PENGARUH KADAR KARBON PADA PROSES GASIFIKASI

Abstract

Investigasi proses gasifikasi dilakukan dengan pemodelan termodinamik. Kuantifikasi unjuk kerja proses gasifikasi  dinyatakan dengan kadar H₂ dan kadar CO dalam gas produser, temperatur dan efisiensi termal. Investigasi pengaruh kadar karbon terhadap unjuk kerja proses gasifikasi dilakukan dengan simulasi menggunakan batubara: lignit, bituminus dan antrasit. Ketiga jenis batubara diharapkan mewakili tingkatan kadar karbon. Kajian termodinamika digunakan sebagai piranti prediksi kinerja gasifikasi dan dapat melihat efek berbagai faktor secara cepat. Penyimpangan kinerja gasifier aktual terhadap hasil prediksi termodinamika sering ditemui dan biasanya dianggap sebagai akibat faktor-faktor teknis yang berhubungan dengan laju proses, misalnya pengontakan partikel dengan medium gasifikasi. Pada makalah ini, kajian termodinamika disempurnakan dengan melibatkan pemodelan dekomposisi batubara yang sangat tergantung pada jenis batubara dalam hal ini mewakili kadar karbon. Harapannya, pengabungan model dekomposisi batubara yang diusulkan dalam penelitian ini dan model kesetimbangan reaksi konvensional menghasilkan kajian termodinamika yang lebih rasional. Hasil dari kajian termodinamika digunakan sebagai piranti prediksi kinerja gasifikasi dengan mempertimbangkan kadar karbon batubara. Fraksi mol gas hidrogen maksimum yang dihasilkan lignit lebih tinggi daripada antrasit dan bituminus, berturut-turut 0,43 dan 0,25. Fraksi mol maksimum gas hidrogen dari lignit berada pada laju udara/batubara sekitar 1,2 kg/kg sedangkan antrasit dan bituminus berada pada sekitar 3 kg/kg. Temperatur proses gasifikasi, seperti diduga sangat dipengaruhi oleh jenis batubara. Sesuai dengan kadar H₂, temperatur gasifikasi  sebaiknya dijaga sekitar 1000 ^oC (R_u = 2,4 dan 4 berturut-turut untuk batubara lignit, antrasit dan bituminus). Keuntungan pada temperatur sekitar 1000 ^oC, tar secara praktis sudah terdekomposisi lebih lanjut, sehingga gas produser hanya sedikit mengandung tar.