enter 3 gasifier
TRANSCRIPT
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
1/26
LAPORAN PRAKTIKUM
ENERGI TERBARUKAN
(TPT 2109)
ACARA III
Pengenalan Gasifier
is!s!n Ole"#
Na$a # A%r&r Insan' Ala&
NIM # 12*+++211*TP*10,-9
G&l # .elasa B
C&/ Ass # Angga ernan&
LABORATORIUM ENERGI AN ME.IN PERTANIAN
URU.AN TEKNIK PERTANIAN
AKULTA. TEKNOLOGI PERTANIAN
UNI3ER.ITA. GAA4 MAA
5OG5AKARTA
2016
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
2/26
BAB I
PENA4ULUAN
1/1/ Laar Bela7ang
Seiring dengan perkembangan jaman maka kebutuhan akan bahan bakar
semakin meningkat yang tidak dapat diimbangi dengan ketersediaan bahan bakar
umumnya bahan bakar fosil. Ketergantungan akan bahan bakar fosil ini dapat
ditekan dengan memulai menggunakan bahan bakar alternatif seperti bahan bakar
gas dari gasifikasi yang diperoleh dari bahan dasar biomassa limbah industri.
Gasifikasi ini dapat dikatakan ramah lingkungan karena selain dapat
menggantikan bahan bakar fosil juga dapat membantu memproses untuk
mengurangi limbah dilingkungan sekitar.
Keungulan proses gasifikasi adalah mampu menghasilkan produk gas
yang konsisten yang dapat digunakan sebagai pembangkit listrik, Mampu
memproses beragam input bahan bakar termasuk batu bara, minyak berat,
biomassa, berbagai macam sampah kota dan lain sebagainya, Mampu mengubah
sampah yang bernilai rendah menjadi produk yang bernilai lebih tinggi. Dan juga
akhir-akhir ini juga sering bahkan banyak sampah menumpuk di tempat umum,
gasifikasi dapat menjadi solusi untuk mengurangi pencemaran lingkungan dan
memperoleh energy biomassa lebih besar. Sebelum bahan biomassa menjadi gas
N! perlu tahapan-tahapan yang menyertainya seperti pengeringan, pirolisis,
reduksi. "leh karena itu sebagai mahasis#a perlu memahami bagian-bagian dan
fungsi dari komponen gasifier serta cara pengoperasian alat gasifier.
1/2/ T!8!an
$. Mengetahui bagian-bagian dari updraft gasifier dan do#ndraft gasifier
beserta fungsi-fungsinya.
%. Mengetahui proses yang terjadi didalam gasifikasi biomassa
!. Dapat mengoperasikan updraft gasifier tipe sunction dengan bahan bakar
biomassa
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
3/26
&. Menghitung jumlah bahan bakar biomassa yang dibutuhkan untuk
penyalaan kontinyu selama $ jam 'kg(jam) serta dapat menghitung nilai
efisiensinya.
1/+/ Manfaa
*raktikum ini diharapkan dapat memberikan manfaat pemahaman lebih
mendalam mengenai gasifier, baik dari bagian-bagian, fungsi bagian, proses
yang terjadi, serta pengoperasian gasifier untuk menghasilkan bahan bakar
gas yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari.
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
4/26
BAB II
TINAUAN PU.TAKA
Gafisikasi adalah proses kon+ersi bahan bakar padat atau cair menjadi
bahan bakar gas dengan pemanasan dalam sebuah media gasifikasi seperti udara,
oksigen atau uap. idak seperti pada pembakaran, dimana oksidasi terjadi secara
sempurna dalam satu tahap, gasifikasi mengkon+ersi energy kimia dari karbon
dalam biomassa menjadi gas yang mudah terbakar dalam dua tahap. Gas yang
dihasilkan tersebut dapat lebih mudah dimanfaatkan dibanding dengan bimassa
aslinya 'McKendry, %%).
Gasifikasi merupakan suatu teknologi proses yang mengubah bahan padat
menjadi gas. ahan padat yang dimaksud adalah bahan bakar padat termasuk
didalamnya, biomass, batubara, dan arang dari proses oil refinery gasifikasi
ditandai dengan timbulnya unsur-unsur gas yang memicu pembakaran akhir.
Dalam hal ini gas yang diharapkan yaitu seperti /&, /" maupun % yang dapat
dipakai dalam proses pembakaran. erdasar mode fluidisasi, mesin gasifikasi
dapat dibedakan menjadi gasifikasi unggun tetap 'fixed bed gasification),
gasifikasi unggun bergerak 'moving bed gasification), gasifikasi unggun
terfluidisasi 'fluidized bed gasification), dan entrained bed '0iki, %$$).
Menurut '*angmei dkk, %1) secara umum, proses gasifikasi melibatkan
& tahapan proses berupa drying, pirolisis, oksidasi parsial dan reduksi.
$. *engeringan
*ada pengeringan, kandungan air pada bahan bakar padat diuapkan oleh
panas yang diserap dari proses oksidasi.%. *irolisis
*ada pirolisis, pemisahan volatile matters 'uap air, cairan organik, dan gas
yang tidak terkondensasi) dari arang atau padatan karbon bahan bakar juga
menggunakan panas yang diserap dari proses oksidasi. *irolisis atau
de+olatilisasi disebut juga sebagai gasifikasi parsial. Suatu rangkaian proses
fisik dan kimia terjadi selama proses pirolisis yang dimulai secara lambat
pada 1 2/. Komposisi produk yang tersusun merupakan fungsi
temperatur, tekanan, dan komposisi gas selama pirolisis berlangsung. *roses
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
5/26
pirolisis dimulai pada temperatur sekitar %! 2/, ketika komponen yang
tidak stabil secara termal, seperti lignin pada biomassa dan volatile matters
pada batubara, pecah dan menguap bersamaan dengan komponen lainnya.
*roduk cair yang menguap mengandung tar dan *3 'polyaromatic
hydrocarbon). *roduk pirolisis umumnya terdiri dari tiga jenis, yaitu gas
ringan '%, /", /"%, %", dan /&), tar, dan arang.
!. "ksidasi '*embakaran)
*embakaran mengoksidasi kandungan karbon dan hidrogen yang terdapat
pada bahan bakar dengan reaksi eksotermik, sedangkan gasifikasi mereduksi
hasil pembakaran menjadi gas bakar dengan reaksi endotermik. "ksidasiatau pembakaran arang merupakan reaksi terpenting yang terjadi di dalam
gasifier. *roses ini menyediakan seluruh energi panas yang dibutuhkan pada
reaksi endotermik. "ksigen yang dipasok ke dalam gasifier bereaksi dengan
substansi yang mudah terbakar.asil reaksi tersebut adalah /"% dan %"
yang secara berurutan direduksi ketika kontak dengan arang yang
diproduksi pada pirolisis. 0eaksi yang terjadi pada proses pembakaran
adalah4
/ 5 "%6 /"%5 !7!.11 k8(mol karbon
0eaksi pembakaran lain yang berlangsung adalah oksidasi hidrogen yang
terkandung dalam bahan bakar membentuk kukus. 0eaksi yang terjadi
adalah4
%5 9 "%6 %" 5 1&% k8(mol %
&. 0eduksi 'Gasifikasi)
0eduksi atau gasifikasi melibatkan suatu rangkaian reaksi endotermik yang
disokong oleh panas yang diproduksi dari reaksi pembakaran. *roduk yang
dihasilkan pada proses ini adalah gas bakar, seperti %, /", dan /&. 0eaksi
berikut ini merupakan empat reaksi yang umum telibat pada gasifikasi.
/ 5 %" 6 %5 /" : $!$.!; k8(kg mol karbon
/"%5 / 6 %/" : $1%.
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
6/26
/ 5 %%6 /&5 1&.7 k8(mol karbon
Gasifier memiliki beberapa jenis yaitu Gasifier unggun tetap 'Fixed bed
gasifier) menggunakan sejumlah bahan padat dimana udara dan gas dapat le#at
baik ke atas maupun ke ba#ah. 8enis ini merupakan tipe yang paling sederhana
dan hanya digunakan untuk aplikasi dalam skala kecil. =ang termasuk dari jenis
ini adalah up, do#n dan cross draft gasifier. Do#n-draft gasifier dikembangkan
untuk merubah bahan bakar +olatile 'kayu, biomassa) menjadi gas dengan
kandungan tar rendah. >p-draft gasifier umum digunakan untuk gasifikasi
batubara dan bahan bakar non-+olatil seperti arang batu-bara. Namun demikian,karena tingginya kandungan tar-nya 'ntuk bahan-bakar biomassa dengan nilai
prosentasi karbon yang rendah, temperatur gasifikasi dikondisikan pada 1;% / -
7%1 / pada e@ui+alen ratio ,%&& - ,%7ntuk memastikan semua karbon bereaksi, temperatur harus
tinggi A7%1 / dan e@ui+alen ratio ,&. etapi, pada kondisi tersebut prosentase tar
yang dihasilkan sangat tinggi. >ntuk mengatasi hal tersebut, adadua cara yaitu
memanaskan udara masuk gasifier dan memperlama #aktu tinggal 'residence
time) produk gas.
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
7/26
Salah satu alat gasifikasi yang terdapat didunia yaitu Gasifikasi ioner di
Binlandia. Dengan sistem updraft, biomass dimasukkan dari atas reaktor. 3danya
udara dan uap dari ba#ah reaktor yang bergerak ke atas menyebabkan biomass
akan mengalami serangkaian proses. Selama perjalanan biomass dari atas reaktor
sampai ke ba#ah, biomass akan mengalami pengeringan, pirolisis, gasifikasi dan
pembakaran. Ketika tar yang dihasilkan cukup banyak, maka gas-gas dari hasil
gasifikasi ini tidak bisa langsung dimasukkan ke dalam mesin pembakaran dalam
'C/, internal combustion). Karena tar jugalah, sehingga sistem pemipaan perlu
dibersihkan per %E minggu sekali tergantung jenis bahan bakar yang digunakan.
*ada tahun $7;, daya thermal dari gasifikasi ionerr Binland adalah $.< MFth.
ahan bakar yang digunakan adalah serpihan kayu, sampah hutan, gambut,
jerami, pelet, batubara dan campuran. Dengan kadar air kayu yang digunakan
sebesar &$?, gas-gas yang dikeluarkan dari proses gasifikasi adalah !? /",
$$? %, !? /&, 1? /"%, dan &7? N%'3nonim, %$).
*ada proses pembakaran terhadap suatu benda, misalnya tempurung akan
terjadi beberapa tahap seperti pengeringan, proses pirolisa, proses gasifikasi
hingga terjadinya pembakaran. >ntuk rentang temperatur masing-masing proses,
yaitu4 *engeringan4 $ !2/H *irolisis4 ! 7 2/H "ksidasi4
A72/H dan 0eduksi & 7 2/. *engeringan merupakan proses a#al yang
ditandai dengan adanya pelepasan uap air yang terdapat didalam tempurung.
*roses pengeringan yang berkelanjutan akan memicu terjadinya proses pirolisa
'Suryadi, %;).
BAB III
METOE PRAKTIKUM
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
8/26
+/1/ Ala an Ba"an
Ala#
$. Updraft Gasifiertipesunctiondan downdraft gasifier
%. imbangan
!. hermometer Digital
&. hermokopel tipe K
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
9/26
7 Setiap ! menit suhu yang terbaca di thermometer digital dicatat pada table
yang tersedia.
$ *enyalaan gasifier selama $ jam 'E menit).
BAB I3
4A.IL PENGAMATAN AN ANALI.A ATA
,/1/ 4asil Penga$aan
Gambar skema alat gasifier beserta bagiannya
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
10/26
Keterangan4
$. lo#er, berfungsi untuk membantu proses penghisapan udara untuk
pembakaran.
%. utup Gasifikasi berfungsi untuk membuang sisa pembakaran.
!. abung reaktor berfungsi untuk tempat(ruang pembakaran bahan.
&. *enutup berfungsi untuk menekan bahan agar menjadi padat supaya
mudah terbakar dan terbakar sempurna.
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
11/26
% ,&r (C) ?s=a7! ($eni)
Ga$%ar ,/1/ .!"! K&$>&r (@C) ?s =a7! ($eni)
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
18/26
0 20 40 60 80 1000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Waktu vs Berat Air
=a7! ($eni)
Bera Air (7g)
Ga$%ar ,/2/ Grafi7 Bera Air (7g) ?s =a7! ($eni)
0 20 40 60 80 1000
20
40
60
80
100
120
Waktu vs Ta
=a7! ($eni)
.!"! Air (C)
Ga$%ar ,/+/Grafi7 .!"! Air (C) ?s =a7! ($eni)
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
19/26
BAB 3
PEMBA4A.AN
*raktikum yang berjudul pengenalan gasifier ini mencakup pembahasan
mengenai jenis gasifier, proses-proses pada gasifikasi, bagian-bagian gasifier serta
fungsinya masing-masing dan tahap-tahap pengoperasian gasifier. Gafisikasi
merupakan proses kon+ersi bahan bakar padat atau cair menjadi bahan bakar gas
dengan pemanasan dalam sebuah media gasifikasi seperti udara, oksigen atau uap.
idak seperti pada pembakaran, dimana oksidasi terjadi secara sempurna dalam
satu tahap, gasifikasi mengkon+ersi energy kimia dari karbon dalam biomassa
menjadi gas yang mudah terbakar dalam dua tahap.
*roses gasifikasi memiliki empat tahapan proses, yaitu drying, merupakan
proses penguapan kandungan air didalam biomassa melalui pemberian sejumlah
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
20/26
panas dengan suhu $!2/, proses pirolisis merupakan proses eksotern yang
melepas sejumlah panas pada iter+al suhu !72/, oksidasi merupakan
proses eksotern yang melepas sejumlah panas pada inter+al suhu diatas 72/,
dan proses 0eduksi gas /"%dan %" pada inter+al suhu &72/.
*roses gasifikasi dapat dilakukan menggunakan alat bernama gasifier,
gasifier yang umumnya digunakan yaitu gasifier tipe alas permanen. *ada
praktikum kali ini, gasifier yang digunakan yaitu gasifier updraft gasifier tipe
suction. *erbedaan yang mencolok dari gasifier ini dibanding gasifier lainnya
yaitu perbedaan desainnya, dimana terdapat kerucut 'throat) atau penyempitan
laju udara pada daerah yang dile#ati hasil pirolisa.
*engoperasian gasifier dia#ali dangan pembuatan bara api menggunakan
arang. 3rang tersebut sebagai penyalaan bahan. ahan dimasukan kedalam tabung
pengeringan atau drying tank. *ada drying tank terjadi proses pengeringan
merupakan tahapan pertama dari proses gasifikasi, yaitu proses penguapan
kandungan air didalam biomassa melalui pemberian sejumlah panas dengan suhu
$!2/. *roses ini akan menghasilkan produk berupa uap air. Dalam proses
pirolisa udara dibatasi merupakan proses eksotern yang melepas sejumlah panas
pada inter+al suhu !72/, dalam proses pirolisis akan menghasilkan produk
ar dan /&.
iomassa selanjutnya masuk kedalam ruang tempat terjadinya proses
oksidasi. "ksidasi merupakan proses eksotern yang melepas sejumlah panas pada
inter+al suhu diatas 72/. *roduk yang dihasilkan pada proses oksidasi ini
berupa /"% dan %", dan terakhir biomassa akan mengalami proses reduksi gas
/"% dan %" pada inter+al suhu &72/. *roduk ynag diharapkan pada
proses ini berupa /" dan %. Gas yang dihasilkan tersebut selanjutnya akan
terhisap oleh hembusan dari kompresor dengan menggunakan prinsip pipa
+enturi, sehingga akhirnya gas yang dihasilkan dapat dialirkan maupun digunakan
sebagai bahan bakar.
*ada praktikum pengenalan gasifier ini juga mencatat perubahan suhu
pembakaran yang di ukur dengan mengunakan termokopel thermometer digital.
*engukuran suhu dilakukan di bagian atas kompor. *engukuran suhu ini
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
21/26
dimaksudkan agar dapat mengetahui suhu yang dapat dicapai dari hasil
pembakaran gas yang dihasilkan pada proses gasifikasi tersebut. Dan dihasilkan
suhu maksimal yang dapat dicapai oleh hasil pembakaran tersebut adalah sekitar
EE;,% / .
*ada grafik antara suhu Ls #aktu tersebut dapat ditarik kesimpulan bah#a
selama kurang lebih 7 menit #aktu pembakaran terjadi suhu maksimum pada
saat pembakaran pada menit ke-EE dengan suhu mencapai EE;,% / atau pada
saat sebagian tongkol jagung sudah menjadi gas. Setelah mele#ati menit ke-EE
suhu yang dihasilkan pada pembakaran gas hasil gasifikasi secara perlahan mulai
menurun sampai gas yang dihasilkan habis. *enurunan tersebut karena gas yang
dihasilkan pada proses gasifikasi mulai habis karena sekam padi yang merupakan
bahan bakar juga sudah dalam jumlah yang sedikit.
erdasarkan percobaan yang dilakukan, diketahui bah#a untuk melakukan
penyalaan gasifier secara kontinyu selama $,< jam, diperlukan 1 Kg tongkol
jagung. *emanasan air dmulai pada menit ke %; hingga menit ;1,
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
22/26
BAB 3I
PENUTUP
-/1/ Kesi$>!lan
$. Gasifikasi merupakan penguraian secara thermal 'dengan suhu) pada
inter+al berkarbon dengan membatasi udara atau menggunakan udara
dengan nilai diba#ah kebutuhan.
%. *roses gasifikasi memiliki empat tahapan proses, yaitu drying, merupakanproses penguapan kandungan air didalam biomassa melalui pemberian
sejumlah panas dengan suhu $!2/, proses pirolisis merupakan
proses eksotern yang melepas sejumlah panas pada iter+al suhu !
72/, oksidasi merupakan proses eksotern yang melepas sejumlah panas
pada inter+al suhu diatas 72/, dan proses 0eduksi gas /"% dan %"
pada inter+al suhu &72/.
!. Sebelum dilakukan proses gasifikasi, sebelumnya alat Updraft gasifier
dibersihkan agar proses gasifikasi dapat berjalan dengan lancar. Setelah itu
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
23/26
diberikan bara arang untuk memulai pembakaran kemudian tongkol
jagung dimasukkan ke dalam alat gasifikasi, lalu blo#er dinyalakan
dengan penutup gasifikasi dan alat gasifikasi ditutup rapat. *roses
gasifikasi tongkol jagung sebesar 1 Kg dapat digunakan untuk proses
gasifikasi selama kurang lebih ;1 menit.
-/2/ .aran
Saran untuk pratikum ini yaitu lebih bermacam macam lagi tipe gasifier
yang digunakan untuk membandingkan efisiensi dari berbagai gasifier yang
ada.
ATAR PU.TAKA
3nonim. %$. Devolatilisasi. Dalam4 http!!www.puspipte".info!#$%id!node !
&'(.htm. Diakses pada anggal $< Mei %$< *ukul %%.
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
24/26
*rins, M.8., *tasinski, K.8., dan 8anssen, B.8.8.G. %1. From Coal 6o
,iomassGasification Comparison 7f 6hermodyinamic -fficiency8. 8ournal
"f Onergi. Lol !% pp $%&;-$%
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
25/26
RE.UME URNAL
Karakterisasi Proses Gasifikasi Biomassa Tempurung Kelapa Sistem
Downdraft Kontinyu dengan Variasi Perbandingan Udara-Bahan Bakar
!"# $ dan Ukuran Biomassa
Cndonesia adalah negara agraris sehingga Cndonesia mempunyai potensi
akan biomassa yang sangat besar salah satunya adalah tempurung kelapa.empurung kelapa dapat dengan mudah didapatkan karena jumlanya melimpah
dan untuk sekarang ini hanya dimanfaatkan sebagai arang saja. Dengan
mengetahui komposisi dan kandungan kimia yang terdapat di dalam tempurung
kelapa, bahan tersebut dapat dijadikan sumber energi alternatif melalui proses
gasifikasi.
eberapa penelitian gasifikasi biomassa yang menggunakan reaktor
gasifikasi jenis do#ndraft telah dilakukan. Salah satunya yang telah dilakukan
-
7/23/2019 Enter 3 Gasifier
26/26
oleh Setia#an, D. P$Q yang menggunakan biomassa sekam padi pemasukan
sistem kontinyu dengan +ariasi perbandingan udara-bahan bakar ' 3ir Buel
0atio(3B0 ). asil penelitian menunjukkan semakin besar suplai udara, energi
losses yang terjadi semakin besar. Nyala api yang dihasilkan stabil dan Rona
temperatur yang dihasilkan menunjukkan tren steady . Fulandari, D. P%Q
menggunakan biomassa sekam padi dengan sistem pemasukan batch
mendapatkan kesimpulan bah#a Rona temperatur di reaktor gasifikasi
menunjukan tren naik-turun yang tajam dan nyala api yang dihasilkan tidak
stabil. 3rdianto, B. P!Q menggunakan sistem batch biomassa serbuk kayu dengan
+ariasi perbandingan udara-bahan bakar '3ir Buel 0atio) dan ukuran biomassa,
mendapatkan efisiensi terbesar pada ukuran biomassa yang lebih kecil yakni
sebesar E1,17;?. *enelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ukuran
biomassa dan perbandingan udara-bahan bakar terhadap nilai kalor ba#ah
'o#er eating Lalue(L) , komposisi synthetic-gas, kualitas nyala api serta
efisiensi gasifikasi.