Oktober 18, 2008

Optimasi produksi gas hidrogen pada proses reduksi arang dalam gasifikasi biomasa sistem downdraft

Posted in penelitian tagged , , pada 6:37 am oleh Pak Tas

Nama Peneliti TRI ISTANTO ST
Instansi/Jurusan: Jur. Teknik Mesin
Jenis Penelitian : APDM
Lokasi: Laboratorium
Bidang Ilmu: TEKNOLOGI

Abstract

Gasifikasi biomas sistem downdraft merupakan sistem gasifikasi yang paling sederhana. Gas-gas yang dihasilkan dari gasifikasi biomas-udara mempunyai komposisi CO, CO2, H2, CH4, H2O dan N2. Konsentrasi dari masing-masing gas sangat tergantung dari banyak variabel. Namun demikian yang pasti adalah bahwa konsentrasi dari masing-masing gas akan berhubungan langsung dengan jumlah energi yang mampu dihasilkan dari sistem gasifikasi tersebut. Terdapat banyak variabel yang perlu diperhitungkan dalam sistem gasifikasi biomas sistem downdraft diantaranya adalah kadar air kayu, perbandingan udara bahan bakar (AFR), dan temperatur gas masuk. Ketiga parameter tersebut diprediksikan mempunyai pengaruh langsung pada komposisi gas yang dihasilkan. Di sisi yang lain, waktu tinggal merupakan parameter penting dalam mendesain sebuah reaktor gasifikasi. Besar kecil nya reaktor akan sangat tergantung dari waktu tinggal arang yang dihasilkan dari proses pirolisis. Sehingga ketiga variabel tersebut ditambah waktu tinggal arang perlu diteliti secara intensif khususnya yang berhubungan pada produksi hidrogen. Penelitian dilakukan secara perhitungan numerik. Reaktor gasifikasi berbentuk silinder dengan diameter 1 m dan panjang 1 m. Untuk penyederhanaan, diasumsikan proses yang terjadi adalah axisimetri. Karena dalam sistem gasifikasi terdapat arang yang merupakan fasa padat, maka perhitungan dilakukan dengan metode Euler Lagrangian. Karena melibatkan banyak gas (CO, CO2, H2, CH4, H2O dan N2), maka perhitungan dilakukan juga dengan metode banyak zat (multi species method). Dari simulasi numerik diperoleh hasil bahwa kadar air mempunyai pengaruh yang kecil pada komposisi gas dan temperatur gas dalam reaktor gasifikasi. Konsentrasi H2 hanya berubah ± 0,11 v% untuk kenaikan kadar air 10 m%. Perbandingan udara bahan bakar (AFR) mempunyai pengaruh yang besar pada komposisi gas dan temperatur gas dalam reaktor gasifikasi. Kenaikan AFR sebesar 0,1 akan menyebabkan konsentrasi H2 turun sebesar kira-kira 0,8 v%. Temperatur gas masuk juga mempunyai pengaruh besar pada komposisi gas dan temperatur gas dalam reaktor. Semakin tinggi temperatur gas masuk akan meningkatkan laju reaksi gasifikasi hidro sehingga H2 banyak dikonsumsi dan CH4 banyak diproduksi. Setiap kenaikan temperatur gas masuk 10 K dapat menurunkan H2 sebanyak 0,35 v%. Ketiga variabel tersebut juga mempunyai pengaruh yang besar pada waktu tinggal arang dalam reaktor gasifikasi. Semakin besar kadar air kayu yang digunakan, maka waktu tinggal yang diperlukan akan semakin rendah. Setiap kenaikan kadar air kayu (kadar uap air) dalam reaktor reduksi sebesar 1 m% akan diperoleh penurunan waktu tinggal sebesar 30 detik. Waktu tinggal arang dalam reaktor reduksi juga dipengaruhi oleh AFR. penurunan waktu tinggal akibat AFR terlihat paling efektif pada AFR sekitar 1,5. Pada nilai AFR di atas 1,5 penurunan AFR terlihat semakin landai. Semakin tinggi temperatur gas masuk dapat mengakibatkan konsentrasi gas H2 turun. Setiap kenaikan temperatur gas masuk 10 K dapat menurunkan konsentrasi H2 sebanyak 0.35%. Artinya, untuk kebutuhan H2 yang tinggi lebih disukai menggunakan temperatur gas masuk yang lebih rendah. Dari beberapa data yang diperoleh dari perhitungan numerik di atas, maka optimasi produksi hidrogen dalam reaktor gasifikasi biomas-udara dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu menggunakan biomas yang kadar airnya lebih rendah sekitar 10-15%, menggunakan perbandingan udara biomas masuk (AFR) sekitar 1,5 dan menggunakan temperatur gas masuk sekitar 1250-1300 K.

sumber: Sistem Informasi Riset dan Pengabdian LPPM UNS

2 Komentar »

  1. Wili said,

    Kalau boleh tau, perhitungan numerik nya menggunakan software apa???
    Bagaimana dengan kinetika reaksi nya???

  2. Pak Tas said,

    Untuk Mas Wili, perlu diketahui bahwa artikel di atas ini bukan artikel atau penelitian saya. Saya muat di sini karena berhubungan dengan pengelolaan limbah menjadi energi.

    Kalau penulisnya sendiri barangkali bisa dihubungi di : http://triistanto.wordpress.com/ Saya sendiri belum pernah kontak dg yg besangkutan. Silakan dicek sendiri.

    Kalau minat penelitian saya memang berkaitan dengan gasifikasi biomas, tapi lebih bersifat aplikatif. Latar belakang saya dari teknik pertanian, bukan dari teknik mesin, atau teknik kimia.


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

%d blogger menyukai ini: