Clean coal technology

18
Kajian Teknik Beberapa Jenis Reactor Gasifikasi Batubara

Transcript of Clean coal technology

Kajian Teknik Beberapa Jenis Reactor Gasifikasi Batubara

Penerapan teknologi ini dikenal dengan “Burn it “dirty” then clean it up “. Emisi dikurangi dengan menggunakan teknologi : Denitrifikasi, Desulfurisasi, Electrostratic precipitator (penyaring debu)

Penerapannya dengan cara memasang peralatan denitrifikasi

pada saluran gas buang untuk mengurangi emisi NOx.

Teknologi dedusting digunakan untuk mengurangi

partikel yang berupa debu. Menggunakan electrostatic

precipitator (ESP), berupa elektroda yang ditempatkan

pada aliran gas buang.

Bertujuan mengurangi emisi SO2, menggunakan

peralatan desulfurisasi “flue gas desulfurization (FGD)”.

Ada dua tipe FGD yaitu :

1. FGD basahcampuran air dan gamping

disemprotkan dalam gas buang.

2. FGD kering campuran air dan batu kapur atau

gamping yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar.

Dilakukan pemisahan gas CO2 dari gas buang.

Pemisahan ini mengggunakan bahan kimia amino dan

memerlukan energi sebesar seperempat dari energi

listrik yang dihasilkan.

Proses gasifikasi batubara adalah proses perubahan

batubara padat menjadi gas yang lebih mudah terbakar

dengan klasifikasi berdasarkan nilai panas (heating

value), yaitu Low-btu (180-350 Btu/scf), Medium-btu

(250-500 Btu/scf), High-btu (950-1000 Btu/scf). Proses

gasifikasi batubara ada dua jenis yaitu UCG

(Underground Coal Gasification) dan IGCC (Integrated

Gasification Combined Cycle).

UCG adalah proses gasifikasi batubara secara insitu.

Batubara dikonversi ke bentuk gas dibawah tanah

dengan cara menginjeksikan suatu oksidan (uap dan

oksigen) yang bertekanan tinggi ke dalam lapisan

batubara pada suatu pipa yang disebut dengan pipa

injeksi, lalu dilapisan batubara oksidan tersebut

direaksikan dengan batubara baik secara homogen

(gas-gas) maupun heterogen (gas-padat).

Reaksi pembakaran dijaga suhu dan konsentrasi oksigennya agar

reaksi pembakaran hanya mencapai proses pirolisa (pembaraan) atau

istilah lainnya adalah pembakaran tidak sempurna. Lalu gas hasil

reaksi digiring keluar melalui pipa produksi. Hasil keluarannya adalah

H2 dan CO

Fixed bed

Dalam reactor fixed bed serbuk batubara yang

direaksikan berukuran 3 – 30 mm. Batubara

tersebut diumpankan dari atas reactor dan akan

menumpuk karena gaya beratnya yang disebut

dengan solid bed. Uap dan oksigen (oksidan)

dihembuskan dari bawah berlawanan dengan

masukan serbuk batubara dengan residence time

1-5 jam yang akan bereaksi membentuk gas.

Reaktor tipe ini dalam prakteknya mempunyai

beberapa modifikasi diantaranya adalah proses

lurgi, British Gas dan KILnGas.

Fluidized Bed

Fuidized Bed gasifikasi adalah teknologi

pembakaran yang digunakan dalam pembangkit

tenaga listrik. Pada proses gasifikasi seperti ini,

kehilangan tekanan (pressure loss) sedemikian

sehingga daya dorong dibagian bawah bed membuat

kesetimbangan dengan gravitasi sehingga batubara

yang diinjeksi dari atas dalam bentuk serbuk yang

berukuran antara 0.1-5 mm berada dalam keadaan

melayang dan juga berakibat permukaan reaksi

menjadi lebih luas sehingga reaksi akan menjadi

lebih cepat dengan residense time 15-50 detik.

Entrained flow gasifier

Pada gasifier ini udara (oksigen) dan steam bercampur

dengan kecepatan tertentu diumpankan bersama-sama

serbuk batubara yang berukuran 0,5 mm dimasukan ke

bagian atas reaktor. Gas yang dihasilkan dialirkan

melalui bagian samping bawah reaktor, sedangkan sisa

pembakarannya atau abu yang dihasilkan akan keluar

dari bawah reaktor. Proses gasifikasi ini terjadi pada

kondisi kecepatan gas pereaksi sangat tinggi sehingga

membuat partikel-partikel batubara terbawa oleh gas

dan terjadilah turbulensi menyebabkan partikel-partikel

yang ukurannya 0,5 mm tersebut mengalami

pembakaran. Residence time untuk sistem ini antara 1-5

detik.

IGCC merupakan teknologi batubara bersih yang sekarang dalam

tahap pengembangan. Berbeda dengan UCG yang prosesnya secara

insitu, pada IGCC batubara di bawah tanah dieksplorasi terlebih

dahulu, lalu proses kimianya berlangsung di dalam reactor gasifikasi

(gasifier). Mula-mula batubara yang sudah diproses secara fisis

diumpankan ke dalam reactor dan akan mengalami proses pemanasan

sampai temperature reaksi serta mengalami proses pirolisa. Kecuali

bahan pengotor, batubara bersama-sama dengan oksigen

dikonversikan menjadi hydrogen, karbon monoksida dan methane.

Prinsip kerja dari IGCC ditunjukkan pada gambar di bawah. IGCC merupakan

perpaduan teknologi gasifikasi batubara dan proses pembangkitan uap.

Teknologi IGCC ini mempunyai kelebihan yaitu dalam hal bahan bakar :

1. Tidak ada pembatas untuk tipe, ukuran dan kandungan abu dari batubara yang

digunakan. Dalam hal lingkungan : emisi SO2, NOX, CO2 serta debu dapat dikurangi

tanpa penambahan peralatan tambahan seperti de-SOX dan de-NOX dan juga limbah

cair serta luas tanah yang dibutuhkan juga berkurang.

2. Disamping itu pembangkit listrik IGCC mempunyai produk sampingan yang merupakan

komoditi yang mempunyai nilai jual seperti : sulfur, asam sulfat dan gypsum.

3. Efisiensi pembangkit listrik ICGG berkisar antara 38 - 45 % yang lebih tinggi 5 - 10 %

dibandingkan PLTU batubara konvensional. Hal ini dimungkinkan dengan adanya

proses gasifikasi sehingga energi yang terkandung dalam batubara dapat digunakan

secara efektif dan digunakannya HRSG untuk membentuk suatu daur kombinasi antara

turbin gas dan turbin uap.

Salah satu hal yang menarik dalam sistem IGCC

adalah pembangunannya dapat dilakukan secara

bertahap yaitu:

Tahap pertama : pembangunan turbin gas dan

perlengkapan pembangkit listrik

Tahap kedua : pembangunan sistem daur kombinasi,

dan

Tahap ketiga : pembangunan unit gasifikasi.

Pemakaian batubara dalam jumlah besar pada akhir-akhir ini harus

menerapkan teknologi batubara bersih, salah satunya yaitu IGCC,

supaya dampak lingkungannya minimum. IGCC saat ini sedang dalam

taraf pengembangan dan diharapkan sudah beroperasi secara komersial

dalam waktu dekat ini. Pembangkit listrik IGCC mempunyai keunggulan

bila dibandingkan dengan PLTU konvensional dengan tambahan de-

SOX dan de-NOX dalam hal dampak lingkungan. Bagi Indonesia

pembangkit listrik IGCC merupakan teknologi alternatif yang patut

dipertimbangkan untuk menggantikan PLTU batubara konvensional

yang sudah habis masa gunanya dan untuk pembangunan pembangkit

listrik yang baru.