Di pabrik amonia‑urea modern, kualitas air umpan boiler bukan sekadar housekeeping—ia penentu umur katalis reformer. Bahkan jejak kontaminan di level ppb bisa ikut “terbawa” uap dan meracuni nikel.
Di dunia reforming gas alam untuk amonia, standar kemurnian air umpan boiler ditulis tebal: tanpa kompromi. Uap bertekanan tinggi—sering 1500–2000 psig—mengalir ke reformer untuk menghasilkan gas sintesis, dan setiap ion liar yang lolos bisa berujung pada fouling permukaan panas dan, yang lebih kritikal, keracunan katalis nikel.
Pedoman industri menegaskan angka‑angka ketat: oksigen terlarut di feedwater <0,007 mg/L, besi dan tembaga <0,010 mg/L, kekerasan nol, dan pH sekitar 8,8–9,6 pada 25 °C (slideshare.net). Konsensus ASME untuk 1500–2000 psig secara eksplisit menuntut air nyaris murni—Ca/Mg tak terdeteksi, silika dan natrium di level ppb—dan oksigen harus diturunkan ke <0,007 mg/L sebelum program kimia apa pun (slideshare.net; studylib.net).
Solusi Keramik–High-Chrome untuk Pangkas Downtime Slurry Pumping
Spesifikasi kemurnian dan angka kunci
Pabrikan dan praktisi menyasar konduktivitas feedwater ≤0,1–0,2 μS/cm (μS/cm: mikroSiemens per sentimeter, satuan konduktivitas) dan silika ≤10 μg/L, dengan natrium ≤2 ppb (ppb: parts per billion/bagian per miliar) untuk menjaga uap tetap “bersih” (chemtreat.com; studylib.net). Oksigen dikeluarkan lewat deaerator (deaerasi: penghilangan gas terlarut secara pemanasan/kontak uap) hingga level ppb; sisa O₂ bisa memicu hotspot H₂O₂ yang korosif di permukaan logam (slideshare.net).
Program kimia khusus—misalnya buffer fosfat/fosfonat—dipakai untuk menjaga pH boiler ~9–9,6 demi mempasivasi baja serta mengontrol Ca/Mg (studylib.net).
Rangkaian treatment berlapis dan polesan kondensat
Praktiknya, operator memakai tahapan beruntun: filtrasi, softening, reverse osmosis (RO) atau ion exchange, mixed‑bed polishing, dan deaerasi. Filtrasi media dua lapis dengan pasir‑silika menjadi pretreatment standar untuk menyaring partikel 5–10 mikron, dan tersedia sebagai sand/silica dual media filtration.
Untuk menghilangkan klorin dan organik yang mengganggu RO dan resin, unit activated carbon sering ditempatkan di hulu.
Ketika turbiditas sumber tinggi, pretreatment membran dengan ultrafiltration (UF) memberi perlindungan ke RO sekaligus cocok untuk air permukaan/air tanah.
Penghilangan TDS (total dissolved solids) make‑up dilakukan dengan RO, misalnya brackish water RO untuk TDS hingga 10.000 mg/L.
Untuk jalur demineralisasi konvensional, train kation/anion kuat‑lemah tersedia sebagai demineralizer yang menyasar kekerasan nol dan menurunkan silika.
Bagian polishing akhir menggunakan mixed‑bed guna meraih “ultra‑pure”, dengan resin tercampur yang setelah regenerasi terpisah kembali dan mampu menurunkan silika hingga kurang dari 20 ppb serta TDS sangat rendah.
Alternatif beroperasi kontinu tanpa regenerasi kimia adalah EDI (electrodeionization) untuk ultra‑pure water.
Aliran balik kondensat yang kembali ke boiler dipoles lagi untuk menangkap jejak logam/garam memakai condensate polisher, sejalan dengan praktik “meminimalkan besi umpan yang masuk drum uap”—bahkan sedikit oksida besi dari waktu ke waktu bisa menimbulkan masalah (slideshare.net).
Untuk menjaga partikel halus terakhir, operator kerap menambahkan filter 1–5 mikron; housing higienis untuk layanan kritis tersedia sebagai SS 316L cartridge housing.
Deaerasi dan program kimia boiler
Deaerator menurunkan O₂ ke level ppb, lalu dituntaskan oleh scavenger; white paper industri menekankan bahwa diferensiasi perlakuan boiler bertekanan tinggi berfokus menghilangkan klorida, sulfat, dan silika (chemtreat.com).
Pengikat O₂ di jalur kimia diumpankan secara akurat melalui dosing pump, dengan paket oxygen scavengers yang menargetkan sisa oksigen <0,007 mg/L sebelum kimia lain diterapkan.
Untuk kontrol pH dan korosi, neutralizing amine menjaga alkalinitas kondensat/pipa, sementara alkalinity control mempertahankan pH boiler di kisaran ~9–9,6 guna mempasivasi baja.
Pencegahan kerak di permukaan perpindahan panas dibantu oleh program scale control yang selaras dengan filosofi “ultra‑low solids” pada generator uap bertekanan tinggi (chemtreat.com).
Data pabrik amonia: pH vs besi (ppb)
Studi di pabrik amonia menunjukkan bagaimana penyesuaian pH mengurangi korosi. Menaikkan pH feedwater dari 8,4 ke 9,1 (disertai deaerasi) menurunkan besi di umpan boiler dari ~35–40 ppb menjadi <10 ppb—pengurangan ~75–85%—menegaskan pentingnya kendali konduktivitas/alkalinitas (studylib.net).
| Day | Feed pH | Fe in feed (ppb) |
|---|---|---|
| 15 | 8.4 | 40 |
| 16 | 8.5 | 35 |
| 17 | 9.1 | 11 |
| 21 | 9.0 | < 5 (ND) |
Keterangan: di atas ~pH 9, besi terlarut turun di bawah batas deteksi, sehingga mengurangi potensi carryover dan fouling hilir (studylib.net).
Perlindungan katalis dari carryover uap
Alasan utama seluruh disiplin ini sederhana: cegah kontaminan—ion logam, halida, silika—ikut terbawa uap (carryover: droplet/komponen volatil yang “terikut” uap) dan mendarat di reformer, merusak situs aktif katalis nikel. Silika terkenal licik; pada tekanan tinggi, sebagian bersifat “vaporous” dan bisa ikut distilasi bersama uap (chemtreat.com), sehingga batas rekomendasi 10 ppb menjadi relevan—bahkan untuk turbin (chemtreat.com).
Droplet yang terentrain mengandung seluruh garam terlarut; begitu menetes ke bed katalis, deposit besi/tembaga atau garam klorida/sulfat menciptakan zona asam lokal dan mempercepat kerusakan. Praktiknya, setiap carryover air boiler dianggap tidak dapat diterima; liquid droplets entrained in the steam also contain dissolved solids dan langsung menurunkan kemurnian uap (beggcousland.com).
Real-Time Analyzer untuk Stabilkan Kualitas & Naikkan Yield Prep Plant
Desain boiler dan steam drum berkemurnian tinggi
Di sisi peralatan, steam drum dilengkapi pemisah siklon (cyclone separator: pemisah sentrifugal) multi‑tahap untuk membuang bulk liquid, diikuti demister berbentuk chevron/mesh (demister: penangkap tetes mikro) untuk menangkap droplet sisa (beggcousland.com; beggcousland.com).
Skema tipikal: air didistribusikan untuk membentuk film di pipa pemanas, campuran uap‑air naik melewati bank siklon yang melemparkan kembali cairan ke drum, lalu uap melewati mesh demister dua tahap sebelum keluar (beggcousland.com; scribd.com).
Pedoman industri bahkan menyebut jarak bebas: paket siklon/demister harus cukup jauh di atas level air maksimum—contoh margin ≥300 mm—agar turbulensi tak mengentrai ulang cairan (scribd.com).
Dengan desain tepat, pabrikan demister mencatat kemurnian uap di kisaran 5–1000 ppb residual partikel/garam terlarut (beggcousland.com).
Blowdown, monitoring, dan kontrol TDS
Kontrol blowdown otomatis membuang fraksi air boiler paling terkonsentrasi untuk menahan akumulasi silika/garam, dengan monitor konduktivitas/TDS kontinu yang memantau kenaikan mendadak. Kedisiplinan blowdown diperlukan agar TDS tetap di level ppb, melengkapi peran drum separator dan demister.
Baca juga:
Blueprint Dewatering Tambang: Pompa Tahan Abrasi & Pengolahan Air
Implikasi operasi dan sumber rujukan
Kesimpulannya, data dan praktik lapangan menunjukkan bahwa air demineralisasi ultra‑murni—konduktivitas <0,2 μS/cm, silika ~10 μg/L, O₂ <0,007 mg/L, kekerasan ~0—plus steam drum yang direkayasa untuk separasi tinggi adalah fondasi keselamatan katalis. Lapse kecil pada kemurnian (konduktivitas naik, sisa garam) berbanding lurus dengan deposit dan fouling katalis, sementara protokol kimia yang dikendalikan data (mis. menaikkan pH feed dari 8,4–8,5 ke ~9,0–9,1 yang menurunkan Fe dari 35–40 ppb ke 11 ppb dan bahkan <5 ppb/ND) memperpanjang umur katalis dan menstabilkan efisiensi reformer—prioritas di operasi pupuk skala besar (studylib.net; slideshare.net).
Rangkuman angka dan rujukan teknis berasal dari konsensus ASME dan manual industri (slideshare.net; studylib.net), catatan pabrikan demister tentang separator siklon/chevron/mesh (beggcousland.com; beggcousland.com), serta panduan ChemTreat tentang dampak silika, natrium, dan besi terhadap korosi/deposit (chemtreat.com; chemtreat.com).
