1

1

KNOCK OUT DRUM

Dr.-Ing. Suherman

Teknik Kimia UNDIP

Edisi : Juni 2009

2

Pendahuluan

Fungsi: memisahkan campuran uap dan

cairan

Prinsip kerja: gaya gravitasi

mengakibatkan cairan jatuh ke bawah,

sedangkan uap bergerak ke atas pada

laju desain minimum entrainment

butiran cairan ke dalam uap

Separator uap-cairan juga dikenal

sebagai Flash Drum, Knock-out (KO)

Drum, Knock-out pot, Compressor

Suction Drum or Compressor Inlet Drum

 

2

3

Tipe Vertikal

• Keuntungan tipe vertikal

- plot area yang diperlukan lebih kecil

- penghilangan padatan lebih mudah

- efisiensi penghilangan cairan tidak dipengaruhi oleh ketinggian

cairan, karena luasan vesel cukup membuat aliran uap tetap konstan

- umumnya volume vesel lebih kecil

4

Tipe Horizontal

Keuntungan tipe horisontal – lebih mudah untuk mengakomodasi sejumlah besar slug

cairan;

 – head yang diperlukan lebih kecil;

 – laju turunnya cairan lebih rendah, sehinggameningkatkan de-gassing dan pemecahan buih;

 

3

5

Pemilihan Tipe

HorizontalSteam Disengaging Drum

VerticalCondensate Flash Drum

HorizontalFlare KO Drum

VerticalFuel Gas KO Drum

VerticalCompressor KO Drum

HorizontalReflux Accumulator 

VerticalReactor Effluent Separator (V/L)

Preferred orientation Application

6

Rancangan Tipe Vertikal

Low Level Alarm,

normally at 10% of the

control span

LLL

High Level Alarm,

normally at 90% of the

control span

HLA

Lower end of the

control spanLLL

Upper end of the

control spanHLL

Working volume

between High Liquid

Level (HLL) and Low

Liquid Level (LLL)

Liquid

hold-up

time

 

4

7

1. Diameter vesel

( )

v

vlt

v

vl p

t   K C3

gD4v

ρ

ρ−ρ=

ρ

ρ−ρ=

vt = terminal settling velocity (m/s)

ρt = liquid density (kg/m3)

ρv = vapour density (kg/m3)Dp = droplet diameter (m)

g = gravitational constant (9.81

m/s2)

C = dimensionless drag coefficient

Kt = separation factor, or gas

handling capacity (m/s)

0.33 fpsFlare KO drum (wet vapor)

0.75 fpsSystem with have foamingtendency (glycol or amine

solution)

0.75 fpsCompressor suction

knockout drums

0.75 fpsFlare KO drum (essentially

dry vapor)

0.25 fpsVertical KO drum with

demister 

0.15 fpsVertical KO drum without

demister 

0.25 fpsHorizontal KO drum

Kt Application

 

8

2. Tinggi Vesel

3-5Condensate Flash drum

20-30Flare KO drum

3-5Reflux vessel

5-15Feed to distillation column, reactor, heater 

Hold-up(min)Service

2.1 LLL = 0.2 m, for instrument 150 mm, and level instrument 50 mm

2.2. Liquid holdup = HLL-LLL

2.3. Jarak antara HLL dengan inlet nozzle = 0.3 x D, atau minimum 0.3 m

2.4 Diameter inlet nozzle (lihat sub bab 3)

2.5 Jarak antara inlet device dan TTL

a. Tanpa demister, jarak = 0.7D (atau minimal 0.9 m)

b. Dengan demister,

- jarak = 0.45D (atau minimal 0.9 m)

- plus 0.1 m untuk demister 

- plus dari demister ke TTL = 0.15D (atau minimal 0.15 m)

 

5

9

3. Diameter Nozel

3.1 Diameter inlet nozzle, depend on the inlet device depends on the inlet flow

and on the type of inlet device

No inlet device: ρm x vm2 = 1000

No inlet device: ρm x vm2 = 1500

ρm = the density of mixture (MG+ML)/(QG+QL) (kg/m3)

vm = the density of mixture (QG+QL)/(1/4πD2) (m/s)

3.2 Vapour outlet nozzle

ρG x vG2 = 3750

ρG = the vapour density (kg/m3)vG = the vapour velocity (m/s)

3.3 Diameter liquid outlet , basis v = 1m/s

10

Mist Eliminator (demister pad)

• Mist eliminator diperlukan jika dalam proses ada butiran cairan ygharus dipisahkan dari aliran uap.

• KO drum yang tanpa dilengkapi Mist eliminator akan memisahkanbutiran yang lebih besar dari 389 micron oleh gaya gravitasi.Umumnya gaya gravitasi akan memisahkan lebih dari 90% cairanumpan. Oleh karena itu, sisa butiran (droplet) yang memiliki ukurandibawah 300 micron dapat menimbulkan masalah besar untuk unitproses selanjutnya.

• Mist eliminator yang berada di bagian atas KO drum akanmenghilangkan sisa droplet sampai diameter 6 micron ataudibawahnya, tergantung pada tipe mist eliminator. KO drum denganmist eliminator dapat mencapai efisiensi overall 99.99% pemisahan.