Kimia Cleaning Boiler
Kimia Cleaning Boiler, menyajikan informasi tentang jenis-jenis bahan kimia yang digunakan untuk membersihkan boiler, seperti Kimia Anorganik, kimia organik, chelating agent dan beberapa kimia lainnya.
Jika anda ingin melakukan Cleaning Boiler, silahkan hubungi kami
BAGIAN 2
Kimia untuk Descaling Boiler
Ini adalah bagian ke 2, tentang kimia untuk Descaling Boiler. Bagi anda yang belum membaca bagian 1. Silahkan membacanya pada link berikut:
Kimia Cleaning Boiler
DAFTAR ISI
Pada bagian I, telah dijelaskan bahan kimia Anorganik, Organik dan Chelating Agent yang umum digunakan untuk membersihkan boiler. Bagian ini akan menjelaskan tentang bahan tambahan seperti berikut:
1. Alkali
Pada bagian I. telah di jelaskan, umumnya pembersihan boiler menggunakan bahan kimia yang bersifat Asam (Asam organik dan Anorganik). Ternyata kimia yang bersifat Basa (Alkali) juga bisa digunakan untuk membersihkan boiler (Descaling). Jadi singkatnya, pembersihan boiler itu tergantung jenis kerak apa yang ingin dibersihkan, bukan membersihkan menurut kebiasaan. Bahan kimia alkali yang digunakan untuk membersihkan boiler adalah sebagai berikut:
A. Ammonia (NH3)
Amonia larut dalam air dan akan membentuk ion kompleks dengan ion tembaga. Memiliki daya larut yang kuat untuk kerak berbahan dasar tembaga. Sehingga Amonia digunakan sebagai bahan kimia pembersih untuk kerak yang mengandung sejumlah besar garam tembaga. Masalahnya penggunaan amonia pada suhu tinggi di atas 60°C sulit dilakukan karena amonia bersifat mudah menguap dan menghasilkan asap yang mengiritasi.
B. Sodium hydroxide (NaOH)
Natrium hidroksida digunakan untuk melarutkan kerak silika dan menghilangkan kotoran termasuk minyak dan lemak.
C. Sodium carbonate (Na2CO3)
Natrium karbonat mengubah kerak kalsium sulfat yang tidak larut dalam asam menjadi kalsium karbonat yang larut dalam asam. Na2CO3 (Natrium karbonat) digunakan bersama dengan natrium hidroksida untuk “pembersihan alkali panas” (menggunakan suhu) guna mencegah pembentukan sabun logam yang tidak larut dalam larutan pembersih.
Natrium karbonat juga digunakan sebagai agen penyangga pH untuk menstabilkan pH dan efek larutan pembersih.
2. Bahan Kimia Pembantu
Bahan kimia pembersih utama seperti (kimia organik, anorganik dan alkali) yang telah dijelaskan sebelumnya, memiliki kelebihan dan kekurangan. Sehingga dibutuhkan bahan kimia pembantu untuk mendampingi kinerja pembersih utama.
Bahan kimia pembantu, umumnya digunakan bersamaan dengan bahan pembersih utama untuk meningkatkan kelebihannya atau untuk melengkapi kekurangannya. Jadi memilih bahan kimia pembersih untuk Descaling boiler ini tidak hanya memilih bahan kimia pembersih utama saja, tetapi juga sangat penting untuk memilih kimia pembantu yang tepat dan sesuai dengan bahan kimia utamanya, sehingga mendapatkan efek pembersihan yang baik.
A. Acid Corrosion Inhibitor
Inhibitor korosi asam adalah bahan kimia yang mencegah atau meminimalkan korosi logam yang disebabkan oleh asam yang digunakan untuk pembersihan kimia.
Jenis inhibitor ini disebut inhibitor tipe adsorpsi dan membentuk lapisan pelindung pada permukaan logam. Lapisan ini menolak larutan pembersih dari permukaan logam setelah kerak dihilangkan dan mencegah korosi.
A.1. Mekanisme fungsional inhibitor
Berbagai zat organik dengan berat molekul yang relatif tinggi, seperti amina alifatik, umumnya digunakan sebagai penghambat korosi untuk pembersihan asam. Penghambat korosi yang umum memiliki dua jenis gugus fungsi; satu adalah gugus polar untuk menyerap pada permukaan logam dan satu lagi adalah gugus hidrokarbon hidrofobik. Salah satu contoh inhibitor dari golongan amina adalah Hexametilen tetramin (Hexamin) – C₆H₁₂N₄.
Jenis inhibitor ini disebut inhibitor tipe adsorpsi dan membentuk lapisan pelindung pada permukaan logam. Lapisan ini menolak larutan pembersih asam dari permukaan logam setelah kerak dihilangkan dan mencegah korosi.
A.2. Pemilihan inhibitor
Karena tidak ada inhibitor korosi yang bisa dipakai untuk semua jenis larutan kimia, maka harus dipilih inhibitor yang tepat dan sesuai dengan kondisi pembersihan. Faktor-faktor penting yang memengaruhi kinerja inhibitor dibahas di bawah ini terutama untuk pembersihan kimia dengan asam klorida.
A.2.1. Dosis inhibitor ;
Efek inhibitor korosi umumnya meningkat hingga titik kritis tertentu seiring dengan peningkatan dosis. Di atas titik kritis ini, peningkatan efek hampir tidak diperoleh. Oleh karena itu, dosis inhibitor yang tidak mencukupi atau berlebihan harus dihindari.
A.2.2. Konsentrasi asam;
Umumnya, larutan asam klorida digunakan untuk proses cleaning (Descaling) dengan konsentrasi 5 hingga 10%. Sebagian besar inhibitor korosi menunjukkan efek yang stabil pada tingkat konsentrasi asam ini. Bisa saja kita menggunakan formulasi inhibitor korosi dengan asam klorida konsentrasi tinggi, dan diencerkan sebelum digunakan pada proses cleaning (Descaling).
A.2.3. Suhu pembersihan ;
Pembersihan dengan asam umumnya dilakukan pada suhu yang lebih tinggi daripada suhu sekitar. Karena setiap inhibitor memiliki suhu kritis yang dapat diterapkan, inhibitor yang sesuai harus dipilih dengan mempertimbangkan suhu pembersihan.
A.2.4. Durasi pembersihan;
Umumnya durasi pembersihan dengan larutan asam berkisar 4 hingga 8 jam. Namun, terkadang bisa saja durasi menjadi lebih lama untuk beberapa jenis kerak. Dalam kasus tersebut, harus dipilih inhibitor yang stabil untuk pembersihan jangka panjang.
A.2.5. Ion pengoksidasi ;
Ion pengoksidasi, seperti ion besi dan ion tembaga. Kedua ion ini akan mempercepat korosi asam pada besi. Korosi oleh ion pengoksidasi ini sulit dicegah dengan menggunakan inhibitor korosi asam. Sehingga harus ditambahkan reducing agent untuk mengimbangi laju korosi, akibat ketidak mampuan acid inhibittor menahan ion pengoksidasi ini.
A.2.6. Kecepatan aliran ;
Kecepatan aliran yang lebih tinggi umumnya memberikan efek pembersihan yang lebih baik. Namun, kecepatan aliran juga memengaruhi efek inhibitor. Untuk itu, pilihlah jenis Inhibitor yang sesuai dengan kecepatan aliran pembersihan yang direncanakan.
A.2.7. Gas yang dihasilkan oleh pelarutan kerak;
Kerak yang termasuk dalam golongan sulfida, sulfit, dll., akan menghasilkan hidrogen sulfida, sulfur dioksida, dan sebagainya selama pembersihan asam. Gas-gas yang dihasilkan tersebut menurunkan kinerja beberapa inhibitor. Dengan adanya pembentukan gas ini, harus dipertimbangkan pemilihan inhibitor yang sesuai.
B. Agen pereduksi
Berbagai logam dalam kerak akan larut ke dalam larutan pembersih asam sebagai ion-ionnya. Di antaranya, ion-ion pengoksidasi, seperti ion-ion besi dan tembaga, dan akan mempercepat korosi besi dengan proses sebagai berikut:
2Fe3+ + Fe → 3Fe2+
Cu2+ + Fe → Cu + Fe2+
Zat pereduksi digunakan untuk meminimalkan korosi ini dengan mengurangi ion-ion tersebut. Gambar di bawah ini menunjukkan percepatan korosi dengan ion ferri dan efek penghambatan zat pereduksi. Peningkatan konsentrasi ion ferri mempercepat korosi baja karbon dan penggunaan zat pereduksi menghilangkan pengaruh buruk ion ferri.
Perhatikan, bahwa larutan asam klorida (HCl) dengan konsentrasi 5%, tanpa menggunakan agen pereduksi, akan menyebabkan korosi yang signifikan pada baja karbon (1). Sedangkan HCl yang diberikan agen pereduksi sebanyak 0,2% tidak memberikan dampak korosi yang signifikan (2). Jadi jangan coba-coba melakukan descaling boiler dengan larutan asam tanpa agen pereduksi.
Baca lagi tentang Asam organik yang mampu mereduksi iron oxide (Fe) di sini.
B.1. Agen pelarut tembaga (Copper)
Tembaga dan paduan tembaga sering digunakan sebagai tabung kondensor dan PreHeater (pemanas awal) dalam sistem boiler. Ion tembaga dihasilkan oleh korosi logam tersebut dan mengendap sebagai tembaga metalik pada permukaan baja karbon.
Kerak tembaga ini hampir tidak larut oleh pembersihan asam konvensional. Sehingga dibutuhkan bahan kimia tambahan untuk melarutkan tembaga tersebut, agar dapat mempercepat pelarutan tembaga. Gambar di bawah ini menunjukkan efek zat pelarut tembaga terhadap kadar tembaga dalam larutan boiler.
Jika kadar tembaga dalam kerak tinggi, biasanya ditambahkan amonia dalam larutan pembersih, untuk mempercepat pelarutan tembaga.
Jika larutan pembersih (Descaler) yang digunakan untuk membersihkan boiler menggunakan HCl dengan konsentrasi 5% dan menggunakan Corrosion inhibitor sebanyak 3%, Rencana pembersihan menggunakan suhu 60oC. Diketahui larutan dalam tabung boiler mengandung 1000 mg/liter tembaga. Berapa persen agen pereduksi tembaga berupa amonia di tambahkan dalam larutan HCl?
Dengan memberikan pertanyaan seperti ini, harusnya dengan menggunakan tabel di atas, bisa diketahui, berapa kebutuhan agen pereduksi tembaga yang akan ditambahkan.
B.2. Agen pelarut silika
Silika hampir tidak larut dalam asam apa pun kecuali asam hidrofluorida. Oleh karena itu, ketika asam hidroklorida (HCl) digunakan untuk melarutkan kerak yang mengandung silika, zat pelarut silika digunakan bersama dengan asam tersebut. Gambar di bawah ini menunjukkan efek zat pelarut silika.
Dari gambar di atas, bisa dilihat efek penambahan pelarut silika seperti asam hidrofluorida terhadap laju kelarutan kerak silika. Paling efektif pelarut silika ditambahkan maksimal 1% dalam larutan HCl 5%. Sedangkan penambahan melebihi 1% tidak memberikan dampak yang signifikan terhadap laju kelarutan kerak silika.
Leave a Reply