Resin Penukar Ion

RESIN PENUKAR ION

Pada sebuah pembangkit listrik tenaga gas dan uap yang menggunakan bahan baku dari air murni sangatlah diperlukan sebuah water treatment plant untuk mengolah air bebas mineral, karakteristik dari sebuah water treatment plant(WTP) yang menggunakan resin anion dan kation pada sebuah WTP nya sangatlah perlu untuk mengetahui bagaimana karakteristik dari resin kation dan anion tersebut.

sistem yang berfungsi untuk mengolah air baku menjadi air bebas mineral yang selanjutnya air bebas mineral digunakan sebagai pemasok air utama untuk dijadikan sumber bahan baku pembangkit tenaga gas dan uap.

Sistem ini menggunakan unit resin penukar ion yang terdiri dari kolom resin penukar kation, kolom resin penukar anion dan kolom mixbed resin. Untuk mengetahui karakteristik. kinerja resin penukar ion dilakukan pengamatan terhadap hasil pengukuran pH dan konduktivitas air pada tahapan proses pembuatan air bebas mineral.

Pengukuran dilakukan setiap pengoperasian sistem air bebas mineral water treatment plant. di unit PLTGU blok 5 mempunyai batasan pengoperasian wtp yaitu tidak lebih dari 0.5 μs/cm, dan acuan pH antara 5.5 - 7.5 .

PROSES

Di dalam proses pembuatan air bebas mineral, air baku dialirkan melewati resin penukar ion yang berada dalam tangki/kolom. yang terdiri dari tangki (kolom) resin penukar kation, tangki(kolom) resin penukar anion dan tangki (kolom)mixbed resin.

Resin penukar ion pada sistem Air Bebas mineral berfungsi untuk mengambil pengotor
yang tidak dikehendaki dengan cara reaksi pertukaran ion yang mempunyai tanda muatan
sama antara air sebagai bahan baku dengan resin penukar ion yang dilaluinya. Kation resin akan mengambil kation pengotor air dan anion resin akan mengambil anion pengotor air. Oleh karena itu perlu adanya pengamatan terhadap karakteristik resin penukar ion pada Sistem Air Bebas Mineral. agar kinerja resin penukar ion dan kualitas air yang dihasilkan memenuhi persyaratan yang diijinkan.

Untuk mengetahui karakteristk kinerja resin penukar ion pada Sistem Air Bebas
Mineral (WTP) dilakukan pengamatan terhadap pengukuran konduktivitas air keluaran
tangki kolom kation, tangki (kolom) resin penukar anion dan tangki (kolom) mixbed resin dengan selang waktu 5 menit hingga penunjukan stabil. Pengukuran dilakukan setiap pengoperasian sistem. Dengan diketahuinya karakteristik dari resin penukar ion pada Sistem Air Bebas Mineral (WTP) akan menjadi acuan tindakan perawatan Sistem Air Bebas Mineral (WTP), sehingga kinerja resin penukar ion pada Sistem Air Bebas Mineral(WTP) dapat bekerja secara optimal dan kualitas air bebas mineral yang dihasilkan selalu memenuhi persyaratan sebagai air reaktor.

TEORI
Proses pembuatan air bebas mineral pada sistem air bebas mineral (GCA 01) RSG-GAS
menggunakan resin penukar ion yang terdiri dari resin penukar kation dan resin penukar anion serta mixed bed resin. Air baku sebagai air umpan pada pembuatan air bebas mineral diambil dari air pengolahan Desalination Plant yang ditampung dalam kolam air baku (raw water). Air baku dipompakan kedalam sistem air bebas mineral menggunakan pompa dengan kecepatan alir 10 m3/jam.

Tahapan proses pembuatan air bebas mineral pada sistem air bebas mineral (wtp) adalah air baku dari kolam air baku (raw water) dipompakan melewati saringan mekanik kemudian dilewatkan dalam kolom resin penukar kation, kolom resin
penukar anion, kolom resin mix-bed, dan dilewatkan dalam saringan resin. Air bebas
mineral selanjutnya ditampung dalam tangki penampung air bebas mineral (Make up Water Tank)dan siap untuk didistribusikan ke dalam sistem pembangkit PLTGU dan fasilitas yang memerlukan air bebas mineral.

Pada proses pembuatan air bebas mineral menggunakan unit resin penukar ion, resin
penukar ion ditempatkan dalam kolom (proses kolom). Kolom/tangki resin penukar kation berisi 24 liter resin tipe Lewatit IN 42 dan 250 liter resin tipe lewatit Mono Plus S 100, kolom/tangki penukar anion berisi 50 liter resin lewatit IN 42 dan 550 liter resin lewatit MP 600 WS, Sedangkan kolom mixed bed berisi 75 liter lewatit MonoPlus MP 500 dan 75 liter MonoPlus SP-112 H. Arah aliran air pada
kolom resin penukar kation dan kolom resin penukar anion adalah dari bawah ke atas sedang dalam kolom resin mix-bed arah aliran air dari atas ke bawah.

Resin Penukar Ion
Resin adalah senyawa hidrokarbon terpolimerisasi sampai tingkat yang tinggi yang
mengandung ikatan-ikatan hubung silang(cross-linking) serta gugusan yang mengandung
ion-ion yang dapat dipertukarkan.

Berdasarkan gugus fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua yaitu resin
penukar kation dan resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung kation yang dapat dipertukarkan. sedang resin penukar anion, mengandung anion yang dapat yang dapat dipertukarkan.

Secara umum rumus struktur resin penukar ion yang dapat merupakan resin penukar kation (Gambar 1) dan resin penukar anion. (Gambar 2).

(gambar 1: Resin Penukar ion)

(gambar 2: REsin Penukar Anion)

Sifat-sifat Penting Resin Penukar Ion adalah adalah sebagai berikut:

1. Kapasitas Penukaran ion
Sifat ini menggambarkan ukuran kuantitatif jumlah ion-ion yang dapat dipertukarkan dan dinyatakan dalam mek (milliekivalen) pergram resin kering dalam bentuk hydrogen
atau kloridanya atau dinyatakan dalam milliekivalen tiap milliliter resin (meq/ml).

2. Selektivitas
Sifat ini merupakan suatu sifat resin penukar ion yang menunjukan aktifitas pilihan atas ion tertentu .Hal ini disebabkan karena penukar ion merupakan suatu proses stoikhiometrik dan dapat balik (reversible)dan memenuhi hukum kerja massa. Faktor
yang yang menentukan selektivitas terutama adalah gugus ionogenik dan derajat ikat
silang. Secara umum selektivitas penukaran ion dipengaruhi oleh muatan ion dan jari-jari ion. Selektivitas resin penukar ion akan menentukan dapat atau tidaknya suatu ion dipisahkan dalam suatu larutan apabila dalam larutan tersebat terdapat ion-ion bertanda muatan sama, demikian juga dapat atau tidaknya ion yang telah terikat tersebut dilepaskan

3. Derajat ikat silang (crosslinking)
Sifat ini menunjukan konsentrasi jembatan yang ada di dalam polimer. Derajat ikat
silang tidak hanya mempengaruhi kelarutan tetapi juga kapasitas pertukaran, perilaku
mekaran, perubahan volume, seletivitas,ketahanan kimia dan oksidasi.

4. Porositas
Nilai porositas menunjukan ukuran pori-pori saluran-saluran kapiler. Ukuran saluransaluran ini biasanya tidak seragam. Porositas berbanding lansung derajat ikat silang,walaupunn ukuran saluran-saluran kapilernya tidak seragam. Jalinan resin
penukar mengandung rongga-rongga, tempat air terserap masuk. Porositas mempengaruhi
kapasitas dan keselektifan. Bila tanpa pori, hanya gugus ionogenik di permukaan saja
yang aktif.

5. Kestabilan resin
Kestabilan penukar ion ditentukan juga oleh mutu produk sejak dibuat. Kestabilan fisik dan mekanik terutama menyangkut kekuatan dan ketahanan gesekan. Ketahanan terhadappengaruh osmotik, baik saat pembebanan maupun regenerasi, juga terkait jenis
monomernya. Kestabilan termal jenis makropori biasanya lebih baik daripada yang
gel, walau derajat ikat silang serupa. Akan tetapi lakuan panas penukar kation
makropori agak mengubah struktur kisi ruang dan porositasnya