Path: TopS2-ThesesChemical Engineering-FTI2004

KAJIAN PEMISAHAN GAS H2/CO2 MENGGUNAKAN MEMBRAN POLIMER

Master Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 14:51:59
Oleh : FACHRUL RAZI (NIM 23002020), S2 - Chemical Engineering
Dibuat : 2004, dengan 7 file

Keyword : Permeability, Diffusivity, Solubility, Selectivity
Nomor Panggil (DDC) : T 660.284 2 RAZ
Sumber pengambilan dokumen : 20042350

Reduksi CO2 berupa emisi gas buang yang dilepaskan ke atmosfir bumi merupakan objek permasalahan yang amat menarik karena CO2 menimbulkan dampak yang serius bagi lingkungan yaitu perubahan iklim global (global climate change) berupa efek pemanasan suhu bumi (greenhouse gases effect). Salah satu metode untuk mengurangi emisi CO2 adalah dengan mengambil kembali CO2 yang ada di udara menggunakan proses pemisahan berbasiskan membran. Dalam prakteknya CO2 yang diperoleh dapat dimanfaatkan untuk sintesis metanol (bahan bakar cair alternatif) dan sintesis asam asetat. Karbon dioksida juga memiliki peran penting dalam siklus karbon dan kaitannya terhadap recovery sumber karbon dan penghematan energi. Proses pemisahan gas dengan membran polimer terus dikembangkan untuk mendapatkan membran dengan faktor pemisahan dan permeabillitas yang tinggi. Dalam penelitian ini dikaji pengaruh sifat dan struktur membran terhadap kinerja membran pada proses pemisahan gas H2 dan CO2, juga dipelajari pengaruh interaksi molekul gas H2 dan CO2 dengan membran pada peristiwa pelarutan dan difusi gas H2 dan CO2. Secara kuantitatif pengaruh faktor-faktor tersebut dapat diketahui dengan menentukan parameter perpindahan, yaitu koefisien permeabilitas (P), koefisien difusivitas (D) dan koefisien solubilitas (S) serta selektivitas membran (a). Percobaan ini meliputi dua tahap yaitu: (1) permeasi gas murni H2 dan CO2 dan (2) permeasi campuran gas (30 % H2 - 70 % CO2 (%-v)). Membran yang digunakan adalah membran polivinil alkohol (PVA) dan poliamida (nylon-6), tekanan umpan divariasikan pada rentang 4 sampai 12 bar. Mekanisme perpindahan gas melalui membran diasumsikan mengikuti mekanisme solution-diffusion. Analisa komposisi permeat menggunakan gas chromatography (GC). Hasil penelitian untuk permeasi gas mumi menunjukkan bahwa harga koefisien solubilitas (S) CO2 pada membran PVA berada dalam rentang (0,214 - 0,246 cc(STP)/cm3.cmHg) lebih tinggi bila dibandingkan koefisien solubilitas (S) CO2 pada membran nylon-6 berada dalam rentang (0,20 - 0,28 cc(STP)/cm3.cmHg). Sedangkan untuk gas H2 memiliki kelarutan yang rendah dengan koefisien solubilitas dalam rentang (0,077 - 0,l71cc(STP)/cm3.cmHg) untuk membran PVA dan dalam rentang (0,17 - 0,22 cc(STP)/cm3.cmHg) untuk membran nylon-6. Koefisien permeabilitas yang terbesar dicapai oleh gas H2 baik pada membran PVA maupun pada membran nylon-6 karena gas H2 memiliki diameter kinetik dan berat molekul kecil sehingga lebih mudah berdifusi, dengan koefisien difusivitas gas H2 pada membran PVA berada dalam rentang (1,12x10-07 - 1,58x10-6 cm2/mnt) dan pada membran nylon-6 berada dalam rentang (1,55x10-08 - 7,56x10-8 cm2lmnt) dibandingkan koefisien difusivitas CO2 pada membran PVA dalam rentang harga (7,80x10-08 - 2,20x10-7 cm2/mnt) dan pada membran nylon-6 dalam rentang harga (8,54x10-09 - 2,23x10-8 cm2/mnt). Fluks permeasi gas H2 pada membran PVA berada dalam rentang (1,44x10-03 2,75x10-02 cc(STP)/cm2.mnt) lebih tinggi bila dibandingkan dengan membran nylon-6 yang berada dalam rentang (1,06x10-03 - 1,18x1002 cc(STP)/cm2.mnt) karena H2 memiliki koefisien permeabilitas yang tinggi. Selektivitas pemisahan H2/C02 yang lebih baik diberikan oleh membran nylon-6 untuk tekanan operasi yang sama, dalam rentang selektivitas (1,48 - 3,04), sehingga dapat disimpulkan bahwa strukur membran nylon-6 yang memiliki fasa kristalinitas tinggi akan memberikan selektivitas pemisahan yang tinggi bila dibandingkan membran PVA dalam rentang selektivitas (1,12 - 2,61). Untuk permeasi campuran gas H2-CO2, membran nylon-6 memberikan selektivitas pemisahan yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan membran PVA. Selektivitas pemisahan pada membran nylon-6 berada dalam rentang (1,15 - 1,23) dengan konsentrasi H2 pada sisi permeat berada dalam rentang (35,32 - 54,43 %-v).

Deskripsi Alternatif :

Reduction of CO2 gas emission release into the atmosphere is very interesting problems because CO2 given serious effect for environment that is global climate change (warming global) is an effect warm-up of earth temperature due to CO2 emission increase in the earth atmosphere (greenhouse gases effect). Besides that carbon dioxide have important role in the carbon cycle and to recovery source of carbon and save the energy, CO2 can be reuse for synthesis of methanol (liquid fuel alternative) and synthesis of acetic acid. To reduce emission of CO2 is taken again CO2 on the air with separation process based on membrane. Polymeric membrane for gas separation as a commercial process was developed continuously to get the membrane both higher separation factor and permeability. In this research studied influence not only the properties nature of membrane structure on the membrane performance at separation process of H2 and CO2 but also interaction between molecule of H2 and CO2 by membrane in sorption and diffusion process is also considered. Quantitatively, the influenced of those factors can be described by determining transports parameter such as permeability coefficient (P), diffusion coefficient (D), solubility coefficient (S), and also membrane selectivity (a). This Research coverage two stage those are: (1) permeation of pure gas of H2 and CO2 and (2) permeation of gas mixture (30 % H2 - 70 % CO2 (%-v)). he Membrane used is polyvinyl alcohol (PVA) and polyamide (nylon-6). The operating pressure was varied in the range from 4 to 12 bars. Mechanism transfer of gas through membrane is assumed follows solution-diffusion mechanism. Gas chromatography (GC) analyzer was used for feed gases and permeates composition analysis. The experiment result show that value of solubility coefficient of (S) CO2 in polyvinyl alcohol membrane (PVA) are greater than polyamide (nylon-6) membrane in the range from 0,214 to 0,246 (cc(STP)/cm3.cmHg) for PVA membrane while solubility coefficient of (S) CO2 in nylon-6 membrane in the range from 0,20 to 0,28 (cc(STP)/cm3.cmHg), even though the value of solubility coefficient of (S) CO2 are higher than the value of solubility coefficient of (S) H2 both PVA membrane and nylon-6 membrane with solubility coefficient of H2 which in the range from 0,077 to 0,171 (cc(STP)/cm3.cmHg) for the PVA membrane while nylon-6 membrane in the range from 0,17 to 0,22 (cc(STP)/ cm3.cmHg). he highest permeability coefficient is achieved by H2 gas due to gas penetrate with small kinetic diameter have high diffusion ability with diffusivity of H2 in PVA membrane in the range from 1,12x10-07 to 1,58x10-6 (cm2/min) and nylon-6 membrane in the range from 1,55x10-08 to 7,56x10-8 (cm2/mnt) compared to CO2 diffusivity in PVA membrane in the range from 7,80x10-08 to 2,20x10-07 (cm2/min) and nylon-6 membrane in the range from 8,54x1009 to 2,23 x 10-08 (cm2 / min). Permeation flux of H2 gas in PVA membrane are higher than nylon-6 membrane for the same operating 2pressure, the value of permeation flux in the range from 1,44x10-03 to 2,75x10 (cc(STP)/cm2.mnt) for PVA membrane while nylon-6 membrane in the range from 1,06x1003 to 1,18x10-2 (cc(STP)/cm2.min) due to permeability of H2 higher than CO2. The selectivity of H2/CO2 using nylon-6 membrane increase with the increasing operating pressure and the value of selectivity of H2/CO2 in the range from 1,48 to 3,04. It concluded that nylon-6 membrane structure have ,high crystalline phase will give selectivity higher than PVA in the range from 1, 12 to 2, 61. While in the permeation processes of mixed gases results show that the selectivity of nylon-6 membrane gives better result than PVA membrane. The value of selectivity of nylon-6 membrane in the range from 1,15 to 1,23 and the value of concentration of H2 at the permeate side in the range from 35,32 to 54,43 (%- v).

Copyrights : Copyright Â(c) 2001 by ITB Central Library. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(3) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Pembimbing: V.S. Praptowidodo, Editor: Vika A. Kovariansi

File PDF...