HP boiler 1500–2000 psig di pabrik amonia/urea butuh air baku nyaris tanpa jejak: silika di bawah 0,02 mg/L, O2 terlarut <0,007 mg/L, dan hardness praktis nol. Jalannya: pretreatment agresif, demineralisasi primer (IX atau RO), dan polishing akhir mixed‑bed/EDI.
Silika setipis bayang pun bisa mengunci performa turbin. Pada tekanan 1500–2000 psig, silika ikut menguap dan membentuk deposit kaca keras di turbin—sebab itu, target silika di steam dan air attemperator praktis <0,02 mg/L (20 µg/L) dan natrium <0,01 mg/L (studylib.net, lenntech.com).
Standar konsensus untuk HP boiler pun ketat: O2 terlarut <0,007 mg/L, Fe dan Cu <0,01 mg/L, hardness diabaikan, dan kontrol pH rapat (studylib.net). Catatan praktik umum termasuk “use only volatile alkaline materials” untuk pengondisian uap/air (studylib.net).
Dewatering Tambang: Submersible vs VTP vs Ponton, Mana Terbaik?
Target kualitas untuk HP boiler
Unit amonia modern (1500–2000 psig) menuntut feedwater ultra‑murni demi mencegah scale, korosi, dan carryover. Silika khususnya krusial karena volatil di tekanan tinggi; bahkan ~0,02 mg/L SiO2 di steam bisa mengendap di turbin (lenntech.com). Panduan industri menyebut O2 terlarut <0,007 mg/L, Fe/Cu <0,01 mg/L, dan pH terkontrol ketat (studylib.net).
Pretreatment klarifikasi dan filtrasi media
Pretreatment mengangkat padatan tersuspensi dan koloid lebih dulu. Klarifier dengan koagulasi/flokulasi bisa menurunkan kekeruhan dari puluhan NTU ke <10 NTU dan menghilangkan >80–90% SS (NTU = satuan turbiditas) (lautanairindonesia.com, watertech.blog). Di tahap ini, dosis kimia presisi menjadi penting—aplikasi praktisnya lazim dengan pompa injeksi seperti dosing pump.
Filter multi‑media (mis. pasir/anthrasit dan karbon aktif) melakukan polishing hingga kekeruhan sangat rendah; kombinasi polimer dan sand filtration konsisten mencapai <0,2 NTU (watertech.blog). Implementasi praktis kerap menggunakan media sand silica untuk menangkap partikel 5–10 mikron, dilengkapi lapis anthracite guna memperdalam bed, serta lapisan activated carbon untuk mengurangi organik/klorin.
Konteks Indonesia: banyak sumber air permukaan dan air tanah mengandung Fe/Mn terlarut tinggi yang harus dioksidasi dulu. Media oksidasi tipe “greensand” yang dipakai luas di Jawa mampu menghilangkan >20 mg/L Fe (lautanairindonesia.com), tipikalnya direalisasi dengan filter besi/mangan seperti manganese greensand. Rangkaian pretreatment yang baik—oksidasi/aerasi Fe2+/Mn2+ lalu sedimentasi dan filtrasi multimedia—menargetkan kekeruhan akhir <1 NTU (idealnya ≪0,5 NTU) dan Fe/Mn <0,05 mg/L sebelum demineralisasi.
Unit klarifikasi konvensional dengan waktu tinggal 0,5–4 jam dapat diakomodasi menggunakan peralatan seperti clarifier yang memang dirancang untuk menurunkan padatan tersuspensi.
Penghilangan oksigen (deaeration)
O2 terlarut dipangkas dengan deaerator beruap untuk menghindari pitting dan korosi, menargetkan <0,007 mg/L (studylib.net). Sisa O2 ditangkap kimia—praktiknya memakai scavenger berbasis hidrazin atau amina yang lebih mulia; aplikasi ini selaras dengan penggunaan oxygen scavengers untuk boiler.
Demineralisasi primer: IX vs RO
Inti demineralisasi tersedia dua jalur utama. Ion exchange (IX) klasik memakai kation kuat (bentuk H⁺) untuk menghilangkan Ca²⁺/Mg²⁺, disusul anion kuat (bentuk OH⁻) untuk menangkap anion (Cl⁻, SO₄²⁻, silika, dsb.) sehingga menghasilkan air demin. Konfigurasi praktisnya bisa berupa softener terpisah + mixed‑bed atau two‑bed kation‑anion. Implementasi tipikal ini bersesuaian dengan solusi ion exchange system dan demineralizer, termasuk opsi softener di hulu.
Data uji bangku: sistem IX menurunkan hardness dari ~200–250 mg/L CaCO3 menjadi ~10 mg/L dan TDS dari ~400–500 mg/L ke ~75 mg/L, dengan pH akhir ~7,3 (researchgate.net, researchgate.net). Pabrik skala besar lazim memasang dua train paralel agar satu unit bisa diregenerasi saat lainnya operasi. Regenerasi memakai asam/kaustik pekat sehingga menghasilkan brine limbah yang perlu dikelola.
Reverse osmosis (RO) memakai membran bertekanan tinggi untuk menolak >90–95% garam terlarut. Pada skala tinggi, RO makin disukai karena menghindari regeneran kimia besar. Satu hingga dua tahap RO (kadang interstage boost) usai pretreatment dan dekarbonasi mampu menurunkan TDS permeat ke ~10–50 mg/L jika penolakan ion ~95% (researchgate.net). Implementasi praktisnya sejalan dengan paket brackish-water RO untuk TDS hingga 10.000 mg/L.
Namun, RO menuntut pretreatment ketat: kekeruhan <0,5 NTU, pengendalian hardness, dan antiscalant untuk mencegah scaling—ini lazim diatasi dengan program membrane antiscalants. Konsekuensinya, ada reject salinitas tinggi. Analisis komparatif menunjukkan mengganti IX dengan RO (dengan klarifikasi dan dekarbonasi tetap) menaikkan pengambilan air baku ~17,5% dan volume blowdown ~150%, meskipun beban garam limbah turun 20–30× (researchgate.net). Secara operasional ini berarti makeup water lebih tinggi untuk menutup permeat+blowdown, namun limbah kimia jauh lebih kecil. Kelayakan ekonomi bergantung pada biaya energi vs bahan kimia & pembuangan limbah; penulis menekankan trade‑off tersebut (researchgate.net).
Teknologi lebih baru seperti electrodeionization (EDI) dapat menambah polishing kontinu tanpa regenerasi kimia, tetapi mensyaratkan feed sangat bersih—skema yang sejalan dengan solusi EDI untuk produksi air ultrapure.
Solusi Keramik–High-Chrome untuk Pangkas Downtime Slurry Pumping
Polishing akhir mixed‑bed atau EDI
Untuk mengejar standar ultra‑pure, keluaran IX/RO biasanya melewati penukar ion campuran (mixed‑bed) atau EDI. Mixed‑bed menggabungkan resin kation/anion untuk menurunkan konduktivitas ke level deionized (~18,2 MΩ·cm atau ~0,055 µS/cm pada 25 °C) dan menyapu sisa silika. Operasi yang baik menempatkan silika residual ≪0,01 mg/L, memenuhi kebutuhan silika steam <0,02 mg/L (lenntech.com). Unit mixed‑bed komersial seperti mixed-bed ion exchanger lazim menghasilkan air dengan total kation/anion level parts‑per‑billion.
Contoh kapasitas dan angka kualitas
Untuk urea plant menengah (kapasitas steam 300–500 t/jam), TDS air baku umumnya ratusan mg/L dan hardness >200 mg/L (researchgate.net). Pasca pretreatment dan IX/RO, kualitas feedwater tipikalnya: Ca/Mg ≈0 mg/L, silika ≪0,02 mg/L, natrium <0,01 mg/L, dan konduktivitas ≲1 µS/cm. Studi yang sama menunjukkan rangkaian filtrasi + IX + mixed‑bed menghasilkan hardness ~10 mg/L dan TDS ~75 mg/L sebelum polishing; setelah polishing semua nilai mendekati nol (researchgate.net).
Hasil desain dan kinerja operasional
Kepatuhan terhadap standar ASME praktis tercapai, meminimalkan carryover padatan. Feedwater RO/EDI memungkinkan boiler beroperasi pada cycles of concentration (CoC = rasio konsentrasi garam di boiler terhadap makeup) yang lebih tinggi; Chem‑Aqua menyebut air umpan berkemurnian tinggi “allows boilers to run at much higher CoC”. Sebagai contoh, menaikkan CoC dari ~3× ke ~6× kira‑kira memangkas blowdown dari ∼33% ke ∼17% dari debit umpan, sehingga menurunkan makeup dan konsumsi energi.
Manajemen silika yang ketat—silika steam <0,02 mg/L melalui feed silika sangat rendah—mencegah deposit keras berkonduktivitas rendah yang “sulit dihilangkan” dan memicu kegagalan tube (lenntech.com).
Dari sisi kimia vs limbah: IX memakai asam/kaustik besar untuk regenerasi (limbah brine pekat), sedangkan RO memakai energi namun jauh lebih sedikit regeneran. Pergantian IX→RO dapat menaikkan blowdown ~150% dan pengambilan air baku ~17,5% tetapi memangkas beban garam limbah 20–30× (researchgate.net). Ekonomi akhirnya bergantung harga energi vs kimia dan biaya pembuangan (researchgate.net).
Dampak kepatuhan: meski feedwater boiler tak diatur langsung, pengurangan blowdown dan beban TDS/klorida di efluen membantu pemenuhan standar limbah industri Indonesia. Semakin murni umpan, semakin kecil debit dan beban buang.
Benefit terukur: skema lengkap (flokulasi + filtrasi + RO/IX + mixed‑bed) memberikan konduktivitas mendekati air deion (kisaran µS/cm), silika <0,01 mg/L, hardness nyaris nol—umumnya memungkinkan CoC >5–6× (sering ditargetkan 8–10× atau lebih) dibanding 3–4× pada air baku keras. Secara operasional, makeup water dapat turun 20–30% atau lebih. Tren pasar juga sejalan: pasar bahan kimia treatment boiler Asia‑Pasifik tumbuh >6%/tahun (mordorintelligence.com).
Real-Time Analyzer untuk Stabilkan Kualitas & Naikkan Yield Prep Plant
Sumber, data, dan catatan teknis
Rujukan standar dan studi industri: batas O2 terlarut <0,007 mg/L, hardness ~0 mg/L, serta anjuran “use only volatile alkaline materials” untuk bahan alkalinitas volatil (studylib.net, studylib.net). Target silika spray/attemperator <0,02 mg/L (studylib.net), sementara banyak air alami mengandung 1–100 mg/L SiO2 (lenntech.com), sehingga demineralisasi harus menghilangkan hampir seluruh silika.
Desain dan pembandingan proses: uji IX menurunkan TDS ~400–500→~75 mg/L dan hardness ~200–250→~10 mg/L dengan pH akhir ~7,3 (researchgate.net, researchgate.net). Perbandingan IX vs RO menunjukkan RO + mixed‑bed butuh ~17,5% lebih banyak air baku dan ~150% lebih banyak blowdown, namun beban garam limbah turun 20–30×; ekonomi bergantung keseimbangan energi vs kimia/limbah (researchgate.net, researchgate.net, researchgate.net).
Pretreatment praktis: media oksidasi Fe/Mn yang digunakan di Indonesia mampu mengatasi Fe >20 ppm (lautanairindonesia.com); polimer + filtrasi pasir rutin mencapai kekeruhan <0,2 NTU (watertech.blog). Untuk efisiensi operasi, feedwater RO/EDI “could allow boilers to run at much higher CoC” (chemaqua.com). Tren pasar Asia‑Pasifik: segmen bahan kimia boiler treatment tumbuh >6%/tahun (mordorintelligence.com).
Catatan definisi: RO (reverse osmosis, membran bertekanan); IX (ion exchange, pertukaran ion kation/anion); mixed‑bed (campuran resin kation+anion dalam satu vessel); EDI (electrodeionization, deionisasi kontinu dengan listrik tanpa regeneran kimia); CoC (cycles of concentration, rasio konsentrasi garam di boiler vs makeup); NTU (Nephelometric Turbidity Unit); blowdown (pembuangan sebagian air boiler untuk mengontrol akumulasi garam).
Opsional material: resin kuat/lemah untuk IX dapat dirujuk ke ion exchange resin; kontrol pH volatil berbasis amina sejalan dengan neutralizing amine untuk menjaga pH sistem.
