Targetnya sederhana tapi brutal: feedwater ultra‑murni, bebas O₂/CO₂, dan kondensat yang tidak menggerogoti pipa. Caranya butuh pretreatment yang rapi, scavenger O₂ volatil seperti DEHA, dan amina untuk menahan asam karbonat—semuanya dipantau ketat agar DO tetap ≲5–10 ppb.
Di boiler tekanan tinggi (50–100 bar) untuk ammonia/urea, setetes oksigen terlarut (DO, dissolved oxygen) atau CO₂ bisa berubah menjadi pitting dan grooving pada temperatur tinggi—dan kegagalan lokal dapat muncul dalam hitungan jam. Praktik industri membatasi DO feedwater pada ≲0,005–0,01 mg/L (5–10 ppb) dan besi pada ≲0,005–0,01 mg/L sebagaimana dirujuk di ro.scribd.com dan ro.scribd.com. Silika harus <5 ppm dan klorida <50 ppm untuk boiler tekanan tinggi menurut www.boilermart.co.id. Alkalinitas dijaga rendah (P- dan M-alkalinity ~20–50 ppm) dan pH feed ≈8,5–10, termasuk rujukan pH pada 250 °C 8,8–9,2 di ro.scribd.com dan ro.scribd.com. Pemurnian yang baik memungkinkan siklus konsentrasi tinggi (sering TDS <1000 mg/L) sebagaimana dicatat oleh www.boilermart.co.id dan www.xylem.com.
Standar Indonesia sejalan: silika <5 ppm, klorida <50 ppm, TDS <1000 ppm (www.boilermart.co.id), sementara kebijakan terbaru menekankan efisiensi dan proses bersih di industri ammonia/urea (Permenperin 11/2023; id.scribd.com). Xylem merangkum logikanya: investasi pada quality feedwater mengurangi bahan kimia dan menaikkan cycles of concentration, meningkatkan efisiensi pabrik (www.xylem.com).
Desain Pengolahan Blowdown Batubara agar Lolos Baku Mutu Indonesia
Tujuan kualitas air dan batas operasi
Target operasional merentang dari pH feed ≈8,5–10 (dengan acuan pH 8,8–9,2 pada 250 °C) hingga DO ≲5–10 ppb, Fe total ≲0,005–0,01 mg/L, silika <5 ppm, klorida <50 ppm, dan TDS <1000 mg/L (ro.scribd.com; ro.scribd.com; www.boilermart.co.id). Alkalinitas P dan M ~20–50 ppm membantu menekan pelepasan CO₂ ke steam dan mencegah turun pH di kondensat. Dengan kontrol padat, TDS boiler diatur melalui blowdown agar siklus ~8–10 tetap stabil, dan kualitas feed yang baik membuka peluang cycles lebih tinggi (TDS tetap <1000 mg/L) sebagaimana ditegaskan oleh www.xylem.com.
Pretreatment dan deaerasi feedwater
Deaerasi mekanis memulai permainan: pressure deaerators (spray‑tray) memanaskan air hingga mendekati didih dan melepas ~97–98% O₂ terlarut dan CO₂ bebas (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com). Dengan operasi baik, vendor menjamin DO ≲0,005 cm³/L (~7 ppb) (www.watertechnologies.com). Sebagai referensi, pada 90 °C air biasa masih memegang ~2 ppm O₂, sehingga venting steam kontinu wajib untuk mendekati nol (www.forbesmarshall.com).
Kimia pretreatment memangkas beban korosi sejak hulu. Softener/dealkalizer mengurangi hardness dan alkalinitas—artinya sumber CO₂ dan kebutuhan netralisasi ikut turun, sebagaimana disorot www.chemaqua.com. Di banyak pabrik, reverse osmosis (RO) atau ion exchange polishing dipakai; RO lazimnya menghilangkan ~99% mineral terlarut (www.xylem.com). Untuk ini, opsi seperti softener, paket RO air payau RO brackish, dan unit ion exchange termasuk demineralizer dan mixed bed kerap diintegrasikan agar kualitas make‑up konsisten menuju deaerator.
Beberapa site menambahkan sodium bisulfite (Na₂SO₃) di tangki feed sebagai “polishing” oxygen scavenger; namun ini hanya cocok untuk boiler tekanan rendah, menambah solids, dan tidak digunakan untuk unit tekanan sangat tinggi/kemurnian tinggi—catatan yang juga tercermin di praktik lokal (www.boilermart.co.id). Setelah pretreatment, air make‑up menuju deaerator. Suhu feed 85–95 °C ideal untuk DO <5–10 ppb (www.galgo.co.uk). Monitoring ketat wajib: pasang analyzer DO jejak atau gunakan kit Rhodazine‑D (ASTM D5543) yang mampu ukur hingga ~2 ppb (www.galgo.co.uk), dengan pengambilan sampel yang menghindari kontak udara (www.galgo.co.uk). Praktik umum: ukur DO di discharge pompa; >0,015 mg/L memicu injeksi scavenger. Secara paralel, kontrol pH/TDS—target pH feed ≈8,5–9,0 (disetel memakai asam atau ammonia) untuk mengoptimalkan kinetika scavenging (ro.scribd.com; www.watertechnologies.com).
Oxygen scavenger volatil (DEHA)
Kebutuhan chemical scavenging tidak terbantahkan: meskipun sudah dideaerasi, residu O₂ atau ingress udara bisa menyerang ekonomiser dan bagian boiler. Laju pitting mengganda tiap ~10 °C kenaikan temperatur (www.forbesmarshall.com), dan kegagalan lokal terdokumentasi muncul dalam jam ketika oksigen masuk. Untuk tekanan >60 bar, sulfite anorganik tidak dipakai (kontaminasi steam) dan hydrazine dilarang karena toksisitas. Praktik modern beralih ke scavenger organik volatil seperti Diethylhydroxylamine (DEHA) atau carbohydrazide; DEHA menonjol karena volatil, agresif mengikat O₂, dan mempasifkan baja menjadi magnetite (ro.scribd.com; ro.scribd.com).
Reaksinya: DEHA bereaksi dengan O₂ membentuk nitrogen, air, dan sejumlah kecil asam asetat (ro.scribd.com). Stoikiometri 1 mg/L O₂ mengonsumsi ~1,2 mg/L DEHA, namun praktiknya rasio 3:1 dipakai untuk memastikan ekses (ro.scribd.com). Contoh: untuk DO 0,5 ppm, butuh ~1,5 mg/L DEHA. Di unit tekanan tinggi, dosis cenderung moderat. Program tipikal membidik residu DEHA di kondensat 80–120 mg/L; Kasinecz (2001) melaporkan feed 300–500 mg/L membangun 80–120 mg/L di kondensat, dan di tekanan sangat tinggi feed ~75–100 mg/L (residu ~40–50 mg/L) bisa cukup (ro.scribd.com; ro.scribd.com). Pengukuran residu acuan memakai kit kolorimetri PDTS—www.galgo.co.uk juga mengulas metode CUPD.
Praktik aplikasi: injeksikan DEHA ke storage leg deaerator atau line feed upstream semua bleed‑off—hindari memasukkan di kubah/relau deaerator agar tidak terbuang lewat vent (ro.scribd.com). Jika sodium sulfite pernah dipakai, jangan co‑feed di titik sama karena DEHA menguraikannya (ro.scribd.com). Gunakan pompa metering proporsional aliran untuk kontrol presisi—di sini perangkat seperti dosing pump menjaga feed sesuai beban. Kinerja dipantau lewat DO dan besi: target DO ≲0,005 mg/L (ro.scribd.com), dengan uji interupsi singkat (hentikan feed DEHA sejenak, amati lonjakan DO). Besi total feed/kondensat harus <~0,01 mg/L (ro.scribd.com; ro.scribd.com).
Secara kuantitatif, sistem terawat menunjukkan DO/besi nyaris nol; studi kasus mencatat besi kondensat bertahan di <0,005 mg/L, dibanding >0,05 mg/L saat tak terlindungi. DEHA juga memperkuat film magnetite dan, karena volatil, ikut melindungi kondensat—bahkan degradasi termalnya menghasilkan sedikit diethylamine/ethylmethylamine yang membantu buffer pH. Kasinecz menulis pada banyak sistem, DEHA saja dapat menjaga pH kondensat sehingga amina netralisasi tambahan kadang tidak diperlukan (ro.scribd.com; ro.scribd.com). Untuk pasokan kimia, lini oxygen scavengers dan paket bahan kimia boiler membantu standarisasi supply harian.
Proteksi kondensat dengan amina volatil
Setelah menjadi steam lalu mengembun di turbin/heat exchanger, kondensat kembali dalam kondisi sangat murni—yang berarti sedikit CO₂ dari bicarbonate dapat menjadi asam karbonat dan menurunkan pH, menciptakan “grooving” di ulir pipa dan trap (www.chemaqua.com). Dua pendekatan lazim:
Amina penetral (neutralizing amines) seperti morpholine, cyclohexylamine, dan diethylaminoethanol (DEAE) menguap bersama steam dan mengkondensasi di return lines, menetralkan asam karbonat dan menaikkan pH kondensat. Sasaran pH ≈9–10; cyclohexylamine (boiling ~135 °C) umum di sirkuit medium‑pressure, morpholine (~130 °C) cocok untuk tekanan tinggi. Feed disetel agar pH kondensat >9,0; residu tipikal 5–15 mg/L bahan amina atau pH ~9,5 (ro.scribd.com). Monitoring dilakukan dengan cek pH di berbagai titik—tidak boleh turun <~8,5–9 (www.chemaqua.com)—dan titrasi residu bila tersedia. Meskipun DEHA menyumbang sedikit amina, feed amina terpisah tetap umum. Solusi praktis tersedia sebagai neutralizing amine komersial.
Amina pembentuk film (film‑forming amines) seperti octadecylamine membentuk monolayer hidrofobik yang memblok serangan CO₂ dan O₂; dengan pendekatan ini pH kondensat sering dijalankan lebih rendah, sekitar 6–7 (www.chemaqua.com). Film berkembang perlahan dan bisa memobilisasi deposit, sehingga dosis start‑up bertahap (sekitar sepertiga laju normal) disarankan (www.chemaqua.com). Efektivitasnya diverifikasi lewat coupon atau spool‑piece—permukaan terproteksi meneteskan air seperti lilin di mobil (www.chemaqua.com). Kombinasi umum: morpholine ~5–15 mg/L untuk pH ≈9,5 ditambah film amine seperti octadecylamine ~0,1–0,5 mg/L di feed.
Indikator utama kontrol asam karbonat ialah pH dan besi kondensat. Kondensat menuju boiler diharapkan netral/alkalin ringan (program morpholine membidik pH 9–10; program film 6–7). Sampling rutin di inlet boiler, mid‑return, dan titik lain memastikan pH sesuai spesifikasi (mis. tidak pernah <8 dalam program AVT, all‑volatile treatment). Total iron kondensat mesti <0,01 mg/L (sering tak terdeteksi). Jika pH turun atau Fe naik, naikkan feed amina dan periksa air‑in‑leaks (www.chemaqua.com).
Real-Time Analyzer untuk Stabilkan Kualitas & Naikkan Yield Prep Plant
Kontrol dosis kimia dan pemantauan
DO feedwater: pasang sensor DO sensitivitas tinggi (galvanic/polarographic/optical) di line setelah deaerator. Target ≲0,005 mg/L, dengan verifikasi kit portable Rhodazine‑D minimal mingguan (www.galgo.co.uk). Trending DO vs laju DEHA penting; DO >0,01 mg/L memicu kenaikan feed DEHA hingga turun kembali. Logging DO membantu menilai performa deaerator dan mendeteksi in‑leak.
Residu scavenger O₂: DEHA tidak dapat dinilai dari pH atau konduktivitas. Gunakan kit PDTS kolorimetri sebagai acuan; bidik residu kecil di kondensat (mis. 40–80 mg/L tergantung sistem), dan setelah film magnetite stabil sering cukup 10–50 mg/L (ro.scribd.com). Penyetelan pompa menghindari overfeed (boros) dan underfeed (risiko korosi).
Konduktivitas/TDS boiler: pantau via conductivity dan kendalikan dengan blowdown agar tetap pada batas desain (sekitar 8–10 cycles). Ekses sulfite atau fosfat (bila digunakan) menaikkan TDS; kelebihan sodium bisulfite akan menaikkan TDS dan menambah blowdown (www.forbesmarshall.com).
pH boiler dan kondensat: gunakan probe pH kontinyu di drum dan di kondensat (suction pompa atau dekat feedtank). Target pH boiler ~9,5–10 (AVT). Target pH kondensat mengikuti strategi amina. Alarm pH rendah (<8,5 di kondensat atau <9,0 di boiler) memicu aksi korektif, termasuk penambahan alkalinity control atau pengaturan amina penetral.
Corrosion coupon: pasang coupon di return dan feed lines; evaluasi visual/gravimetri bulanan. Uji beading untuk film amine (air harus membentuk bead) (www.chemaqua.com). Lonjakan kehilangan massa menandakan jeda proteksi.
Analisis besi dan oksigen: ukur Fe total (ferrozine/AA) di boiler water dan kondensat—harus <0,01 ppm bila proteksi baik. Ukur DO setelah deaerator untuk deteksi entrainment. Titrasi residu amina: untuk neutralizing amines (mis. morpholine), titrasi sampel kondensat dengan asam kuat; capaian umum 10–50 mg/L basa. Data logging dan automasi via DCS/SCADA mengikat semuanya: dari interlock laju dosing pump terhadap flow, alarm DO/pH, hingga evaluasi tren mingguan.
Skala dan deposit tetap dikendalikan dengan program scale control komprehensif—dan disokong oleh kualitas feed yang tinggi sehingga konsumsi kimia turun. Catatan Xylem: kualitas feed yang lebih baik mengurangi bahan kimia dan meningkatkan cycles, memperbaiki efisiensi pabrik (www.xylem.com).
Dampak terukur dan praktik terbaik
Korosi terkendali: ekonomiser dan header bebas pitting O₂; pipa kondensor bersih. “Kurang dari 0,007 ppm [O₂] dianggap praktis bebas oksigen” (ro.scribd.com), sementara target program ini bahkan lebih rendah. Garis kondensat tanpa grooving dan pickup Fe/Cu turun ke <0,01 ppm (ro.scribd.com). Setelah penstabilan dosis, operator kerap mencatat Fe kondensat turun 80–90% dan temperatur skin tube normal kembali.
Penggunaan kimia: feedwater berkualitas plus AVT memangkas biaya. Penggantian program fosfat ke all‑volatile menurunkan solids carryover dan menaikkan cycles dari ~5 ke ~8. Industri menegaskan, kualitas feed yang lebih tinggi memangkas separuh kebutuhan dosing dan kerugian blowdown (www.xylem.com).
Reliabilitas: dengan O₂/CO₂ terkendali, unplanned shutdown karena kebocoran tube menurun tajam. Studi kasus menunjukkan program DEHA + filming amine “mengurangi maintenance dan downtime sekaligus meningkatkan efisiensi” (www.watertechnologies.com; www.watertechnologies.com).
Efisiensi energi: tiap gallon kondensat yang digunakan ulang menghemat ~1 cubic foot gas alam (www.chemaqua.com). Menjaga kimia kondensat memungkinkan 90–95% kondensat kembali, menaikkan cycles of concentration dan menghemat air/bahan bakar—terukur lewat efisiensi boiler dan ditopang oleh argumen www.xylem.com.
Rangkaian program lengkap
Keseluruhan program untuk pabrik ammonia/urea bertekanan tinggi mencakup: pretreatment menyeluruh (softening, dealkalizer/RO, degassing) untuk meminimalkan impurities; conditioning boiler presisi—termasuk scale control polimer/fosfat bila dipakai—ditambah oxygen scavenger organik volatil seperti DEHA pada ~0,05–0,1 g/L di feed untuk mencapai ~0,01 g/L residu di kondensat (ro.scribd.com), serta proteksi return dengan amina volatil (biasanya neutralizing amine untuk pH kondensat ≈9–10, bisa ditambah film amine sesuai kebutuhan). Dosis dikendalikan oleh pemantauan kontinyu: sensor DO feedwater, pH boiler/kondensat, analisa Fe, corrosion coupon, dan automasi DCS/SCADA. Target DO <5 ppb dan pH kondensat sesuai desain memberikan proteksi korosi berbasis data—selaras dengan best practice internasional dan standar industri hijau Indonesia (www.boilermart.co.id; id.scribd.com).
Solusi Keramik–High-Chrome untuk Pangkas Downtime Slurry Pumping
Sumber dan rujukan
Data dan panduan di atas merujuk pada literatur industri yang diverifikasi, termasuk handbook, catatan aplikasi pemasok kimia, dan regulasi Indonesia, dengan URL seperti yang disisipkan: www.watertechnologies.com, www.galgo.co.uk, www.galgo.co.uk, www.chemaqua.com, www.chemaqua.com, ro.scribd.com, ro.scribd.com, www.boilermart.co.id, www.xylem.com, www.forbesmarshall.com, dan www.watertechnologies.com.
