REBOILER

REBOILER

Pendahuluan

Reboiler merupakan alat penukar panas yang bertujuan untuk mendidihkan kembali serta menguapkan sebagian cairan yang diproses. Biasanya liquid yang diuapkan diletakan dibagian sheel sedangkan pemanas diletakan dibagian pipa atau tube. Media pemanas yang digunakan antara lain yaitu uap (steam) dan minyak (oil). Alat penukar panas ini digunakan pada peralatan distilasi (sitompul,1993).

Sistem Kerja

Dua fluida mengalir dengan temperature awal yang berbeda mengalir sepanjang heat exchangers. Satu aliran mengalir sepanjang tabung sedangkan arus lain pada bagian luar tabung tetapi masih di dalam shell. Panas ditransfer dari satu fluida ke fluida lainnya melalui dinding tabung, baik dari sisi tabung menuju shell atau sebaliknya. Fluida bisa merupakan cairan atau gas pada sisi shell maupun pada sisi tabung. Dalam tujuan memindahkan panas secara efisien, suatu area perpindahan kalor yang besar harus digunakan, oleh karena itu terdapat banyak tabung. Dengan cara ini, panas yang dibuang dapat disimpan untuk digunakan. Hal ini adalah suatu jalan yang baik untuk memelihara energi.

Heat exchanger yang berfasa tunggal (cairan atau gas) pada setiap sisi dapat disebut heat exchanger berfasa satu atau berfasa tunggal. Heat exchanger berfasa dua dapat digunakan untuk memanaskan cairan dan mendidihkannya sehingga menjadi gas (uap air), terkadang disebut boiler, atau mendinginkan uap air untuk dikondensasikan menjadi bentuk cairan (condenser), pada umumnya perubahan fase yang terjadi berada pada sisi shell. Boiler didalam mesin uap lokomotif biasanya cukup besar, yang pada umumnya shell and tube heat exchanger terbentuk silinder. Pada pembangkit tenaga listrik yang besar dengan steam-driven turbin, shell and tube condenser digunakan untuk mengkondensasikan uap air yang keluar turbin ke dalam bentuk air yang dapat didaur ulang kembali menjadi uap air, yang mungkin pada shell and tube tipe boiler.

Tipe-tipe Reboiler:

Type reboiler dapat diklasifikasikan berdasarkan sirkulasi dan posisi reboiler. Aliran reboiler dapat disirkulasikan secara alami dengan head yang cukup.Aliran “Forced Circulation” dilakukan dengan memakai pompa sebagai alat pensirkulasi. Posisi reboilerpun dapat diletakkan secara horizontal ataupun vertikal.

Berikut ini adalah gambar beberapa tipe reboiler :

Thermosyphon reboiler dapat disusun secara horisontal ataupun vertikal, ini tergantung dari design prosesnya atau ketersediaan lahan. Reboiler type inipun dapat dirancang dengan aliran “Once Through” atau re-sirkulasi.

Sketsa Komponen-komponen dari Kettle Reboiler

Gambar instrumentasi pengukuran dan pengendali:

Prinsip instrumentasi dan pengendalian

·         Untuk pengaturan suhu pada reboiler secara otomatis menggunakan alat termokopel dan juga control valve sebagai pengatur laju alir steam

·         Untuk mengetahui suhu pada reboiler secara manual maka bisa menggunakan temperatur indikator.

·         Untuk pengaturan tinggi cairan pada reboiler secara otomatis menggunakan alat level control dan juga control valve sebagai pengatur laju alir cairan yang masuk reboiler

·         Untuk mengetahui level cairan pada reboiler secara manual maka bisa menggunakan level indikator.

·         Untuk mengetahui tekanan didalam reboiler dapat menggunakan alat pressure indikator

Berikut ini kelebihan dan kekurangan dari masing-masing type reboiler :

Type Reboiler	Kelebihan	Kekurangan	Keterangan
Kettle	1. Mempunyai prosen penguapan yang tinggi 2. Dapat dianggap sebagai satu teoritical plate 3. Mudah perawatannya dan pembersihannya. 4. Dipakai untuk kecepatan sirkulasi yang rendah.	1. Biaya instalasi mahal 2. Waktu tinggalnya lama 3. Tidak baik untuk operasional tekanan tinggi 4. Transfer panasnya rendah. 5. Mudah terjadi polimerisasi zat yang dapat menyebabkan fouling	Perlu dirancang blowdown untuk munguras secara kontinu,sehingga dapat mereduksi terjadinya fouling.
Internal reboilers	1. Biaya instalasi rendah. 2. Tidak butuh ruangan luas disekitar menara. 3. Baik,untuk reboiler dengan beban rendah.	1. Kecepatan perpindahan panasnya rendah. 2. Sukarnya pemasangan isolasi disekitar reboiler. 3. Pembersihan dan perawatannya sukar. 4. Panjang tube reboiler akan sangat tergantung dengan diameter menara destilasi	Biasanya, tidak dianjurkan untuk dipakai.
Vertical Thermosyphon	1. Kecepatan perpindahan panasnya tinggi. 2. Tidak membutuhkan ruang yang besar. 3. Waktu tinggalnya kecil.(Cepat). 4. Pengontrolannya mudah	1. Umumnya prosen penguapannya tidak dapat lebih dari 30%. 2. Panjang tube, tidak boleh lebih dari 5 meter. 3. Akses untuk perawatan	1. Untuk destilasi tertentu (Critical destillation), dibutuhkan 2 reboiler, dengan 70% kapasitas. 2. Overall koefisien perpindahan panas berada dalam range 90-160 Btu/jam ft2 oF, untuk reboiler hidrokarbon.
Horisontal thermosyphon	1. Mempunyai besaran perpindahan panas yang cukup. 2. Dapat didesain untuk beban panas tinggi. 3. Waktu tinggal rendah. 4. Sukar terjadinya fouling. 5. Mudah dikontrol. 6. Biaya instalasi murah.	1. Prosen penguapannya sekitar 35%. 2. Fase pemisahan mungkin terjadi jikakecepatan alir di shell rendah.	1. Overall perpindahan panas Uo, pada range 70-100 untuk Heavy Hidrokarbon dan diatas 150 untuk light hidrokarbon.
Once-through natural circulation	1. Dapat diposisikan secara horisontal atau vertikal,dilihat dari elevasi menara. 2. Mempunyai transfer panas yang cukup. 3. Setara dengan 1 stage teoritical Plate 4. Waktu tinggalnya cepat. 5. Sukar terjadinya fouling.	1. Kondisi sirkulasi sukar dikontrol. 2. Dapat terjadi kelebihan ratio penguapan untuk pemasangan vertikal.	1. Penguapan dapat dinaikkan hingga mencapai 40% dari total inlet.
Forced circulation	1. Cocok untuk larutan pekat, high fouling, dan cairan berkandungan padatan. 2. Pengontrolan sirkulasi sangat baik 3. Untuk kecapatan sirkulasi tinggi 4. Untuk kebutuhan surface area yang sangat luas. 5. Fase pemisahan dapat dihindari. 6. Pemanasan lanjut kemungkinan terjadi.	1. Biaya tinggi untuk pomps,pemipaan dan instrumen kontrol. 2. Bisa terjadi kebocoran di bagian seal pompa. 3. Penambahan area untuk instalasi pompa. 4. Biaya operasinya tinggi.	Tipe ini dianjurkan jika reboiler tipe Kettle atau tipe horisontal thermosyphon tidak dapat bekerja pada suatu sistem.

3.1 Perawatan Shell and Tube Heat Exchanger

1.      Melakukan pembersihan secara berkala seperi di bawah ini :

·         Alirkan minyak panas atau hasil penyulingan melalui tabung atau shell dengan kecepatan yang baik,pada umumnya secara efektif dapat memindahkan kotoran atau hal serupa yang masih tersimpan didalamnya.

·         Garam yang tersimpan mungkin dapat dicuci bersih dengan mengalirkan air panas yang bersih.

·         Beberapa campuran pembersih komersil seperti “Oakite” dan “Dowell” mungkin efektif dalam menghilangkan kotoran yang sulit dihilangkan.

·         Jika tidak satupun dari metoda diatas efektif untuk menghilangkan sesuatu dalam skala besar, coke mungkin dapat digunakan.

2.      Amati kondisi bagian dalam dan luar dari seluruh tabung dan jaga kebersihannya.

Melalaikan dalam pemeliharaan kebersihan semua tabung dapt mengakibatkan kemacetan aliran yang mengalir sepanjang tabung, dengan konsekuensi tabung menjadi terlalu panas dibandingkan dengan sekitar tabung, yang akan menghasilkan perluasan tegangan dan membocorkan tabung hingga tube-sheet-joint.Ketika shutting down untuk perbaikan, hal yang penting bahwa semua cairan dikeringkan dari heat exchanger dan dikendurkan sampai tekanan atmosfer dan temperature lingkungan.

3.      Jangan mencoba untuk membersihkan tabung dengan mengeluarkan uap air melalui tabung individu. Hal ini menjadikan tabung terlalu panas dan mengakibatkan perluasan tegangan dan membocorkan tube hingga tube-sheet-joint.

4.      Jangan menangani tube bundle dengan pengait atau perkakas lain yang mungkin dapat merusak tabung.

5.      Untuk memperat suatu sambungan tabung, gunakan roller tipe tube expander yang sesuai.

6.      Untuk membersihkan dan memeriksa di dalam tabung, pindahkan channel cover (atau bonnet) dan jangan memindahkan channel.

7.      Untuk menempatkan kebocoran sambungan antara tabung dan lembar tabung atau suatu tabung terpisah, prosesnya sebagai berikut :

a.       Tipe Channel

·         Pindahkan channel cover

·         Menerapkan tekanan hidrolik di dalam shell

b.      Tipe bonnet

·         Pindahkan bonnet

·         Bolt test ring pada tempatnya dengan gasket dan packing

·         Menerapkan tekanan hidrolik di dalam shell

Gunakanlah hanya air dingin untuk tes hidrostatis. Titik dimana jalannya air keluar menandakan adanya tabung atau sambungan yang bocor.

Kesimpulan

·         Reboiler merupakan salah satu alat penukar panas dengan tipe shell and tube

·         Reboiler memiliki jenis yang berbeda-beda dan disetiap jenisnya memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing

·         Perawatan reboiler memiliki kesamaan dengan perawatan pada penukar panas shell and tube.

Referensi:

Dwinanto R, Ibnu. tanpa tahun. Mengoptimalisasikan Perancangan Reboiler (online). Tersedia: http://www.geocities.ws/rigun_indonesia/reboiler.pdf. (22 november 2011).

Milada PEZO, Vladimir D. Stevanovi, dkk. 2006. Simulations Of The Kettle Reboiler Shell Side Thermal-Hydraulics With Different Two-Phase Flow Models. (online). Tersedia: http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0354-9836/2006/0354-98360602127P.pdf. (22 november 2011).

no name. tanpa tahun. Pendahuluan . (online). Tersedia:  http://www.scribd.com/mobile/documents/48160865/download?commit=Download+Now&secret_password=. (22 november 2011).