4311413051_Buncit Suligiyanto

19
PENGURANGAN GAS SO 2 DAN NOx DARI GAS BUANG HASIL PEMBAKARAN DENGAN AKSELERATOR Buncit Suligiyanto 4311413051 Universitas Negeri Semarang [email protected] Abstrak PENGURANGAN SO2 DAN NOx DARI GAS BUANG HASIL PEMBAKARAN DENGAN AKSELERATOR. Emisi gas nitrogen oksida dan sulfur oksida merupakan salah satu sumber pencemaran dan kerusakan lingkungan. Gas-gas tersebut disebut gas asam, dapat menyebabkan hujan asam, efek rumah kaca secara tidak langsung, merusakkan hutan, menghancurkan hasil panen, merusakkan lahan pertanian dan kehidupan hewan, korosi bangunan dan menimbulkan masalah-masalah kesehatan. Pengurangan gas berbahaya dalam gas hasil pembakaran banyak dilakukan dengan penyerapan gas SO 2 , dikombinasi dengan proses pencegahan terjadinya gas NOx melalui pembakaran ulang gas NOx atau reduksi gas hasil pembakaran baik secara katalitik maupun tidak. Cara tersebut menimbulkan banyak limbah cair. Cara baru yang tidak menimbulkan limbah cair dan dapat menghilangkan NOx dan SO 2 secara simultan dapat dilakukan dengan iradiasi menggunakan berkas elektron. Gas hasil pembakaran diiradiasi menghasilkan senyawa radikal yang memicu reaksi NOx menjadi asam nitrat dan SO 2 menjadi asam sulfat yang apabila direaksikan dengan ammoniak menghasilkan ammonium sulfat dan ammonium nitrat. Kedua hasil samping dapat digunakan sebagai pupuk tanaman. Dengan proses baru ini biaya investasi lebih besar tetapi biaya opeasional menjadi murah dan dihasilkan produk samping sehingga biaya keseluruhan menjadi murah. Kata Kunci : Gas SO 2 dan NOx, Akselerator, Gas hasil buang pembakaran

description

Kimling Buncit

Transcript of 4311413051_Buncit Suligiyanto

Page 1: 4311413051_Buncit Suligiyanto

PENGURANGAN GAS SO2 DAN NOx DARI GAS BUANG HASIL

PEMBAKARAN DENGAN AKSELERATOR

Buncit Suligiyanto 4311413051

Universitas Negeri Semarang [email protected]

Abstrak

PENGURANGAN SO2 DAN NOx DARI GAS BUANG HASIL PEMBAKARAN DENGAN AKSELERATOR. Emisi gas nitrogen oksida dan sulfur oksida merupakan salah satu sumber pencemaran dan kerusakan lingkungan. Gas-gas tersebut disebut gas asam, dapat menyebabkan hujan asam, efek rumah kaca secara tidak langsung, merusakkan hutan, menghancurkan hasil panen, merusakkan lahan pertanian dan kehidupan hewan, korosi bangunan dan menimbulkan masalah-masalah kesehatan. Pengurangan gas berbahaya dalam gas hasil pembakaran banyak dilakukan dengan penyerapan gas SO2, dikombinasi dengan proses pencegahan terjadinya gas NOx melalui pembakaran ulang gas NOx atau reduksi gas hasil pembakaran baik secara katalitik maupun tidak. Cara tersebut menimbulkan banyak limbah cair. Cara baru yang tidak menimbulkan limbah cair dan dapat menghilangkan NOx dan SO2 secara simultan dapat dilakukan dengan iradiasi menggunakan berkas elektron. Gas hasil pembakaran diiradiasi menghasilkan senyawa radikal yang memicu reaksi NOx menjadi asam nitrat dan SO2 menjadi asam sulfat yang apabila direaksikan dengan ammoniak menghasilkan ammonium sulfat dan ammonium nitrat. Kedua hasil samping dapat digunakan sebagai pupuk tanaman. Dengan proses baru ini biaya investasi lebih besar tetapi biaya opeasional menjadi murah dan dihasilkan produk samping sehingga biaya keseluruhan menjadi murah.

Kata Kunci : Gas SO2 dan NOx, Akselerator, Gas hasil buang pembakaran

Page 2: 4311413051_Buncit Suligiyanto

PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG MASALAH

Emisi gas berbahaya dari alat proses atau pembakaran bahan bakar seperti

SOx (SO2 dan SO3) dan NOx (NO dan NO2) merupakan sumber polusi terbesar

lingkungan, yang berakibat pencemaran dan perusakan lingkungan terutama

kualitas udara. Gas-gas tersebut disebut gas asam, dapat menyebabkan hujan asam

yaitu air hujan yang mengandung asam karena reaksi antara gas dengan air di

udara bebas. Gas asam juga menyebabkan efek rumah kaca secara tidak langsung.

Hujan asam dapat merusak ekologi hutan, menghancurkan hasil panen,

merusakkan lahan pertanian dan kehidupan flora-fauna lainnya, korosi bangunan

(terutama berbahan dasar logam) dan menyebabkan berbagai masalah kesehatan

(S.Turhan,1996).

Emisi gas SO2 dan NOx

Peraturan tentang langit bersih yang digalakkan negara termasuk Indonesia

menyebabkan keharusan bagi perusahaan untuk mengontrol polutan udara dari

plant mereka. Kebutuhan energi untuk tambahan proses ini sangat besar, karena

kandungan polutan gas buang, besar dan bervariasi tergantung dari asal gas buang

tersebut. Akibat peraturan-peraturan tersebut penyediaan energi untuk

menghilangkan emisi polutan menjadi besar juga. Untuk pembatasan terhadap

emisi gas berbahaya yang mengancam kelestariaan lingkungan, perlu ditetapkan

oleh suatu negara yaitu melalui keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup

khususnya mengenai batas emisi yang diijinkan keluar dari plant tertentu.

Batas emisi gas berbahaya yang diizinkan untuk beberapa negara sangat

bervariasi tergantung dari jenis plant, ukuran plant dan bahan bakar yang

digunakan. Setiap negarapun berbeda dalam membatasi emisi yang diproduksi

oleh industri penghasil emisi. Dari data yang diperoleh di negara maju satu sama

lain memiliki kesamaan kuota batasan emisi. Data tersebut dapat dilihat dari tabel

1.

Page 3: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Tabel 1. Batas Emisi SO2 dan NOx dari beberapa negara

Negara Plant baru (mg/Nm3) Plant lama (mg/Nm3)

SO2 NOx SO2 NOx

Australia 200-1620 200-400 200-2000 200-400

Canada 715 740 - -

Denmark 400-2000 650(200) 810 -

Finlandia 380-2540 200-400 620-1540 200-620

Perancis 400-200 650-1300 400-2000 -

Germany 400-2000 200-500 400-2500 200-1300

Grece 200-2000 650-1300 400-2000 -

Irlandia 400-2000 650-1300 - -

Italy 400-2000 200-650 400-2000 -

Jepang - 410-510 - 620-720

Polandia 540-1755 460 675-4160 -

Portugal 400-2000 650-1300 - -

Spanyol 400-2000 650-1300 2400-9000 -

Swedia 160-540 140 160-920 140-560

Swiss 430-2145 200-500 430-2145 200-500

Inggris 400-3000 650-3000 2000-3000 -

Amerika 750-1480 615-980 1480 -

Sumber: Ankara Nuclear Research and Training Center, Ankara-Turkey

Untuk Indonesia sendiri juga mempunyai peraturan tentang batasan emisi gas

buang industri yang dikeluarkan oleh Menteri Negara Lingkungan Hidup. Data

tersebut dapat dilihat di tabel 2.

Tabel 2. Baku Mutu Emisi Proses Pembakaran dari Mesin Pembakaran Dalam

No. Kapasitas Bahan Bakar Parameter

Kadar

Maksimum

(mg/Nm3)

1. ≤ 570 KWth Minyak Nitrogen Oksida

(NOx) dinyatakan 1000

Page 4: 4311413051_Buncit Suligiyanto

sebagai NO2

Karbon Monoksida

(CO) 600

Gas

Nitrogen Oksida

(NOx) dinyatakan

sebagai NO2

400

Karbon Monoksida

(CO) 500

2. > 570 KWth

Minyak

Total Partikulat 150

Sulfur Dioksida

(SO2) 800

Nitrogen Oksida

(NOx) dinyatakan

sebagai NO2

1000

Karbon Monoksida

(CO) 600

Gas

Total Partikulat 50

Sulfur Dioksida

(SO2) 150

Nitrogen Oksida

(NOx) dinyatakan

sebagai NO2

400

Karbon Monoksida

(CO) 500

Sumber: Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 13 Tahun 2009

Sumber Energi dan Dampaknya terhadap Lingkungan

Di dalam bidang sumber energi, Indonesia mempunyai bermacam-macam

sumber energi yang masih cukup banyak, tetapi beberapa sudah menipis

cadangannya. Sumber-sumber energi tersebut adalah minyak, batu bara, gas alam,

panas bumi, air, gelombang laut, beda panas laut, matahari dan sebagainya.

Minyak bumi pernah menjadi andalan di Indonesia pada masa lalu, cadangannya

tercatat sebesar 10 milyar barrel (M bbl) dengan rincian 4,7 cadangan terbukti dan

5,02 M bbl merupakan cadangan potensial (Maklumat Minyak Bumi, 2004).

Cadangan tersebut, dapat menyediakan minyak bumi sampai 20 tahun dengan

tingkat produksi 1,3 juta bbl perhari seperti saat ini. Tetapi apabila cadangan

Page 5: 4311413051_Buncit Suligiyanto

potensial tak terbukti maka dalam 7 tahun, cadangan minyak bumi Indonesia akan

habis ditambang (Kompas, 13 Desember 2003).

Produksi minyak mentah di Indonesia 1,3 juta barrel/hari, dihasilkan oleh

para KPS (Kontraktor Production Sharing) baik asing maupun domestik. Tetapi

produksi oleh KPS domestik (Pertamina dan Medco), hanya 0,14 juta barrel/hari

dan sisanya dilakukan oleh KPS asing. Setelah disisihkan sebagian untuk

membayar ongkos produksi pada KPS, sisanya dibagi hasil (15% KPS, 85%

pemerintah RI). Dari bagi hasil tersebut perolehan pemerintah adalah 700.00

bbl/hari. Kapasitas total kilang domestik saat ini sebesar 1,05 juta barel/hari.

Untuk keperluan kilang di Cilacap sejumlah 350.000 bbl/hari minyak mentah

diimpor dari arab. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan minyak bagi kilang-

kilang Indonesia masih mengimpor dari luar negeri (Deputi PTEN, 2004).

Bahan bakar lain yang masih potensial di Indonesia utnuk digunakan adalah

gas alam. Cadangan gas alam Indonesia 39 milyar ton dan baru dimanfaatkan 5%.

Sumber energi panas bumi tersedia 20000 MW dan baru termanfaatkan 1%.

Cadanagn gas bumi masih 178,1 trilyun CuFt. Sumber energi lain selain yang

sudah disebut di atas dapat diakatakn kecil untuk memenuhi kebutuhan energi

yang semakin meningkat.

Pertumbuhan energi di Indonesia sebelum krisis moneter mencapa 15% per

tahun, dan dihentikan pada wakru krisis moneter tahun 1997. Stelah melalui usaha

yang keras, pada saat ini pertumbuhan energi diperkirakan 5% yang diharapkan

masing meningkat seiring dengan membaiknya keadaan ekonomi di Indonesia.

Salah satu sumber energi yang potensial untuk dikembangkan di Indonesia

adalah batubara. Hanya sayang sebagian besar batubara Indonesia hanya berupa

lignit yaitu batubara muda. Batubara muda karena kandungan pengotor masih

cukup besar jika dibakar menghasilkan gas-gas yang bermacam-macamdan abu

layang berupa debu yang lebih banyak. Untuk menjaga kelestarian alam,

diperlukan biaya yang lebih banyak untuk mengolah gas buangan ini agar tak

berbaya bagi lingkungan. Perkiraan konsumsi sumber energi di masa yang akan

datang dapat dilihat pada gambar 1.

Page 6: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Gambar 1. Proyeksi sumber energi di Indonesia di masa yang akan datang

Gas-gas dalam Gas Buang

Reaksi pembakaran adalah reaksi antara bahan bakar dengan oksigen dalam

ruang pembakaran. Bahan bakar yang merupak senyawa organik hidrokarbon bila

dibakar akan menghasilkan gas CO2 dan H2O menurut reaksi :

CxHy + (x + ½ Y)O2 xCO2 + y H2O

Senyawa hidrokarbon yang bermacam-macam dan senyawa-senyawa lain

yang ada dalam bahan bakar, menyebabkan hasil pembakaran tak hanya

karbondioksida dan air tetapi juga senyaw berbahaya seperti SO2 dan NOx. Kadar

gasa NOx dan SO2 dalam gas hasil pembakaran dapat dilihat dalam Tabel 2.

Tabel 2. Emisi SO2 dan NOx dari bahan bakar

No. Asal Gas Buang Hasil Emisi SO2

(mg/m3)

Emisi NOx

(mg/m3)

1 Pembakaran batubara 550-140000 300-1800

2 Pembakaran minyak ringan 125-1300

3 Pembakaran minyak berat 0-25

Page 7: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Pembentukan Gas NOx dalam Pembakaran Bahan Bakar

Emisi NOx dari pembakaran dapat dijelaskan sebagai emisi nitrogen oksida

(NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Oksida yang dominan dan yang lebih

berbhaya dari kedua senyawa itu adalah gas NO yang merupakan 95% dari NOx.

Meskipun juga terdeteksi N2O dalam gas hasil pembakaran yang bisa merusak

ozone di strastofir, tujuan pengelolaan NOx adalah mengubah menjadi NO2 dan

pengambilan gas tersebut (Radian Corporation, 1996).

Pembentukan NOx dalam pembakaran merupakan interaksi antara proses

kimia, fisika, dan panas berlangsung melalui 3 tahap.

1. Pembentukan NOx karena panas

Oksida nitrogen dalam atmosfer pada suhu tinggi membentuk suhu radikal

oksigen. Atom bereaksi dengan nitrogen menghasilkan NO

O2 ↔ 2O

O + N2 ↔ NO + O

N + O2 ↔ NO + O

N + OH ↔ NO + H

2. Pembentukan NOx dari Bahan bakar

Pembentukan NOx dari bahan bakar disebabkan adanya senyawa

hiterosiklik nitrogen yang ada dalam bahan bakar seperti piridin, piperidin

dan guinolin yang terdapat dalam minyak dan rantai siklik maupun rantai

terbuka nitrogen dalam batubara. Senyawa-senyawa nitrogen ini yang

menghasilkan gas NO. Jumlah maupun kecepatan pembentukan NOxdari

senyawa nitrogen tergantung dari ikatannya masing-masing.

3. Pembentukan NOx cepat

Pembentukan NOx ini terjadi karena reaksi nitrogen dan radikal

hidrokarbon selama pembakaran. Pembentukan NOx ini cepat terjadi pada

pelepasan energi panas karena pembakaran. Sebagai permulaan terjadinya

reaksi adalah pembentukan HCN sbb:

CH + N2 ⇐⇒HCN + N

Page 8: 4311413051_Buncit Suligiyanto

CH2+ N2 ⇐⇒HCN + NH

Selanjutnya HCN ini mereduksi senyawa nitrogen menjadi NO

Penghilangan Gas-gas Berbahaya dalam Gas Buang

Teknologi pengontrolan gas berbahaya dari suatu plant misalnya pembakaran

batubara, bisa melalui dua jalan yaitu dengan modifikasi teknik pembakaran untuk

mencegah terbentuknya atau penghilangan gas berbahaya yang ada dalam gas

hasil pembakaran. Pencegahan terjadinya gas berbahaya, misalnya NOx dilakukan

dengan pembakaran kembali NOx pada kondisi kekurangan udara dan dilanjutkan

pembakaran pada suhu rendah untuk menyempurnakan reaksi. Sedangkan

penanganan gas hasil pembakaran untuk mengurangi NOx yaitu dengan teknik

reduksi katalitis selektif (SCR) dan reduksi non katalitis selektif (SNCR).

Penyerapan gas berbahaya juga dilakukan dengan menyerap gas tersebut dengan

bahan penyerap melalui kontak antara gas yang mengandung gas berbahaya

dengan cairan penyerap dalam kolom absorbsi.

Abu layang yang terikut dalam gas hasil pembakaran dipisahkan dengan

pemisah elektrostatis. Penyerapan gas berbahaya dalam gas hasil pembakaran

dilakukan dengan cara mengkontakkan gas dengan penyerap kalsium hidroksida,

yang mengikat gas menjadi senyawa kalsium sulfat dan kalsium nitrat. Dalam

reaktor ini, reaksi disempurnakan dan kemudian dipompakan ke dalam tangki

pengenap sehingga kalsium sulfat mengenap. Setelah dipisahkan kalsium sulfat

dicampur dengan abu layang dari pemisahan menggunakan pemisah elektrotatis.

Skema proses pembersihan gas hasil pembakaran dapat dilihat dalam

Gambar. 2 (The World Bank, 2006)

Page 9: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Gambar 2. Bagan penyerapan gas berbahaya dengan penyerap cair

Pembakaran ulang NOx adalah modifikasi proses pembakaran, sehingga

pembentukan NOx diminimumkan. Pembakaran ulang NOx untuk mengurangi

NOx dalam hasil pembakaran dilakukan melalui 3 tahapan. Tahap pertama gas

pembentukan gas NO dengan interaksi bahan bakar dengan udara, tahap kedua

adalah penambahan bahan bakar dibawah kondisi reduksi (kekurangan oksigen)

untuk memproduksi radikal hidrokarbon yang bereaksi dengan NOx yang

terbentuk, menghasilkan N2 dan tahapan ketiga adalah penambahan udara pada

suhu rendah untuk menyempurnakan pembakaran (Radian Corporation, 1996).

Karena biaya proses penyerapan ini tinggi, dan hasil samping yang diperoleh

yaitu gibsun tidak banyak digunakan, maka kebanyakan negara berkembang tidak

menggunakan penyerap ini, kecuali pada untuk gas-gas mempunyai kandungan

SOx yang sangat tinggi.

Page 10: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Gambar 3. Alat penyerap gas berbahaya dalam gas hasil pembakaran

Keterangan :

1) Keluaran gas

2) Pemisah butiran

3) Nozzle penyemprot

4) Plate berlubang

5) Masukan gas

6) Over flow

7) Re-sirkulasi

8) Aliran cairan

9) Pompa sirkulasi

Untuk menjaga lingkungan dan mendukung program langit bersih, perlu

didapatkan cara penyerapan gas-gas berbahaya tersebut dengan biaya yang murah.

Mesin berkas elektron yang merupakan akselerator elektron dengan energi rendah,

mempunyai prospek untuk memecahkan permasalahan tersebut. Mesin berkas

elektron merubah gas-gas tersebut menjadi asam sulfat dan asam nitrat, kemudian

diikuti dengan langkah kedua mereaksikan asam dengan ammoniak. Hasil yang

diperoleh adalah ammonium sulfat dan ammonium nitrat. Garam ammonium yang

dihasilkan dapat berfungsi sebagai pupuk tanaman. Dengan demikian, proses ini

mengubah bahan berbahaya menjadi bahan yang dibutuhkan petani untuk

menyuburkan tanaman.

Page 11: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Gambar 4. Penyaring gas hasil pembakaran

Keterangan :

1) Gas bersih keluar

2) Udara tekan

3) Pipa

4) Casing

5) Tutup pengecek

6) Tabung peniup

7) Tabung plate

8) Kain filter

9) Hopper

Beberapa perusahaan atau badan yang telah mulai mengembangkan metode ini

diantaranya dikenal Proses Wellmann-Lord, proses batubara aktif, proses Walther

dan Proses berkas elektron (electron beam (EB). Proses pembersihan gas buang

menggunakan mesin berkas elektron, melibatkan proses reaksi antara gas NOx

dan SOx dengan bantuan elektron beam yang dapat dijelaskan mekanismenya sbb:

Gas SOx dioksidasi oleh radikal OH menjadi HSO3+ yang cepat bereaksi menjadi

hasil antara HSO5. Senyawa antara tsb, dengan adanya uap air dalam udara dapat

bereaksi menjadi asam sulfat H2SO4 dan O2H. Radikal ini mengoksidasi NO dan

menghasilkan radikal untuk bereaksi selanjutnya. Sehingga Oksidasi SO2

meningkatkan oksidasi NOx menjadi NO2. Dengan demikian konsumsi energi bisa

rendah. Gas SO2, NO2, air dalam gas buangbereaksi menjadi gas asam sulfat dan

asam nitrat. Asam-asam tersebut direaksikan dengan ammoniak menghasilkan

ammonium sulfat dan ammoniaum nitrat yang bermanfaat untuk pupuk tanaman.

Keuntungan terbesar dari proses ini adalah menghilangkan gas NOx dan SOx

menghasilkan bahan yang berguna untuk tanaman.

Page 12: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Penanganan Gas Buang dengan Berkas Elektron

Penanganan gas buang dengan berkas elektron sangat efektif untuk

menghilangkan sulfur dioksida (SO2) dan oksida-oksida nitrogen (NOx) dari gas

sisa hasil pembakaran secara simultan. Proses ini merupakan proses kering

menggunakan iradiasi berkas elektron dengan penambahan ammonia untuk

mengkonversi oksida-oksida sulfur dan nitrogen garam ammoniak. Garam

ammoniak yang terbentuk serbuk mudah dipisahkan dengan menggunakan

pengendapan elektron atau dengan filter kain. Garam ammoniak berupa

ammonium sulfat dan ammonium nitrat dapat digunakan sebagai pupuk tanaman.

Gambar 5. Flow penanganan gas hasil buangan dengan berkas elektron

Gas buang dimasukkan dalam bejana yang kemudian diiradiasi dengan berkas

elektron sehingga gas buang tersebut terionisasi. Ion-ion yang terbentuk akan

berinteraksi dengan komponen dalam gas buang menjadi atom bebas dan radikal

seperti O, OH, N dan HO2. Atom bebas dan radikal tersebut berpotensi untuk

bereaksi cepat dengan SO2, NOx dan air menjadi butiran halus dan uap asan sulfat

(H2SO4) dan asam nitrat (HNO3). Dengan adanya ammonia (NH3) disana, asam-

asam akan bereaksi menjadi ammonium sulfat (NH4)2SO4 dan ammonium nitrat

(NH4NO3).

Reaksi yang terjadi dalam proses penanganan gas buang dengan berkas

elektron sebagai berikut:

Page 13: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Pembentukan Radikal bebas

N2, O2, H2O + e →OH*, O*, HO2*, N*

Oksidasi SO2 dan pembentukan H2SO4

SO2+ O*→SO3

SO3+ H2O →H2SO4 atau

SO2+ OH*→HSO3

HSO3+ O*→H2SO4

Oksidasi NO2 dan pembentukan HNO3

NO + O*→NO2

NO3+ OH*→HNO3 atau NO + O2H*→NO2

NO2+ OH*→HNO3

NO → N2 (NO 20%)

NO2 →N2O (NO 10%)

Reaksi asam dengan NH3

H2SO4+ 2 NH3 →(NH4)2SO4

HNO3+ NH3 →NH4 NO3

Penghilangan SO2 oleh panas

(NH3)SO2+ 2H2O →(NH3)2SO4

(NH3)SO2+ 2H2O →(NH4)2SO4

Penelitian penggunaan berkas elektron telah dimulai 30 tahun terakhir

menggunakan gas simulasi dan akselerator untuk penelitian dengan daya kecil.

Dimulai oleh Ebara Jepang, saat ini sudah sampai pada penggunaan akselerator

skala industri dengan kecepatan alir gas 620.000 Nm3/jam setara dengan tenaga

Page 14: 4311413051_Buncit Suligiyanto

220 MW menggunakan akselerator 800 KeV 400 KW per unit. Data akselerator

penelitian yang pernah dibuat dapat dilihat dalam Tabel 3 dan untuk skala industri

dilihat dalam Tabel 4.

Tabel 3. Akselerator untuk eksperiment penanganan gas buang

Tabel 4. Akselerator penanganan gas buang untuk industri

Page 15: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Tabel 5. Perbandingan beberapa proses penguranagn gas NOx dan SO2

Page 16: 4311413051_Buncit Suligiyanto

PEMBAHASAN

Pengurangan kadar gas berbahaya dalam gas buang hasil pembakaran telah

dilakukan dengan berbagai cara. Cara pertama yang dilakukan adalah dengan cara

preventif yaitu mencegah terbentuknya gas berbahaya dengan pembakaran

kembali gas hasil pembakaran. Cara kedua adalah dengan pengelolaan gas hasil

pembakaran seperti cara penyerapan, atau dengan pembentukan radikal bebas

menggunakan berkas elektron agar terjadi reaksi menjadi gas stabil asam nitrat

dan asam sulfat yang bisa direaksikan dengan ammoniak menjadi ammonium

sulfat dan ammonium nitrat.

Bila dibandingkan beberapa cara diatas, masing-masing mempunyai

keuntungan dan kerugian masing-masing. Berkas elektron sekaligus

menghilangkan SO2 dan NOx sedang proses penyerapan, kemampuan penyerap

basa kalsium adalah menyerap gas SO2. Penyerapan gas NO tidak sempurna

sehingga banyak yang masih terbawa oleh gas. Gas NOx merusak lingkungan dan

berbahaya bagi kesehatan. Sehingga untuk mengurangi dampak NO tersebut,

penyerapan SO2 perlu dilengkapi dengan pengurangan terbentuknya NOx. Cara

yang sudah terbukti mengurangi kandungan NOx dalam hasil pembakaran adalah

dengan proses pembakaran kembali NOx. Prinsipnya hasil pembakaran yang

mengandung NOx dilewatkan proses pembakaran dengan kekurangan oksigen,

yang mendorong terbentuknya senyawa radikal yang memacu reaksi pembentukan

N2. Pada tahap ketiga reaksi pada suhu rendah untuk menyempurnakan reaksi.

Penyerapan gas NOx yang tidak memalui proses pembakaran ulang, bisa

dilakukan dengan cara reduksi katalitis selektif atau reduksi non katalitis selektif.

Tetapi cara ini lebih rumit, sehingga perlu biaya yang tinggi.

Penyerapan gas SO2 merupakan proses penghilangan setelah pembakaran.

Gas dikontakkan dengan cairan penyerap yang mengandung bahan penyerap

kalsium hidroksida. Reaksi akanterjadi antara gas SO2 dengan kalsium hidroksida

dan oksigen dari udara tekan yang dimasukkan dalam tangki sulfit. Endapan yang

terbentuk adalah kalsium sulfat atau gibsun yang digunakan untuk keperluan

bangunan. Untuk menghilangkan gas NOx dan SO2, diperlukan kombinasi proses

antara penyerapan NOx menggunakan pembakaran kembali NOx atau proses

Page 17: 4311413051_Buncit Suligiyanto

reduksi baik menggunakan katalisator maupun tidak, dan proses penyerapan gas

SO2 menghasilkan gibsun. Proses tersebut meskipun sederhana dan biaya

investasi rendah, tetapi memerlukan biaya operasional yang lebih besar dan

menghasillan limbah cair yang cukup banyak. Perbandingan proses-proses

tersebut sudah penulis rangkup dalam Tabel 5.

Proses penghilangan gas berbahaya menggunakan berkas elektron

mempunyai banyak keuntungan. Proses penyerapan sepenuhnya menggunakan

proses kering sehingga tidak menimbulkan limbah baru. Hasil sampingnya juga

berupa ammonium nitrat dan ammonium sulfat yang dipergunakan sebagai pupuk.

Proses juga dapat menghilangkan gas NOx dan SO2 secara simultan.

KESIMPULAN

1. Gas Hasil Pembakaran mengandung gas-gas berbahaya utamanya NOx

(NO, NO2, N2O), SO2, SO3 yang bisa menyebabkan hujan asam,

merusakkan ozon di stratosfir, merusakkan hutan atau tanah pertanian,

menyebabkan korosi dan menyebabkan problem kesehatan bagi manusia

dan hewan.

2. Gas NOx dapat dikurangi dengan mencegah terjadi gas NOx melalui

pembakaran ulang dari gas hasil pembakaran dengan pengurangan udara

yang menyebabkan terbentuknya radikal sehingga gas NOx bereaksi

menjadi N2, dilanjutkan dengan penyempurnaan reaksi dengan pemberian

udara pada suhu rendah.

3. Penyerapan NOx dalam hasil pembakaran dapat juga dilakukan dengan

reaksi reduksi baik secara katalitis maupun non katalitis.

4. Penyerapan gas SO2 dilakukan dalam kolom absorbsi dengan

mengkontakkan gas hasil pembakaran dengan penyerap kalsium

hidroksida dan menghasilkan gibsun.

5. Cara baru untuk penyerapan gas NOx dan SO2 secara simultan dilakukan

dengan iradiasi gas dengan berkas elektron.

Page 18: 4311413051_Buncit Suligiyanto

6. Penghilangan gas dengan berkas elektron memerlukan investasi yang lebih

besar, tetapi biaya operasional lebih kecil sehingga biaya keseluruhan

menjadi lebih kecil.

DAFTAR PUSTAKA

Chang, J.S..1991. Corona Discharge Processes. IEEE Transaction on Plasma

Science Vol. 19, pp 1152-1166

Chmielewski, A.G. 2007. Industrial applications of electron beam flue gas

treatment – From laboratory to the practice. Radiation Physics

Chemistry 76: 1480-1484.

Deputi PTEN. 2004. Persiapan Batan Menghadapi Pembangunan PLTN.

Presentasi Trainee Hasil Penelitian dan Kegiatan P2PLR thn 2003.

Jakarta.

Kompas. 2003. Cadangan Minyak Bumi Hanya Cukup untuk 7 Tahun Lagi. 13

Desember 2003. Hlm:-

Radian Corporation. 1996. Summary Report : Control of NOx Emission by

Reburning, Emvironmental Protection Agency, Washington DC:

http://www.epa.gov/ORD/NRMRL/pubs/625r96001/625r96001.pdf

Sudjatmoko. 2006. Kajian Reduksi SO2 dan NOx Dalam Gas Buang Hasil

Pembangkit Listrik Batubara Menggunakan Radiasi Berkas Elektron.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Teknologi Akselerator dan

Aplikasinya. Yogyakarta: PTAPB-BATAN.

---------------. 2008. Analisis Aspek Teknis dan Ekonomis Pengolahan Gas Buang

Dengan Berkas Elektro. Yogyakarta: Pusat Teknologi Akselerator dan

Proses Bahan – BATAN.

Technology for SO2 and NOx, Reduction From Combustion Flue Gas by

Energitic Electron Induced Plasma Process And Electric Discharge.

http://www.vonrollinc.com/downloads/fluegas.pdf diakses tanggal 10

Desember 2014 pukul 21.00 WIB

THE WORLD BANK GROUP. Wet Flue Gas Desulfurification.

http://www.worldbank.org/html/fpd/em/power/EA/mitigatn/aqsowet.html

Page 19: 4311413051_Buncit Suligiyanto

Turhan, dkk. 1996. Technical and Economical Aspects of SO2 and NOx Removal

from Flue Gas By Electron Beam Irradiation. Turkey: Ankara Nuclear

Research and Training Center (ANRTC).

Maklumat Minyak Bumi Indonesia cukup 22 tahun, Maklumat, 11 Februari 2004.

PERATURAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN HIDUP NOMOR 13

TAHUN 2009 TENTANG BAKU MUTU EMISI SUMBER TIDAK

BERGERAK BAGI USAHA DAN ATAU KEGIATAN MINYAK DAN GAS

BUMI