Post on 15-Feb-2016
description
II.TINJAUAN PUSTAKA
PyrolysisPyrolysis adalah proses termokimia yang menyerupai gasifikasi, hanya saja tidak
diperbolehkan adanya oksigen dalam proses tersebut. Biomassa yang diproses akan menjadi
minyak. Sama halnya dengan syngas, minyak tersebut bisa dibakar untuk menghasilkan listrik
atau digunakan dalam pembuatan plastik, perekat atau produk bio lainnya, gasifikasi, penguraian
anaerobik, dan teknologi-teknologi biomassa lainnya bisa digunakan dalam sistem yang kecil
dengan pembakaran internal atau dengan generator-generator lain. Dengan sistem ini, listrik bisa
dihasilkan bagi pedesaan yang jauh dari jaringan listrik, bahkan bisa dihubungkan dengan
jaringan listrik.
Gasifikasi - Pyrolysis - Pembakaran
Gasifikasi adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termo kimia menjadi
gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang digunakan untuk proses
pembakaran.
Selama proses gasifikasi reaksi kimia utama yang terjadi adalah endotermis (diperlukan
panas dari luar selama proses berlangsung). Media yang paling umum digunakan pada proses
gasifikasi ialah udara dan uap. Produk yang dihasilkan dapat dikategorikan menjadi tiga bagian
utama, yaitu padatan, cairan (termasuk gas yang dapat dikondensasikan) dan gas permanen.
Media yang paling umum digunakan dalam proses gasifikasi adalah udara dan uap. Gas yang
dihasilkan dari gasifikasi dengan menggunakan udara mempunyai nilai kalor yang lebih rendah
tetapi disisi lain proses operasi menjadi lebih sederhana.
Beberapa keunggulan dari teknologi gasifikasi yaitu :
1. Mampu menghasilkan produk gas yang konsisten yang dapat digunakan sebagai
pembangkit listrik.
2. Mampu memproses beragam input bahan bakar termasuk batu bara, minyak berat,
biomassa, berbagai macam sampah kota dan lain sebagainya.
3. Mampu mengubah sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi.
4. Mampu mengurangi jumlah sampah padat.
5. Gas yang dihasilkan tidak mengandung furan dan dioxin yang berbahaya.
Selama proses gasifikasi terdapat beberapa tahapan proses yaitu:
1. Tahapan pemanasan dimana temperatur padatan naik sampai sebelum terjadi proses
pengeringan.
2. Tahap pengeringan dimana terjadi pelepasan uap air dari padatan.
3. Tahap pemanasan lanjut dimana temperatur padatan naik kembali sampai sebelum terjadi
proses devolatilisasi.
4. Tahap devolatilisasi dimana volatil dalam padatan keluar sampai tersisisa arang. Tergantung
dari bahan bakar yang digunakan volatil dapat terdiri dari gas-gas H2O, H2N2, O2, CO, CO2,
CH4, H2S, NH3, C2H6 dan hidrokarbon tidak jenuh.
5. Tahap gasifikasi
6. Tahap pembakaran arang (terjadi jika masih terdapat udara yang tersisa)
Perbandingan Teknologi Gasifikasi dan Pembakaran
Perbedaan Gasifikasi Pembakaran
Tujuan
Meningkatkan nilai tambah dan
kegunaan dari sampah atau material
dengan nilai rendah
Membangkitkan panas atau
mendestruksi sampah
Jenis Proses
Konversi kimia dan termal
menggunakan sedikit oksigen atau
tanpa oksigen
Pembakaran sempurna
menggunakan udara berlebih
(oksigen)
Komposisi gas kotor
sebelum dibersihkanH2, CO, H2S, NH3 dan partikulat
CO2, H2O, SO2, NOx dan
partikulat
Komposisi gas bersih H2 dan CO CO2 dan H2O
Produk padatan Arang atau kerak (slag) Abu
Temperatur(oC) 700-1500 800-1000
Tekanan Lebih dari 1 atm 1 atm
Gasifikasi berbeda dengan pirolisis dan pembakaran.
Ketiganya dibedakan berdasarkan kebutuhan udara yang diperlukan selama proses.
1. Jika jumlah udara/bahan bakar (AFR , air fuel ratio) sama dengan 0, maka proses disebut
pirolisis.
2. Jika AFR yangdiperlukan selama proses kurang dari 1.5, maka proses disebut gasifikasi.
3. Jika AFR yang perlukan selama proses lebih dari 1.5, maka proses disebut pembakaran
Cgas yang memiliki nilai kalor yang berguna. Pengertian ini tidak memasukkan istilah
pembakaran (combustion) sebagai bagian daripadanya, karena gas buang (flue gas)yang
dihasilkan dari pembakaran tidak memiliki nilai kalor yang signifikan untuk dimanfaatkan
[Higman, van der Burgt, 2003].
Karena proses ini merupakan konversi material yang mengandung karbon, maka semua
hidrokarbon seperti
1. batubara,
2. minyak,
3. vacuum residue,
4. petroleum coke atau petcoke,
5. Orimulsion, bahkan
6. gas alam
dapat digasifikasi untuk menghasilkan gas sintetik (syngas).
Pada dasarnya, terdapat 3 cara untuk memproduksi gas sintetik dari batubara, yaitu
1. pirolisis,
2. hidrogenasi, dan
3. oksidasi sebagian (partial oxidation).
Meskipun produksi gas sintetik pada awalnya memanfaatkan teknologi pirolisis, tapisaat ini
pirolisis lebih banyak diaplikasikan untuk memproduksi bio-oil dari bahan baku biomassa.
Metode yang dipakai adalah flash pyrolysis, dimana biomassa dipanaskan secara cepat tanpa
oksigen pada suhu tinggi antara 450~600 C dengan waktu tinggal gas (residence time) yang
pendek yaitu kurang dari 1 detik. [Bramer,Brem, 2006].
Hidrogasifikasi (hydro-gasification) bertujuan memproduksi gas metana (Synthetic
Natural Gas) langsung dari batubara. Karena operasional hidrogasifikasi
Teknologi gasifikasi adalah merupakan suatu bentuk peningkatan pendayagunaan energi yang
terkandung di dalam bahan biomassa melalui suatu konversi dari bahan padat menjadi gas
dengan menggunakan proses degradasi termal material-material organik pada temperatur tinggi
di dalam pembakaran yang tidak sempurna.
Proses ini berlangsung di dalam suatu alat yang disebut gasifier. Ke dalam alat ini dimasukkan
bahan bakar biomassa untuk dibakar di dalam reaktor (ruang bakar) secara tidak sempurna.
Dengan kata lain, proses gasifikasi merupakan proses pembakaran parsial bahan baku padat,
melibatkan reaksi antara oksigen dengan bahan bakar padat.
Uap air dan karbon dioksida hasil pembakaran direduksi menjadi gas yang mudah terbakar,
yaitu karbon monoksida (CO), hidrogen (H2) dan methan (CH4). Gas-gas ini dapat dipakai
sebagai pengganti BBM guna berbagai keperluan seperti menggerakkan mesin tenaga
penggerak (diesel atau bensin), yang selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk pembangkitan
listrik, menggerakkan pompa, mesin giling maupun alat alat mekanik lainya.
Selain itu gas ini juga dapat dibakar langsung untuk tanur pembakaran, mesin pengering, oven
dan sebagainya yang biasanya memerlukan pembakaran yang bersih.
Dari prinsip kerjanya gasifikasi dibedakan menjadi 3 jenis:
1) Updraft gasifier
Pembakaran berlangsung di bagian bawah dari tumpukan bahan bakar dalam silinder, gas hasil
pembakaran akan mengalir ke atas melewati tumpukan bahan bakar sekaligus
mengeringkannya. Bahan bakar dimasukkan ke dalam ruang bakar dari lubang pemasukan atas.
Updraft gasifier
2) Crossdraft gasifier
Udara disemprotkan ke dalam ruang bakar dari lubang arah samping yang saling berhadapan
dengan lubang pengambilan gas sehingga pembakaran dapat terkonsentrasi pada satu bagian
saja dan berlangsung secara lebih banyak dalam suatu satuan waktu tertentu.
3) Downdraft gasifier
Gas hasil pembakaran dilewatkan pada bagian oksidasi dari pembakaran dengan cara ditarik
mengalir ke bawah sehingga gas yang dihasilkan akan lebih bersih karena tar dan minyak akan
terbakar sewaktu melewati bagian tadi.
Downdraft gasifier
Untuk mendapatkan hasil maksimal dari pendayagunaan dari gas yang dihasilkan oleh
pembakaran biomassa ini, beberapa persyaratan yang perlu diketahui dan dipenuhi adalah
terutama dalam hal bahan bakar umpan beserta penggerak yang akan dipergunakan,
KOMPONEN GASIFIKASI
TEMPAT BAHAN BAKAR
BLOWER
DUDUKAN WADAH