praktikum Fluidisasi

FLUIDISASI NOER ABYOR HANDAYANI

[email protected]

085 641 676 884

Chemical Engineering

Diponegoro University

for

Better Life

Definition

The principle is straightforward : Passing a fluid upwards through a packed bed of solids produces a pressure drop due to fluid drag

Definition

P1

P2

P = P1 - P2

P2 > P1

Fixed Bed

Fluidized Bed

P1

P2

P = P1 - P2

P2 = P1

Phenomenon 1 Fixed bed

Phenomenon 2 Incipient fluidization

Phenomenon 3 homogenously fluidization

Phenomenon 4 bubbling fluidization

Phenomenon 5 Slugging fluidization

Phenomenon 6 Chanelling fluidization

Phenomenon 7 Pneumatic fluidization

Factors

1. laju alir fluida dan jenis fluida

2. ukuran partikel dan bentuk partikel

3. jenis dan densitas

4. porositas unggun

5. distribusi aliran,

6. distribusi bentuk ukuran fluida

7. diameter kolom

8. tinggi unggun.

Menentukan

karakteristik dari

proses fluidisasi

Unideal condition 1 Interlock

kecenderungan partikel-partikel untuk

saling mengunci satu dengan lainnya

(interlock), sehingga akan terjadi

kenaikan hilang tekan (P)

sesaat sebelum fluidisasi terjadi.

Unideal condition 2 Heterogenous fluidization

Partikel-partikel padat tidak terpisah-pisah secara sempurna tetapi

berkelompok membentuk suatu agregat.

1. sifat unggun yang menyerupai fluida

2. kecepatan pencampuran yang tinggi

3. sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi

Advantages

adanya aliran zat padat secara kontinu dan memudahkan pengontrolan

reaktor selalu berada dalam kondisi isotermal sehingga memudahkan pengendaliannya.

pemindahan jumlah panas yang besar dalam reaktor

4. perpindahan panas dan kecepatan perpindahan massa antara partikel cukup tinggi.

5. perpindahan panas antara unggun terfluidakan dengan media pemindah panas yang baik

Advantages

pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas permukaan kecil.

1. selama operasi partikel-partikel padat mengalami pengikisan

sehingga karakteristik fluidisasi dapat berubah dari waktu ke waktu

2. butiran halus akan terbawa aliran sehingga mengakibatkan hilangnya

sejumlah tertentu padatan

3. adanya erosi terhadap bejana dan sistem pendingin

4. terjadinya gelombang dan penorakan di dalam unggun sering kali

tidak dapat dihindari sehingga kontak antara fluida dan partikel tidak

seragam. Jika hal ini terjadi pada reaktor, konversi reaksi akan kecil.

DisAdvantages

P1

P2

P = P1 - P2

P2 > P1

Pressure Drop Fixed Bed

Blakes equation :

gc = faktor gravitasi = viskositas fluida = porositas unggun* u = kecepatan alir superfisial fluida S = luas permukaan spesifik partikel

*) yang didefinisikan sebagai perbandingan volume ruang kosong di dalam unggun dengan volume unggun

P1

P2

P = P1 - P2

P2 > P1

Pressure Drop Fixed Bed

Sehingga persamaan menjadi :

Pressure Drop Fluidized Bed

Erguns equation :

P1

P2

P = P1 - P2

P2 = P1

Viscous losses

Kinetic energy losses

3

2

322

17511150

MPS

oM

M

M

PS

oMP

D

V

D

Vg

.

..,)(

.

..).(

S = sphericity, perbandingan luas permukaan bola terhadap luas partikel sesungguhnya pada volume yang sama

Aliran laminer (Re

Aliran turbulen (Re>1000),

Viscous losses dapat diabaikan. Sehingga

Pressure Drop Fluidized Bed

P1

P2

P = P1 - P2

P2 = P1

3

2 1751

MPS

oMP

D

Vg

.

..,).(

Kecepatan minimum Fluidized Bed

Kombinasi persaman Ergun dengan persamaan neraca massa pada unggun

terfluidakan

P1

P2

P = P1 - P2

P2 = P1 3MPS

2oM

3M

M

2P

2S

oMP

1

D.

V..75,1)1(

D.

V..150).(g


P1

P2

P = P1 - P2

P2 = P1

Aliran laminer (Re

Aliran turbulen (Re>1000),


P1

P2

P = P1 - P2

P2 = P1

.,

).(..

751

3

MPPSoM

gDV

Bilangan Reynold partikel

.U.DN tPPRe,

DP = diameter partikel

Ut = terminal velocity

= density fluida

= viskositas fluida

.18

)(D.gU P

2P

t

)(D.g.75,1U PPt

NRe,P < 1000

NRe,P = 1000 - 20000

Aliran laminer, NRe,P < 1 dan ukuran partikel sangat kecil

Aliran turbulen, NRe,P > 1000 dan DP > 1 mm

Tipe Fluidisasi

a. Partikulat fluidisasi : partikel terfluidisasi secara individu

contoh : unggun pasir yang difluidisasikan dengan air

syarat :

b. Agregatif / bubbling fluidisasi : partikel membentuk kelompok seperti gumpalan

contoh : penggemebungan udara dalam air

syarat :

100

D

LNN sFR .).).(( Re

100

D

LNN sFR .).).(( Re

1

1 MMLL

Applications

Reaktor (fluidized bed reactor)

Pengeringan (fluidized bed drier)

Transportasi partikel

Dryer (fluidized bed dryer)

Fluidized Conveyor

Latihan Soal

A catalyst having spherical particles of Dp = 50 microns and density partikel = 1,65 g/cm^3 is to be used to contact a hydrocarbon vapor in a fluidized reactor at 900 F, 1 atm pressure. At rest the bed has a porosity of 0,35 and a height of 3 ft. At operating conditions, the fluid viscosity is 0,02 centipoise and its density is 0,21 lb/ft^3. Determine the superficial gas velocity becessary to fluidize the bed, the velocity at which the bed would begin to flow with the gas, and the terminal velocity. The porosity at minum fluidization velocity is 0,42. Does aggregative of particulate fluidization occur ?

THANK YOU Chemical Engineering Undip for Better Life

praktikum Fluidisasi

Documents

Transcript of praktikum Fluidisasi