Electrostatic Precipitator

Artikel kali ini akan membahas mengenai aplikasi dari teori elektrostatis yang pernah dibahas pada artikel sebelumnya di sini. Aplikasi dari electrostatic pada dunia industri digunakan untuk mengatasi masalah limbah debu. Industri yang mengaplikasikannya antara lain PLTU, pabrik gula dan pabrik semen, salah satu caranya adalah dengan menggunakan electrostatic precipitator (ESP).

ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup besar. Dengan menggunakan electro static precipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).

Salah satu komponen terpenting dalam proses produksi di Pabrik Gula dan PLTU adalah boiler. Fungsinya adalah sebagai tempat untuk memanaskan air, sehingga menghasilkan uap yang nantinya akan digunakan untuk proses selanjutnya. Pada PLTU, uap ini digunakan untuk memutar turbin uap sebagai penggerak generator. Untuk melakukan kerjanya, boiler membutuhkan adanya panas yang digunakan untuk memanaskan air. Panas ini disuplai dari bagian yang disebut dengan ruang bakar atau furnace, dimana pada ruang bakar ini dilengkapi dengan alat pembakaran atau burner. Hasil pembakaran di ruang bakar tersebut mengandung banyak debu mengingat bahan bakar yang digunakan adalah batubara, dan debu tersebut akan terbawa bersama gas buang menuju cerobong. Sebelum gas buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas buang tersebut akan melewati kisi-kisi suatu electrostatic precipitator (ESP).


Gambar 1. Electrostatic precipitator overview.


Gambar 2. Persentase penangkapan partikel debu pada ESP.

Cara Kerja ElectroStatic Precipitator

Cara kerja dari electro static precipitator (ESP) adalah (1) melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif (-). (2) Partikel debu yang sekarang bermuatan negatif (-) kemudian menempel pada pelat-pelat pengumpul (collector plate), lihat gambar 4. Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), lihat gambar 1 dan 2, dan ditransport (dipindahkan) ke flyash silo dengan cara di vakum atau dihembuskan.


Gambar 3. Bagian-bagian dari electrostatic precipitator.


Gambar 4. Proses ionisasi.

Proses Pembentukan Medan Listrik

Proses pembentukan medan listrik; (1) Terdapat dua jenis electrode, yaitu discharge electrode yang bermuatan negatif dan collector plate electrode bermuatan positif. (2) Discharge electrode diletakkan diantara collector plate pada jarak tertentu (memiliki jarak antara discharge electrode dengan collector plate). (3) Discharge electrode diberi listrik arus searah (DC) dengan muatan minus (lihat gambar 3), pada level tegangan antara 55 – 75 KvDC (sumber listrik awalnya adalah 380 volt AC, kemudian dinaikkan oleh transformer menjadi sekitar 55 – 75 Kv dan dirubah menjadi listrik DC oleh rectifier, diambil hanya potensial negatifnya saja). (4) collector plate ditanahkan (di-grounding) agar bermuatan positif. (5) Dengan demikian, pada saat discharge electrode diberi arus DC maka medan listrik terbentuk pada ruang yang berisi tirai-tirai electrode tersebut dan partikel-partikel debu akan tertarik pada pelat-pelat tersebut, Gas bersih kemudian bergerak ke cerobong asap.

Electrostatic precipitator merupakan salah satu cara agar Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) ataupun industri lainnya yang berpotensi menghasilkan limbah debu menjadi ramah lingkungan, setidaknya dapat mengurangi kandungan polutan yang dibuang melalui cerobong.

Semoga bermanfaat.