gasifikasi

GASIFIKASIApakah gasifikasi itu?

Gasifikasi adalah sistem pembangkit listrik berbasis batubara paling bersih yang tersedia saat ini. Gasifikasi menggunakan panas, tekanan, dan uap untuk mengkonversi bahan mentah (bahan baku) yang mengandung karbon menjadi gas sintesis - campuran gas yang utamanya terdiri dari karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2). Karbon monoksida dan hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, merupakan gas yang mudah terbakar dan dapat digunakan untuk menghasilkan listrik, bahan kimia, hidrogen murni, serta bahan bakar transportasi cair.

Bagaimana cara kerja gasifikasi?

Bahan baku dipersiapkan dan diumpankan ke gasifier baik dalam bentuk kering atau sebagai bubur (dicampur dengan air). Di dalam gasifier, yang merupakan bejana reaktor yang kuat, bahan baku bereaksi dengan uap dan udara atau oksigen (O2) pada suhu dan tekanan tinggi dalam kondisi rendah oksigen. Kondisi ini menghasilkan syngas, yang terutama terdiri dari karbon monoksida dan hidrogen, dan dalam jumlah yang lebih kecil berupa karbon dioksida dan metana (CH4). Suhu tinggi dalam gasifier mengubah bahan anorganik yang ditinggalkan oleh gasifikasi menjadi seperti material kaca, umumnya disebut sebagai terak.Terak memiliki kandungan pasir koarsa.Senyawa ini bersifat inert dan mungkin memiliki berbagai kegunaan dalam industri konstruksi dan bangunan.

Apa yang sebenarnya terjadi di dalam gasifier?

Tergantung pada jenisnya, gasifier dapat beroperasi pada suhu sampai 2.600 F, yang lebih dari 12 kali titik didih air, dan tekanan hingga 1.000 pound per inci persegi (psig), yaitu sekitar 68 kali lipat dari standar tekanan atmosfer. Ketika partikel bahan baku memasuki gasifier dan bergerak melalui zona tersebut, mereka menjalani tiga proses termal dan kimia - dua proses pertama dalam kejadian yang sangat cepat dan yang ketiga lebih lambat:

Pirolisis (penguraian kimia dari senyawa kompleks yang disebabkan oleh panas) terjadi ketika partikel memanas. Zat volatil seperti tar dan hidrogen metana dirilis; dan diproduksi residu seperti arang yang mudah terbakar, sehingga batubara tersebut kehilangan bobot hingga 70 persen. Sifat-sifat bahan baku menentukan struktur dan komposisiresiduarang.

Oksidasi (pembakaran terkendali) terjadi ketika produk volatil dan sejumlah residu arang bereaksi dengan udara atau oksigen untuk membentuk karbon dioksida dan karbon monoksida. Jenis reaksi ini dikenal sebagai eksotermik, karena menghasilkan panas.

Reduksi terjadi ketika residu arang bereaksi dengan karbon dioksida dan uap untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen, dan sejumlah metana, yang bersama-sama membentuk campuran gas yang dikenal sebagai syngas. Jenis reaksi ini dikenal sebagai endotermik, karena mengkonsumsi panas.

Produk utama dari gasifikasi adalah syngas.

Apa saja produk utama gasifikasi?Setelah syngas mentah meninggalkan gasifier, fasilitas pengolahan membersihkan gas, mengkondisikan, dan memurnikan aliran syngas menggunakan teknologi komersial yang merupakan bagian integral dari unit gasifikasi. Produk dan by-produk berikut ini mungkin terbentuk, tergantung pada aplikasi yang diinginkan.Sedangkan aplikasi yang lebih luas terus diupayakan.

Syngas yang panas dapat digunakan untuk menggerakkan turbin gas untuk menghasilkan listrik .

Water-gas shift reaction dapat digunakan untuk mengubah karbon monoksida dan air dalam syngas menjadi hidrogen dan karbon dioksida, sehingga meningkatkan kandungan panas bahan bakar gas dalam rangka meningkatkan jumlah hidrogen yang dapat dipisahkan dan digunakan dalam bentuk murni untuk berbagai keperluan, seperti produksi listrik bebas karbon dioksida, produksi kimia, serta bahan bakar untuk fuel cell. Air ditambahkan ke syngas sebelum water-gas shift reaction untuk meningkatkan produksi hidrogen.

Syngas dapat dikonversi menggunakan proses Fischer-Tropsch - reaksi kimia yang dikatalisisasi - menjadi bahan kimia dan bahan bakar hidrokarbon cair (yaitu, bahan bakar yang mengandung kombinasi hidrogen dan karbon) seperti minyak pelumas dan minyak diesel, yang lebih mudah dan aman untuk bahan bakar transportasi dan di SPBU daripada gas yang mudah terbakar.

Produk kimia yang mungkin bisa dihasilkan dari syngas termasuk diantaranya adalah plastik dan urea atau pupuk berbasis amonia.

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.Apa keuntungan utama gasifikasi?Ada lima keuntungan utama atau manfaat dari teknologi gasifikasi:

Fleksibilitas bahan baku - Gasifikasi dapat menghasilkan syngas tidak hanya dari berbagai macam batubara menurut ranking-nya, tapi juga dari bahan baku rendah karbon seperti petroleum kokas (pet coke), bahan bakar minyak tinggi-sulfur, limbah kota, dan biomassa. Fleksibilitas ini meningkatkan nilai ekonomi sumber daya dan menurunkan biaya dengan menyediakan industri pilihan bahan baku yang lebih luas.

Fleksibilitas Produk - syngas yang dihasilkan oleh gasifikasi dapat dikonversi menjadi produk-produk berharga, mulai dari listrik dan uap hingga bahan bakar cair, bahan kimia dasar, dan hidrogen. Integrasi berbagai produk gasifikasi ke dalam aplikasi industri meningkatkan peluang untuk penambahan keuntungan karena operasi pabrik dapat terfokus pada produk yang paling menguntungkan, menyediakan skala ekonomi untuk produksi berbagai komoditas dan peluang adanya peningkatan pendapatan tambahan.

Near-zero emisi - sistem gasifikasi dapat memenuhi peraturan lingkungan yang ketat berkaitan dengan emisi sulfur dioksida (SO2), partikulat, dan senyawa beracun lainnya yang dikandung batubara seperti merkuri, arsenik, selenium, kadmium, dll. Selanjutnya, gasifikasi menyediakan cara yang efektif untuk menangkap dan menyimpan CO2, gas rumah kaca. Karbondioksida yang diproduksi selama gasifikasi muncul pada konsentrasi dan pada tekanan yang lebih tinggi daripada yang dihasilkan dari pembakaran konvensional, membuat mereka lebih mudah untuk ditangkap. Visinya adalah untuk mengubah gas sintesis menjadi hidrogen murni lewat proses water - gas shift reaction dan menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar ultra-bersih tanpa gas buang kecuali air.

Efisiensi tinggi - Gasifikasi dapat diintegrasikan dengan teknologi lain untuk pembangkit listrik yang canggih, khususnya turbin pembakaran dan juga fuel cell oksida padat. Sistem yang dihasilkan sangat efisien, mengambil keuntungan lebih dari setiap pound bahan baku. Sistem ini menggunakan teknologi maju dalam gasifikasi dan dapat mencapai efisiensi hingga 60 %, dibandingkan dengan batas efisiensi 40 % untuk pembangkit konvensional.

Keamanan Energi - Sebagai cara pakai yang lebih baik untuk sumber daya yang energi yang melimpah seperti batubara, gasifikasi dapat mengurangi ketergantungan pada impor bahan bakar, memberikan kontribusi bagi pertumbuhan ekonomi, serta mendorong kesejahteraan dan keamanan energi.

Bagaimana sistem gasifikasi digunakan untuk menghasilkan listrik?

Gasifikasi batubara untuk produksi listrikTerkait dengan pembakaran modern dan turbin-generator uap, gasifikasi adalah salah satu cara yang paling efisien serta ramah lingkungan yang tersedia untuk memproduksi listrik dari berbagai bahan baku. Meskipun sistem combined cycle gas alam lebih unggul dibandingkan sistem gasifikasi dalam hal efisiensi di pembangkit tenaga listrik, harganya yang relatif tinggi dan menurunnya ketersediaan sumber daya gas alam membuat gasifikasi semakin menarik sebagai pilihan di pembangkit listrik.

Dalam proses produksi listrik, syngas yang telah dimurnikan di lokasi gasifikasi atau "gasification island" disuplai ke lokasi pembangkit tenaga atau "power island." Syngas dicampur dengan udara dan dibakar untuk menggerakkan combustion turbin secara langsung, mengkombinasikan proses termal dan mekanik untuk diubah menjadi energi listrik oleh generator. Daya listrik dari generator kemudian diumpankan ke jaringan listrik untuk distribusi.

Limbah panas (panas buangan) dari combustion turbin kemudian digunakan untuk mendidihkan air untuk mendapatkan uap panas dan menggunakannya untuk menggerakkan steam turbindengan generator tersendiri. Operasi siklus gabungan memungkinkan konversi energi yang efisien, yaitu sekitar sepertiga lebih besar daripada yang hanya menggunakan turbin gas saja.

Bagaimana perkembangan pembangkit listrik gasifikasi batubara di Indonesia?

Gasifikasi batubara di Indonesia berpeluang menjadi energi alternatif karena cadangannya cukup besar yaitu diperkirakan mencapai 91 miliar ton, dengan tingkat produksi berkisar 200-300 juta ton per tahun. Gasifikasi batubara juga dapat memanfaatkan batubara muda yang jumlahnya di Indonesia mencapai 70%.

Hingga kini baru ada 3 pembangkit listrik tenaga gasifikasi batubara (PLTGB) dengan total kapasitas 33 MW. Dua PLTGB berlokasi di Sangatta dan satu PLTGB ada di Kutai Barat. Nantinya, PLN akan membuat PLTGB di Palu, Donggala, Mamuju, dan Toli-Toli.

Dari PLTGB ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan terhadap BBM, meningkatkan nilai tambah batubara, menambah devisa dan membuka lapangan kerja.Sehingga bagi para lulusan teknik kimia dan tekniker lainnya sangat berpeluang besar masuk dalam ruang lingkup pekerjaan pengembangan dan pemeliharaan PLTGB ini.