APLIKASI FLUIDISASI DALAM INDUSTRI PEMBAKARAN BATUBARA

APLIKASI FLUIDISASI DALAM INDUSTRI

PEMBAKARAN BATUBARA

Sistem pembakaran batubara umumnya terbagi 2 yakni sistem unggun terfluidakan

(fluidized bed system) dan unggun tetap (fixed bed system atau grate system).

Fluidized bed system adalah sistem dimana udara ditiup dari bawah

menggunakan blower sehingga benda padat di atasnya berkelakuan mirip fluida.

Teknik fluidisasi dalam pembakaran batubara adalah teknik yang paling efisien

dalam menghasilkan energi. Pasir atau corundum yang berlaku sebagai medium

pemanas dipanaskan terlebih dahulu. Pemanasan biasanya dilakukan dengan

minyak bakar. Setelah temperatur pasir mencapai temperature bakar batubara

(300oC) maka diumpankanlah batubara.  Sistem ini menghasilkan abu terbang

dan abu yang turun di bawah alat. Abu-abu tersebut disebut dengan fly ash dan

bottom ash. Teknologi fluidized bed biasanya digunakan di PLTU

(Pembangkit Listrik Tenaga Uap). Komposisi fly ash dan bottom ash yang

terbentuk dalam perbandingan berat adalah : (80-90%) berbanding (10-20%).

Secara umum konsep teknologi yang diunggulkan dari system pembakaran fluidized bed

adalah :

1. adanya gerak turbulen partikel yang sangat baik untuk proses perpindahan panas

dan massa bahan bakar padat, dan baik untuk menyeragamkabn temperature di

dalam bed dan reactor.

2. injeksi langsung gas terlarut (sorbent) ke dalam bed, sangat memudahkan untuk

mengkontrol gas asam

3. penggunaan temperature sebagai variable independent, yang berguna untuk

mengendalikan polusi, mengatur distribusi bahan bakar dan udara, serta

penukaran panas di dalam reactor

4. penggunaan bed dengan material inert sebagai pemberat panas (thermal

flywheel) yang dapat mengurangi terjadinya slugs ataupun pengotor bahan bakar

lainnya.

Fixed bed system atau Grate system adalah teknik pembakaran dimana batubara

berada di atas conveyor yang berjalan atau grate. Sistem ini kurang efisien karena

batubara yang terbakar kurang sempurna atau dengan perkataan lain masih ada

karbon yang tersisa. Ash yang terbentuk terutama bottom ash masih memiliki

kandungan kalori sekitar 3000 kkal/kg. Di China, bottom ash digunakan sebagai

bahan bakar untuk kerajinan besi (pandai besi). Teknologi Fixed bed

system banyak digunakan pada industri tekstil sebagai pembangkit uap

(steam generator). Komposisi fly ash dan bottom ash yang terbentuk dalam

perbandingan berat adalah : (15-25%) berbanding (75-25%).

GASIFIKASI UNGGUN TERFLUIDAKAN

Gasifikasi unggun terfluidakan dioperasikan dengan cara memfluidisasi

partikel bahan bakar dengan gas pendorong yang berupa

udara/oksigen, baik dicampur dengan kukus maupun tidak dicampur.

Gas pendorong tersebut memiliki dua fungsi, yaitu sebagai reaktan dan

sebagai medium fluidisasi. Pada gasifikasi unggun terfluidakan, gas

pendorong yang umum digunakan adalah udara. Pada gasifier jenis ini,

udara dan bahan bakar tercampur pada unggun yang terdiri dari

padatan inert berupa pasir. Keberadaan padatan inert tersebut sangat

penting karena berfungsi sebagai medium penyimpan panas.

Gasifikasi unggun terfluidakan dioperasikan pada temperatur relatif

rendah, yaitu 800 – 1000 °C. Temperatur operasi tersebut berada di

bawah temperatur leleh abu sehingga penghilangan abu yang

dihasilkan pada gasifikasi jenis ini lebih mudah. Hal inilah yang

menyebabkan gasifikasi unggun terfluidakan dapat digunakan pada

pengolahan bahan bakar dengan kandungan abu tinggi sehingga

rentang penerapan gasifikasi unggun terfluidakan lebih luas daripada

gasifikasi jenis lainnya. Gasifier unggun terfluidakan memiliki beberapa

kelebihan dibandingkan dengan gasifier jenis lainnya, yaitu:

 Rentang penanganan jenis bahan bakar lebar

 Tingkat perpindahan panas dan massa bahan bakar tinggi

 Nilai pemanasan tinggi

 Kadar arang rendah

JENIS GASIFIKASI UNGGUN TERFLUIDAKAN

Berdasarkan proses kontak antara gas dengan partikel bahan bakar, gasifier unggun

terfluidakan dibagi menjadi dua jenis, yaitu Bubbling Fluidized Bed Gasifier (BFBG)

dan Circulating Fluidized Bed Gasifier (CFBG). Pada penggunaannya, CFBG lebih

unggul daripada BFBG. Hal ini disebabkan oleh:

 Adanya saluran sirkulasi yang memungkinkan pengolahan kembali bahan bakar

yang belum terkonversi. Dengan adanya saluran sirkulasi tersebut, waktu

tinggal bahan bakar di dalam gasifier lebih lama sehingga memungkinkan

bahan bakar terkonversi sempurna.

 Laju alir udara yang digunakan pada CFBG lebih besar. Kecepatan yang

digunakan pada CFBG (4 – 7 m/s), sedangkan kecepatan yang digunakan pada

BFB (1 – 1.5 m/s). Hal ini menyebabkan kecepatan kontak antara gas dengan

padatan yang terjadi pada CFBG tinggi sehingga pencampuran massa dan

perpindahan panas yang terjadi lebih baik daripada BFBG.

PENGGUNAAN GASIFIKASI UNGGUN TERFLUIDAKAN

Gasifikasi unggun terfluidakan dapat digunakan untuk mengolah bahan bakar

dengan rentang yang lebar khususnya bahan bakar kualitas rendah dengan

kandungan abu tinggi sehingga cocok digunakan untuk meningkatkan kualitas bahan

bakar bernilai rendah. Pada umumnya, gas hasil gasifikasi unggun terfluidakan

dibakar untuk menggerakkan mesin atau untuk membangkitkan kukus. Gas tersebut

juga dapat dibakar bersamaan dengan bahan bakar lainnya. Selain itu, gas hasil

gasifikasi unggun terfluidakan dapat digunakan pada pembangkit listrik melalui

sebuah sistem kombinasi siklus yang disebutintegrated gasification combined-

cycle (IGCC).

Jika ditinjau dari potensi penerapannya di Indonesia, teknologi gasifikasi unggun

terfluidakan (fluidisasi) memiliki potensi yang cukup besar karena sebagian besar

cadangan batubara Indonesia tergolong dalam batubara kualitas rendah. Oleh sebab

itu, pengolahan batubara dengan cara gasifikasi unggun terfluidakan merupakan

salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk memaksimalkan hasil pengolahan

batubara Indonesia.

referensi :

Operasi Teknik Kimia jilid II

http://suryadi040988.wo rdpress.com/2010/08/03/unit-operasi/

http://moechah.wordpress.com/2008/11/22/gasifikasi-batubara-dengan-unggun-terfluidakan