Di jantung sistem feedwater, deaerator—pemanas air umpan bertekanan—bekerja dengan logika sederhana namun disiplin: panaskan air hingga mendekati titik didih pada tekanan operasi, dan oksigen (O₂) pun pergi. Prinsip Henry dan Raoult (hukum kelarutan gas) memberi pijakan: “if the water temperature is raised to boiling point at the prevailing pressure… the partial gas pressure is zero” (stork.com). Dalam praktik, air disemprot atau dicadaskan (spray/cascade) ke atmosfer uap agar mencapai beberapa °C di bawah suhu jenuh (watertechnologies.com).

Angkanya telak: deaerator kontak-gas tipe spray yang dirancang baik membuang ~97–98% O₂ masuk dengan memanaskan air nyaris ke jenuh (watertechnologies.com). Sisa jejak O₂ disisihkan di tahap berikutnya—secara fisik atau kimia. Unit tekanan tinggi modern menghasilkan O₂ umpan sekitar 0.005–0.01 mg/L (5–10 ppb) (policy.asiapacificenergy.org; watertechnologies.com). Bandingkan: hotwell atmosferik 85–90 °C masih memuat ~2 mg/L O₂ (spiraxsarco.com), jauh di atas target utilitas modern.

Pabrik maju kerap menjamin ≤7 ppb (≈0.005 mg/L) O₂ di feedwater (watertechnologies.com; policy.asiapacificenergy.org). Sisaan O₂ umumnya dihapus dengan scavenger kimia, karena bahkan “trace amounts… may cause corrosion damage” (watertechnologies.com). Di titik ini, pemilihan bahan kimia seperti oxygen scavengers dan akurasi injeksi menggunakan dosing pump menjadi bagian dari disiplin operasi, bukan sekadar aksesori.

baca juga: Media Filtrasi : Sand Filter, Carbon Filter dan Iron Filter

Fungsi deaerator dan hukum kelarutan

Deaerator adalah pemanas air umpan bertekanan (pressurized feedwater heater) yang “mengusir” O₂ dan CO₂ dengan memanaskan air hingga mendekati titik didih pada tekanan operasi. Secara termodinamika, pada kondisi jenuh, tekanan parsial gas di permukaan air mendekati nol, sehingga gas terlarut pada dasarnya keluar dari larutan—persis seperti pernyataan “the partial gas pressure is zero” di stork.com. Itulah sebabnya desain spray/cascade yang memaksimalkan kontak air–uap menjadi standar, sebagaimana diuraikan oleh watertechnologies.com.

Data operasi mempertegas prinsip ini. Dengan pemanasan hampir ke jenuh, “spray/gas-contact” deaerator mampu membuang ~97–98% oksigen yang masuk (watertechnologies.com)—sisanya dihilangkan lewat polishing fisik atau bahan kimia di hilir.

Baca juga: Pengolahan Limbah Secara Kimia

Perbandingan desain spray-type dan tray-type

Spray-type menyemprotkan feedwater melalui nozzle/baffle agar bercampur dengan uap. Aransemen satu bejana ini ringkas, responsif terhadap perubahan beban, dan mudah dipasang. Pemasok mencatat spray modern dapat menghasilkan O₂ outlet <7 ppb pada 10–110% beban (stork.com). Karena interiornya berada dalam selimut uap yang minim O₂, konstruksi umumnya cukup dengan carbon steel (stork.com), menekan biaya.

Tray-type mengandalkan kaskade pada beberapa tray horizontal (sering 10–24 tingkat); air menurun sebagai film tipis di atas perforasi, berpapasan silang dengan uap. Tiap kaskade memajang area permukaan baru untuk desorpsi gas. Keunggulannya: efisiensi O₂ tetap tinggi pada beban rendah; saat debit turun, film makin tipis sehingga kontak per satuan massa tetap efektif (deaerator.com). Bandingkan dengan spray yang memerlukan kenaikan temperatur besar (sering ~30 °C) plus aliran uap tinggi agar optimal; efisiensinya “seriously decreases” di bawah ~25% beban (deaerator.com).

Hasil terukur keduanya sejajar di target rendah: Stork melaporkan <7 ppb untuk spray pada 10–110% beban (stork.com); sistem tray yang sebanding dapat mencapai level serupa namun pada rentang beban yang lebih sempit (stork.com). Trade-off-nya jelas: spray kerap tidak membutuhkan oxygen scavenger tambahan untuk memenuhi spesifikasi tersebut (menghemat biaya kimia, stork.com), sementara tray sering tetap memberi dosis scavenger untuk menjamin performa. Di sisi biaya modal, tray menuntut internal stainless (lebih mahal) dan struktur penyangga yang lebih kompleks (stork.com). Pengalaman empiris menunjukkan ~100% turndown mudah dipenuhi oleh spray, sedangkan tray unggul ketika kondisi umpan atau beban sangat bervariasi. Pada akhirnya, ekonomi proyek yang menentukan: spray lebih sederhana di capex dan perawatan, tray memberi margin reliabilitas pada ekstrem aliran.

Baca juga: 

Penerapan Sistem Biofilter dalam Pengolahan Limbah Air

Kendali tekanan–temperatur operasi

Kontrol presisi pada tekanan uap deaerator—dan karenanya temperatur jenuh—adalah kunci. Kelarutan O₂ turun tajam saat temperatur naik: air 20 °C memuat ~9 ppm O₂; di 60 °C ~5 ppm; di 90 °C ~2 ppm; dan di 100 °C (jenuh) praktis 0 (spiraxsarco.com; stork.com). Operasi feedtank atmosferik di 85–90 °C, misalnya, masih menyisakan sekitar 2.0 mg/L O₂ (spiraxsarco.com).

Karena 100 °C pada 1 atm rawan kavitasi, banyak pabrik menjalankan deaerator sedikit bertekanan (e.g., 0.1–0.3 bar g) agar titik jenuh terjadi di ~100–105 °C (spiraxsarco.com). Pada 0.2 bar g (≈1.2 bar abs, jenuh ~105 °C), O₂ terlarut turun ke ~0.005 mg/L (policy.asiapacificenergy.org). Banyak boiler besar memilih setpoint ≈0.2 bar g—“saturation temperature of 105 °C”—dengan venting uap yang tetap terkendali (spiraxsarco.com).

Secara kuantitatif, menjaga tekanan/temperatur yang tepat memberi reduksi O₂ hingga faktor ~100: menaikkan feedwater dari 85 °C ke 105 °C (dengan kontrol tekanan yang sesuai) dapat memangkas O₂ dari ~2 mg/L ke ~0.005 mg/L. Sebaliknya, penurunan beberapa derajat dari desain langsung memicu kenaikan O₂ residu. Karena itu, deaerator dibekali katup kontrol uap respons-cepat; pengendali tekanan menahan tekanan bejana—dan temperatur—pada setpoint (spiraxsarco.com). Intinya, kondisi jenuh yang stabil diperlukan untuk “make use of steam…and improve fuel economy” (spiraxsarco.com).

Dalam operasi sehari-hari, setpoint yang salah atau kontrol yang buruk langsung menaikkan O₂ terlarut. Hotwell atmosferik di 70 °C alih-alih 85 °C, misalnya, akan menaikkan O₂ beberapa kali lipat; sebaliknya, deaerator yang terkendali baik di 105 °C mendorong O₂ residu ke kisaran ppb (policy.asiapacificenergy.org). Karena jejak O₂ sekecil apa pun mempercepat pitting di tekanan tinggi (watertechnologies.com), pembangkit berinvestasi pada pemantauan—sering dengan analyzer O₂ daring—untuk memverifikasi target <7 ppb tercapai konsisten.

baca juga: 

Pengertian dan Pengaruh TDS dan TSS Terhadap Kualitas Air

Kinerja target dan disiplin hilir

Garis besarnya konsisten: unit bertekanan menurunkan O₂ ke 0.005–0.01 mg/L (5–10 ppb) (policy.asiapacificenergy.org; watertechnologies.com), dengan banyak fasilitas maju menjamin ≤7 ppb (≈0.005 mg/L) (watertechnologies.com; policy.asiapacificenergy.org). Sisaan O₂ “ditangani secara kimia” di hilir—sebuah praktik yang sejalan dengan penggunaan oxygen scavengers dan kontrol injeksi terukur via dosing pump—karena “trace amounts… may cause corrosion damage” (watertechnologies.com).

Sumber: teks rekayasa uap dan referensi industri tentang pengolahan air umpan boiler (watertechnologies.com; stork.com; policy.asiapacificenergy.org; stork.com; deaerator.com; spiraxsarco.com; spiraxsarco.com; spiraxsarco.com)—angka dan panduan (misalnya O₂ solubility vs T, 7 ppb guarantee, kenaikan ~30 °C untuk spray, setpoint 105 °C) mendasari analisis di atas.