Penempatan degasifier di antara cation dan anion exchange

Ada diskusi menarik yg terjadi di milis teknik kimia yg bisa saya tuliskan di sini. Diskusinya mengenai penempatan degasifier di antara cation dan anion exchange dan kenapa degasifier ini bisa menurunkan konsumsi regenerant chemical (e.g. NaOH) utk anion exchange. Saya gak ingat threadnya diawali dgn diskusi apa, tp yg penting utk dituliskan adalah mengenai kedua hal td. Adaseorang yg bertanya knp degasifier berperan dlm menurunkan konsumsi regenerant utk anion exchange. Degasifier dlm hal ini ditujukan utk membuang (strip out) CO2 dr air dgn bantuan udara yg dialirkan secara counter current. Biasanya degasifier ini diletakkan di antara cation dan anion exchanger.

Jawaban atas pertanyaan ini bisa kita lihat dr reaksi kesetimbangan antara CO2 dan ion2 karbonatnya.

CO2 + H2O <—> HCO3 + H+ <—> CO32- + 2H+

Air biasanya memiliki konsentrasi ion2 positif dan negatif yg kurang lbh sama krn jika tidak, air tsb akan bersifat asam atau basa. Setelah air dilewatkan ke cation exchange, ion2 positifnya (e.g. Na+, Ca2+, dll) akan teradsorp sedangkan ion2 negatifnya akan tetap ada di dlm air tsb. Ion2 positif adalah ion2 yg membuat air bersifat basa dan jika mereka teradsorp maka pH air akan turun. Dengan kata lain, air akan mjd bersifat asam.

Selepas dr cation exchange, dgn kondisi pH yg rendah, mari kita lihat reaksi kesetimbangan di atas. Menurut Le Chatelier, suatu reaksi kesetimbangan akan menuju ke kesetimbangan berikutnya jika ada yg mengganggu kesetimbangan tsb. Gangguan dlm hal ini adalah kondisi yg asam atau pH yg rendah. Jika pH rendah, maka reaksi di atas akan cenderung ke kiri. Menghasilkan gas CO2. Jika ke kanan, maka kondisi akan semakin asam dgn terbentuknya ion karbonat. Berarti setelah dr cation exchange, air akan mengandung gas2 CO2.

Nah, alangkah baiknya jika sebelum dialirkan ke anion exchange, gas2 CO2 tsb kita buang lewat degasifier. Dan asas Le Chatelier akan berfungsi lg di sini krn ketika kita membuang CO2, maka ion2 karbonat (CO32-) dan bikarbonat (HCO3) tsb akan berubah mjd CO2 agar setimbang lg. Akibatnya, konsentrasi ion2 negatif ini akan berkurang drastic.

Jika hal ini tidak dilakukan, maka anion exchange di downstreamnya akan menerima air yg mengandung gas2 CO2 berikut2 ion2 CO32- dan HCO3. Akibatnya, anion exchange akan menerima load yg relatif lbh tinggi. Kemudian, ia akan mjd lbh cepat jenuh. Lalu, frekuensi cleaningnya jg akan lbh tinggi. Lantas, konsumsi regenerant (misalnya NaOH) utk anion exchange ini akan lbh besar.

Inilah alasan knp degasifier ditempatkan setelah cation exchange dan sebelum anion exchange. Juga alasan knp cation exchange lbh optimal utk diletakkan di sisi upstream, bukan degasifier ataupun anion exchange. Jika degasifier yg diletakkan di upstream sementara kondisi air msh netral, maka tidak akan ada CO2 yg terbentuk utk dibuang. Mungkin hanya CO2 yg terdispersi di air. Dan krn air msh netral, reaksi kesetimbangan di atas tidak terganggu. Jika anion exchange yg diletakkan di upstream, situasi malah makin parah. Teradsorpnya ion2 negatif di anion exchange justru mengundang reaksi ke arah kanan, terus menghasilkan ion2 karbonat dan bikarbonat sampai gas CO2nya ke konsentrasi minimal. Akibatnya, beban anion exchange mjd besar, frekuensi cleaning semakin tinggi, dan konsumsi regenerant semakin besar.

4 Comments (+add yours?)

  1. Permeate Osmosis
    May 17, 2012 @ 16:38:02

    jika saya ingin membuat sistem degasifier tsb..bagaimana cara yang paling praktis dan mudah..terima kasih

    Reply

    • zapthegreat
      May 20, 2012 @ 07:59:56

      Sederhananya, degasifier ini cuma merupakan alat yg digunakan utk mengontakkan air dgn udara. Agar kontak areanya luas dan efektif, ada yg menggunakan packing atau semacam tray. Misalnya kita punya semacam silinder (tangki air, tong) yg di dlmnya bisa kita letakkan semacam packing (bisa berupa ijuk, atau kerikil2 kecil). Air kita alirkan dr bagian atas “packing” ini, dan kita alirkan udara (bisa pake kipas angin biar gampang :D) dr bagian bawahnya. Sistem ini jg udah bisa mewakili degasifier secara sederhana.

      Reply

  2. rido
    Nov 16, 2015 @ 14:23:41

    apakah ph diatas 5 degadifier masih dapat mereduksi CO2

    Reply

    • zapthegreat
      Nov 24, 2015 @ 05:11:01

      pH 5 itu hanya sedikit di bawah kondisi netral ya. Saya belom pernah mendapat data operasional yang sesuai. Coba aja diuji dan lihat hasilnya. Klo mmg berhasil, tolong dibagi datanya ya, jd kita bisa sama2 belajar.

      Terima kasih,
      Zulfan

      Reply

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: