PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH.docx

8/9/2019 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH.docx

1/24

1

BAB I

PENDAHULUAN

Seiring perkembangan zaman, kemajuan teknologi di ikuti denganmeningkatnya konsumsi energi(mengakibatkan krisis energi). Meningkatnya

konsumsi energi ini diikuti oleh persediaan suplai energi yang besar dan

mengakibatkan eksploitasi sumber-sumber energi secara maksimal yang

lama-kelamaan akan menyebabkan kerusakan ekologi. Di ndonesia,

meningkatnya konsumsi energi menyebabkan krisis energi yang salah

satunya seperti krisis energi lisitrik. !risis ini terjadi karena kurangnya

pasokan energi listrik untuk masyarakat ndonesia khususnya di pulau "a#a

dan Sumatra yang terjadi pada bulan-bulan terakhir ini. $kibatnya, berbagai

#ilayah di ndonesia akan mengalami pemadaman listrik. !arena hal itulah,

perlu suatu pengembangan sumber energi baru untuk mengatasi krisis

energy tersebut.

Dengan berkembangnya teknologi dan penelitian-penelitian untuk mencari

sumber energy baru, maka munculah sampah. Sampah memang menjadi

masalah di kota - besar di seluruh dunia, dimana %olume sampah yang

dihasilkan tiap harinya berjumlah cukup besar. Selain itu, modelpenanganan sampah yang selama ini diterapkan dianggap tidak layak karena

biasanya hanya ditangani dengan penimbunan sampah di tanah lapang

terbuka (open dumping) sehingga mengakibatkan polusi udara(produksi gas

methan yang membahayakan), mengakibatkan penyebaran penyakit bagi

masyarakat spt& diare,kolera,demam berdarah, dll.

Di negara negara maju seperti Denmark, S#is, $merika dan 'rancis. Mereka

telah memaksimalkan proses pengolahan sampah. idak hanya mengatasibau busuk saja tapi sudah merobah sampah - sampah ini menjadi energi

listrik. !husus di Denmark * + sampah di rubah menjadi energi listrik.

'ada dasarnya ada dua alternati proses pengolahan sampah menjadi energi,

yaitu proses biologis yang menghasilkan gas-bio dan proses thermal yang

menghasilkan panas. 'ada kedua proses tersebut, hasil proses dapat

langsung dimanaatkan untuk menggerakkan generator listrik. 'erbedaan

mendasar di antara keduanya adalah &

'Sa eknik enaga istrik


2/24

/

1. 'roses biologis menghasilkan gas-bio yang kemudian dibakar untuk

menghasilkan tenaga yang akan menggerakkan motor yang

dihubungkan dengan generator listrik.

/. 'roses thermal menghasilkan panas yang dapat digunakan untukmembangkitkan steam yang kemudian digunakan untuk

menggerakkan turbin uap yang dihubungkan dengan generator listrik.



3/24

0

BAB II

PROSES KONVERSI TERMAL

'roses kon%ersi thermal dapat dicapai melalui beberapa cara, yaitu&

Insinerasi

'roses oksidasi bahan-bahan organik menjadi bahan anorganik. 'rosesnya

sendiri merupakan reaksi oksidasi cepat antara bahan organik dengan

oksigen. $pabila berlangsung secara sempurna, kandungan bahan

organik ( dan 2) dalam sampah akan dikon%ersi menjadi gas

karbondioksida (23/) dan uap air (/3). 4nsur-unsur penyusun sampah

lainnya seperti belerang (S) dan nitrogen (5) akan dioksidasi menjadi

oksida-oksida dalam asa gas (S36, 536) yang terba#a di gas produk.

7eberapa contoh insinerator ialah open burning, single chamber, open

pit, multiple chamber, starved air unit, rotary kiln, dan fuidized,bed

incenerator

• Pirolisa

'roses kon%ersi bahan organik padat melalui pemanasan tanpa kehadiran

oksigen. Dengan adanya proses pemanasan dengan temperatur tinggi,

molekul-molekul organik yang berukuran besar akan terurai menjadi

molekul organik yang kecil dan lebih sederhana. asil pirolisa dapat

berupa tar, larutan asam asetat, methanol, padatan char, dan produk gas.

'yrolysis dilakukan di dalam sebuah pengurangan atmoser (hampa

udara) pada temperatur hingga 89992. Di dalam proses pyrolysis, limbah

plastik mampu diubah menjadi eedstock petrokimia, seperti nata, li:uid

dan #a6- seperti hidrokarbon dan gas. eknik pyrolysis telah digunakan

sejak a#al tahun 1;09 di "erman untuk peningkatan residu hidrogenasi

yang diperoleh dari pencairan


4/24

*

otomoti. 'erusakan termal dari limbah plastik telah dilakukan pada skala

industri oleh 7$S= di "erman. !arena adanya akta yang menunjukkan

bah#a prosesnya >eksibel dan desainnya sederhana, maka daur ulang

pyrolysis tepat digunakan secara ekonomis. 'yrolysis limbah plastik

dilakukan menggunakan sebuah kiln (dapur) yang

memberikan e?siensi panas tinggi sekitar @-8+. Metode pyrolysis

dapat merubah limbah plastik menjadi minyak pyrolytic dan padatan

kokas.

'roduk-produk pyrolysis memerlukan proses-proses lebih lanjut, seperti

re?ning. Dengan demikian, pyrolysis lebih baik ditampilkan sebagaibagian dari proses multi-step daripada sebagai sebuah sistem yang

integral. 7eberapa keuntungan dari pyrolysis, meliputi& !onsumsi energi

yang sangat rendah (sebagai contoh, maksimal hanya sekitar 19+ dari

jumlah energi limbah plastik yang digunakan untuk merubah potongan

(sampah) menjadi produk petrokimia). 'rosesnya dapat mengatasi limbah

plastik yang tidak dapat didaur ulang secara e?sien melalui cara-cara

alternati .'roses beroperasi tanpa membutuhkan udara atau campuran

hidrogen dan tidak melibatkan tekanan ele%asi (tinggi).2l terbentuk

sebagai sebuah produk dari proses ini yang dapat diperoleh kembali dan

digunakan sebagai bahan mentah (ra# material).

!eunggulan nyata dari pyrolysis dibandingkan dengan pembakaran

adalah reduksi terjadi sekitar -/9 kali di dalam %olum dari produk gas.

!euntungan lainnya adalah polutan-polutan dan pengotor menjaditerkonsentrasi di dalam sebuah coke-like matri6, yaitu sebuah residu

padat dari proses. Selanjutnya, karena pyrolysis dilakukan dalam sebuah

sistem tertutup, maka tidak ada polutan yang dapat keluar.

• Gasifkasi

'roses kon%ersi termokimia padatan organik menjadi gas. Aasi?kasi

melibatkan proses perengkahan dan pembakaran tidak sempurna

pada temperatur yang relati tinggi (sekitar ;99-1199 2). Seperti'Sa eknik enaga istrik


5/24

halnya pirolisa, proses gasi?kasi menghasilkan gas yang dapat dibakar

dengan nilai kalor sekitar *999 k"


6/24

F

sintetis. 'roses gasi?kasi juga menghasilkan reduksi utama pada

%olume input limbah G dust rata-rata- @+.

eknologi SEA22

Aasi?kasi sampah padat pada prinsipnya adalah suatu proses

perubahan material padat menjadi gas yang mudah terbakar. 'roses

ini melalui beberapa proses kimia dalam reaktor gasi?kasi (gasi?er).

Mula-mula sampah yang sudah diproses secara ?sis diumpankan ke

dalam reaktor dan akan mengalami proses pemanasan sampai

temperatur reaksi serta mengalami proses pirolisa (menjadi bara api).

!ecuali bahan pengotor, sampah bersama-sama dengan oksigen

dikon%ersikan menjadi hidrogen, karbon monoksida dan methana.

'roses gasi?kasi sampah berdasarkan sistem reaksinya dapat dibagi

menjadi empat macam yaitu & ?6ed bed,

>uidized bed, entrained >o#dan molten iron bath. Dalam ?6ed bed,

sampah padat yang telah di proses menjadi material yang berukuran

kecil berupa serbuk yang berukuran antara 0 - 09 mm diumpankan

dari atas reaktor dan akan menumpuk karena gaya beratnya. 4ap dan

udara (3/) dihembuskan dari ba#ah berla#anan dengan masukan

serbuk tersebut akan bereaksi membentuk gas. Beaktor tipe ini dalam

prakteknya mempunyai beberapa modi?kasi diantaranya adalah

proses urgi, 7ritish Aas dan !nAas. Sedangkan proses yang

menggunakan prinsip >uidized bed adalah igh - emperature Einkler,

!ellog Bust Eestinghouse dan 4-gas. Dalam >uidized bed gaya dorong

dari uap dan 3/ akan setimbang dengan gaya gra%itasi sehingga

serbuk sampah dalam keadaan mengambang pada saat terjadi proses

gasi?kasi. Serbuk sampah yang digunakan lebih halus dan berukuranantara 1 - mm. Dalam entrained >o# serbuk sampah yang

berukuran 9.1 mm dicampur dengan uap dan 3/ sebelum diumpankan

ke dalam reaktor.

'roses ini telah digunakan untuk memproduksi gas sintetis dengan

nama proses !oppers-otzek. 'roses yang sejenis kemudian muncul

seperti proses 'BH5=3, Shell, e6aco dan D3E. 'roses molten iron

bath merupakan pengembangan dalam proses industri baja. Serbuk

batubara diumpankan ke dalam reaktor bersama-sama dengan kapur'Sa eknik enaga istrik


7/24

@

dan 3/. !ecuali proses molten iron bath semua proses telah digunakan

untuk keperluan pembangkit listrik. Saat ini teknologi A22 sedang

dikembangkan di seluruh dunia, seperti & "epang, 7elanda, $merika

Serikat dan Spanyol. Di samping proses gasi?kasi yang terus

mengalami perbaikan, gas turbin jenis baru juga terus dikembangkan.

emperatur masukan gas turbin yang tinggi akan dapat menaikkan

e?siensi dan ini dapat dicapai dengan penggunaan material baru dan

perbaikan sistem pendinginnya.

'rinsip kerja dari SEA22 merupakan perpaduan teknologi gasi?kasi

dan pirolisis sampah padat serta proses pembangkitan uap. Aas hasil

gasi?kasi batubara mengalami proses pembersihan sulur dan

nitrogen. Sulur yang masih dalam bentuk /S dan nitrogen dalam

bentuk 50 lebih mudah dibersihkan sebelum dibakar dari pada sudah

dalam bentuk oksida dalam gas buang. Sedangkan abu dibersihkan

dalam reaktor gasi?kasi. Aas yang sudah bersih ini dibakar di ruang

bakar dan kemudian gas hasil pembakaran disalurkan ke dalam turbin

gas untuk menggerakkan generator. Aas buang dari turbin gas

dimanaatkan dengan menggunakan BSA (eat

Beco%ery Steam Aenerator) untuk membangkitkan uap. 4ap dari

BSA (setelah turbin gas) digabungkan dengan uap dari BSA

(setelah reaktor gasi?kasi) digunakan untuk menggerakkan turbin uap

yang akan menggerakkan generator.

'Sa menggunakan proses kon%ersi hermal dalam mengolah sampah

menjadi energy. 'roses kerja tersebut dilakukan dalam beberapa tahap

yaitu&1. 'emilahan dan penyimpanan sampah

imbah sampah akan dikumpulkan pada suatu tempat yang

dinamakan empat 'engolahan $khir ('$).

'emilahan sampah sesuai dengan kriteria yang dibutuhkan 'Sa

Sampah ini kemudian disimpan didalam bunker yang menggunakan

teknologi BD= (Beused Deri%ed =uel). eknologi BD= ini berguna'Sa eknik enaga istrik


8/24

8

dalam mengubah limbah sampah kota menjadi limbah padatan

sehingga mempunyai nilai kalor yang tinggi.

'enyimpanan dilakukan selama lima hari hingga kadar air tinggal * +

yang kemudian dilanjutkan dengan pembakaran.

0. 'embakaran sampah

'Sa mempunyai tungku dimana pada a#al pengoperasiannya akan

digunakan bahan bakar minyak.

Setelah suhu mencapai 89o2 I ;99o2, sampah akan dimasukkan

dalam tungku pembakaran (nsenerator) yang berjalan @899 jam.

asil pembakaran limbah sampah akan menghasilkan gas buangan

yang mengandung 23, 23/, 3/, 536, dan So6. anya saja, dalam

proses tersebut juga terjadi penurunan kadar 3/. 'enurunan kadar 3/

pada keluaran tungku bakar menyebabkan panas yang terba#a keluar

menjadi berkurang dan hal tersebut sangat berpengaruh pada

e?siensi pembangkit listrik.

1. 'emanasan boiler

'anas yang dipakai dalam memanaskan boiler berasal dari

pembakaran sampah. 'anas ini akan memanaskan boiler dan

mengubah air didalam boiler menjadi uap.

. 'enggerakan turbin dan generator serta hasil.

4ap yang tercipta akan disalurkan ke turbin uap sehingga turbin akan

berputar. !arena turbin dihubungkan dengan generator maka ketika

turbin berputar generator juga akan berputar. Aenerator yang

berputar akan mengahsilkan tenaga listrik yang kan disalurkan ke

jaringan listrik milik '5. Dari proses diatas dengan jumlah sampah

yang berkisar 99-@99 ton tiap harinya dapat diolah menjadi sumber

energi berupa listrik sebesar @ Mega#att



9/24

;

Aambar bagian-bagian ncinerator



10/24

19

BAB III

PROSES KONVERSI BIOLOGIS

'roses kon%ersi biologis dapat dilakukan secara anaerobik (biogas)

atau tanah urug (landll). 7iogas adalah teknologi kon%ersi biomassa

(sampah) menjadi gas dengan bantuan mikroba anaerob. 'roses

biogas menghasilkan gas yang kaya akan methane dan slurry.



11/24

11

!onsep land?ll ialah sebuah konsep land?ll modern yang di dalamnya

terdapat suatu sistem pengolahan produk buangan yang baik dengan

cara menimbunnya di dalam tanah. Di dalam lahan landll, limbah

organik akan didekomposisi oleh mikroba dalam tanah menjadi

senya#a-senya#a gas dan cair. Senya#a-senya#a ini berinteraksi

dengan air yang dikandung oleh limbah dan air hujan yang masuk ke

dalam tanah dan membentuk bahan cair yang disebut lindi (leachate).

Gambar model landll

"ika landll tidak didesain dengan baik, leachate akan mencemari

tanah dan masuk ke dalam badan-badan air di dalam tanah. !arena

itu, tanah di landll harus mempunya permeabilitas yang rendah.

$kti?as mikroba dalam landll menghasilkan gas 2* dan 23/ (pada

tahap a#al I proses aerobik) dan menghasilkan gas methane (pada

proses anaerobiknya).



12/24

1/

Sistem pengambilan gas hasil biasanya terdiri dari sejumlah sumur-

sumur dalam pipa-pipa yang dipasang lateral dan dihubungkan

dengan pompa %akum sentral. Selain itu terdapat juga sistem

pengambilan gas dengan pompa desentralisasi.

Gambar modern landll

Secara umum, proses teknologi dapat dijelaskan, yaitu &

1. 'emisahan $#al

$gar proses kon%ersi energi sampah dapat berjalan baik, makadilakukan pemisahan sampah dalam kategori sebagai berikut&

• Sampah organik bio-degradasi (baik basah maupun kering),

contoh& sampah buah-buahan, dan sampah sayuran. Sampah

organik yang diproses di '$ umumnya berasal dari sampah

rumah tangga, kompleks perumahan, dan pasar-pasar

tradisional. Sampah-sampah organik ini dikumpulkan untuk

selanjutnya akan diangkut oleh truk-truk pengangkut sampah'Sa eknik enaga istrik


13/24

10

yang memang bertugas untuk mengangkut sampah-sampah

organik ini yang kemudian akan diba#a ke '$ dan kemudian

diproses .• Sampah organik non-biodegradasi (baik basah maupun kering),

contoh& plastik dan kayu. 'ihak pengelola '$ juga melakukan

kerjasama dengan para pemulung untuk membantu

mengumpulkan sampah-sampah non-organik, khususnya

sampah plastik. 'ihak pengelola '$ menyediakan tempat

khusus bagi para pemulung untuk mengumpulkan dan memilah

sampah-sampah yang mereka dapatkan. 'ihak pengelola juga

menyediakan truk-truk pengangkut sampah yang juga dapat

mengangkut sampah nonorganik.• Sampah inert, contoh& besi, kaca, sisa bahan bangunan. Setelah

dilakukan pemisahan diatas, maka sampah selanjutnya

dimasukkan ke dalam mesin pencacah (shreder) untuk

menyaring dan memisahkan sampah beradasarkan ukurannya.

'roses ini dilaksanakan di dalam bangunan MB= (Material

Becycle =acility).

/. and?ll Aasand?ll adalah suatu proses pengambilan gas methan dari tumpukan

sampah lama (land?lling). umpukan sampah lama ditutup dengan

lapisan tanah untuk menghindari lepasnya gas methan yang sangat

berbahaya bagi lingkungan (karena gas ini mudah terbakar).

Selanjutnya, jaringan pipa gas perorasi dimasukkan ke dalam

tumpukan sampah untuk menyedot gas methan menuju asilitas gas

treatment.

0. 'roses $naerobis Diggestion'roses $naerobic Diggestion, maka dilakukan untuk pengelolaan

sampah basah pada structured land?ll dengan melibatkan bakteri,

yaitu bakteri HM* yang tipenya sama dengan bakteri yang

menghasilkan land?ll gas dan se#age gas. 7akteri ini juga berungsi

untuk mengurangi bau busuk yang ditimbulkan oleh sampah.'enguraian oleh bakteri biasanya akan menghasilkan bio gas dan

membutuhkan #aktu antara 1 sampai / minggu serta kontrol yang

baik untuk menjamin kesempurnaan proses sanitasi. Sisa padat dari

proses ini dapat digunakan sebagai bahan baku pupuku berkualitas



14/24

1*

tinggi dengan menerapkan teknologi pengolahan kompos lanjutan.

Sedangkan sisa air hasil proses dapat diolah kembali atau langsung

disalurkan kembali ke a#al proses. Dengan teknologi ini, maka %olume

sampah dapat berkurang menjadi 19+-1+ dari %olume a#al.

*. Moisture SparatorDari land?ll gas dialirkan melalui pipa-pipa D'H (igh Density

'olyethylene) menuju ke pembangkit listrik, tetapi sebelumnya gas

melalui Moisture Sparetor yang berungsi untuk memisahahkan cairan

lindi dengan gas.

. 7lo#er4ntuk menangani tekanan gas yang rendah digunakan kombinasi

sistem kompressi dan cooler, maka pada blo#er ini selain untuk

mengisap =A dari Moisture Sparator, gas ditekan dan didinginkan

untuk langkah a#al.

F. Berigerant 2hiller

'ada prinsipnya, rerigerant chiller digunakan untuk mendinginkan Aas

and?ll (=A) yang kemudian masuk ke kondensat.

2hiller, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan >uida

sampai pada temperature yang rendah. emperature >uida hasilpendinginan didalam chiller yang lebih rendah bila dibandingkan

dengan >uida pendinginan yang dilakukan dengan pendingin air.

4ntuk chiller ini media pendingin biasanya digunakan amoniak atau

=reon.

@. !ondensor

!ondensor, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan uap

atau campuran uap, sehingga berubah asa menjadi cairan. Media

pendingin yang dipakai biasanya air atau udara. 4ap atau campuran

uap akan melepaskan panas atent kepada pendingin, dalam kasus =A

ini maka uap dimasukkan kedalam kondensor, lalu diembunkan

menjadi kondensat.



15/24

1

Dengan seluruh proses di atas maka %olume sampah dapat berkurang

sampai 89+. Aas yang dihasilkan (biogas gas, methane gas, dan

synthetic gas) selanjutnya dapat menjadi bahan bakar (gas engine)

mesin pembangkit listrik. $dapun kelebihan suplai gas ke generator

akan disalurkan ke =lare-Stack untuk dibakar guna mengurangi emisi

dari gas Methane menjadi karbondioksida.

8. !ualitas Hmisi Aas 7uang7uangan gas dengan teknologi ini memiliki emisi yang sangat rendah

dan ramah lingkungan. 7uangan gas ini memiliki emisi yang rendah

karena telah mengalami berbagai macam proses penyaringan dan

pengurangan emisi.

BAB IV

PENUTUP

ujuan suatu sitem pemanaatan sampah ialah dengan mengkon%ersi

sampah tersebut menjadi bahan yang berguna secara e?sien dan ekonomis

dengan dampak lingkungan yang minimal. 4ntuk melakukan pemilihan alur

kon%ersi sampah diperlukan adanya inormasi tentang karakter sampah,'Sa eknik enaga istrik


16/24

1F

karakter teknis teknologi kon%ersi yang ada, karakter pasar dari produk

pengolahan, implikasi lingkungan dan sistem, persyaratan lingkungan, dan

yang pasti& keekonomian.



17/24

1@

Schematic o 'Sa

LAMPIRAN

PLTSa BANTAR GEBANG



18/24

18

'Sa 7antar Aebang I 7ekasi

`

Salah satu land?ll di 'Sa 7antar Aebang I 7ekasi'Sa eknik enaga istrik


19/24

1;

Salah satu pompa =A di 'Sa 7antar Aebang I 7ekasi

'enimbunan tanah pada land?ll baru di 'Sa 7antar Aebang I 7ekasi



20/24

/9

'enggunaan pipa D'H pada 'Sa 7antar Aebang I 7ekasi

Moisture Sparator pada 'Sa 7antar Aebang I 7ekasi



21/24

/1


=lare pada 'Sa 7antar Aebang I 7ekasi'Sa eknik enaga istrik


22/24

//



23/24

/0


Datar 'ustaka

1. 3kaya, J., 1;;@, De%elopment o ne# echni:ue or Beprocessing o

Easte 'lasticMaterials, echnical report, pp.1-0.

/. $HHMB2 (1;;F). 7iomass-=uel o he 'ast and or he =uture, HKergy,

Lol./, 5o.1.0. ". Eoods and D.3. all, 7ioenergy or De%elopmentN, =$3

Hn%ironment and Hnergy 'aper*. (11F halaman), =ood and agriculture 3rganization, Boma, 1;;*

. Eibo#o arianto G Dar#in Djaja#inata, 'enanganan Sampah'erkotan erpadu, ree article /nd edition

uis "a%ier Molero de 7las. 'ollutant =ormation and nteraction in the

2ombustion o ea%y i:uid =uels, Doctoral hesis, 4ni%ersity o

ondon.

F. 5ishida, 3., . =ujita, E. arano, . Hgashira, S. 3ka#a, M. !a#abata,

. 5akatsukasa, J. Sumitani, D. Suzuki, 1;;8, 'roceeding o F9th

Symposium o he Marine Hngineering Society in "apan, pp.1F-1F0.'Sa eknik enaga istrik


24/24

/*


PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH.docx

Documents

Transcript of PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH.docx