

12

× P

12

× P ×t 3

12

× t

f =3× Massa

t 2 t=√ 3× Massa

f

t = √ 3 × 27.345,78818.750

t = 2,092 m

Spesifikasi

a. Volume = 81,935 m3

b. Panjang = 2,967 m

c. Lebar = 2,967 m

d. Tinggi = 10,118 m

e. Tebal = 2,092 m


6. BIN PASIR BESI (F-126-C)

C-9

Fungsi : Menyimpan pasir besi sementara sebelum diproses di blast

furnace.


Poperasi = 1 atm



mpasir besi = 60.930,842 kg/jam

ρpasir besi = 1.450 kg/m3 (sumber:http://etd.eprints.ums.ac.id/1709/)

Vpasir besi = mρ

= 60.930,842

1.450

= 42,021 m3/jam


Sehingga Vpasir besi = 42,021 m3/jam x 8 jam

= 366,17 m3


Tan ( ½ α ) =0,5 ×√ P2+ L2

T limas

dan P = L

Tan ( ½ x 120 ) = 0,5 ×√2 P2

T limas

Tan 60 = 0,707 P

T limas

Tlimas = 0,41 P





C-10

336,17 = 3 P3 + 0,137 P3

= 3,137 P3

P = 3√ 336,173,137

P = 4,75 m

L = P = 4,75 m

Tlimas = 0,41 P = 0,41 x 4,75 = 1,947 m

Tkubus = 3 P = 3 x 4,75 = 14,25 m

T = Tlimas + Tkubus

= 1,947 + 14,25

= 16,197 m


f = 18.750 psi

1y=

t 4

1212

×t

f =M1y

=M ×

12

× P

12

× P ×t 3

12

× t

f =3× Massa

t 2 t=√ 3× Massa

f

t = √ 3 × 60.930,84218.750

t = 3,122 m

Spesifikasi

a. Volume = 336,17 m3

b. Panjang = 4,75 m

c. Lebar = 4,75 m

d. Tinggi = 16,197 mC-11

e. Tebal = 3,122 m


7. JAW CRUSHER (C-122)

Fungsi : Untuk mengubah ukuran limestone yang masuk dan

limestone yang oversize pada screener.


Poperasi = 1 atm

Kapasitas : 30.384,21 kg/jam

30,384 ton/jam

Spesifikasi (sumber: Perry's 7th ed, tabel 20-8. p.20-24)

a. Tipe = jaw crusher

b. Ukuran = standard 22 in

c. Rpm = 400 rpm

d. Power = 10 hp

e. Jumlah alat = 1 unit

8. ROLL CRUSHER (C-124)

Fungsi : Untuk mengubah ukuran limestone menjadi lebih kecil.


Poperasi = 1 atm

Kapasitas : 3.038 kg/jam

3,038 ton/jam

Spesifikasi (sumber: Perry's 7th ed, tabel 20-12. p.20-27)

a. Tipe = open circuit HP200

b. Ukuran = 0,25 in

c. Rpm = 1200 rpm

d. Power = 150 hp


9. SCREENER LIMESTONE (H-123)

C-12

Fungsi : Untuk memisahkan limestone yang sudah berukuran

kecil/undersize untuk dibawa menuju bin dan yang masih

berukuran besar/oversize nantinya akan direcycle menuju

crusher.


Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : luas area screen

Langkah perhitungan :

Massa feed = 30.384,21 kg/jam

Massa oversize (y) = 3.038,42 kg/jam

Massa undersize (x) = 27.345,789 kg/jam

Ukuran = 0,01 cm

Digunakan High-speed vibrating screens dengan screen Tyler ukuran 20 mesh.

Diameter kawat (d) = 0,51 mm (sumber : Perry, p.19-20)

= 0,051 cm

Bukaan sieve (a) = 0,841 mm

= 0,0841 cm

Kode sieve = 841 micron

Penentuan luas area screen

A = 0,4 ×Ct

Cu× Foa × Fs (sumber : Perry's 7th ed, eq 19-7, p 19-23)

Dimana A = luas screen

Ct = rate aliran

Cu = kapasitas unit

Foa = faktor luas bukaan

Fs = faktor luas slot

Ct = 27.345,789 kg/jam

= 27,345 ton/jam

C-13

Cu = 0,3 ton/jam ft2 (sumber : Perry's 7th ed, fig 19-21, p 19-24)

Foa = 100 x ( aa+d )

2

= 100 x ( 0,0840,084+0,051 )

2

= 38,75%

Fs = 1 (sumber : Perry's 7th ed, tabel 19-7, p 19-23)

A = 0,4 × 27,345

0,03 ×38,75 %× 1

= 94,091 ft2

Efisiensi ( E ) = (c−f )

c× (1−f )

Dimana c = fraksi partikel oversize di atas screen

f= fraksi partikel oversize di atas feed

rasio = diameter partikeldiameter bukaan

= 0,01

0,0841

= 0,17 = 0,2

Berdasarkan Wills 6th ed Table 8.1, untuk rasio 0.2 dipoleh fraksi partikel lolos

sebesar 0,64.

Jumlah partikel undersize lolos screen

z = 0,64 x 27.375,789

= 17.501,3 kg

Jumlah partikel undersize yang tidak lolos screen

w = 27.375,789 - 17.501,3

= 9.844,489 kg

c = 3.038,421

3.038,421+9.844,489

= 0,236

C-14

f = 3.038,421

3.038,421+27.375,789

= 0,1

E = 0,236−0,1

0,24 ×(1−0,1)

= 64%

Dari Perry 3rd ed Hal 956 didapat Power Screen = 0.05-0.1 HP/ft2. Diambil Power

screen 0,1 hp/ft2 dengan efisiensi 80%, maka kebutuhan power untuk vibrating adalah

Power vibrating = 0,1× 94,091

0,8 = 11,76 hp = 12 hp

Spesifikasi

a. Tipe = screen Tyler

b. Ukuran = 20 mesh

c. Diameter = 0,051 cm

d. Bukaan sieve = 0,0841 cm

e. Kode sieve = 841 micron

f. Luas screen = 94,091 ft2

g. Power vibrating = 12 hp

h. Jumlah alat = 1 unit

10. TANGKI SLURRY (M-113)

Fungsi : Untuk membuat slurry pasir besi dengan air proses 30oC

hingga terbentuk slurry 20% padatan.


Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : volume tangki dan dimensi tangki


mslurry = mpasir besi + mair

= 72.832,34 + 291.329,36

= 364.161,7 kg/jam

C-15

= 802.838,167 lb/jam

Menentukan volume tangki

Pasir besi Air

Massa 72.832,34 kg 291.329,36 kg

Densitas 1450 kg/m3 1000 kg/m3

Volume 50,229 m3 291,329 m3

ρslurry = (ρ ×V )pasir besi+(ρ ×V )air

V pasir besi+V air

= (1450 ×72.832,34 )+(1000 ×291.329,36)

(50,229+291,329)

= 1.066,18 kg/m3

= 66,428 lb/ft3

Waktu tinggal = 1/3 jam

m total = 802.838,167 lb/jam x 1/3 jam

= 267.612,722 lb

Vslurry = mtotalρslurry

= 267.612,722

66,428

= 4.028,587 ft3

Ditetapkan ruang kosong 10% dari volume slurry, sehingga

Vtangki (Vt) = 10010

× 4.028,587

= 4.431,445 ft3

Menentukan desain dimensi tangki

Tangki berupa silinder tegak dengan tutup atas dan bawah berbentuk standar dish head

Dan digunakan Ls

Ds = 1,5

C-16

Volume silinder (Vs) = π4

× D s2 × L s

= π4

× D s2 ×1,5 × D s

Volume tutup (Vdish) = 0,0847 x Ds3

Vt = Vs + Vdish

4.431,445 = π4

× D s2 ×1,5 × D s + 0,0847 x Ds

3

4.431,445 = 1,378 x Ds3

Ds3 = 3.287,4919

Ds= 14,869 ft

= 178,431 in

Standarisasi OD = 180 in (sumber : Brownel&Young, tabel 5.7, p.91)

= 15 ft

Ls = 1,5 x Ds

Ls = 1,5 x 15

= 22,5 ft

= 270 in

Tinggi tutup atas (ha) = 0,169 x D

= 0,169 x 180

= 30,42 in

= 2,54 ft

Tinggi tutup bawah (hb) = ha = 30,42 in

= 2,54 ft

Vdish = 0,0847 x Ds3

= 0,0847 x 153

= 285,863 ft3

V larutan silinder (Vl) = V larutan – Vdish

= 4.028,587 – 285,863C-17

= 3.742,724 ft3

Tinggi larutan silinder (hl) = V l

π4

× Ds2

= 3.742,724π4

×(15)2

= 21,19 ft

Tinggi larutan tangki (Hl) = hl + hb

= 21,19 + 2,54

= 23,73 ft

Tinggi tangki (ht) = Ls + ha + hb

= 22,5 + 2, 54 + 2,54

= 27,58 ft

Pdesain = 1,05 x ( Phidrostatik + Pdalam tangki )

= 1,05 x ( ρ×

ggc

× H l

144 + 14,696 )

= 1,05 x ( 66,428 ×23,73

144 + 14,696)

= 11,49 + 15,43

= 26,923 psi

= 12,227 psig

Bahan konstruksi = Carbon steel, SA 283 tipe C (sumber : Brownel&Young, tabel 13.1, p.251)

f = 12.650 lb/in2

sambungan las, dipilih tipe double welded butt joint E = 0,8

Faktor korosi, c = 0,125 in

Tebal silinder (ts) = Pdesain ×OD

2×( f × E+0,4 × Pdesain)+c

C-18

= 12,227× 180

2× (12650× 0,8+0,4 ×26,92 )+0,125

= 0,234 in

Standarisasi ts = 4/16 in = 0,021 ft

ID = OD – (2 x ts)

= 180 – (2 x 4/16)

= 179,5 in

Tebal tutup atas (tha) = 0,885 × Pdesain ×r

2×( f × E−0,1× Pdesain)+c dimana r = OD

= 0,885 ×12,227 ×180

2×(12650 × 0,8−0,1 ×26,92)+0,125

= 0,318 in

Standarisasi tha = 7/16 in = 0,037 ft

tha = thb = 7/16 in

icr = 7/8 in (sumber : Brownel&Young, tabel 5.5, p.88)

sf = 6 in

tinggi total tangki + ketebalan (Ht) = ha + tha + hb + thb + Ls + ts + sf

= 30,42 + 7/8 + 30,42 + 7/8 + 270 + 4/16 +6

= 338,59 in = 28,216 ft

Menentukan dimensi pengaduk

µair = 0,8007 cp = 0,000538 lbm/ft.s (sumber: Geankoplis, p.855)

ρslurry = 66,428 lbm/ft3

Dipakai impeller jenis turbin dengan 6 buah flat blade dengan 4 baffle

diameter impeller (Di) = 0,333 x OD (sumber : G.G Brown p.507)

= 0,333 x 15

= 5 ft

Lebar daun impeler = 0,2 x Di

= 0,2 x 5

C-19

= 1 ft

Panjang blade = 0,25 x Di

= 0,25 x 5

= 1,25 ft

Tebal blade = 0,1 x Ds

= 0,1 x 15

= 1,5 ft

Jumlah pengaduk = H l

2× Di2

= 23,73

2 ×52

= 0,47

Ditetapkan jumlah pengaduk = 1

Letak pengaduk = Di = 5 ft

Kecepatan putar impeller ditetapkan :

N = 100 rpm = 1,67 rps

V T=2× R2× g ×(ρ slurry− ρair)

9 × μ

μ=2 × R2 × g ×(ρslurry−ρair)

9× V T

μ=2 ×(1

2×15)

2

×32,144 ×(66,428−62,076)

9× 4.431,445

µ = 1,57 lbm/ft.s

Nre = Di

2× N × ρμ

= 52× 1,67 ×66,428

1,57

= 1763

Dari kurva A fig.9-13 (Mc.Cabe), untuk Nre = 1763 didapatkan

C-20

bilangan daya (Np) = 0,85

Daya pengaduk (P) = Np × ρslurry × N 3× D a

5

550 × gc

= 0,85 ×66,428 ×1,673×55

550× 32,174

= 46,16 hp

Kobocoran tenaga akibat poros dan bearing (Gland losses) = 10% x power input

= 0,1Pi

Kebocoran tenaga akibat motor seperti pada belt dan gear = 20% x power input

= 0,2Pi

Total power yang diperlukan (Pi) = P + 0,1Pi + 0,2Pi

Pi =46,16 + 0,3Pi

0,7Pi = 46,16

Pi = 65,95 hp

Pi = 49,18 kW

Efisiensi motor ditetapkan 80%

Power motor = 49,1880 %

= 61,47 kW

Spesifikasi

a. Volume tangki = 4.431,445 ft3

b. Material = Carbon steel, SA 283 tipe C

c. Bentuk tutup = standard dish head

d. Sambungan las = double welded butt joint

e. Faktor korosi = 0,125 in

f. Pdesain = 26,923 psi

g. Diameter luar (OD) = 180 in

h. Tinggi silinder (Hs) = 270 in

i. Tinggi tutup (ha=hb) = 30,42 in

j. Tinggi tangki (ht) = 27,57 ft

k. Tebal silinder (ts) = 4/16 in

C-21

l. Diameter dalam (ID) = 179,5 in

m. Tebal tutup (tha=thb) = 7/16 in

n. Tinggi total tangki (Ht) = 338,59 in

o. Jenis impeler = turbine dengan 6 buah flat blade dengan 4 baffle

p. Diameter impeler (Di) = 60 in

q. Lebar daun impeler = 10,2 in

r. Panjang blade = 15 in

s. Tebal blade = 18 in

t. Jumlah pengaduk = 1

u. Jarak pengaduk = 5 ft dari dasar shell

v. Kecepatan putar impeler = 100 rpm

w. Bilangan Reynold (Nre) = 1.763

x. Bilangan daya (Np) = 0,85

y. Power motor = 61,47 kW

z. Jumlah alat = 1 unit

11. POMPA AIR (L-112)

Fungsi : Untuk mengalirkan air ke dalam tangki slurry dan magnetic

separator.


Tekanan = 1 atm


Rate air = 291.329,36 + 173.180,465 = 464.509,825 kg/jam = 1.024.068,798 lb/jam

Viskositas (µ) = 0,8007 cp

Densitas (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,019 lb/ft3

Rate volumetrik (Q) = 1.024 .068,79862,019× 3600

= 4,587 ft3/s = 2.058,676 gpm = 1,042 m3/jam

Aliran dianggap turbulent,sehingga

Di, opt = 3,9 x Q0,45 x ρ0,13 (sumber : Timmerhaus, p.496)

Di = 3,9 x 4,5870,45 x 62,0190,13

= 13,236 in

Karena diameter yang ada di pasaran hanya sampai 8 in maka dipakai 3 buah pompa

untuk memudahkan mengalirkan air ke dalam tangki slurry dan magnetic separator.

C-22

Rate air = 291.329,36+173.180,465

3 = 154.836,608 kg/jam = 341.356,266 lb/jam

Viskositas (µ) = 0,8007 cp

Densitas (ρ) = 995,68 kg/m3 = 62,019 lb/ft3

Rate volumetrik (Q) = 341.356,266

62,019× 3600 = 1,529 ft3/s = 686,225 gpm = 0,347 m3/jam



Di = 3,9 x 1,5290,45 x 62,0190,13

= 8,074 in

Diameter standar 8 in sch 80 (sumber : Geankoplis, App AQ.5-1, p.892)

ID = 7,625 in = 0,635 ft = 0,195 m

OD = 8,625 in = 0,719 ft = 0,219 m

A = 0,3171 ft2 = 0,029 m2

v = QA

= 1,529

0,3171

= 4,822 ft/s

NRE = ρ× OD × v

μ

= 62,019× 0,719 × 4,822

0,000538

= 399.454,466 ( karena lebih besar dari 2100, maka asumsi benar )

Menghitung friksiC-23

A

B

A. Friksi di bagian suction

1. Friksi yang terjadi karena adanya kontraksi ( air masuk dari expander ke pipa 8

in )

Fc = Kc × v2

2 ×α

Dimana Kc = 0,55 ×1−A2

A1 dengan A1 >>>

Sehingga Kc = 0,55

Fc = 0,55 ×4,8222

2 ×1 = 6,393 ft lbf/lbm

2. Friksi karena pipa lurus

Panjang pipa lurus bagian suction diperkirakan 20 ft

Bahan konstruksi pipa adalah commercial steel , e = 4,6 x 10-5 sehingga

e/D = 4,6 ×10−6

0,635 = 0,000238

NRE = 399.454,466

Dari Geankoplis fig. 2.10-3 p.88 didapat f = 0,0037

Fps = 4 × f × v2× L2× gc × ID

= 4 × 0,0037 × 4,8222×202× 32,174 ×0,635

= 0,168 ft lbf/lbm

Friksi bagian suction

Fs = Fc + Fps

= 6,393 + 0,168

= 6,561 ft lbf/lbm

B. Friksi di bagian discharge


Panjang pipa lurus diperkirakan 40 ft

Fpd = 4 × f × v2× L2× gc × ID

C-24

= 4 × 0,0037 × 4,8222× 402 ×32,174 × 0,635

= 0,337 ft lbf/lbm

2. Friksi karena fitting and valve

Jenis fitting and valve Kf Jumlah

Elbow 90o standar 0,75 2

Globe valve (wide open) 6 1

hf (elbow) = Kf × v2

2× gc

= 0,75 ×4,8222

2 ×32,174

= 0,271 ft lbf/lbm

hf (valve) = Kf × v2

2× gc

= 6 × 4,8222

2× 32,174

= 2,168 ft lbf/lbm

Friksi bagian discharge

Fd = Fpd + [ 2 x hf (elbow) ] + hf (valve)

= 0,337 + ( 2 x 0,271 ) + 2,168

= 3,046 ft lbf/lbm

Friksi total pompa ( F ) = Fs + Fd

= 6,561 + 3,046

= 9,607 ft lbf/lbm

Menghitung power pompa

Za = bidang datum = 0 ft

ρa = ρb = 62,019 lb/ft3

vb = va = 4,822 ft/s

Zaggc

+ρa

ρb

+va

2

2 × α × gc

+W s−F = Zbggc

+ρb

ρb

+vb

2

2 × α × gc

C-25

032,17432,174

+62,01962,019

+ 4,8222

2× 1× 32,174+W s−9,607= 30

32,17432,174

+ 62,01962,019

+ 4,8222

2× 1× 32,174

Ws = 39,608 ft lbf/lbm

Efisensi pompa (h) ditentukan 90% sehingga

Bhp = W ×rate massa

h × 550 (sumber : Geankoplis, hal 134)

= 39,608× 341.356,266

90 %× 550× 3600

= 7,587 hp = 5,658 kW

Efisiensi motor ditentukan 80% sehingga

Power motor = bhp

efisiensimotor

= 7,58780 %

= 9,48 hp

Dipilih power motor = 10 hp

Spesifikasi

a. Tipe = centrifugal pump

b. Diameter pipa = 8 in

c. Kecepatan alir = 4,82 ft/s

d. Kerja pompa = 39,608 ft lbf/lbm

e. Daya pompa = 8 hp

f. Power motor = 10 hp

g. Jumlah alat = 3 unit

12. POMPA SLURRY (L-114)

Fungsi : Untuk mengalirkan slurry dari tangki slurry ke magnetic

separator.


Tekanan = 1 atm


Rate slurry =364.161,7 kg/jam = 802.839,067 lb/jam

Densitas (ρ) = 1.066,177 kg/m3 = 66,428 lb/ft3

C-26


66,428 ×3600 = 3,357 ft3/s = 1.506,798 gpm = 0,762 m3/jam



Di = 3,9 x 3,3570,45 x 66,4280,13

= 8,545 in = 9 in

Karena diameter yang ada di pasaran hanya sampai 8 in maka dipakai pompa 2 buah

untuk memudahkan mengalirkan slurry dari tangki slurry ke magnetic separator.

Rate slurry = 364.161,7

2 = 182.080,85 kg/jam = 401.419,53 lb/jam

Densitas (ρ) = 1.066,177 kg/m3 = 66,428 lb/ft3

μm

μ l

=1+1,56∅ s

0,52−∅ s (sumber : Perry 5th ed, p.247)

Фs = massa padatan

massa air =

72.832,34291.329,36

= 0,25

Viskositas liquid (µl) = 0,8007 cp

Viskositas slurry (µm) = [1+ 1,56 × 0,250,52−0,25 ]× 0,8007

= 1,957 cp


66,428 ×3600 = 1,679 ft3/s = 753,399 gpm = 0,381 m3/jam



Di = 3,9 x 1,6790,45 x 66,4280,13

= 6,255 in

Diameter standar 8 in sch 80 (sumber : Geankoplis, App AQ.5-1, p.892)

ID = 7,625 in = 0,635 ft = 0,195 m

OD = 8,625 in = 0,719 ft = 0,219 m

A = 0,3171 ft2 = 0,029 m2

v = QA

= 1,679

0,3171

= 5,294 ft/s

C-27

NRE = ρ× OD × v

μ

= 66,428 ×0,719 ×5,294

1,957

= 192.166,523 ( karena lebih besar dari 2100, maka asumsi benar )

Menghitung friksi

A. Friksi di bagian suction

1. Friksi yang terjadi karena adanya kontraksi ( slurry masuk dari expander ke pipa

8 in )

Fc = Kc × v2

2 ×α

Dimana Kc = 0,55 ×1−A2

A1 dengan A1 >>>

Sehingga Kc = 0,55

Fc = 0,55 ×5,2942

2 ×1 = 7,706 ft lbf/lbm


Panjang pipa lurus bagian suction diperkirakan 8 ft

Bahan konstruksi pipa adalah commercial steel , e = 4,6 x 10-5 sehingga

e/D = 4,6 ×10−6

0,635 = 0,000238

NRE = 192.166,523

Dari Geankoplis fig. 2.10-3 p.88 didapat f = 0,003

C-28

∆B

A

Fps = 4 × f × v2× L2× gc × ID

= 4 × 0,003 ×5,2942× 82× 32,174 ×0,635

= 0,066 ft lbf/lbm

Friksi bagian suction

Fs = Fc + Fps

= 7,706 + 0,066

= 7,772 ft lbf/lbm

B. Friksi di bagian discharge


Panjang pipa lurus diperkirakan 20 ft

Fpd = 4 × f × v2× L2× gc × ID

= 4 × 0,003 ×5,2942×202× 32,174 ×0,635

= 0,165 ft lbf/lbm

2. Friksi karena fitting and valve

Jenis fitting and valve Kf Jumlah

Elbow 90o standar 0,75 2

Globe valve (wide open) 6 1

hf (elbow) = Kf × v2

2× gc

= 0,75 ×5,2942

2×32,174

= 0,327 ft lbf/lbm

hf (valve) = Kf × v2

2× gc

= 6 ×5,2942

2× 32,174

= 2,613 ft lbf/lbm

C-29

Friksi bagian discharge

Fd = Fpd + [ 2 x hf (elbow) ] + hf (valve)

= 0,165 + ( 2 x 0,327 ) + 2,613

= 3,431 ft lbf/lbm

Friksi total pompa ( F ) = Fs + Fd

= 7,772 + 3,431

= 11,203 ft lbf/lbm

Menghitung power pompa

Za = bidang datum = 0 ft

ρa = ρb = 62,019 lb/ft3

vb = va = 5,294 ft/s

Zaggc

+ρa

ρb

+va

2

2 × α × gc

+W s−F = Zbggc

+ρb

ρb

+vb

2

2 × α × gc

032,17432,174

+62,01962,019

+ 5,2942

2× 1× 32,174+W s−11,203 = 10

32,17432,174

+ 62,01962,019

+ 5,2942

2× 1× 32,174

Ws = 31,202 ft lbf/lbm

Efisensi pompa (h) ditentukan 90% sehingga

Bhp = W ×rate massa

h × 550 (sumber : Geankoplis, hal 134)

= 31,202× 401.419,5390 %× 550× 3600

= 7,029 hp = 5,241 kW

Efisiensi motor ditentukan 80% sehingga

Power motor = bhp

efisiensimotor

= 7,02980 %

= 8,79 hp

Dipilih power motor = 9 hp

C-30

Spesifikasi

a. Tipe = centrifugal pump

b. Diameter pipa = 8 in

c. Kecepatan alir = 5,294 ft/s

d. Kerja pompa = 31,202 ft lbf/lbm

e. Daya pompa = 8 hp

f. Power motor = 9 hp


13. MAGNETIC SEPARATOR (H-110)

Fungsi : untuk memisahkan komponen non-magnetic dalam slurry pasir besi 20%.

Kondisi operasi : suhu = 30oC

Tekanan = 1 atm

Kapasitas drum I = 364.161,7 kg/jam = 364,162 ton/jam

Kapasitas drum II = 346.360,9 kg/jam = 346,361 ton/jam

Spesifikasi (Sumber : Perry's 7th Ed, Tabel 19-6, p.19-20)

a. Ukuran partikel = 0,0001 – 2 mm

b. Tipe alat = Marston Sala High-Gradient Magnetic Separator

c. Jenis bahan konstruksi = electromagnetic

d. Medan magnet maksimum = 20.000 Oe

e. Jenis matriks yang digunakan = Steel Balls

f. Maksimum medan gradien yang didapat = 25.000.000 G/cm

g. Kerentanan magnetik yang diperlukan untuk partikulat = kuat – sangat lemah


14. CENTRIFUGE SCREEN (H-115)

Fungsi : Untuk menghilangkan air yang dibawa oleh pasir besi

keluar magnetic separator.


Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : luas area screen


C-31

Mpasir besi = 169.269,265 kg/jam

= 169,269 ton/jam

Digunakan High-speed vibrating screens dengan screen Tyler ukuran 200 mesh.

Diameter kawat (d) = 0,053 mm (sumber : Perry's 7th ed, tabel 19-6, p 19-20)

= 0,002087 in

= 0,000053 m


= 0,0029134 in

= 0,000074 m


= 0,0029134 in

Penentuan luas area screen

A = 0,4 ×Ct


Dimana A = luas screen

Ct = rate aliran

Cu = kapasitas unit



Ct = 169.269,265 kg/jam

= 169,269 ton/jam


Foa = 100 x a2 x m2

m = 1

a+d

= 1

0,0029134+0,002087C-32

= 200 in

= 5,08 m

Foa = 100 x (0,0029134)2 x (5,08)2

= 0,00001413 m

= 33,95 in

= 2,83 ft


A = 0,4 ×169,2690,02× 2,83 ×1

= 1.196,56 ft2

Spesifikasi

a. Tipe = screen tyler

b. Ukuran = 200 mesh

c. Diameter = 0,053 mm

d. Bukaan sieve = 0,074 mm

e. Kode sieve = 74 micron

f. Luas screen = 1.196,56 ft2


15. ROTARY DRYER (B-116)

Fungsi : Untuk mengeringkan slurry pasir besi dengan

menggunakan udara panas.

Yang akan dihitung : ukuran rotary dryer, luas total perpindahan panas,

kemiringan, kecepatan putar, daya


ρpasir besi = 1450 kg/m3

mpasir besi = 62.155,674 kg/jam = 137.029,642 lb/jam

Vpasir besi = 42,866 m3/jam

mudara = 68.824,902 kg/jam = 151.732,755 lb/jam

Qt = 20.184541,58 kJ/jam = 5.606,817 kW = 19.130.908,51 Btu/jam

t1 = 31oC = 87,8oF = 304 K

C-33

t2 = 50oC = 122oF = 323 K

T1 = 250oC = 482oF = 523 K

T2 = 130oC = 266oF = 403 K

Qt = 0,4 x L x D x G0,67 x ∆TLMTD (sumber : Perry 7ed.persamaan 12-53, hal.12-54)

Dimana L/D = 4 – 10 (sumber : Perry 7ed.persamaan 12-53, hal.12-54)

Trial : L/D = 9

D = 15 ft

Sehingga L = 9 x 15

= 135 ft

Luas penampang (A) = 14

× π × D2

= 14

×3,14 × 152

= 176,715 ft2 = 16,417 m2

G = mudara

A

= 151.732,755

4.071,5

= 858,632 lb = 4.192,3 kg

∆TLMTD =

(T 1−t ¿¿2)−(T 2−t 1)

ln(T 1−t¿¿2)(T2−t1)

¿¿

= 360−178,2

ln360

178,2

= 258,533oF

Qt = 0,4 x 135 x 15 x (858,632)0,67 x 258,533

= 19.348.719 Btu/jam (memenuhi)

Sehingga D = 15 ft = 4,572 m

C-34

L = 135 ft = 41,149 m

Q = U x a x V x ∆T (sumber : Perry, p.12-53)

Dimana Q = Rate perpindahan panas (W)

U = Heat transfer coefficient (W/m2K)

V = Volume dryer (m3)

a = Luas kontak partikel dan gas per satuan volume dari dryer (m2/m3)

∆T = Beda suhu rata-rata antara partikel dan gas (K)

5.606,817 x 1000 = U x a x (3,14 x (4,572)2 x 41,149) x (523-303)

U x a = 69,197 W/m3K

U = 60 x G0,67 (sumber : Ulrich, tabel4-10)

= 60 x (4.192,3)0,67

= 16.039,756 W/m3K

a = U x a

U

= 69,197

16.039,756

= 0,004 m2/m3

Total luas perpindahan (a x V) = 0,004 x (3,14 x (4,572)2 x 41,149)

= 2,913 m2 = 31,355 ft2

Tebal dinding = 3 in

Bahan konstruksi = carbon steel

ρcarbon steel = 489 lb/ft3

Vdryer = π4

× D2 × L

= π4

×( 15+312 )

2

× 135

= 24.658,31 ft3

mdryer = Vdryer x ρcarbon steel

= 24.658,31 x 489

C-35

= 12.057.914,4 lb = 5,469 ton

Kecepatan peripheral = 30-150 ft/min (sumber : Perry 7ed., p.12-54)

Dipilih 110 ft/min

Kecepatan putar (N) = kecepatan peripheral

keliling

= 110

2× π ×152

= 2,334 rpm

Cek nilai N x D = 2,334 x 15 = 35 (memenuhi nilai N x D antara 25-35)

Kemiringan rotary dryer

X = 25,7 × F '

S × N0,9 × D(sumber : Coulson, p298)

Dimana X = Holdup (% volume drum) = 0,1

D = Diameter drum (m)

F’ = Feed rate (m3/s m2)

S = Slope (kemiringan) dryer (m/m length)

N = laju putar dyer (Hz)

0,1 = 25,7 ×42,866 /3600

¿¿ ¿

S = 0,757 m/m length

Sudut kemiringan = tan-1 S

= tan-1 (0,757)

= 37,14o = 37o

Perhitungan daya

Bhp = N ×(4,75 ×d ×w+0,1925 × D ×W +0,33× W )

100.000 (sumber : Perry 7ed., p.12-60)

dimana bhp = brake horsepower (1 bhp = 0.75 kW)

N = kecepatan putar (rpm)

C-36

d = diameter luar RD (ft)

w = berat bahan (lb)

D = diameter dinding ring (d+2), ft

W = berat total (lb) = w + mdryer

Bhp = 2,334 × ¿¿

= 1.253,403 bhp

Spesifikasi

a. Material = Carbon steel SA 283 Grade C

b. Diameter = 15 ft

c. Panjang = 135 ft

d. Tebal shell = 3 in

e. Kecepatan putar = 2,334 rpm

f. Daya = 1.254 bhp

g. Kemiringan = 37o


16. HEAT EXCHANGER (E-119)

Fungsi : Sebagai media pertukaran panas antara udara kering dengan

panas dari incinerator.

Yang akan dihitung : jenis heat exchanger yang digunakan, ukuran tube and shell


M = 137.049,934 kg/jam = 302.140,285 lb/jam

m = 68.824,902 kg/jam = 151.731,379 lb/jam

C-37

Udara

t1 = 30oC

= 86oF

Udara panas

T1 = 600 K

= 377oC

= 710,6oF

t2 = 250oC

= 482oF

Spek alat

OD = 3/4 in = 0,0625 ft

PT = 15/16 in , triangular pitch

16 BWG

l = 16 ft

∆P maksimal aliran di shell = 10 psi

∆P maksimal aliran di tube = 2 psi

Rd gabungan minimal = 0,004 jam ft2 oF/Btu

Didapat a”t = 0,1963 ft3 (sumber : Kern, tabel 10,

p.843)

a’t = 0,302 in3 = 0,0021 ft3

ID = 0,62 in = 0,0517 ft

Menghitung Q udara panas

Q udara panas = Q keluar – Q masuk

= 19.901.533,78 – 2.781.420,41

= 17.120.113,37 kJ/jam = 67.938.036,199 Btu/jam

Menghitung ∆t

∆tLM =

∆ t 1−∆ t 2

ln( ∆ t1

∆ t2)

=

(T 1−t 2)−(T 2−t1)

ln(T1−t 2

T 2−t1)

= (710,6−482)−(572,7−86)

ln(710,6−482)(572,7−86)

= 341,54 oF

C-38

T2 = 573,4 K

= 300,4oC

= 572,675oF

R = T1−T 2

t2−t1 =

710,6−572,7482−86

= 0,348

S = t 2−t 1

T1−t 2 =

482−86710,6−482

= 01,732

FT = 1 (sumber : Kern, fig 18, p.828)

∆t = ∆tLM x FT

= 341,54 x 1

= 341,54 oF

Menghitung Caloric Temperature

Hot air Tc = T1+T 2

2 =

710,6+572,72

= 641,64 oF

Cold air tc = t1+t 2

2 =

86+4822

= 284 oF

Menghitung jumlah tube

Heater UD kisaran = 5 – 50 Btu/jam ft2 oF (sumber : Kern, tabel 8, p.840)

Diambil UD = 40 Btu/jam ft2 oF

A = Q

UD × ∆ tLM

=67.938 .036,199

40 × 341,54

= 1.253,158 ft2

Nt = A

l× a} t ¿¿

= 1.253,158

16 ×0,1963

= 398,99

Diperoleh Nt standar = 420 (sumber : Kern, tabel 9, p.842)

IDs = 23 ¼ in

C-39

Passes = 2-P

Koreksi nilai UD

A = Nt x L x a”t

= 420 x 16 x 0,1963

= 1.319,136 ft2

UD = Q

A × ∆ tLM

= 78.975 .593,978

1.319,136 ×341,54

= 37,999 Btu/jam ft2 oF ( karena nilai UD koreksi masih antara 5-50

sehingga memenuhi )

Type HE = 2 – 4 Heat Exchanger

C’ = PT – OD = 0,94 – 0,75 = 0,1875 in

B = 1 x IDs = 23 ¼ in

(N+1) = 12× l

B×n ' =

12× 16

2114

×2 = 16,516 = 17

de = 0,55 in = 0,045 ft

n’ = 2 , n = 4

Evaluasi Perpindahan Panas (sumber : Kern)

Bagian Shell ( udara panas ) Bagian Tube ( udara )

as = IDs × B × c '

PT ×n ' ×144

= 23,25× 23,25 ×0,1875

0,94 ×2 ×144

= 0,375 ft2

Gs = Mas

= 302.140,285

0,375

= 804.869,02 lb/jam ft2

at = Nt × a'n ×144

= 420 ×0,302

4 ×144

= 0,22 ft2

Gt = mat

= 151.713,379

0,22

= 689.035,59 lb/jam ft2

C-40

NRes = de×Gsμ × 2,42

= 0,55 ×804.869,02

0,0295 ×2,42

= 516.736,659

jH =500 ( fig.28)

pada Tc = 641,638 oF

ho = jH ×( kde )×(Cp × μ

k )1/3

×( μμw )

0,14

ϕs = ( μμw )

0,14

ho∅ s

= 500 ×( 0,0270,045 )×( 0,255× 0,0295

0,027 )1 /3

=184,994 Btu/jam ft2 oF

NRet = di ×> ¿μ×2,42

¿

= 0,052× 689.035,59

0,0225 ×2,42

= 653.814

jH = 1.120 ( fig.24)

pada tc = 284 oF

hi = jH ×( kdi )×(Cp × μ

k )1/3

×( μμw )

0,14

ϕt = ( μμw )

0,14

hi∅t

=1.120×( 0,020,052 )×( 0,245 × 0,0225

0,02 )1 /3

= 282,336 Btu/jam ft2 oF

hio∅ t

= hi∅t

x IDOD

= 282,336 x 0,620,75


tw = tc +

ho∅ s

ho∅ s

+ hio∅ t

( Tc – tc )

= 284 + 184,994

184,994+233,398 (641,638 – 284)

= 284,001 oF

Pada tw = 284,001 oF didapat µw = 0,023 cp (fig.15)

ϕs = ( 0,02950,023 )

0,14

= 1,039

ho = 184,994 x 1,039


ϕt = ( 0,0230,023 )

0,14

= 1

hi = 282,336 x 1


C-41

hio = 233,398 x 1


Uc = hio× hohio+ho

= 233,398× 197,34233,398+197,34


Rd = U c−U D

U c × UD

= 106,929−37,999106,929× 37,999

= 0,017 jam ft2 oF/Btu

Karena Rd perhitungan lebih besar daripada Rd tetapan maka desain bisa dipakai.

Evaluasi pressure drop ( ∆P )

Bagian Shell ( udara panas ) Bagian Tube ( udara )

NRes = de×Gsμ × 2,42

= 0,55 ×804.869,02

0,0295 ×2,42

= 516.736,659

f = 0,001 ( fig.29 )

∆P = f × Gs2×(N+1)× IDs

5,22× 1010× sg×∅ s× de

NRet = di ×> ¿μ×2,42

¿

= 0,052× 689.035,59

0,0225 ×2,42

= 653.814

f = 0,0003 ( fig.26 )

∆Pl = f ×¿2×l × n

5,22× 1010× sg×∅t × di

C-42

= 0,001 ×804.869,022 ×17 ×23,25

5,22× 1010×3,922 ×1,039 × 0,045

= 5,105 psi

= 0,0003 × 689.035,592× 16 ×45,22× 1010×3,922 ×1 × 0,052

= 0,862 psi

∆Pn = 4 × n

sg×( v2

2× gc)×

ρ144

= 4 × 43,922

×0,07

= 0,286 psi

∆Pt = ∆Pl + ∆Pn

= 0,862 + 0,286

= 1,148 psi

Karena harga Rd dan ∆P memenuhi syarat maka desain heat exchanger ini dapat

digunakan.

Spesifikasi

a. Tipe = 2-4 Heat exchanger

b. Material = Carbon Steel SA 212 Grade A

c. OD = ¾ in

d. L = 16 ft

e. Ukuran tube = 15/16 in, segitiga pitch

f. a”t = 0,1963 ft3

g. a’t = 0,302 in3

h. ID = 0,62 in

i. Jumlah alat = 1 unit

17. CYCLONE (H-1111)

Fungsi : Untuk memisahkan padatan yang keluar bersama udara panas

pada Rotary Dryer.

Yang akan dihitung : volume udara masuk, diameter partikel keluar cyclone, dan

dimensi cyclone.


C-43

mfeed = 1.224,832 kg/jam

mimpurites = 627,65 kg/jam

mproduk = 597,18 kg/jam = 0,597 ton/jam

ρpartikel = 1450 kg/m3 = 90,521 lb/ft3

ρudara = 33,078 kg/m3 = 2,065 lb/ft3

µudara = 345,94 cp = 0,233 lb/ft.s

ukuran partikel = 0,02 cm

Dpc = [ 9× μ × Bc2 × π × Ne ×Vc × ( ρp− ρ ) ]

0,5

Ne = 2 (sumber : Perry 6th, p.20-86)

fs = massa produk

massa impurities

= 597,18627,65

= 0,951

ln μm

μu =

2,5 × fs1−1,5 fs

= 2,5 × 0,951

1−1,5 ×0,951

= -5,568

μm

μu = 0,0038

µm = 0,0038 x 345,94

= 1,321 cp = 4,754 kg/m jam

Vc = massa feed

ρ×

1A

= 1224,832

1450×

1Dc × Bc

= 1224,832

1450×

1Dc ×0,25 Dc

= 1224,832

1450×

1

0,25 Dc2

C-44

= 3,379

Dc2

0,0002 = √ 9× 4,754 ×0,25 × D c

2 × π ×2 ×3,379

Dc2 ×(1.450−33,078)

Dc = 0,056 m

Dimensi cyclone

Bc = Dc4

Bc = Dc x 0,25

= 0,056 x 0,25

= 0,014 m

(sumber : Perry, p.17-27)

De = Dc2

= 0,056

2

C-45

= 0,0281 m

Hc = Dc2

= 0,056

2

= 0,0281 m

Lc = 2 x Dc

= 2 x 0,056

= 0,112 m

Sc = Dc8

= 0,056

8

= 0,007 m

Zc = 2 x Dc

= 2 x 0,056

= 0,112 m

Jc = Dc4

=0,056

4

= 0,014 m

Spesifikasi

a. Material = Carbon Steel SA 283 Grade C

b. Dpth = 0,02 cm

c. Bc = 0,014 m

d. Dc = 0,056 m

e. De = 0,028 m

f. Hc = 0,028 m

C-46

g. Lc = 0,112 m

h. Sc = 0,007 m

i. Zc = 0,112 m

j. Jc = 0,014 m

k. Jumlah alat = 1 unit

18. CYCLONE (H-128)

Fungsi : Untuk memisahkan padatan dalam hal ini adalah ash yang terbawa

oleh gas buang blast furnace.

Yang akan dihitung : volume udara masuk, diameter partikel keluar cyclone, dan

dimensi cyclone.


mfeed = 99.654,83 kg/jam

mimpurites = 984,448 kg/jam

mproduk = 98.670,38 kg/jam = 98,67 ton/jam

ρpartikel = 2.600 kg/m3

ρudara = 33,078 kg/m3 = 2,065 lb/ft3

µudara = 345,94 cp = 0,233 lb/ft.s

ukuran partikel = 2 cm

Dpc = [ 9× μ× Bc2× π × Ne ×Vc × ( ρp−ρ ) ]

0,5

Ne = 2 (sumber : Perry 6th, p.20-86)

fs = massa impurities

massa produk

= 984,448

98.670,38

= 0,0099

ln μm

μu =

2,5 × fs1−1,5 fs

= 2,5 × 0,0099

1−1,5 ×0,0099

= 0,025

C-47

μm

μu = 1,026

µm = 1,026 x 345,94

= 354,812 cp = 1.277,323 kg/m jam

Vc = massa feed

ρ×

1A

= 99.654,83

2.600×

1Dc × Bc

= 99.654,83

2.600×

1Dc × 0,25 Dc

= 99.654,83

2.600×

1

0,25 Dc2

= 153,315

Dc2

0,02 = √ 9× 1.277,32× 0,25 × Dc

2 × π ×2 ×153,315

Dc2 ×(2.600−33,078)

Dc = 0,883 m

Dimensi cyclone

Bc = Dc4

Bc = Dc x 0,25

= 0,883 x 0,25

= 0,221 m

C-48

(sumber : Perry, p.17-27)

De = Dc2

= 0,883

2

= 0,441 m

Hc = Dc2

= 0,883

2

= 0,441 m

Lc = 2 x Dc

= 2 x 0,883

= 1,766 m

Sc = Dc8

= 0,883

8

C-49

= 0,11 m

Zc = 2 x Dc

= 2 x 0,883

= 1,766 m

Jc = Dc4

=0,883

4

= 0,221 m

Spesifikasi


b. Dpth = 2 cm

c. Bc = 0,221 m

d. Dc = 0,883 m

e. De = 0,441 m

f. Hc = 0,441 m

g. Lc = 1,766 m

h. Sc = 0,11 m

i. Zc = 1,766 m

j. Jc = 0,221 m

k. Jumlah alat = 1 unit

19. FILTER UDARA (H-117)

Fungsi : Untuk menyaring udara dari pengotor sebelum dialirkan

oleh blower.


Poperasi = 1 atm

Yang akan dihitung : luas area filter


mudara = 168.732,479 kg/jam

= 168,732 ton/jam

Digunakan High-speed vibrating filter dengan ukuran 200 mesh.

Diameter kawat (d) = 0,053 mm (sumber : Perry's 7th ed, tabel 19-6, p 19-20)

C-50

= 0,002087 in

= 0,000053 m


= 0,0029134 in

= 0,000074 m


= 0,0029134 in

Penentuan luas area filter

A = 0,4 ×Ct


Dimana A = luas filter

Ct = rate aliran

Cu = kapasitas unit



Ct = 168.732,479 kg/jam

= 168,732 ton/jam


Foa = 100 x a2 x m2

m = 1

a+d

= 1

0,0029134+0,002087

= 200 in

= 5,08 m

Foa = 100 x (0,0029134)2 x (5,08)2

= 0,00001413 m

= 33,95 inC-51

= 2,83 ft


A = 0,4 ×168,7320,02× 2,83 ×1

= 1.192,76 ft2

Spesifikasi

a. Ukuran = 200 mesh

b. Diameter = 0,053 mm

c. Bukaan sieve= 0,074 mm

d. Kode sieve = 74 micron

e. Luas = 1.192,76 ft2


20. BLOWER UDARA (G-115)

Fungsi : Untuk menghembuskan udara ke dalam Heat Exchanger untuk

kemudian menjadi media pengering dalam Rotary Dryer.

Yang akan dihitung : rate volume udara dan daya blower



= 2.812,208 kg/min

= 6.199,85 lb/min

Tudara = 30oC = 86oF

Pin = 14,7 psi

ρudara = 0,073 lb/ft3 (pada suhu 86oF)

asumsi ∆P = 0,5 psi

sehingga Pout = 15,2 psi

Vudara = mρ

= 6.199,85

0,073

C-52

= 84.929,452 ft3/min

Karena di pasaran blower centrifugal flowrate maksimal adalah 33.000 ft3/min

maka blower yang dipakai adalah 3 unit.

mudara = 168.732,479

8

= 56.244,16 kg/jam

= 937,403 kg/min

= 2.066,617 lb/min


Pin = 14,7 psi




Vudara = mρ

= 2.066,617

0,073

= 28.309,817 ft3/min

Daya = 1,57 x 10-4 x Q x P

= 1,57 x 10-4 x 28.309,817 x 15,2

= 67,559 hp = 68 hp

Spesifikasi


b. Tipe = Centrifugal

c. Volume udara = 63.748,659 ft3/min

d. Daya = 68 hp


21. BLOWER UDARA (G-127)

C-53

Fungsi : Untuk menghembuskan udara ke dalam Stove untuk kemudian

menjadi media pemanas dalam Blast Furnace.

Yang akan dihitung : rate volume udara dan daya blower



= 1.025,467 kg/min

= 2.260,765 lb/min


Pin = 14,7 psi




Vudara = mρ

= 2.260,765

0,073

= 31.010,167 ft3/min

Daya = 1,57 x 10-4 x Q x P

= 1,57 x 10-4 x 31.010,167 x 15,2

= 74 hp

Spesifikasi

f. Material = Carbon Steel SA 283 Grade C

g. Tipe = Centrifugal

h. Volume udara = 31.010,167 ft3/min

i. Daya = 74 hp

j. Jumlah alat = 1 unit

22. BLAST FURNACE (Q-120)

Fungsi : Sebagai tempat proses pembuatan pig iron

Kondisi operasi : suhu = 2400K

C-54

Yang akan dihitung : volume furnace, ukuran furnace, insulator, lubang masuk

udara ke blast furnace.


M = 120.321,469 kg/jam

ρ = 1.667,723 kg/m3 = 103,908 lb/ft3

residence time (t) = 8 jam

Kapasitas furnace = m x t

= 120.321,469 x 8

= 962.571,752 kg

= 962,571752 ton x 24 jam

= 23.101,722 ton/hari

M = 23.101.722,048 kg/hari

= 7.700.574,016 kg/8jam

Vfurnace = mρ

= 7.700.574,016

1.667,723

= 3.927,56 m3/8 jam

Asumsi furnace berbentuk kubus sehingga

V =s3

s = 3√3.927,56

= 15,778 m

Perhitungan lubang udara masuk ke Furnace

mudara = 61.528,024 kg/jam = 492,224 ton/8jam

ρudara = 1,18 kg/m3

asumsi jumlah lubang = 60 buah

maka untuk tiap lubang

C-55

m = 492,224

8

= 8,204 ton/8jam

= 1,025 ton/jam

= 1.025,467 kg/jam

Vudara = mρ

= 1.025,467

1,18

= 869,04 m3/jam = 0,241 m3/s

Asumsi

Diameter pipa udara = 0,2 m = 7,874 in

Maka ukuran pipa 8 sch 40

Lpipa = π ×( D2

)2

= π ×( 0,22

)2

= 0,031 m2

Kecepatan aliran = V udara

Lpipa

= 0,2410,031

= 7,688 m/s

Spesifikasi

a. Bentuk = kubus

b. Panjang sisi = 15,778 m

c. Ukuran pipa = 8 in

d. Sch number = 40

e. Jumlah pipa udara = 60 buah


C-56

23. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut pasir besi dari open yard ke tangki slurry

Kapasitas : 72.832,34 kg/jam = 72,832 ton /jam

Kapasitas max = 88 ton (sumber : Perry 7ed.tabel 21-11)

Spesifikasi

Tipe = Troughet Belt on 10o idler

Lebar belt = 16 in

Panjang belt = 40 ft

Kecepatan belt = 200 ft/min

Power motor = 0,9 hp/10ft x 40 ft

= 3,6 hp

Kemiringan = 10o

24. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut pasir besi dari screener ke Rotary Dryer




Lebar belt = 14 in




= 3,4 hp

Kemiringan = 10o

25. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut pasir besi dari Rotary Dyer ke Stock House




C-57

Lebar belt = 14 in




= 3,06 hp

Kemiringan = 10o

26. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut pasir besi dari Stock House ke Blast Furnace




Lebar belt = 16 in




= 13,5 hp

Kemiringan = 20o

27. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut limestone dari open yard ke crusher




Lebar belt = 14 in




= 1,36 hp

Kemiringan = 10o

C-58

28. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut limestone dari screener ke crusher

Kapasitas : 30.384,21kg/jam = 30,384 ton/jam



Lebar belt = 14 in




= 0,34 hp

Kemiringan = 10o

29. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut limestone dari screener ke stock house




Lebar belt = 14 in




= 1,7 hp

Kemiringan = 20o

30. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut limestone dari stock house ke Blast Funace




Lebar belt = 14 in

C-59




= 5,1 hp

Kemiringan = 20o

31. BELT CONVEYOR

Fungsi : Mengangkut kokas dari stock house ke Blast Funace




Lebar belt = 14 in



Power motor = 0,34 hp/10ft x150 ft

= 5,1 hp

Kemiringan = 20o

32. HOT BLAST STOVE (E-127)

Fungsi : Sebagai alat pemindah panas dari udara panas keluar incinerator ke

udara kering yang masuk ke stove.

Kondisi : suhu = 500 K

Kapasitas = 61.528,024 kg/jam

Fuel = sumatran crude oil

Kapasitas fuel = 4.592,166 kg/jam

33. INCINERATOR (E-128)

Fungsi : Untuk membakar karbon monoksida yang keluar bersama dari Hot Blast

Stove

Kondisi operasi : suhu = 2400K

mtail gas : 137.049,934 kg/jam

C-60

ρtail gas : 0,6936 kg/m3

Rate volumetrik = 137.049,934

0,6936

= 83.826,508 m3/jam

mudara : 58.142,066 kg/jam

ρudara : 1,628 kg/m3

Rate volumetrik = 58.142,066

1,628

= 35.713,8 m3/jam

Spesifikasi

a. Tipe = direct fired with reciprocating grates

b. Tipe bahan bakar = tail gas (gas sisa)

c. Bahan material = carbon steel

d. Operasi = sistem kontinyu


C-61

Appendiks c Fix

Documents

Transcript of Appendiks c Fix