Teknologi Penghilangan Tar dengan Katalitik dan Thermal Tar Destruction

  1. Katalitik dan Thermal Tar Destruction

Merengkahkan Tar menjadi komponen berat molekul teringan. Dapat dilakukan dengan proses:

Catalytic cracking processes

Tar cracking didefinisikan sebagai suatu proses memecah molekul hidrokarbon tar yang lebih besar, lebih berat, dan lebih kompleks menjadi lebih sederhana dan molekul ringan oleh aksi panas dibantu adanya katalis tanpa penambahan hidrogen.[1]

Katalis yang digunakan untuk proses tar cracking yaitu katalis Ni-based dan dolomite. Ketika katalis Ni-based digunakan, konsentrasi tar dalam gas produk berkurang secara signifikan dengan cara reforming tapi karena proses tersebut berlangsung endotermis, sebagian energi ikatan kimia harus dibakar untuk mempertahankan proses ini. Efek tersebut menurunkan efisiensi proses gasifikasi. Dilakukan dengan suhu 800-900oC, katalis yang digunakan dolomite, olivine dan nikel.

Sebaliknya, penggunaan dolomite sebagai katalis mengubah tar itu sendiri, sedangkan hidrokarbon ringan seperti metana, etana, dan propane masih tetap utuh. Secara simultan transformasi tar.

Dolomit adalah bijih kalsium magnesium rumus kimia umum CaMg(CO3)2 dengan sejumlah kecil impurities. Agar dolomit menjadi aktif untuk konversi tar, harus dikalsinasi terlebih dahulu. Kalsinasi melibatkan dekomposisi karbonat mineral, menghilangkan CO2 untuk membentuk MgO-CaO, pada suhu tinggi (biasanya 800-900 °C).

Penggunaan efektif dolomit sebagai katalis adalah dibatasi oleh temperatur relatif tinggi dan tekanan parsial CO2. Komposisi dolomites untuk aktivitas katalitik, telah ditunjukkan pada peningkatan kandungan besi di Dolomites, yaitu Fe2O3, dapat meningkatkan aktivitas eliminasi tar menjadi sebesar 20%.

Dolomites cukup murah dan bahan berlimpah sangat menarik digunakan sebagai katalis tar cracking. Di sisi lain, dolomites yang sudah dikalsinasi yang agak lunak sehingga dapat terkikis cepat sebagai akibat dari fenomena gesekan dalam fluidized bed reaktor. Kelemahan lain adalah penggunaan dolomites bahwa mereka tidak sangat aktif untuk penghilangan tar dan sebagai akibatnya, sering digunakanpelindung di bed. Walaupun sangat aktif namun lebih mahal dari katalis berbasis Ni.

Olivin terdiri dari: MgO, SiO2, dan Fe2O3 beberapa komponen minor. Tidak seperti dolomit, olivin adalah bahan berpori yang memiliki luas permukaan sangat rendah dan volume pori diabaikan. Keuntungan utama dari olivin, dibandingkan dengan dolomit adalah resistensinya terhadap gesekan. Tingkat harga olivin dan dolomit pada range yang sama. Pretreatment olivin sangat penting untuk aktivitas olivin seperti untuk dolomit.

Corella et al.[1] melakukan penelitian beberapa tambahan di bed dalam gasifikasi biomassa dengan udara dan membuat kesimpulan bahwa dolomit dikalsinasi lebih efektif untuk di-bed tar removal (~ 1,40 kali) dibandingkan olivin yang tidak ditreatment dahulu tetapi pada saat yang sama menghasilkan lebih banyak partikulat dalam gas gasifikasi (~ 4-6 kali).

Pada titik ini pembangunan gasifikasi, tidak ada kesimpulan akhir, baik olivin maupun dolomit yang mana lebih baik digunakan untuk bed dalam gasifikasi biomassa. Selanjutnya penelitian dan tekno-ekonomis analisis harus dilakukan di masa depan. Katalis FCC (Fluid Catalytic Cracking) telah diidentifikasi sebagai katalis tar cracking tetapi penelitian lebih lanjut tentang katalis FCC diperlukan untuk memutuskan apakah cocok atau tidak digunakan dalam proses tar cracking gasifikasi biomassa.

Katalis        : Calcined dolomite, olivine, dan nickel-based catalysts.

Penelitian : activated clay (130 m2/g), acidified bentonite (92 m2/g), raw bentonite (10 m2/g), dan

clay housebrick (15 m2/g).

Hasil            : activated clay – menangkap tar paling banyak

housebrick – menangkap tar 2 x lebih banyak dari raw bentonite

Thermal process

Pada proses ini digunakan suhu hingga 900-1100oC oC dan tekanan 700 kpa. Partikel ringan yang kaya akan hidrogen terbentuk pada penguraian molekul berat yang terkondensasi. Reaksi sebenarnya dikenal sebagai homolitik fision.

Suhu minimum yang diperlukan tergantung pada jenis tar terbentuk di gasifier. Dengan demikian, termal destruction dari tar beroksigen dari gasifiers updraft mungkin diatasi pada 900 ° C sedangkan yang sulit diatasi dari reaktor temperatur tinggi mungkin memerlukan suhu 1200 °C atau lebih. Kesulitan penggunaan perengkahan termal lengkap dikarenakan pertimbangan operasional dan ekonomi membuat perengkahan termal kurang menarik pada skala besar gasifier menggunakan biomassa bersih bahan baku.

Perengkahan termal telah diuji untuk membuang tar dari pirolisis gasifikasi atau berbagai limbah organik. Sebagai contoh, proses Thermoselect untuk menghancurkan tar yang diproduksi selama pembuangan berbagai limbah. Dalam proses ini, O2 ditambahkan ke reaktor untuk membakar tar dan meningkatkan suhu sampai 1200 °C atau lebih. [2]

Cooling gas

Kandungan gas dengan kadar tar rendah yaitu pada suhu 60-80 oC dengan air dan menggunakan electrostatic precipitator untuk menangkap aerosol yang terbentuk.

-galz-


[1] Corella J., Toledo J.M., Padilla R., Olivine or Dolomite as In-Bed Additive in Biomass Gasification with Air in a Fluidized Bed: Which is better? Energy & Fuels, Vol. 18, pp. 713-720 (2004).

[2] Don J. Stevens. August 2001. Hot Gas Conditioning:  Recent Progress With Larger-Scale Biomass Gasification Systems. NREL/SR-510-29952

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