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