Sabtu, 11 Desember 2010

RAHASIA BESI




Besi adalah salah satu unsur yang dinyatakan secara jelas dalam Al Qur'an. Dalam Surat Al Hadiid, yang berarti "besi", kita diberitahu sebagai berikut:

"…Dan Kami turunkan besi yang padanya terdapat kekuatan yang hebat dan berbagai manfaat bagi manusia ...." (Al Qur'an, 57:25)
Kata "anzalnaa" yang berarti "kami turunkan" khusus digunakan untuk besi dalam ayat ini, dapat diartikan secara kiasan untuk menjelaskan bahwa besi diciptakan untuk memberi manfaat bagi manusia. Tapi ketika kita mempertimbangkan makna harfiah kata ini, yakni "secara bendawi diturunkan dari langit", kita akan menyadari bahwa ayat ini memiliki keajaiban ilmiah yang sangat penting.
Ini dikarenakan penemuan astronomi modern telah mengungkap bahwa logam besi yang ditemukan di bumi kita berasal dari bintang-bintang raksasa di angkasa luar.
Logam berat di alam semesta dibuat dan dihasilkan dalam inti bintang-bintang raksasa. Akan tetapi sistem tata surya kita tidak memiliki struktur yang cocok untuk menghasilkan besi secara mandiri. Besi hanya dapat dibuat dan dihasilkan dalam bintang-bintang yang jauh lebih besar dari matahari, yang suhunya mencapai beberapa ratus juta derajat. Ketika jumlah besi telah melampaui batas tertentu dalam sebuah bintang, bintang tersebut tidak mampu lagi menanggungnya, dan akhirnya meledak melalui peristiwa yang disebut "nova" atau "supernova". Akibat dari ledakan ini, meteor-meteor yang mengandung besi bertaburan di seluruh penjuru alam semesta dan mereka bergerak melalui ruang hampa hingga mengalami tarikan oleh gaya gravitasi benda angkasa.
Semua ini menunjukkan bahwa logam besi tidak terbentuk di bumi melainkan kiriman dari bintang-bintang yang meledak di ruang angkasa melalui meteor-meteor dan "diturunkan ke bumi", persis seperti dinyatakan dalam ayat tersebut: Jelaslah bahwa fakta ini tidak dapat diketahui secara ilmiah pada abad ke-7 ketika Al Qur'an diturunkan

PABRIK AMONIAK


       Pabrik ammonia juga disebut pabrik uap karena dapat menghasilkan uap sendiri. Uap merupakan salah satu utilitas penting. Pada pabrik ammonia digunakan sebagai uap proses, turbin penggerak, pemanas, dan ejektor. Secara garis besar uap dibagi 3 kelompok:
1. Steam Extra High (SX) dengan tekanan 126 kg/cm2G dan temperatur 510oC.
2. Steam High (SH) dengan tekanan 42 kg/cm2G dan temperatur 371oC.
3. Steam Low (SL) dengan tekanan 3,5 kg/cm2G dan temperatur 227oC.
Steam SX digunakan untuk turbin. Hasil ekstraksi dari turbin ini menghasilkan steam SH. Steam SX juga dapat di-letdown ke SH. Steam SH digunakan untuk steam process. Hasil back press dari turbine steam process tersebut menghasilkan steam SL. Steam SH juga dapat di-letdown ke steam SL merupakan condensing turbine dimana steam condensate keluar dari turbin dan dikondensasikan di surface condenser yang kemudian dikirim ke utilitas, dan sebagian digunakan ke jacket water dan make up aMDEA solution. Peralatan steam system di pabrik ammonia terdiri dari: Steam Drum, Deaerator, HP Boiler Feed Water Pump, Secondary Reformer Waste Heat Boiler, HP Steam Superheater, NH3 Converter Effluent Steam Generator, HTS Effluent Steam Generator, BFW Preheat Coil, dan HP Steam Superheater Coil.
Neraca panas adalah penyederhanaan dari neraca energi, karena energi itu sendiri juga mencakup energi kinetik dan energi potensial.Karena perubahan energi kinetik dan energi potensial sangat kecil dibandingkan dengan perubahan energi panas maka dalam perhitungan perubahan-perubahan panas maka dalam perhitungan perubahan-perubahan energi tersebut dapat diabaikan.Secara umum persamaan neraca panas dapat ditulis sebagai berikut :
Panas masuk steam = Panas yang keluar sistem + Panas yang           terakumulasi dalam sistem.
Pada keadaan steady state dimana proses tidak tergantung waktu, maka tidak ada panas yang terakumulasi dalam sistem, sehingga persamaan panasnya menjadi :
Panas yang masuk sistem = Panas yang keluar sistem
Panas adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari zat bertemperatur tinggi ke zat yang bertemperatur rendah.Perpindahan ini terjadi dengan tiga cara, yaitu :
1. Konduksi
Pada konduksi panas dapat dikonduksikan melalui padatan,cairan dan gas.Panas dikonduksikan dengan memindahkan energi melalui gerakan molekul. Pada gas,molekul yang lebih panas yang memiliki energi yang lebih dengan gerakan molekul yang lebih cepat, memindahkan energi ke molekul disekitarnya yang memiliki tingkat energi yang lebih rendah. Perpindahan panas jenis ini terjadi hampir pada setiap padatan, gas atau cairan bilamana terdapat gradient temperatur. Pada konduksi energi juga dapat dipindahkan oleh elektron-elektron bebas terutama sekali pada padatan logam.
2. Konveksi
Perpindahan panas secara konveksi mencakup perpindahan panas akibat pengangkutan dan pencampuran elemen-elemen makroskopis antara logam yang lebih panas dengan logam yang lebih dingin dari gas atau cairan. Konveksi juga melibatkan pertukaran energi antara permukaan padatan dengan cairan. Konveksi dapat dibedakan atas konveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi paksa fluida dipaksa untuk mengalir melewati permukaan padatan dengan pompa, kipas atau alat-alat mekanik lainnya, sedangkan pada konveksi alamiah fluida yang lebih panas atau dingin, disekitar permukaan padatan mengalami sirkulasi akibat pebedaan densitas yang ditimbulkan  oleh perbedaan temperatur cairan.
3. Radiasi
Perpindahan panas secara radiasi berbeda dengan konduksi atau konveksi karena tidak dibutuhkan media untuk perpindahannya. Radiasi adalah perpindahan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik, hampir sama dengan gelombang cahaya elektromagnetik memindahkan cahaya. Padatan dan cairan tidak menyerap radiasi yang dipindahkan kepadanya, karena itu radiasi terutama sekali terjadi melalui ruang atau gas (Geankoplis, 1983).
3.1 Peralatan pada instalasi steam
         Adapun peralatan yang ada pada instalasi steam di pabrik amoniak adalah :
a. Ketel uap
-    steam drum
-    Water drum (mud drum)
-    Pipa-pipa produksi
-    Burner
-    Cerobong asap
-    Lokal control panel
b.Apendage ketel uap
c. Forced draft fan
Kipas penghembus, yang digunakan untuk mensuplai udara pembakaran yang digerakkan oleh steam turbin dan motor listrik.
d.      Deaerator
Deaerator berfungsi untuk menghilangkan kadar oksigen yang tinggi dan bebas mineral, sehingga memperkecil kemungkinan berkaratnya bagian-bagian ketel.
e. Ekonomizer
Ekonomizer adalah bagian dari ketel uap yang berfungsi memanasi air isian sampai (mendekati) titik didihnya dengan mempergunakan gas asap yang temperature nya tidak efektif lagi untuk menguapkan air.
Dari economizer ini air akan dialirkan ke bagian ketel/pipa-pipa penghisap yang berfungsi untuk menguapkan. Kontruksi Ekonomizer terdiri dari susunan pipa-pipa yang dialiri air, dimana air menerima panas yang diserap oleh air tiap satuan waktu. Pipa economizer sering kali diberi sirip-sirip (fin).
3.2  Prinsip Dasar Pembentukan Steam
         Uap air (steam) yaitu gas yang timbul akibat perubahan fasa cair menjadi uap (gas) dengan cara pendidihan (boiling). Untuk melakukan proses pendidihan maka dilakukan pemansan pada sebuah drum dengan air yang mengisi sebagian volumenya yang akan mengakibatkan kenaikan temperature air tersebut. Kenaikan temperature ini terjadi karena panas yang diberikan nyala kepada air melalui dinding drum, sehingga air yang berada di dasar drum, terutama di atas nyala api akan lebih cepat naik temperaturnya. Air yang lebih panas mempunyai berat jenis yang lebih rendah sehingga air ini akan naik kembali. Demikianlah seterusnya sehingga terjadi sirkulasi agar tercapai pemanasan air yang cepat dan rata.Jika panas terus diberikan maka temperature air dalam drum terus meningkat hingga mencapai titik didih dan kecepatan geraknya meningkat melebihi kecepatan gerak molekul-molekul air semula. Itulah sebabnya molekul-molekul air tersebut mampu untuk melepaskan diri dari gaya tarik menarik antara molekul-molekul air tersebut. Proses demikian tadi disebut “proses penguapan”, yaitu ketika molekul-molekul air berubah menjadi uap.
         Titik didih suatu cairan didefinisikan sebagai suatu keadaan dimana temperature, tekanan uapnya adalah sama dengan tekanan total diatas permukaan liquid yang kosong. Temperatur pada tekanan ini disebut temperature jenuh. Titik didih atau temperature jenuh merupakan suatu fungsi keadaan yang dipengaruhi oleh tekanan dan akan meningkat seiring dengan peningkatan tekanan.
         Proses pembentukan steam pada suatu bejana tertutup menimbulkan peningkatan tekanan akibat peningkatan volume yang berubah dari fase cair menjadi gas, pada saat itu temperature air dan uap (steam) juga meningkat.
         Apabila pada puncak bejana tertutup tersebut dibuat sebuah lubang maka uap akan keluar ke udara karena tekanan dalam ketel lebih tinggi dari tekanan udara luar. Jadi apabila steam yang dilepaskan sama besar jumlahnya dengan uap yang terbentuk, maka tekanan uap dalam ketel akan tetap. Keadaan seperti ini terdapat pada ketel uap yang sedang bekerja, dan biasanya uap akan terjadi (dihasilkan) tersebut mempunyai energi potensial dan dapat dipergunakan sebagai sumber energi, seperti pemanfaatan ke sebuah turbin uap ataupun proses pabrik lainnya.