Sejarah Gasifikasi

7/25/2019 Sejarah Gasifikasi

1/8

Sejarah Gasifikasi

Proses gasifikasi menghasilkan gas yang mudah terbakar dari pakan organik yang

digunakan dalam blast furnacelebih dari 180 tahun yang lalu. Kemungkinan menggunakan

gas ini untuk pembangkit listrik pemanas dan segera menyadari dan ada muncul dalam gas

Eropa produsen sistem, yang menggunakan arang dan gambut sebagai bahan pakan. Padapergantian abad minyak bumi memperoleh penggunaan yang lebih luas sebagai bahan bakar,

tetapi selama kedua perang dunia dan khususnya Perang Dunia II, kekurangan minyak bumi

menyebabkan luas reintroduksi dari gasifikasi. Pada tahun 1!"# gas itu digunakan untuk truk

listrik, bus dan mesin pertanian dan industri. Diperkirakan ada dekat dengan !.000.000

Kendaraan ber$alan pada gas produser di seluruh dunia.

%etelah Perang Dunia II kurangnya dorongan strategis dan ketersediaan bahan bakar fosil

murah menyebabkan penurunan umum dalam industri produser gas. &amun %'edia terus

beker$a pada teknologi produsen gas dan peker$aan dipercepat setelah krisis 1!#( )erusan

%ue*. %ebuah keputusan kemudian dibuat untuk memasukkan gasifikasi di %'edia rencana

darurat strategis. Penelitian ke dalam desain yang sesuai gasifikasi kayu, pada dasarnya untuk

digunakan transportasi, dilakukan di Institut &asional %'edia untuk Pengu$ian +esin

Pertanian dan masih dalam proses.

Kepentingan kontemporer digasifierskala kecil - D, untuk sebagian besar dari tahun

1!/ mengalami krisis minyak. Penelitian % di daerah ini ditin$au oleh oss. +anufaktur

$uga melepas dengan meningkatnya minat yang ditun$ukkan dalam teknologi gasifikasi. %aat

ini ada sekitar (" produsen peralatan gasifikasi di seluruh dunia.

Biomassa

2iomassa sebenarnya dapat digunakan secara langsung sebagai sumber energi panas, sebabbiomassa tersebut mengandung energi yang dihasilkan dalam proses fotosintesa saat

tumbuhan tersebut masih hidup 3foley dan 2ernard 1!8/4. Dalam proses ini ter$adinya

perubahan struktur molekul dalam substansi tumbuhan. eaksi fotosintesis selengkapnya

adalah sebagai berikut 5

%inar matahari

( 67 9 ( :7 6(:17( 9 ( 72iomassa +engandung tiga unsur utama yaitu karbon 364, hidrogen 3:4 dan 7ksigen

374. ;nsur karbon dan hidrogen adalah yang reaktif dan mudah terbakar dan dapat

mengahasilkan energi dalam bentuk panas ketika bereaksi dengan oksigen. )etapi agar

prosesnya br$alan lancar, maka biomassa yang digunakan harus mempunyai kadar air tidaklebih dari 0


2/8

Gasifikasi Biomassa

asifikasi biomassa merupakan suatu proses dekomposisi termal dari bahan organik

melalui pemberian se$umlah panas tinggi dengan suplai oksigen terbatas untuk menghasilkan

synthesisgas yang terdiri dari 67, :, 6h" %elan$utnya disebut dengansyngas sebagai produk

utama dan se$umlah kecil bioarang, abu dan sisa material yang tidak terbakar 3 inert4 sebagaiproduk ikutan 3 Eggen dan Kraat*, 1!(4

Konversi Energi Biomassa

2iomassa memiliki tiga metode kon@ersi yaitu pirolisis, gasifikasi dan pembakaran.

Perbedaan $enis kon@ersi energi tersebut terletak pada banyaknya udara yang dikonsumsi saat

proses berlangsung. Proses pembakaran lebih banyak membutuhkan udara dari pada proses

gasifikasi, sementara pada pirolisis oksigen yang dibutuhkan hanya sedikit. ?umlah oksigen

yang dibutuhkan ini dinyatakan dengan parameter perbandingan udara bahan bakar atau

Air-full ratio3A4.

Gasifikasi

asifikasi adalah suatu proses kon@ersi bahan bakar yang mengandung karbon padat

atau cair diuraikan menggunakan energi panas dengan menggunakan udara terbatas sehingga

ter$adi pembakaran tidak sempurna. :asil gasifikasi yaitu berupa campuran gas mudah

menyala 67, :, 6:", emisi 67&7/ bahan Padat ChardanAshbahan cairsteam char. 3+.

+uharnif 010 dalam +. Bafi 014.

a. Tipe Gasifier

)ipegasifier di dunia dapat dibedakan berdasarkanModeAluidisasi, arah aliran, dangas yang diperlukan untuk proses gasifikasi. 2erdasarkanMode Aluidisasinya, $enisgasifier

dapat dibedakan men$adi / $enis,gasifiertersebut adalah 5 asifikasi unggun tetap 3fixed bed

gasification), asifikasi unggun bergerak 3moving bed gasification), asifikasi unggun

terfluidisasi 3fluidized bed gasification), dan 3Entrained bed) 3Putri, 00!4.

2erdasarkan arah aliran, gasifier dapat dibedakan men$adi gasifikasi aliran searah

3downdraft gasification), gasifikasi aliran berla'anan 3updraft gasification) dan gasifikasi

aliran menyilang crossdraft gasification). Pada gasifikasi downdraft, arah aliran gas dan arah

aliran padatan adalah sama sama ke ba'ah. Pada gasifikasi updraft, arah aliran padatan ke

ba'ah sedangkan arah aliran gas mengalir ke atas. %edangkan gasifikasi crossdraft arahaliran gas di$aga mengalir mendatar dengan aliran padatan ke ba'ah.


3/8

ambar . )ipetipe !asifier3:antoko, et al."0114

Tabel 2. Kelebihan dan Kekurangan %etiap eaktor

N

o

Tipe Reaktor

GasifikasiKelebihan Kekurangan

1 #pdraft

- $ressure droprendah

- Efisiensi termal bagus

- Kecil kemungkinan

terbentuk kerak

- %angat sensitif terhadap tar

dan kadar air bahan

- elatif lebih lama 'aktu

yang dibutuhkan untuk

menyalakan motor bakar

internal

2 %owndraft

- Penyesuaian yang fleksibel

dari produksi gasterhadap beban

- Kurang sensitif terhadap

kandungan debu dan tar

dari bahan

- ancangan cenderung

memiliki ukuran danbentuk yang tinggi

- )idak layak untuk ukuran

bahan bakar yang sangat

kecil

Crossdraft

ancangan memiliki

ukuran dan bentuk yang

relatif kecil

espon sangat cepat

terhadap beban

Produksi gas fleksibel

%angat sensitif terhadap

pembentukan kerak

$ressure droptinggi

%umber 5 3a$@anshi 1!8(4

!aktor "ang #empengarui $roses Gasifikasi

Proses gasifkasi memiliki beberapa faktor yang mempengarui proses gasifikasi dan gas

yang dihasilkan. Aaktor tersebut antara lain, karakteristik biomassa, desaingasifier,gasifying

agent, dan air fuel ratio3A4.

. Karakteristik biomassa

14. Kandungan energi, semakin tinggi kandungan energi yang dimiliki biomassa

maka potensi energi yang dapat dikon@ersi $uga semakin besar.

4. Kadar air 3moisture content4, kandungan air yang tinggi menyebabkan

Panas yang berlebihan dan beban pendinginan gas semakin tinggi./4. )ar, merupakan salah satu kandungan yang paling merugikan dan harus dihindari

karena sifatnya yang korosif, berbau ta$am, dan menurunkan kualitas gas sebagai

bahan bakar motor.

"4.Ash&'lag, sh merupakan kandungan mineral yang terdapat pada bahan baku yang

tetap berupa oksida setelah proses pembakaran. %edangkanslagadalah kumpulan

ash yang lebih tebal. danya ash dan slag pada gasifier menyebabkan

penyumbatan padagasifier.

2. Desain !asifier

2entuk gasifieryang dibuat untuk proses gasifikasi sangat mempegarui proses

secara keseluruhan. +isalnya pada reaktor gasifikasi downdraft terdapat desain

dengan neck atau penyempitan di bagian tengah reaktor yang $uga dikenal dengan

nama reaktor imbert 3eed and Das, 1!88 dalam:idayat, 01/4.


4/8

6. !asifying agent

Penggunaan $enis gasifying agentmempengaruhi kandungan gas yang dimiliki

olehsyngas. +isalnya,penggunaan udara bebas menghasilkan senya'a nitrogen

dalam syngas berla'anan dengan penggunaan oksigen>uap yang memiliki

kandungan nitrogen yang relatif sedikit. %ehingga penggunaan gasifying agent

oksigen>uap memiliki nilai kalorsyngasyang lebih baik dibandingkangasifyingagent udara.

D. Perbandingan udara bahan bakar 3A4

Kebutuhan udara pada proses gasifikasi berada di antara batas energi pirolisis dan

pembakaran. Karena itu dibutuhkan rasio yang tepat $ika menginginkan hasil

syngasyang maksimal.

Tahapan $roses Gasifikasi

Pada proses gasifikasi ada beberapa tahapan yang dilalui oleh biomassa sebelum pada

akhirnya men$adi gas yangflammablepada outputreaktor. Proses tersebut meliputi 5

a. $rosesDrying

Proses drying dilakukan untuk mengurangi kadar air moisture yang terkandung didalam biomassa bahkan sebisa mungkin kandungan air tersebut hilang. )emperatur pada *ona

ini berkisar antara 100 sampai /00C 6.

Kadar air pada biomassa dihilangkan melalui proses kon@eksi karena pada reaktor

ter$adi pemanasan dan udara yang bergerak memiliki humidityyang relatif rendah sehingga

dapat mengeluarkan kandungan air biomassa. %emakin tinggi temperatur pemanasan akan

mampu mempercepat proses difusi dari kadar air yang terkandung di dalam biomassa

sehingga proses pengeringan akan berlangsung lebih cepat. eaksi oksidasi, yang terdapat

beberapa tingkat di ba'ah *ona pengeringan, yang bersifat e(soterm menghasilkan energi

panas yang cukup besar dan menyebar ke seluruh bagian reaktor. Disamping itu kecepatan

gerak media pengering turut mempengaruhi proses dryingyang ter$adi 3Putri, 00!4.

b. $roses $irolisis

Proses pirolisis merupakan proses yang rumit sehingga pengertian sesungguhnya

masih belum dapat dimengerti. &amun secara harafiah pirolisis merupakan proses

pembakaran tanpa melibatkan oksigen. Produk yang dihasilkan oleh proses ini dipengaruhi

oleh banyak faktor seperti temperatur, tekanan, 'aktu, dan heat losses. Pada *ona ini

biomassa mulai bereaksi dan membentuk tar dan senya'a gas yangflammable.

Komposisi produk yang tersusun merupakan fungsi la$u pemanasan selama pirolisis

berlangsung. Proses pirolisis dimulai pada temperatur sekitar /006, ketika komponen yang

tidak stabil secara termal, seperti ligninpada biomassa dan volatile matterspada batubara,

pecah dan menguap bersamaan dengan komponen lainnya. Produk cair yang menguapmengandung tar dan P: 3polyaromatic hydrocarbon4.

Produk pirolisis biasanya terdiri dari tiga $enis, yaitu gas ringan 3: , 67, 67, :7,

dan 6:"4, tar, dan arang. %ecara umum reaksi yang ter$adi pada pirolisis beserta produknya.

3Putri, 00!45

2iomassa %char9 tar 9gases367 67 :7 : 6:" 6F:y4 314

&. $roses 'ksi(asi

Proses oksidasi adalah proses yang menghasilkan panas e(sotermyang memanaskanlapisan karbon di ba'ah. Proses ini ter$adi pada temperatur yang relatif tinggi, umumnya


5/8

lebih dari !00C6. Pada temperatur setinggi ini pada gasifier downdraf, akan memecah

substansi tar sehingga kandungan tar yang dihasilkan lebih rendah. dapun reaksi kimia yang

ter$adi pada proses oksidasi ini adalah sebagai berikut 3+. Bafi 0145

6 9 7G 679 "0( 3+?>kmol4 34

: 9 H 7G :7 9" 3+?>kmol4 3/4

Proses ini dipengaruhi oleh distribusi oksigen pada area ter$adinya oksidasi karena

adanya oksigen inilah dapat ter$adi reaksi eksoterm yang akan menghasilkan panas yang

dibutuhkan dalam keseluruhan proses gasifikasi ini. Distribusi oksigen yang merata akan

menyempurnakan proses oksidasi sehingga dihasilkan temperatur maksimal.

Pada daerah pembakaran ini, sekitar 0< arang bersama volatile akan mengalami

oksidasi men$adi 67dan :7 dengan memanfaatkan oksigen terbatas yang disuplaikan ke

dalam reaktor hanya 0< dari keseluruhan udara yang digunakan dalam pembakaran dalam

reaktor. %isa 80< dari arang turun ke ba'ah membentuk lapisan reduction menu$u

tempat penampungan abu.

(. $roses Re(uksiProses reduksi adalah reaksi penyerapan panas endoterm, yang mana temperatur keluar

dari gas yang dihasilkan harus diperhatikan. Pada proses ini ter$adi beberapa reaksi kimia. Di

antaranya adalah ourdouar reaction"steam-carbon reaction, water-gas shift reaction, dan

67 methanatio yang merupakan proses penting terbentuknya senya'a = senya'a yang

berguna untuk menghasilkan flammable gas, seperti hidrogen dan karbon monksida. Proses

ini ter$adi pada kisaran temperatur "00 sampai 1000C 6. 2erikut adalah reaksi kimia yang

ter$adi pada *ona tersebut. 3:idayat, 01/4

ourdouar reaction*

6 9 67G 67 = 1 3+?>kmol4 3"4

'team-carbon reaction *

6 9 :7 G 67 9 := 1/1 3+?>kmol4 3#4

+ater-gas shift reaction*

67 9 :7 G 679 :9 "1 3+?>kmol4 3(4

67methanation *

67 9 / := 0( 3+?>kmol4 G 6:"9 :7 34

Dapat dikatakan bah'a pada proses reduksi ini gas yang dapat terbakar seperti

senya'a 67, : dan 6:" mulai terbentuk. %ehingga pada bagian ini disebut sebagai

producer gas.

)plikasi Gas *asil Gasifikasi

as yang dihasilkan dari proses gasifikasi biomassa didalamnya masih terdapat

kandungan tar dari proses pirolisis. da bahan yang masih tidak terdegradasi termaldengan

baik sebelum keluar dari reaktor 3amadhan, 00!4. ?ika gas dibakar untuk aplikasi termal,

tar tidak menimbulkan banyak masalah. &amun, $ika digunakan untuk mesin pembakaran

dalam mesin, gas perlu dibersihkan dari tar dan partikel = partikel 3Bardha dan +aharashtra,

0084. as yang dihasilkandengan kandungan tar yang tinggi, $ika diumpamkan ke dalam

mesin pembakaran dalam mesin sebagai penggerak generator listrik dapat menimbulkan

masalah. +asalah krusial yang ter$adi yaitu deposit tarpada karburator dan katup masukan

inta(e valve" yang mengakibatkan penurunan efisien mesin lebih parahnya lagi pemakaiandalam $angka pan$ang dapat merusak mesin 3Putri, 00!4.


6/8

+otor bensin maupun motor diesel dapat digabungkan dengan perangkat gasifikasi

untuk memanfaatkan gas hasil gasifikasi 3*i*, 00(4. ;ntuk maksud ini, gas hasil gasifikasi

di alirkan ke dalam saluran udara masuk motor, dengan menggunakan selang penghubung.

Dalam mesin diesel tidak seluruh kebutuhan solar dapat digantikan, karena sedikit solar

diperlukan untuk sarana pengapian. 7perasi ini disebut sebagai sistem bahan bakar ganda,

dalam peraktek komposisi bahan bakar ganda ini kira kira /0< solar dan 0< gas.as hasil gasifikasi harus memenuhi persyaratan persyaratan berikut ini agar tidak

mengurangi performa dan umur motor

a. Kandungan tar tidak lebih dari 100 mg>m/

b. Kandungan abu maksimum #0 mg>m/

c. ;kuran debu tidak lebih dari 10 mikrometer

d. )emperatur gas di ba'ah "0 o6

Kajian )nlisis Ekonomi Gasifikasi


7/8

+)!T)R $,ST)K)

. amadhan. 00!. Fluidised Bed Gasifier Umumnya.

http5>>ahmadekaramadhan.blogspot.com>00!>0">fluidisedbedgasifier umumnya

tidak.html. Diakses pada 5 1# pril 01".

*i* .., +.A. %aid +A., +.. 'ang 300(4, -$erforman&e of $alm 'il%Base( Bio

+isel !uels in a Single "lin(er +ire&t /nje&tion Engine0, Palm 7il De@elopment

",hal 1#. +alaysia.

Eggen, . 6. B.,and Kraat*, . 1!(. Gasifi&ation of Soli( aste in fie( Be(s

#e&hani&al Engineering, ".

Aoley, ., and 2ernard, . 1!8/. Biomassa Gasif&ation in +evoloping ountries. )echnical

eport &o. 1, Earthson ondon.

:antoko, D., +. . dnan., ?. &o@ianto . 011. $engaruh ,kuran (an Bentuk $artikel

Biomassa terha(ap Kebutuhan +a"a $ompa $en"e(ia ,(ara $enggasifikasi.

?urusan )eknik Kimia Aakultas )eknik ;ni@ersitas %ebelas,%urakarta.

:idayat, . 01/. Karakteristik $roses Gasifikasi Biomassa $a(a Reaktor +o3n(raft

Sistem Bat&h +engan 4ariasi )ir%!uel Ratio 5)!R6 +an ,kuran Biomassa.

aboratorium +inyak 2umi, as, dan 2atubara, Jogyakarta.

+. Bardha, 008. -7o3 ost Gasifier Engine S"stem0. +ahatma andhi Institute of ural

Industriali*ation ?26I 6ampus, India.

+. +uharnif. 010 -$emanfaatan Bahan Bakar Nabati Sebagai Sumber Energi

)lternatif (alam $roses gasifikasi88. ?urnal Ilmiah Pendidikan )inggi ol /. &o.0/.

I%%& IPI5 1!! !("0.

+. Bafi, 01 L Stu(i $enerapan Sistem Gasifikasi Tempurung Kelapa ,ntuk

$embangkit Tenaga 7istrik. Aakultas )eknik ?urusan )eknik Elektro ;ni@ersitas

Indonesia, Depok.
http://ahmadekaramadhan.blogspot.com/2009/04/fluidised-bed-gasifier%20umumnya-tidak.htmlhttp://ahmadekaramadhan.blogspot.com/2009/04/fluidised-bed-gasifier%20umumnya-tidak.htmlhttp://ahmadekaramadhan.blogspot.com/2009/04/fluidised-bed-gasifier%20umumnya-tidak.htmlhttp://ahmadekaramadhan.blogspot.com/2009/04/fluidised-bed-gasifier%20umumnya-tidak.html


8/8

Putri, . , 00!, -$engaruh 4ariasi Temperatur Gasif"ing )gent // #e(ia Gasifikasi

Terha(ap arna (an Temperatur )pi $a(a Gasifikasi Reaktor +o3n(raft

+engan Bahan Baku Tongkol 9agung0, )ugas khir +ahasis'a , I)% %urabaya.

eed ).2. and . Das, 1!88, -*an(book of Biomass +o3n(raft Gasifier EngineS"stems0: %olar Energy esearch Institute, 6olorado.

a$@anshi, K., D. os'ami., Jogi. 1!8(, )lternative Energ" in )gri&ulture, 66

Press,;nited %tates. India.

Sejarah Gasifikasi

Documents

Transcript of Sejarah Gasifikasi