## OPTIMASI LAJU ALIR MASSA DALAM PURIFIKASI PENDINGIN RGTT200K UNTUK PROSES KONVERSI KARBONMONOKSIDA
Sumijanto, Sriyono Pusat Teknologi Dan Keselamatan Reaktor Nuklir Kawasan Puspiptek Gd 80, Serpong, Tangerang Selatan,15310 Email: sumijanto@batan.go.id, telp: 021-7560912, fax: 021-7560913 Diterima editor: 11 Januari 2016 Direvisi editor: 26 Januari 2016 Disetujui untuk publikasi: 29 Februari 2016

## ABSTRAK
OPTIMASI LAJU ALIR MASSA DALAM PURIFIKASI PENDINGIN RGTT200K UNTUK PROSES KONVERSI  KARBONMONOKSIDA .  Karbonmonoksida  adalah  spesi  yang  sulit  dipisahkan  dari  helium pendingin  reaktor  karena  mempunyai  ukuran  molekul  relatif  kecil  sehingga  diperlukan  proses  konversi menjadi karbondioksida. Laju konversi karbonmonoksida dalam sistem purifikasi dipengaruhi oleh beberapa parameter diantaranya konsentrasi, temperatur dan laju alir massa. Dalam penelitian ini dilakukan optimasi laju  alir  massa  dalam  purifikasi  pendingin  RGTT200K  untuk  proses  konversi  karbonmonoksida.  Optimasi dilakukan  melalui  simulasi  proses  konversi  karbonmonoksida  menggunakan  perangkat  lunak  Super  Pro Designer.  Laju  pengurangan  spesi  reaktan,  laju  pertumbuhan  spesi  antara  dan  spesi  produk  dalam kesetimbangan  reaksi  konversi  dianalisis  untuk  memperoleh  optimasi  laju  alir  massa  purifikasi  terhadap proses konversi karbonmonoksida. Tujuan penelitian ini adalah menyediakan data laju alir massa purifikasi untuk pembuatan dasar desain sistem purifikasi helium pendingin RGTT200K. Hasil analisis menunjukkan bahwa  pada  laju  alir  massa  0,6  kg/detik  proses  konversi  belum  optimal,  pada  laju  alir  massa  1,2  kg/detik mencapai  optimal  dan  pada  laju  alir  3,6  kg/detik  s/d  12,0  kg/detik  tidak  efektif.  Untuk  memdukung  dasar desain sistem purifikasi helium pendingin RGTT200K maka laju alir massa purifikasi untuk proses konversi karbonmonoksida digunakan laju alir massa 1,2 kg/detik.
Kata kunci: Karbonmonoksida, konversi, purifikasi, laju alir massa, RGTT200K.

## ABSTRACT
OPTIMIZATION  OF  MASS  FLOW  RATE  IN  RGTT200K  COOLANT  PURIFICATION  FOR CARBONMONOXIDE  CONVERSION  PROCESS. Carbonmonoxide  is  a  species  that  is  difficult  to  be separated  from  the  reactor  coolant  helium  because  it  has  a  relatively  small  molecular  size.    So  it  needs  a process of conversion from carbonmonoxide to carbondioxide. The rate of conversion of carbonmonoxide in the purification system is influenced by several parameters including concentration, temperature and mass flow  rate.  In  this  research,  optimization  of  the  mass  flow  rate  in  coolant  purification  of  RGTT200K  for carbonmonoxide  conversion  process  was  done.  Optimization  is  carried  out  by  using  software  Super  Pro Designer.  The  rate  of  reduction  of  reactant  species,  the  growth  rate  between  the  species  and  the  species products in the conversion reactions equilibrium were analyzed to derive the mass flow rate optimization of purification for carbonmonoxide conversion process. The purpose of this study is to find  the mass flow rate of purification for the preparation of the basic design of the RGTT200K coolant helium purification system. The  analysis  showed  that  the  helium  mass  flow  rate  of  0.6  kg/second  resulted  in  an  unoptimal  conversion process. The optimal conversion process was reached at a mass flow rate of 1.2 kg/second. A flow rate of 3.6 kg/second  –  12  kg/second  resulted  in  an  ineffective  process.  For  supporting  the  basic  design  of  the RGTT200K  helium  purification  system,  the  mass  flow  rate  for  carbonmonoxide  conversion  process  is suggested to be1.2 kg/second .
Keywords: Carbonmonoxide, conversion, purification, mass flow rate, RGTT200K.

## PENDAHULUAN
RGTT200K  adalah  sistem  energi  nuklir  (SEN)  berpendingin  gas  helium  temperatur  tinggi ( High  Temperature  Gas-cooled  Reactor, HTGR)  yang  dikembangkan  dan  didesain  di  PTKRN- BATAN  [1,2].  Helium  dipilih  sebagai  pendingin  reaktor  karena  helium  mempunyai  kemampuan transfer  panas  pada  temperatur  tinggi  yang  memadai,  bersifat inert sehingga  helium  tidak  mudah bereaksi dengan struktur material reaktor [3]. Namun pada kenyataannya dari pengalaman operasi HTGR yang ada di dunia, helium pendingin reaktor mengandung berbagai macam impuritas kimia seperti air, hidrogen, karbonmonoksida, karbondioksida, metana, nitrogen serta produk fisi Kripton dan  Xenon  [4-6].  Impuritas  tersebut  harus  dieliminasi  sampai  batas  konsentrasi  yang dipersyaratkan  untuk  menghindari  bereaksi  dengan  partikel  bahan  bakar  berlapis,  grafit  dan material struktur reaktor [7,8].
Untuk  desain  HTGR  sampai  saat  ini,  impuritas  dikeluarkan  oleh  sistem  purifikasi  helium, yang terdiri dari filter cartridge untuk memisahkan debu karbon dan partikel padat, tiga kolom bed yaitu  kolom  bed  tembaga  oksida  untuk  mengkonversi  hidrogen  menjadi  uap  air  dan karbonmonoksida  menjadi  karbondioksida,  kolom  penyaring  molekuler  5A  ( molecular  sieve 5 AMS) adsorber untuk  menghilangkan  karbondioksida  dan  uap  air  serta  kolom  karbon  aktif kriogenik adsorber untuk  menghilangkan  sisa  impuritas  seperti  metana  dan  nitrogen  serta komponen radioaktif dari kripton dan xenon [9,10]. Sebagai contoh misalnya, sebesar lima persen (5%)  dari  laju  alir  massa  helium  pendingin  primer  HTR-10  yaitu  sebesar  10,5  kg/jam  dialirkan keluar untuk dimurnikan dan setelah murni dikembalikan ke teras reaktor atau ke tangki penyimpan helium [11].
Gas pengotor yang terkandung dalam pendingin reaktor (CO 2 , H 2 O, O 2 , CH 4 , N 2 , H 2 , CO, Kr, dan  Xe)  merupakan  spesi  yang  agresif  terhadap  material  struktur  reaktor  sehingga  akan  dapat mempengaruhi  kelangsungan  dan  keandalan  operasi  reaktor.  Oleh  karenanya  sistem  reaktor dilengkapi  dengan  sistem  purifikasi  yang  berfungsi  untuk  pengendalian  kualitas  (kemurnian) helium  sebagai  pendingin  reaktor.  Dalam  proses  purifikasi  helium,  sebagian  dari  laju  alir  massa pendingin reaktor diambil dan diproses dalam sistem purifikasi sehingga semua pengotor pendingin dapat dipisahkan dan diperoleh helium murni yang memenuhi persyaratan operasi reaktor.
Karbonmonoksida  (CO)  adalah  spesi  gas  pengotor  dalam  pendingin  yang  sulit  untuk dipisahkan  dari  helium  dikarenakan  mempunyai  ukuran  molekul  yang  relatif  sangat  kecil  [12]. Untuk  proses  pemisahannya,  maka  gas  CO  harus  dikonversi  menjadi  molekul  yang  mempunyai ukuran relatif lebih besar yaitu menjadi CO 2 melalui proses oksidasi menggunakan oksidator CuO (tembaga oksida) [10]. Hasil oksidasi CO menjadi CO 2 sangat dipengaruhi oleh berbagai parameter seperti temperatur dan laju alir massa pendingin dalam proses purifikasi. Laju alir massa pendingin yang diambil untuk diproses dalam sistem purifikasi helium selain berpengaruh terhadap kapasitas oksidasi CuO juga berpengaruh terhadap kondisi  parameter operasi pendingin reaktor.
Pada  penelitian  sebelumnya  telah  dilakukan  analisis  pengaruh  parameter  temperatur  pada proses  oksidasi  CO  oleh  CuO  dalam  sistem  purifikasi  helium  RGTT200K.  Hasil  analisis menunjukkan  bahwa  temperatur  mempunyai  pengaruh  yang  signifikan  terhadap  proses  konversi CO  khususnya  pembentukan  produk  oksidasi  yaitu  CO 2 ,  CuO  (CO),  dan  Cu.  Semakin  tinggi temperatur  semakin  banyak  CO  yang  dikonversi  menjadi  CO 2 .  Kondisi  optimum  proses  oksidasi CO dicapai pada temperatur 375 ° C [13].  Selain hal tersebut juga telah dilakukan analisis pengaruh laju  alir  massa  purifikasi  pendingin  terhadap  faktor  utilisasi  energi  RGTT200K.  Hasil  analisis menunjukkan bahwa  laju alir massa  0 s/d 12 kg/s berdampak pada kenaikan daya yang diperlukan untuk  proses  kompresi  pendingin  dari    55,84  MW  s/d  61,42  MW,  sehingga  terjadi  penurunan pembangkitan  daya  listrik  yang  diikuti  dengan  penurunan  faktor  utilisasi  energi  dari  66,88  %  s/d 64,15 % [14].
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  optimasi  laju  alir  massa  dalam  purifikasi  pendingin RGTT200K untuk proses konversi karbonmonoksida. Optimasi dilakukan melalui simulasi proses konversi karbonmonoksida menggunakan perangkat lunak Super Pro Designer. Super Pro Designer merupakan  perangkat  lunak  yang  banyak  digunakan  oleh  para engineer dan  ilmuwan  dalam penelitian dan pengembangan dibidang proses kimia, biokimia, teknologi proses, teknik lingkungan dan manufaktur [15-21]. Perlengkapan yang terdapat dalam Super Pro Designer ini meliputi proses
neraca massa dan energi dari proses kimia, pengaturan ukuran peralatan, penjadwalan dari proses batch , analisa biaya dan evaluasi ekonomis, analisa produk, dan dugaan dampak lingkungan. Pada penelitian ini simulasi hanya dibatasi pada reaksi konversi spesi CO menjadi CO 2 degan oksidator  CuO.  Laju  pengurangan  spesi  reaktan,  laju  pertumbuhan  spesi  antara  dan  spesi  produk dalam  kesetimbangan  reaksi  konversi  dianalisis  untuk  memperoleh  optimasi  laju  alir  massa purifikasi  terhadap  proses  konversi  karbonmonoksida.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  menyediakan data  laju  alir  massa  purifikasi  untuk  pembuatan  dasar  desain  sistem  purifikasi  helium  pendingin RGTT200K.

## TEORI

## RGTT200K Dan Sistem Kontrol Inventori Helium
Reaktor  berpendingin  gas  temperatur  tinggi  200  MWt  Kogenerasi  (RGTT200K)  merupakan reaktor  generasi  lanjut  yang  menggunakan  helium  sebagai  pendingin.  Kogenerasi  RGTT200K memanfaatkan  energi  termal  reaktor  untuk  produksi  hidrogen,  dan  desalinasi  air.  Konsep  dasar diagram  alir  pendingin  RGTT200K  dan  sistem  kontrol  inventori  helium  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 1.
TERAS REAKTOR REKUPERATOR T K TANGKI PENYIMPANAN HELIUM PROSES INDUSTRI G GENERATOR LISTRIK DESALINASI PEMURNIAN HELIUM K IHX UNIT KONVERSI DAYA SISTEM KONTROL INVENTORI HELIUM UNIT REAKTOR KOMPRESOR TURBIN KOMPRESOR LISTRIK PRE COOL E R
Gambar 1. Konsep dasar diagram alir pendingin RGTT200K dan sistem kontrol inventori helium [22].
Sistem  kontrol  inventori  helium  terdiri  dari  sistem  purifikasi  helium,  kompresor  listrik  dan tangki penyimpan helium yang terangkai dalam satu urutan proses purifikasi pendingin RGTT200K. Sistem  purifikasi  helium  adalah  bagian  dari  sistem  kontrol  inventori  helium  yang  berfungsi  untuk memurnikan helium pendingin reaktor. Laju alir massa pendingin RGTT200K didesain 120 kg/detik. Sistem  purifikasi  helium  merupakan  suatu  sistem  yang  dirancang  untuk  memurnikan  helium  dari pengotornya.  Pengotor  gas  helium  tersebut  berupa  gas  CO,  H 2 ,  CO 2 ,  H 2 O,  N 2 ,  O 2 ,  dan  CH 4 yang masuk  ke  dalam  pendingin  melalui water ingress dan air ingress berupa  O 2 dan  H 2 O  [23].  Untuk menjamin agar helium selalu memenuhi persyaratan kualitas operasi maka helium harus dimurnikan. Proses  konversi  gas  CO  dan  gas  hidrogen  H 2 menjadi  CO 2 dan  H 2 O  dalam  sistem  purifikasi helium merupakan langkah awal yang penting sebelum memasuki tahap purifikasi berikutnya. Gas  H 2 dioksidasi karena gas ini memiliki ukuran yang terlalu kecil sehingga harus diubah menjadi gas H 2 O agar dapat dipisahkan pada saat tahap kondensasi, sedangkan gas karbonmonoksida (CO) dioksidasi
menjadi karbondioksida (CO 2 ) agar dapat dipisahkan dalam penyaringan molekuler. Konsep diagram alir sistem purifikasi helium pendingin RGTT200K seperti ditunjukkan pada Gambar 2 [9,10].
Gambar 2 : Diagram proses purifikasi helium pada RGTT200K.

## 1. Filtrasi :
Langkah  pertama  yang  harus  dilakukan  dalam  unit  pemurnian  helium  adalah  memisahkan partikel padat berukuran kecil yang terdapat dalam helium, biasanya adalah debu karbon/grafit yang berbentuk  aerosol.  Teknik  pemisahannya  menggunakan  filtrasi  membran  atau cartride  filter .  Dari proses ini diharapkan semua partikel padat dapat dipisahkan.

## 2. Oksidasi :
Langkah  kedua  adalah  oksidasi  gas  pengotor.  Pada  langkah  ini  gas  pengotor  yang  berukuran kecil  seperti  hidrogen  (H 2 )  dan  karbonmonoksida  (CO)  dioksidasi  oleh  oksida  logam  yaitu  CuO sedemikian  sehingga  hidrogen  akan  menjadi  air  dan  kobonmonoksida  menjadi  korbondioksida menurut reaksi berikut :
H 2 + CuO → H 2 O + Cu (1)
CO + CuO → CO 2 + Cu (2)
Dengan demikian maka jenis gas pengotor yang ada adalah H 2 O, CH 4 , CO 2 , N 2 , dan O 2 .
Filtrasi Oksidasi H 2 + M x O y a H 2 O + M x O y-1 CO + M x O y a CO 2 + M x O y-1 Kondensasi Adsorpsi Molecular sieve Adsorpsi Karbonaktif Kondisi Cryogenic
He + gas pengotor (H 2 ,CO,CO 2 ,H 2 O,N 2 ,O 2 ,NO x ,CH 4 ,)+partikel
Partikel H 2 O H 2 O,CO 2 , NO x ,CH 4
N 2 , - O 2 , spesi residual He, rekomendasi He murni H 2 O, H 2 ,CO

## 3. Kondensasi
Langkah ketiga adalah kondensasi/pendinginan. Pada proses ini sebagian besar air (H 2 O) akan terkondensasi dan terpisah dari senyawa gas yang lain. Gas yang tertinggal adalah H 2 O sisa, CH 4 , CO 2 , N 2 , dan O 2 .

## 4. Adsopsi Molecular Seive
Langkah  keempat  adsorpsi  dan  penyaringan  molekuler  ( molecular  seive ).  Pada  langkah  ini molekul besar yang akan dipisahkan adalah H 2 O sisa, CH 4 , dan CO 2 . Bahan penyaring molekuler dapat digunakan  membran  ataupun  alumonium  oksida  sedangkan  untuk  bahan  adsorbsi  dapat  digunakan karbon aktif. Gas pengotor yang masih tertinggal adalah N 2 dan O 2 .

## 5. Adsopsi Karbon Aktif
Langkah  kelima  adalah  adsorbsi  dengan  karbon  aktif  tetapi  pada  kondisi cryogenic (kondisi sangat dingin). Pada proses ini maka oksigen dan nitrogen akan terkondensasi sedangkan helium masih dalam kondisi gas sehingga akan dipisahkan. Untuk mendapatkan kondisi helium sebagai pendingin primer  maka  langkah-langkah  tersebut  harus  diakomodasi  atau  terimplementasikan  dalam  desain konsptual sistem kontrol inventori helium RGTT200K.

## METODOLOGI
Proses  konversi  karbonmonoksida  (CO)  menjadi  karbondioksida  dalam  sistem  purifikasi merupakan  reaksi  oksidasi  CO  oleh  oksidator  (CuO)  menjadi  karbondioksida  (CO 2 )  mengikuti persamaan kesetimbangan reaksi sebagai berikut :
Keterangan :
V 1 = kecepatan reaksi CO dan CuO
V 2 = kecepatan peruraian CuO(CO) menjadi CO dan CuO V 3 = kecepatan reaksi CuO(CO) menjadi Cu dan CO 2 V 4 = kecepatan reaksi Cu dan CO 2 menjadi CuO(CO)
Analisis  pengaruh  laju  alir  massa  purifikasi  terhadap  laju  konversi  CO  dihitung  melalui simulasi reaksi antara oksidator (CuO) dengan reduktor (CO) menggunakan perangkat lunak Super Pro Designer dengan input data sebagai berikut:
• Reaktan  utama  berupa  simulasi  fluida  pendingin  reaktor  yang  merupakan  campuran  gas helium (He) dengan gas CO dengan konsentrasi CO sebesar 40 ppmV dengan laju alir massa 120  kg/detik.  Penetapan  konsentrasi  CO  dalam  simulasi  ini  dilakukan  dengan  pertimbangan bahwa  pada  kondisi  operasi  terburuk  konsentrasi  CO  dalam  pendingin  primer  RGTT200K diprediksikan mencapai 40 ppmV.
• Laju alir massa dalam proses purifikasi diambil dari simulasi fluida pendingin reaktor dengan laju alir massa purifikasi yang divariasikan mulai 0,5% s/d 10% dari laju alir massa pendingin reaktor  sebesar  120  kg/detik.  Variasi  laju  alir  massa  purifikasi  diprediksikan  sesuai  dengan laju  pertumbuhan  gas  pengotor  dalam  pendingin  serta  dampaknya  terhadap  faktor  utilisasi energi RGTT200K.
• Laju alir massa oksidator CuO sebesar 45 kg/jam. Pada dasarnya bahwa oksidator CuO yang berada  dalam  kolom  oksidator  adalah  tidak  bergerak.  Oleh  karenanya  maka  dalam  simulasi laju  alir  massa  oksidator  CuO  ditentukan  sebesar  45  kg/jam,  nilai  ini  relatif  tidak  bergerak dibandingkan dengan laju alir massa fluida helium sebesar 120 kg/detik.
• Kondisi temperatur 375 ° C dan tekanan 52 atm, kondisi ini disesuaikan dengan hasil penelitian sebelumnya  dimana  temperatur  proses  konversi  optimal  pada  375 ° C.  Adapun  tekanan  fluida 52 atm adalah tekanan telah ada pada fluida pendingin reaktor.
Laju pengurangan spesi reaktan (CO dan CuO), laju pertumbuhan spesi antara (CuOCO) dan spesi produk (Cu, CO 2 ) dalam kesetimbangan reaksi dianalisis untuk mengetahui pengaruh laju alir massa  purifikasi  terhadap  laju  konversi  karbonmonoksida.  Diagram  alir  proses  simulasi  reaksi konversi CO menjadi CO 2 oleh oksidator CuO seperti ditunjukkan  pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram alir  proses simulasi reaksi konversi CO menjadi CO2 oleh oksidator CuO.
Tahap operasi simulasi diawali dengan dialirkannya gas helium bersama reduktor CO kedalam mixer (P2) dengan laju alir masa purifikasi yang divariasikan berturut-turut mulai dari  0,5 % s/d 10% dari laju alir massa pendingin RGTT200K sebesar 120 kg/detik.  Setelah bercampur, reaktan pada (P1- S101)  dimasukkan  ke  dalam  reaktor  kinetik.  Terhadap  hasil  operasi  reaktor  kinetik  (S-103), selanjutnya dilakukan regenerasi untuk mengembalikan Cu menjadi CuO melalui proses oksidasi (S- 105)  menggunakan  reaktor  stoikiometrik.  Hasil  keseluruhan  (S-102)  selanjutnya  dipisahkan  dengan teknik Gas Cyclone , dan akan diperoleh keluaran hasil berupa campuran gas produk reaksi (CO 2 ) serta padatan CuO untuk dikembalikan ke reaktor kinetik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil perhitungan pengaruh laju alir massa purifikasi pendingin reaktor terhadap reaksi konversi CO oleh CuO ditunjukkan pada Tabel 1 dan Gambar 4.
Tabel 1.  Hasil perhitungan pengaruh laju alir massa purifikasi pendingin reaktor terhadap reaksi
kesetimbangan oksidasi CO oleh CuO .
No. Laju alir purifikasi [kg/detik] CO awal [kg/jam] CuO bereaksi [kg/jam] CO sisa [kg/jam] Cu hasil [kg/jam] CuOCO hasil [kg/jam] CO 2 hasil [kg/jam] 1. 0,6 0,086 0,239 0,002 0,075 0,196 0,052 2. 1,2 0,173 0,491 0,000 0,193 0,338 0,133 3. 2,4 0,346 0,616 0,129 0,193 0,507 0,133 4. 3,6 0,518 0,616 0,302 0,193 0,507 0,133 5. 4,8 0,691 0,616 0,474 0,193 0,507 0,133 6. 6,0 0,864 0,616 0,647 0,193 0,507 0,133 7. 7,2 1,037 0,616 0,820 0,193 0,507 0,133 8. 8,4 1,210 0,616 0,993 0,193 0,507 0,133 9. 9,6 1,382 0,616 1,166 0,193 0,507 0,133 10. 10,8 1,555 0,616 1,338 0,193 0,507 0,133 11. 12,0 1,728 0,616 1,511 0,193 0,507 0,133
Gambar 4. Kurva pengaruh Laju Alir Massa Purifikasi Pendingin terhadap laju spesi dalam kesitimbangan reaksi.
Pada  laju  alir  massa  purifikasi  pendingin  sebesar  0,6  kg/detik,  konversi  spesi  CO  berjalan tidak  sempurna  dan  hanya  menghasilkan  spesi  CO 2 sebanyak  0,052  kg/jam  dan  masih meninggalkan  sisa  spesi  CO  sebanyak  0,002  kg/jam.  Secara  teori  reaksi  kimia,  hal  ini dimungkinkan karena pada laju alir massa purifikasi tersebut, tumbukkan antara spesi CO dan CuO kurang  sempurna  sehingga  tidak  membuat  semua  spesi  CO  dan  spesi  CuO  berada  pada  kondisi tereksitasi sempurna yang membentuk produk antara CuOCO, sehingga masih meninggalkan spesi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 0 2 4 6 8 10 12 Laju S p es i D al am K es eti mb an gan [k g/ jam] Laju Alir Masa [kg/detik] CuO bereaksi [kg/jam] CO sisa [kg/jam] Cu hasil [kg/jam] CuOCO hasil
CO2 hasil [kg/jam]
CO yang tidak bereaksi sebesar 0,002 kg/jam, meskipun pada kondisi ini masih ada produk antara (CuOCO) yang tidak terurai menjadi CO 2 dan Cu dan tetap berada pada bentuk CuOCO. Kondisi ini berbeda dengan kondisi konversi CO pada laju alir massa purifikasi sebesar 1,2 kg/detik, dimana terlihat seluruh spesi CO habis terkonversi menjadi CO 2 sebanyak 0,133 kg/jam dan  CuOCO  sebanyak  0,338  kg/jam  serta  Cu  sebanyak  0,193  kg/jam.  Pada  kondisi  ini  dapat dijelaskan  bahwa  telah  terjadi  tumbukkan  yang  efektif  antara  spesi  CO  dan  spesi  CuO  sehingga membentuk  spesi  antara  (CuOCO)  yang  selanjutnya  sebagian  besar  terurai  menjadi  spesi  Cu  dan spesi CO 2 sebanyak tersebut diatas. Pada tahapan ini dapat disimpulkan bahwa pada laju alir massa purifikasi  1%  mempunyai  laju  konversi  CO  yang  sempurna  dimana  seluruh  CO  terkonversi menjadi spesi CuOCO dan spesi CO 2 .
Pada kondisi laju alir massa purifikasi 2% atau laju alir massa purifikasi sebesar 2,4 kg/detik, jika dibanding dengan kondisi laju alir massa purifikasi 1% terjadi peningkatan laju alir massa CO dari  0,173  kg/jam  menjadi  0,346  kg/jam  atau  naik  sebesar  0,173  kg/jam  spesi  CO.  Pada  kondisi terakhir ini proses konversi berlangsung kurang efektif dibanding pada kondisi laju alir 1%. Hal ini terlihat  masih  adanya  sisa  spesi  CO  yang  tidak  berekasi  yaitu  sebesar  0,129  kg/jam,  meskipun terjadi  konsumsi  spesi  CO  tetapi  spesi  CO 2 yang  terbentuk  tidak  meningkat  hal  ini  dikarenakan konsumsi CO seluruhnya digunakan untuk membentuk spesi CuOCO. Jadi pada tahapan ini dapat disimpulkan  bahwa  proses  kosumsi  CO  berlangsung  tetapi  tidak  terkonversi  menjadi  CO 2 melainkan menjadi spesi CuOCO.
Pada kondisi laju alir massa purifikasi dari  3% sampai 10% atau laju alir massa purifikasi dari  3,0  kg/jam    sampai  12,0  kg/detik,  proses  konversi  CO  menjadi  CO 2 tidak  efektif.    Hal  ini terlihat tidak terjadi peningkatan spesi CO 2 , spesi CuOCO dan spesi Cu. Kondisi ini dimungkinkan bahwa  pada  laju  alir  massa  tersebut  kecepatan  gerak  reaktan  yang  ditimbulkan  oleh  fluida  yang terlalu  cepat  sehingga  waktu  kontak  sedikit  dan  mengakibatkan  kehilangan  efektifitas  reaksi konversi  CO  karena  tumbukkannya  menjadi  tidak  efektif.  Pada  akhir  proses  konversi  spesi  padat produk  reaksi  meliputi  spesi  CuOCO,  spesi  Cu,  spesi  CuO  dipisahkan  dengan  teknik cyclon dan yang  berupa  spesi  gas  termasuk  sisa  spesi  CO  yang  tidak  terkonversi  diproses  lebih  lanjut  ke pemisahan dengan penyaring molekuler.
Berdasarkan  fenomena  proses  konversi  tersebut  maka  untuk  pemisahan  CO  dari  helium pendingin reaktor, secara kuantitas konversi CO yang optimal terjadi pada laju alir massa purifikasi sebesar  2%,  namun  pada  kondisi  ini  masih  terdapat  sisa  CO  yang  tidak  terkonversi  sehingga pendingin  masih  belum  bebas  CO  dan  tidak  memenuhi  persyaratan  konsentrasi  CO  yang  telah ditetapkan  untuk  keselamatan  operasi  reaktor.  Pada  proses  konversi  CO  dengan  laju  alir  massa purifikasi  sebesar  1%  memang  secara  kuantitas  C    O  yang  terkonversi  masih  lebih  rendah dibanding dengan proses konversi pada laju alir purifikasi 2%. Namun pada kondisi yang terakhir ini mempunyai keunggulan yaitu bahwa seluruh CO terkonversi menjadi CO 2 sehingga tidak ada sisa  CO  dan  pendingin  reaktor  terbebas  dari  CO.  Oleh  karena  itu  untuk  untuk  memperoleh pendingin  reaktor  yang  bebas  CO  maka  proses  konversi  CO  dalam  sistem  purifikasi  helium pendingin reaktor laju alir massa purifikasi  yang optimal adalah 1%. Pada kondisi laju alir massa purifikasi sebesar 1% merupakan kondisi yang menguntungkan karena berdasarkan hasil penelitian sebelumnya [14], karena mempunyai faktor utilisasi energi energi  cukup tinggi yaitu 66,86 %.

## KESIMPULAN
Pada laju alir massa purifikasi pendingin sebesar 0,6 kg/detik, proses konversi spesi CO menjadi CO 2 berjalan belum optimal. Pada laju alir massa purifikasi pendingin sebesar 1,2 kg/detik, konversi spesi  CO  menjadi  CO 2 berjalan    optimal.  Pada  kondisi  laju  alir  massa  purifikasi  dari  3,0  kg/detik sampai 12,0 kg/detik, proses konversi CO menjadi CO 2 tidak efektif serta mempunyai faktor utilisasi energi  tinggi.  Untuk  memdukung  pembuatan  dasar  desain  sistem  purifikasi  helium  pendingin RGTT200K maka laju alir massa purifikasi pada proses konversi CO menjadi CO 2 digunakan laju alir massa sebesar 1,2 kg/detik.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Mohammad  Dhandhang  Purwadi.  Desain  Konseptual  Sistem  RGTT  200  MWt  Siklus  Tak Langsung.  Seminar  Nasional  Ke  17  Teknologi  Dan  Keselamatan  PLTN  Serta  Fasilitas Nuklir. Yogyakarta. BATAN; 2011.
2. Mohammad Dhandhang Purwadi. Desain Konseptual Sistem Reaktor Daya Maju Kogenerasi Berbasis RGTT. Seminar Nasional Ke 16 Teknologi Dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir. Surabaya. BATAN; 2010.
3. Ap George. Introduction To The Pebble Bed Modular Reactor (PBMR). Exelon Generation. 2011. No.009949: 185.
4. A.Ciampichetti  et  al.  The  Coolant  Purification  System  Of  The  European  Test  Blanket Modules. Fusion Engineering and Design.2010; 85 2033-2039.
5. Josef  Matecha  et  al.  Testing  Of  Analytical  And  Purification  Methods  For  HTR  Helium Coolant. Nuclear Engineering And Design. 2012; 251 208-215
6. Shimpei Hamamoto et al. Investigation Of Chemical Characteristics Of Primary Helium Gas Coolant Of HTTR ( High Temperature Engineering Test Reactor). Nuclear Engineering And Design. 2014;  271 487-491.
7. Chang  Hua  et  al.  Experimental  Investigation  And  Modeling  Of  Adsorption  Of  Carbon dioxide On 5A Moleculer Seive For Helium Purification Of High Temperature Gas Cooled Reactor. Energy Procedia. 2013; 39 208-226
8. Sakaba  N  et  al.  Coolant  Chemistry  Of  The  High  Temperature  Gas-cooled  Reactor  HTTR. Trans At Energy Soc Jpn 3. 2004: 388-95.
9. Liao  C  et  al.  Study  On  The  Adsorption  Of  H 2 O  And  CO 2 From  The  Carrier  Gas  Of  High temperature Gas-cooled Reactor. Yuanzineng Kexue Jishu 32. 1998; 438-44.
10. Liao  C  et  al.    Experimental  Study  On  The  Conversion  Of  H 2 And  CO  From  The  Helium Carrier Gas Of High Temperature Gas-cooled Reactor. Yuanzineng Kexue Jishu 29. 1995; 441-48.
11. Yao  MS  et  al.  The  Helium  Purification  System  Of  HTR-10.  Nuclear  Engineering  And Design 218. 2002; 163-67.
12. Gastaldi  O.  Helium  Purification.  Proceedings  HTR  3 rd International  Tropical  Meeting  on High Temperature Reactor Technology. Johannesburg, 2006.
13. Sumijanto.  Analisis  Pengaruh  Temperatur  Oksidasi  Karbonmonoksida  Pada  Kontrol Inventori Helium RGTT200K. Seminar Nasional TKPFN ke 18. Bandung. 2012.
14. Sumijanto dkk. Analisis Pengaruh Laju Alir Massa Pada Kontrol Inventori Helium terhadap Faktor Utilisasi Energi RGTT200K.  Pertemuan Dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan Dan Teknologi Nuklir, Yogyakarta. PTAPB. 2012.
15. Koon  Fung  Lam  et  al.  Economic  Feasibility  Of  A  Pilot-scale  Fermentative  Succinic  Acid Prodoction From Bakery Waste.  Food And Bioproducts Processing 92. 2014. 282-290.
16. Jemaa Mabrouki et al.  Simulation Of Production Via Fast Pyrolysis Of Palm Oil Residues. Fuel 159. 2015.  819- 827.
17. S.A. Rouf P L et al. Computer Simulation For Large Scale Bioprocess Design. Boichemical Engineering Journal 8. 2001. 229-234.
18. Amey  Deshpande  et  al.    Aqueus  Phase  Adsorption  Of  Toluena  In  A  Packed  Bed  Of Hydrophobic Aerogels. Institute Of Technology. Nirma University. Ahmedabad. 2011. 382- 481.
19. Iliana  Barrera    et  al.  Technical  And  Economical  Evaluation  Of  Bioethanol  Production Fromm Lignocellulosic Residues In Mexico. Case Of Sugarcane And Blue Agave Bagasses. Chemical Engineering Research And Design.  2015.
20. Nikhil  Kawachale  et  al.  Simulation.  Scale  Up  And  Economics  Of  Adsorption  And membrane Based Processes For Isoflavones Recover. Chemical Engineering Research And Design 89.  2011.  428-435.
21. Alexandru  Woinaroschy  et  al.  Multiobjective  Optimal  Design  For  Biodiesel  Sustainable Production. Fuel 135. 2014. 391- 405.
22. Sumijanto.  Desain  konseptual  Sistem  Kontrol  Inventori  Helium  Pendingin  Primer RGTT200K. Seminar Nasional TKPFN ke 17. Yogyakarta. BATAN.  2011.
23. Sumijanto. Analisis Proses Oksidasi H 2 dan CO Untuk Desain Konseptual Sistem pemurnian pendingin Primer RGTT200K. Majalah Ilmiah Sigma Epsilon. 2011. Volume 15 Nomor 2.