Di siklus uap pabrik pulp & kertas, karbon dioksida dan oksigen terlarut memicu korosi cepat. Kuncinya: neutralizing amines, film-forming amines, dan deaerator yang menekan O₂ hingga satu digit ppb.
Di sebagian besar pabrik pulp & kertas, kondensat berkualitas tinggi diperlakukan sebagai “liquid gold”: panasnya tinggi, konduktivitasnya rendah, dan setiap liter yang kembali berarti penghematan bahan bakar. Chem-Aqua merangkum logikanya gamblang: “every gallon of condensate returned … saves a cubic foot of natural gas” (www.chemaqua.com). Filtrox menambahkan, pemulihan kondensat “saves fuel, water, and treatment chemicals” (www.filtox.com).
Namun tanpa kimia proteksi, “emas cair” itu bisa menggerogoti jaringan pipa kembali. CO₂ yang terbebas dari alkalinitas feed membentuk asam karbonat, menurunkan pH kondensat dan menyerang baja/tembaga (www.filtox.com; www.watertechnologies.com). Bahkan “a few parts per billion” O₂ dapat memicu pitting pada stainless/carbon steel dalam hitungan jam (www.filtox.com; www.watertechnologies.com). Seperti dikutip salah satu sumber industri: “dissolved oxygen remains the most feared species, because even a few ppb can pit stainless steel and erode pump impellers in hours. Carbon dioxide is equally troublesome, forming carbonic acid that lowers condensate pH and accelerates general corrosion.” (www.filtox.com).
Baca juga:
Pemicu korosi kondensat
Tanpa perlakuan, pH kondensat dapat jatuh ke kisaran asam ~4–5; lapisan oksida protektif larut dan dinding pipa menipis, terutama di titik rendah dan flange (www.watertechnologies.com; www.filtox.com). Biaya ekonominya terjal: kegagalan pipa kondensat—sering terkubur—mahal diperbaiki, sementara debris korosi redeposit di boiler/turbin, mendorong biaya perawatan (watertechnologyreport.wordpress.com). Di sisi lain, pemulihan kondensat menghemat bahan bakar, air, dan bahan kimia (www.filtox.com), dan dipandang praktik terbaik jika—dan hanya jika—korosi terkendali.
Neutralizing amines dan pH kondensat
Strategi inti adalah volatile neutralizing amines (amine volatil penetral), yang menaikkan pH dengan menghidrolisis asam karbonat. Difeed ke feedwater atau steam, amine ikut terbawa uap dan menetralkan CO₂ di titik kondensasi (fr.scribd.com; www.watertechnologies.com). Amine umum: morpholine, cyclohexylamine/CHDA, dan diethylaminoethanol/DEAE (www.chemaqua.com).
Reaksi penetralan terjadi menurut: R–NH₂ + H₃CO₃ → R–NH₃⁺ + HCO₃⁻. Dengan pengaturan feed, pH kondensat dijaga alkalis. Panduan menargetkan ~pH 8,8–9,2 untuk sistem campuran Cu/Fe (www.watertechnologies.com), atau minimal di atas pH 7,0 setelah tiap tahap kondensat (watertechnologyreport.wordpress.com). Secara praktik, operator mengejar pH akhir ≈7,5–8,5 (watertechnologyreport.wordpress.com). Sistem yang tertangani baik akan menahan Fe dan Cu terlarut jauh di bawah 0,1 mg/L (ppb) (watertechnologyreport.wordpress.com).
Dosis bersifat stoikiometrik terhadap CO₂: amine 100% aktif ~2 mg/L per 1 mg/L CO₂; karena yang dipakai umumnya larutan 20–40%, kebutuhan jadi ~5–10 mg/L larutan per 1 mg/L CO₂. Contoh: 50 ppm CO₂ di uap butuh ~250–500 ppm amine 30% aktif (watertechnologyreport.wordpress.com). Karena tiap amine punya distribusi uap/cair berbeda, blend lazim digunakan. Morpholine berasio rendah (~0,4) sehingga tinggal di kondensat awal; CHDA tinggi (~4–5) sehingga menjangkau kondensat hilir; DEAE di tengah (~2) (watertechnologyreport.wordpress.com).
Penggabungan amine (mis. morpholine/CHDA) umum agar CO₂ dikejar di tiap fase (www.watertechnologies.com). Kriteria seleksi: kapasitas penetralan (massa molekul lebih rendah = kapasitas lebih tinggi) (www.watertechnologies.com), basicity (nilai Kb) (www.watertechnologies.com), rasio distribusi, dan stabilitas termal—morpholine dan CHDA tahan dekomposisi hingga ~400°C dan ~2500 psig (www.watertechnologies.com). Program seperti neutralizing amine biasanya diumpankan kontinu memakai pompa dosing agar pH target stabil di seluruh jaringan.
Baca juga:
Kondensat Sterilizer Sawit: Limbah Panas yang Bisa Diubah Jadi CPO dan Penghematan Energi
Film-forming amines pada jaringan return
Ketika alkalinitas feed tinggi atau ada risiko ingress O₂, film-forming amines/FFA (alkylamine rantai panjang, R≈C₁₂–C₂₂) digunakan. FFA terbawa uap dan membentuk lapisan molekuler pada permukaan logam basah (www.watertechnologies.com; www.chemaqua.com). Ekor hidrofobiknya membentuk barrier yang mencegah air dan gas terlarut menyentuh logam; produk korosi/oksida awal terangkat oleh aksi surfaktan, lalu terbentuk film protektif baru (www.chemaqua.com; www.watertechnologies.com). Film bersifat mono- atau multi-molekuler; setelah mapan, kebutuhan residu sangat kecil (fraksi ppm) (fr.scribd.com; www.watertechnologies.com).
FFA sering dipakai bersama neutralizing amines untuk proteksi penuh, termasuk “next‑generation” FFA pada kasus alkalinitas tinggi saat neutralizer saja melampaui feed rate praktis (www.chemaqua.com). Praktik aplikasi: mulai bertahap—sekitar ⅓ dari feed final—lalu naikkan; overdosing awal dapat melepaskan scale lama dan menyumbat steam trap (www.chemaqua.com). Basis feed umumnya flow uap (mis. sebagian program memakai 0,3×–1× ppm per kg/kg steam) untuk menjaga residu kecil ≈0,1–0,5 ppm di kondensat (watertechnologyreport.wordpress.com). Untuk distribusi merata pada sistem kompleks, kadang sedikit emulsifier atau neutralizer ikut di‑feed (www.watertechnologies.com). Monitoring dilakukan via corrosion coupon atau “wettedness test” (air membentuk bead di kupon terproteksi) (www.chemaqua.com).
Deaerator dan pengendalian oksigen
Deaerator (unit penghilang gas terlarut secara termal) adalah garis pertahanan pertama terhadap O₂. Sesuai Hukum Henry, memanaskan feedwater dengan menyemprotkan ke dalam uap menguapkan ~97–98% O₂ terlarut (www.watertechnologies.com). Deaerator bertekanan memanaskan hingga mendekati temperatur jenuh, dengan jaminan vendor ≤0,005 cm³/L (~7 ppb) O₂; tipe vakum hanya ~330–650 ppb (www.watertechnologies.com). Watermech mencatat, thermal deaerator rutin menekan O₂ di bawah 0,007 mg/L (7 ppb) (watermech.com), dan ringkasan HandWiki menegaskan “most deaerators are designed to remove oxygen down to levels of 7 parts per billion or less, as well as essentially eliminating carbon dioxide” (handwiki.org).
Bahkan level serendah itu tetap berisiko, sehingga oxygen scavenger (pengikat O₂) ditambahkan: sodium sulfite, hydrazine, atau organik mengkonversi sisa O₂. Dosis praktis sulfite ~10 ppm per 1 ppm O₂; hydrazine 35% ~3 ppm per 1 ppm O₂ (watertechnologyreport.wordpress.com; watertechnologyreport.wordpress.com). Buku pegangan menekankan “nearly complete oxygen removal is required” (www.watertechnologies.com). Dalam praktik, tray/spray deaerator dirancang menekan O₂ ke 5–7 ppb dan memurnikan sebagian besar CO₂ (handwiki.org). Program oxygen scavengers biasanya menjadi pasangan tetap dari program bahan kimia boiler untuk memastikan sisa O₂ habis.
Penting: deaerasi menghilangkan CO₂ bebas saja; CO₂ “terikat” dalam bikarbonat feed tetap ada dan terbentuk kembali sebagai asam karbonat di kondensat (www.watertechnologies.com). Reaksi di boiler melepaskan CO₂ dalam jumlah besar: ~0,79 mg/L CO₂ per 1 mg/L NaHCO₃, atau 0,35 mg/L CO₂ per 1 mg/L Na₂CO₃ (www.watertechnologies.com; watertechnologyreport.wordpress.com). Misalnya, 100 mg/L alkalinitas sodium bicarbonate menghasilkan sekitar 79 mg/L CO₂ di uap (www.watertechnologies.com; watertechnologyreport.wordpress.com). Kegagalan deaerator—venting buruk, temperatur turun—memasukkan kembali O₂ dan CO₂, yang kemudian harus ditangani amine atau inhibitor korosi (www.watertechnologies.com).
Baca juga:
Mengapa Sterilizer Horizontal & Kontrol Otomatis PLC/SCADA Jadi Pilihan Utama di Pabrik Kelapa Sawit
Program multi‑barrier dan parameter target
Praktik terbaik bersifat berlapis: material pipa return yang tahan korosi atau dilapisi; deaerasi feedwater untuk ≥98% penghilangan O₂ dan degassing sebelum boiler (target <0,01 mg/L O₂ dan <10 ppb CO₂) (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com); oxygen scavenger kimia untuk sisa O₂ (www.watertechnologies.com; watertechnologyreport.wordpress.com); neutralizing amines untuk menjaga pH kondensat ≈8–9—dengan program lapangan umumnya 50–500 ppm larutan amine agar pH 7,5–9 (watertechnologyreport.wordpress.com; www.watertechnologies.com); serta filming amines yang mendepositkan monolayer hidrofobik di seluruh sistem uap/kondensat (www.chemaqua.com; www.watertechnologies.com).
Dampak ekonomi dan indikator kinerja
Dengan parameter terukur, pabrik mendapati proteksi nyata: sistem bertreatment biasanya menunjukkan pengembalian Fe/Cu <0,1 mg/L dan laju korosi kupon mendekati nol (watertechnologyreport.wordpress.com). Tanpa treatment, kehilangan logam dapat mencapai beberapa persepuluh mm/tahun. Biaya bahan kimia terimbangi oleh pencegahan penggantian pipa dan tube boiler. Survei industri mencatat, mengembalikan 90% kondensat dengan kontrol kimia tepat dapat memangkas tagihan bahan bakar pabrik pada kisaran 10–15% (www.chemaqua.com; www.filtox.com). Ketika deaerator yang robust (>98% removal) dipadukan dengan neutralizing dan filming amines, tekanan oksigen dan asam di kondensat turun ke level sangat rendah—memanjang usia aset dan efisiensi (www.watertechnologies.com; www.chemaqua.com).
Sumber acuan teknis
Sumber: Industry handbooks dan studi kimia siklus uap (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com; handwiki.org), panduan konsultan/penyedia treatment (www.chemaqua.com; watertechnologyreport.wordpress.com; www.watertechnologies.com), dan publikasi utilitas P&P (www.filtox.com; www.filtox.com). Angka pH, dosis amine, dan batas residu dalam artikel ini diambil dari sumber-sumber tersebut.
