Wet Scrubber: Fungsi, Prinsip Kerja, Bahan Pembuatan, dan Cara Menggunakan

Wet Scrubber atau pembersih gas basah menjadi jawaban utama dalam mengendalikan polusi udara sektor industri, khususnya untuk menyaring partikel debu dan gas berbahaya.

Jika tidak menggunakan alat ini, polutan dari cerobong pabrik seperti sulfur dioksida, amonia, maupun debu logam berat dapat menyebabkan polusi lingkungan dan risiko kesehatan bagi warga di sekitarnya.

Untuk informasi lebih lanjut tentang alat ini, simak penjelasan berikut.

Pengertian Wet Scrubber

Wet Scrubber adalah alat pengendali polusi udara yang memanfaatkan cairan untuk memisahkan polutan dari gas buang. Dalam operasionalnya, sistem ini juga disebut “Absorber”.

Kemampuan unik alat ini adalah menangkap partikel debu kecil lewat tetesan cairan yang relatif besar, sekitar 150–500 mikrometer. Karena efisiensinya biasa melebihi 95%, Scrubber ini berperan vital dalam mengurangi emisi berbahaya sebelum masuk ke atmosfer. [sumber: EPA]

Fungsi Wet Scrubber

Selain untuk membersihkan udara, fungsi Wet Scrubber cukup beragam, di antaranya sebagai berikut:

Menghapus Polutan Partikulat (PM)

Fungsi utamanya adalah penghapusan PM. Dibandingkan dengan Dry Scrubber, alat ini lebih efektif untuk menangkap debu yang lengket, higroskopis, maupun yang mudah terbakar.

Menetralkan Gas Asam

Selain itu, alat ini berfungsi sebagai unit netralisasi gas asam. Penambahan reagen alkalin dapat mengubah gas berbahaya (misalnya sulfur dioksida dan nitrogen oksida) yang merupakan penyebab hujan asam menjadi garam yang stabil dan aman.

Mendinginkan Suhu Gas Buang

Quenching atau pendinginan berperan penting pada industri yang gas buangnya mencapai suhu sangat tinggi.

Cairan pencuci menyerap panas dari gas lewat penguapan. Ini membuat gas lebih dingin dan volumenya mengecil, sehingga peralatan hilir bisa dibuat lebih padat dan efisien biaya.

Mengurangi Risiko Kebakaran dan Ledakan

Terakhir, Scrubber ini juga berfungsi mencegah kebakaran dan ledakan, yaitu dengan membasahi debu atau gas yang mudah terbakar atau meledak, sehingga menekan risiko penyalaan di saluran pembuangan.

Prinsip Kerja Wet Scrubber

Prinsip kerja alat ini adalah dengan memanfaatkan interaksi dinamis antara fase gas dan fase cair. Dalam proses ini, serangkaian fenomena fisik kompleks bekerja untuk memastikan polutan terserap ke dalam media cair dengan efisien.

Secara sistematis, berikut ini rincian cara kerja Wet Scrubber:

1. Tahap Inlet: Gas kotor memasuki ruang Scrubber melalui saluran masuk yang berfungsi mendistribusikan aliran gas secara merata.
2. Tahap Kontak: Nozzle menyemprotkan cairan pencuci. Media pengisi (packing) juga dapat mengalirkan cairan pencuci ini untuk menciptakan area permukaan yang luas bagi interaksi gas-cair.
3. Tahap Reaksi: Terjadi transfer massa di mana polutan diserap ke dalam tetesan atau film cairan. Pada tahap ini, reaksi netralisasi kimia terjadi untuk mengikat gas asam.
4. Tahap Pemisahan (Demisting): Gas yang telah dibersihkan membawa tetesan kecil cairan (mist). Mist eliminator dipasang di dekat outlet untuk menangkap tetesan ini guna mencegah emisi cairan ke atmosfer.
5. Tahap Pengumpulan Limbah: Cairan yang telah jenuh atau mengandung partikel dikumpulkan di bagian bawah (sump) untuk disirkulasikan kembali atau dibuang setelah melalui proses pengolahan limbah.

Jenis-Jenis Wet Scrubber

Sementara itu, pilihan jenis-jenis Wet Scrubber disesuaikan dengan polutan spesifik yang menjadi target pembersihan dari aliran gas:

Wet Scrubber Hidrogen Sulfida

Hidrogen sulfida adalah gas beracun dan berbau tajam. Sumbernya antara lain pengolahan limbah, industri minyak dan gas, serta pabrik biogas.

Scrubber ini merupakan unit absorpsi kimia yang bekerja memanfaatkan larutan natrium hidroksida atau sistem berbasis zat besi. Jika perlu kontrol bau secara maksimal, dapat ditambahkan agen pengoksidasi (misalnya natrium hipoklorit) yang berfungsi mengoksidasi sulfida menjadi sulfat tak berbau.

Wet Scrubber Degasifikasi Karbon Dioksida

Degasifikasi karbon dioksida berarti menghilangkan karbon dioksida yang larut dalam air atau mengekstraknya dari aliran gas buang.

Menara degasifikasi dalam pengolahan air bekerja dengan cara stripping, yaitu mengontakkan air berkarbon dioksida dengan udara bersih di dalam menara agar gas tersebut terlepas dari air ke fase udara.

Sementara untuk penangkapan emisi, sistem ini memakai pelarut khusus seperti amina atau larutan karbonat yang sangat kuat mengikat karbon dioksida.

Wet Scrubber Nitrogen Oksida

Nitrogen oksida merupakan salah satu polutan yang paling menantang karena nitrogen monoksida memiliki kelarutan yang rendah dalam air.

Karena alasan itu, Scrubber ini memiliki tahapan yang rumit. Intinya, alat ini menggunakan zat pengoksidasi untuk mengubah nitrogen monoksida menjadi nitrogen oksida yang lebih larut sebelum proses absorpsi.

Wet Scrubber Sulfur Dioksida

Di sisi lain, alat ini banyak diandalkan di industri pembangkit listrik tenaga batu bara. Prinsip utamanya adalah netralisasi menggunakan bubur alkali, paling umum menggunakan batu kapur (kalsium karbonat) atau kapur (kalsium hidroksida).

Wet Scrubber Asam Klorida

Asam klorida adalah polutan yang korosif dan mudah larut dalam air. Karena itu, zat ini menjadi kandidat ideal untuk wet scrubbing.

Scrubber seperti ini terdapat pada insinerator limbah berbahaya serta proses pickling baja. Karena sifat asamnya yang kuat, air murni pun bisa menyerap asam klorida dengan efisien.

Akan tetapi, larutan natrium hidroksida encer lebih umum digunakan supaya netralisasi sempurna menghasilkan natrium klorida (garam meja) yang stabil.

Wet Scrubber Air

Water Scrubber adalah jenis paling sederhana yang hanya menggunakan air sebagai media pembersih. Utamanya, alat ini menangkap debu kasar, partikel, atau kabut cair higroskopis.

Kendati kurang efisien untuk gas asam, Water Scrubber justru andal sebagai tahap awal pembersihan untuk mendinginkan gas dan menghilangkan debu besar sebelum gas menuju tahap pembersihan kimia.

Bagian-Bagian Wet Scrubber

Rangkaian komponen pada Scrubber ini berfungsi mengoptimalkan kontak gas-cair dan mencegah polutan terbawa balik ke aliran udara bersih.

Berikut bagian-bagian Wet Scrubber:

• Saluran Masuk (Inlet Duct): Titik di mana gas yang terkontaminasi memasuki unit.
• Zona Pendingin (Quencher): Terutama untuk gas panas, zona ini menyemprot air dalam jumlah besar supaya gas dingin mencapai suhu saturasi, sebelum bersentuhan dengan media pengisi atau nozzle utama.
• Ruang Scrubbing (Working Chamber): Ruang utama di mana proses pembersihan terjadi.
• Sistem Distribusi Cairan: Jaringan pipa ini mengalirkan cairan scrubbing ke seluruh unit, sehingga tidak ada area kering yang bisa menurunkan efisiensi atau merusak material.
• Mist Eliminator: Terletak di bagian atas atau akhir scrubber, komponen ini berfungsi menangkap tetesan cairan kecil yang terbawa oleh gas.
• Bak Penampung (Sump Tank): Bagian dasar unit yang mengumpulkan cairan kotor. Di sini terjadi pemisahan lumpur dan pengaturan pH sebelum cairan tersirkulasi kembali.
• Pompa Sirkulasi: Mengalirkan kembali cairan dari bak penampung ke sistem penyemprotan di bagian atas menara.
• Saluran Keluar (Outlet Duct) dan Kipas: Gas bersih ditarik keluar oleh kipas induksi dan dilepaskan melalui cerobong asap (stack).

Bahan Pembuatan Wet Scrubber

Karena unit ini harus tahan terhadap kondisi korosif, abrasif, dan suhu bervariasi secara bersamaan, bahan pembuatannya tidak boleh asal pilih. Berikut rinciannya:

• Fiber Reinforced Polymer (FRP): Material paling umum untuk Scrubber karena ketahanannya yang luar biasa terhadap korosi kimia dan biaya yang kompetitif.
• Baja Karbon (Carbon Steel): Sekalipun rawan karat, baja karbon tetap unggul karena kuat dan mudah dibentuk.
• Besi Cor (Cast Iron): Untuk komponen Scrubber yang memiliki sedikit bagian bergerak.
• Paduan Besi Tuang: Untuk Scrubber yang menangani emisi insinerator atau gas buang laut di mana gas panas dan uap air laut yang korosif hadir secara bersamaan.
• Stainless Steel: Tipe 304 dan 316 adalah pilihan utama untuk Scrubber yang beroperasi pada suhu tinggi atau lingkungan pengoksidasi.
• Polivinil Klorida (PVC): Untuk komponen internal seperti nozzle semprot, pipa distribusi cairan, dan media pengisi.
• Resin Furfuril Alkohol (Furan Resin): Digunakan dalam aplikasi yang sangat spesifik di mana polutan organik hadir dalam aliran gas.

Cara Menggunakan Wet Scrubber

Scrubber dengan desain standar sekalipun tetap membutuhkan SOP yang ketat agar operasionalnya berhasil. Untuk itu, ikuti langkah-langkah di bawah ini:

Pemeriksaan Pra-Aktivasi

Sebelum menyalakan kipas utama, cek apakah sistem sirkulasi cairan sudah berjalan dengan benar. Jalankan pompa sirkulasi dan periksa apakah tekanan pada nozzle berada dalam rentang desain supaya pembasahan media pengisi sempurna.

Pemantauan pH

Untuk Scrubber gas asam, kalibrasi sensor pH secara rutin. Selain itu, pantau sistem dosis kimia otomatis supaya reagen seperti natrium hidroksida ditambahkan secara proporsional dengan kebutuhan penetralan polutan yang masuk.

Manajemen Penurunan Tekanan (Pressure Drop)

Semakin besar pressure drop di sepanjang Scrubber, semakin tinggi hambatan terhadap aliran gas.

Jika tiba-tiba naik, berarti ada sumbatan pada media pengisi atau mist eliminator. Jika tiba-tiba turun, bisa jadi ada kerusakan struktural di dalam atau pompa bermasalah.

Karena itu, pantau tekanan Scrubber supaya senantiasa stabil.

Kontrol Blowdown dan Makeup

Seiring waktu, cairan scrubbing akan jenuh karena mengikat garam dan partikel.

Untuk mengendalikan kadar padatan terlarut serta mencegah pengerakan (scaling), lakukan blowdown (pembuangan cairan berkala) dan tambahkan makeup (air bersih) sebagai penggantinya.

Demikian pembahasan mengenai Wet Scrubber. Kami furniturelaboratorium.com siap memproduksi alat ini sesuai standar internasional untuk kebutuhan industri Anda. Gratis konsultasi, hubungi kami sekarang juga!