Gasifikasi Batubara Burn it ‘dirty’ then clean it up Kajian Teknik Beberapa Jenis Reactor Gasifikasi Batubara

Anggota :. Arthanto Moestra Igaprhama. 27142. Aris Widodo Kurniawan Anggota : Arthanto Moestra Igaprhama 27142 Aris Widodo Kurniawan 28253 Hanung P 30642 Fadillah 30947 Ardito Anas Fahrial 31118 Mochtarom 31387 Rendy Mahendra 31608 Anton Hidayat 31662 Ulin Amrizal 31712 Octarina Indiarti 31756 Sahit Rusdi A 32010 Masrul Solichin 32044 Wanodya Asri Kawentar 32180 T. Lukman Nur Hakim 32289

Penerapan Teknologi Bersih Setelah Proses Pembakaran Penerapan teknologi ini dikenal dengan “Burn it “dirty” then clean it up “. Emisi dikurangi dengan menggunakan teknologi : Denitrifikasi, Desulfurisasi, Electrostratic precipitator (penyaring debu)

Teknologi Denitrifikasi Penerapannya dengan cara memasang peralatan denitrifikasi pada saluran gas buang untuk mengurangi emisi NOx.

Teknologi Dedusting Teknologi dedusting digunakan untuk mengurangi partikel yang berupa debu. Menggunakan electrostatic precipitator (ESP), berupa elektroda yang ditempatkan pada aliran gas buang.

Teknologi Desulfurisasi Bertujuan mengurangi emisi SO2, menggunakan peralatan desulfurisasi “flue gas desulfurization (FGD)”. Ada dua tipe FGD yaitu : 1. FGD basahcampuran air dan gamping disemprotkan dalam gas buang. 2. FGD kering campuran air dan batu kapur atau gamping yang diinjeksikan ke dalam ruang bakar.

Teknologi CO2 Removal Dilakukan pemisahan gas CO2 dari gas buang. Pemisahan ini mengggunakan bahan kimia amino dan memerlukan energi sebesar seperempat dari energi listrik yang dihasilkan.

Teknologi Gasifikasi Proses gasifikasi batubara adalah proses perubahan batubara padat menjadi gas yang lebih mudah terbakar dengan klasifikasi berdasarkan nilai panas (heating value), yaitu Low-btu (180-350 Btu/scf), Medium-btu (250-500 Btu/scf), High-btu (950-1000 Btu/scf). Proses gasifikasi batubara ada dua jenis yaitu UCG (Underground Coal Gasification) dan IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle).

UCG UCG adalah proses gasifikasi batubara secara insitu. Batubara dikonversi ke bentuk gas dibawah tanah dengan cara menginjeksikan suatu oksidan (uap dan oksigen) yang bertekanan tinggi ke dalam lapisan batubara pada suatu pipa yang disebut dengan pipa injeksi, lalu dilapisan batubara oksidan tersebut direaksikan dengan batubara baik secara homogen (gas-gas) maupun heterogen (gas-padat).

Reaksi pembakaran dijaga suhu dan konsentrasi oksigennya agar reaksi pembakaran hanya mencapai proses pirolisa (pembaraan) atau istilah lainnya adalah pembakaran tidak sempurna. Lalu gas hasil reaksi digiring keluar melalui pipa produksi. Hasil keluarannya adalah H2 dan CO

Jenis UCG Fixed bed Dalam reactor fixed bed serbuk batubara yang direaksikan berukuran 3 – 30 mm. Batubara tersebut diumpankan dari atas reactor dan akan menumpuk karena gaya beratnya yang disebut dengan solid bed. Uap dan oksigen (oksidan) dihembuskan dari bawah berlawanan dengan masukan serbuk batubara dengan residence time 1-5 jam yang akan bereaksi membentuk gas. Reaktor tipe ini dalam prakteknya mempunyai beberapa modifikasi diantaranya adalah proses lurgi, British Gas dan KILnGas.

Fluidized Bed Fuidized Bed gasifikasi adalah teknologi pembakaran yang digunakan dalam pembangkit tenaga listrik. Pada proses gasifikasi seperti ini, kehilangan tekanan (pressure loss) sedemikian sehingga daya dorong dibagian bawah bed membuat kesetimbangan dengan gravitasi sehingga batubara yang diinjeksi dari atas dalam bentuk serbuk yang berukuran antara 0.1-5 mm berada dalam keadaan melayang dan juga berakibat permukaan reaksi menjadi lebih luas sehingga reaksi akan menjadi lebih cepat dengan residense time 15-50 detik.

Entrained flow gasifier Pada gasifier ini udara (oksigen) dan steam bercampur dengan kecepatan tertentu diumpankan bersama-sama serbuk batubara yang berukuran 0,5 mm dimasukan ke bagian atas reaktor. Gas yang dihasilkan dialirkan melalui bagian samping bawah reaktor, sedangkan sisa pembakarannya atau abu yang dihasilkan akan keluar dari bawah reaktor. Proses gasifikasi ini terjadi pada kondisi kecepatan gas pereaksi sangat tinggi sehingga membuat partikel-partikel batubara terbawa oleh gas dan terjadilah turbulensi menyebabkan partikel-partikel yang ukurannya 0,5 mm tersebut mengalami pembakaran. Residence time untuk sistem ini antara 1-5 detik.

IGCC IGCC merupakan teknologi batubara bersih yang sekarang dalam tahap pengembangan. Berbeda dengan UCG yang prosesnya secara insitu, pada IGCC batubara di bawah tanah dieksplorasi terlebih dahulu, lalu proses kimianya berlangsung di dalam reactor gasifikasi (gasifier). Mula-mula batubara yang sudah diproses secara fisis diumpankan ke dalam reactor dan akan mengalami proses pemanasan sampai temperature reaksi serta mengalami proses pirolisa. Kecuali bahan pengotor, batubara bersama-sama dengan oksigen dikonversikan menjadi hydrogen, karbon monoksida dan methane.

Prinsip kerja dari IGCC ditunjukkan pada gambar di bawah Prinsip kerja dari IGCC ditunjukkan pada gambar di bawah. IGCC merupakan perpaduan teknologi gasifikasi batubara dan proses pembangkitan uap.

Kelebihan-kelebihan IGCC Teknologi IGCC ini mempunyai kelebihan yaitu dalam hal bahan bakar : Tidak ada pembatas untuk tipe, ukuran dan kandungan abu dari batubara yang digunakan. Dalam hal lingkungan : emisi SO2, NOX, CO2 serta debu dapat dikurangi tanpa penambahan peralatan tambahan seperti de-SOX dan de-NOX dan juga limbah cair serta luas tanah yang dibutuhkan juga berkurang. Disamping itu pembangkit listrik IGCC mempunyai produk sampingan yang merupakan komoditi yang mempunyai nilai jual seperti : sulfur, asam sulfat dan gypsum. Efisiensi pembangkit listrik ICGG berkisar antara 38 - 45 % yang lebih tinggi 5 - 10 % dibandingkan PLTU batubara konvensional. Hal ini dimungkinkan dengan adanya proses gasifikasi sehingga energi yang terkandung dalam batubara dapat digunakan secara efektif dan digunakannya HRSG untuk membentuk suatu daur kombinasi antara turbin gas dan turbin uap.

Tahap Pembangunan IGCC Salah satu hal yang menarik dalam sistem IGCC adalah pembangunannya dapat dilakukan secara bertahap yaitu: Tahap pertama : pembangunan turbin gas dan perlengkapan pembangkit listrik Tahap kedua : pembangunan sistem daur kombinasi, dan Tahap ketiga : pembangunan unit gasifikasi.

Kesimpulan Pemakaian batubara dalam jumlah besar pada akhir-akhir ini harus menerapkan teknologi batubara bersih, salah satunya yaitu IGCC, supaya dampak lingkungannya minimum. IGCC saat ini sedang dalam taraf pengembangan dan diharapkan sudah beroperasi secara komersial dalam waktu dekat ini. Pembangkit listrik IGCC mempunyai keunggulan bila dibandingkan dengan PLTU konvensional dengan tambahan de-SOX dan de-NOX dalam hal dampak lingkungan. Bagi Indonesia pembangkit listrik IGCC merupakan teknologi alternatif yang patut dipertimbangkan untuk menggantikan PLTU batubara konvensional yang sudah habis masa gunanya dan untuk pembangunan pembangkit listrik yang baru.