Sistem Cleaning Gas Gasifikasi Batu Bara

Gasifikasi batubara ini salah satu sekarang teknologi yang sedang aku tekuni. Gw lg dipuyengkan sama gas cleaning gasifikasi khususnya tar, berikut penjelasannya cekidot:

Gasifikasi adalah proses dekomposisi termal untuk membentuk gas-produk yaitu karbon monoksida, hidrogen, metan, karbon dioksida, dan air pada suhu sekitar 600-1000 °C. pada umumnya, char padat serta tar yang berfase cair terbentuk di bawah kondisi lingkungan sekitar. Proses dari gasifikasi menghasilkan H2, CO, CO2, H2O, dan CH4, tar, komponen yang mengandung nitrogen dan sulfur, serta arang. Berikut ini lima polusi dari syngas:

  • Partikulat

Bahan fase padat yang terikut dalam aliran gas sebagai produk mentah dari gasifier.

  • Komponen alkali

Untuk bahan baku biomassa, pada umumnya terdapat kandungan alkali seperti kalium , karena kalium adalah unsur yang diperlukan bagi pertumbuhan tanaman.

  • Komponen yang mengandung nitrogen

Untuk bahan baku biomassa kontaminan nitrogen terbesar yaitu ammonia, NH3.  Ammonia dibentuk dari reaksi antara protein dengan komponen yang mengandung nitrogen lain dalam biomassa , karena untuk mencegah pembentukan emisi NOx.

  • Sulfur

Sulfur dalam bahan baku dapat terkonversi menjadi Sox dan H2S. Namun untuk bahan baku biomassa kadar sulfur cenderung sangat rendah.

  • Tar

Didefinisikan sebagai molekul organik yang memiliki berat molekul lebih besar dari benzene yaitu 78. (Neeft, et al, 1999).

Tar merupakan resin yang termodifikasi pada umumnya dihasilkan dari biomassa dalam reaksi pirolisis. Berbentuk cairan yang sangat viskos dan berwarna hitam. Berikut ini batas kandungan pengotor pada gas yang dibutuhkan untuk pembangkit, pada tabel berikut:

Parameter Unit IC Engine Gas Turbin
Partikel

Ukuran partikel

Tar

Metal alkali

mg/Nm3

μm

mg/Nm3

mg/Nm3

<50

<10

<100

N/A

<30

<5

N/A

0,24

Polutan utama yang harus ditreatment agar gas memenuhi batas kandungan polutan untuk engine yaitu partikulat dan tar. Partikulat yang terikut pada raw syngas sangat banyak, begitu pula dengan tar, bila tidak dilakukan treatment maka akan merusak engine. (Stevens, DJ, 2001)

Tar merupakan bentuk resin yang termodifikasi dan terdiri dari berbagai macam senyawa kompleks dari komponen organic sampai komponen ringan seperti bezene hingga poly aromatic hydrocarbon (PAH).  Senyawa ini sering menyebabkan fouling dan scale pada pipa, sehingga akan terjadi penyumbatan. Batas kandungan pengotor tar pada engine yaitu < 100 mg/Nm3. Untuk tipe gasifier fixed bed updraft diperkirakan tar yang terbentuk mencapai 150 g/Nm3. Sehingga syngas raw pada gasifier masih perlu dilakukan treatment penghilangan tar. (Source: Graham and Bain, 1993; Neeft, et al, 1999)

Berikut ini proses pembentukan tar:

Jenis tar terbagi menjadi lima kelas, masing-masing kelas memiliki titik embun yang berbeda. Bila kandungan tar tersebut berbeda maka, titik embunnya juga juga berbeda tergantung dari komposisi tar yang dominan. Jenis tar yang mudah mengembun yaitu termasuk golongan tar kelas berat jenis hidrokarbon poliaromatik berat contohnya 4-5 rings PAH’s dan jenis hidrokarbon poliaromatik ringan contohnya 4-5 rings PAH’s. Untuk Phenol, sangat sulit mengembun termasuk jenis tar heterosiklis yang memiliki kelarutan dalam air yang tinggi, karena sifat polarnya.

Desain dari gasifier mempengaruhi produk syngasnya. Berikut ini tabel keunggulan dan kelemahan masing-masing gasifier.

Adapun partikulat, tar, dan pengotor lainnya hendaknya perlu dilakukan treatment sebelum digunakan baik di mesin engine maupun turbin, dan sistem cleaning gasnya pun tergantung dari jenis gasifier apa yang digunakan. Berikut ini tabel tar removal.

Selain itu juga, perlu dipertimbangan mengenai temperatur operasi untuk masing-masing alat agar sistem cleaning tersebut optimal. Berikut ini tabel temperatur operasi untuk masing-masing alat cleaning gas.

No. Tipe alat Temperatur (oC) Particles Reduction (%) Tars Reduction (%)
1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Sand bed filter

Wash tower

Venturi Scrubber

Rotational atomizer

Wet electrostatic precipitator

Fabric filter

Rotational particle separator

Fixed bed tar adsorber

Catalytic tar cracker

10 – 20

50 – 60

n/a

< 100

40 – 50

130

130

80

900

70 – 99

0 – 98

n/a

95 – 99

< 99

70 – 95

85 – 90

n/a

n/a

50 – 97

10 – 25

50 – 90

n/a

0 – 60

0 – 50

30 – 70

50

> 95

(Source: Hasler et al., (1999))

Selain itu , temperatur ini juga sebagai peengkondisian gas untuk sistem cooling gas.

2 Comments

  1. Dear Sekotheng,

    Tulisan yang menarik dan saya baru saja menemukan. Terima kasih, ada tambahan ilmu.

    Membaca posting sampeyan tentang Sistem Cleaning Gas Gasifikasi Batu Bara, saya akan sampaikan pengalaman saya dalam riset tentang gasifikasi, khususnya untuk implementasi pada mesin gas (gas engine). Gas cleaning system yang saya gunakan adalah nomex bag filter, filter ini mampu menahan temperatur sampai 200 der. C dan tahan terhadap asam dan alkali. Bila dari reaktor memiliki temperatur yang lebih dari kemampuan filter, maka dilakukan pendinginan (fan atau hembusan angin) dan mengalirkan pada tangki kondensasi yang terletak sebelum filter.
    Untuk masuk ke mesin gas, temperatur dijaga sekitar 50 der.C, oleh karena itu diperlukan lagi sistem pendinginan yang dilengkapi dengan tangki kondensat.
    Selanjutnya, gas mampu bakar hasil gasifikasi serta senyawa-senyawa ikutan akan dibakar pada silider mesin. Lebih baik lagi bila sebelum masuk engine di kumpulkan dalam tangki gas akumulator untuk menjaga kualitas gas.

    Wassalam,

    Tri

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s