LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Seminar dengan Judul :

Produksi Gas Sintesis melalui Gasifikasi Batubara Lignite Bukit

Asam dengan Katalis Kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2

oleh

Irfan Sriyono Putro

0906635614

Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik di

Departemen Teknik Kimia FTUI dan disetujui untuk diajukan dalam sidang seminar.

Depok, 2 Juli 2012

Menyetujui,

Ir. Dewi Tristantini M.T., Ph.D.

Dosen Pembimbing Seminar

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena hanya

oleh berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah seminar ini.

Makalah seminar ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat untuk mendapatkan

gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Kimia pada Fakultas Teknik Universitas

Indonesia.

Dalam penyusunan makalah seminar ini, penulis mendapatkan cukup banyak

pencerahan, bantuan dan bimbingan serta dukungan dari beberapa pihak. Oleh karena

itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Allah,swt yang masih memberikan kesehatan, bimbingan iman dan kesadaran

dalam mengerjakan makalah seminar ini.

2. Kedua orang tua beserta saudara-saudara yang selalu memberikan cinta dan kasih

sayang dukungan dari doa, segi moral dan materi, agar tetap semangat dalam

proses pengerjaan makalah seminar ini.

3. Ibu Ir. Dewt Tristantini M.T., Ph.D. selaku dosen pembimbing seminar yang

telah bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membimbing

sehingga makalah seminar ini dapat terselesaikan.

4. Seluruh dosen Departemen Teknik Kimia UI yang telah mengajar dan memberi

pengetahuan selama menjadi mahasiswa teknik kimia.

5. Teman-teman yang bersama dibawah satu bimbingan ibu Dewi, yaitu Yuko,

Johan, dan Yuke yang selalu mengingatkan untuk bimbingan dan menjadi teman

untuk pertukaran ilmu.

6. Ardila Mariyana, yang selalu memberikan dukungan moral serta kiriman doa

demi mendukung suksesnya makalah seminar ini.

7. Seluruh teman di Departemen Teknik Kimia yang selalu memberikan semangat

dan menghibur dalam pengerjaan seminar ini.

8. Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, yang telah

memberikan kontribusi baik langsung maupun tak langsung hingga makalah

seminar ini dapat diselesaikan.

Akhir kata, penulis berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas semua

kebaikan semua pihak yang telah membantu.

i

Depok, 21 Juni 2012

Penulis

ii

ABSTRAK

Nama : Irfan Sriyono Putro

NPM : 0906635614

Program Studi : Teknik Kimia

Judul : Produksi Gas Sintesis melalui Gasifikasi Batubara Lignite

Bukit Asam dengan Katalis Kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2

Batubara adalah sumber energi masa depan karena dapat diproses untuk membentuk

gas sintesis yang selanjutnya bisa dijadikan bahan baku pembuatan minyak sintesis

atau bahan kimia lainnya. Permasalahan utama pada proses gasifikasi ini adalah suhu

reaksinya yang sangat tinggi serta reaksinya yang tidak terarah. Pada penelitian ini

akan digunakan batubara Bukit Asam untuk digasifikasi menggunakan katalis

kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2 pada reaktor unggun tetap, dengan suhu 6500C-7500C

dan tekanan atmosfer. Dengan adanya katalis kombinasi tersebut tersebut, diharapkan

permasalah gasifikasi terselesaikan, yaitu suhu reaksi menjadi turun dan selektivitas

terhadap gas H2 dan CO meningkat dengan perbandingan H2:CO > 1 . Penelitian ini

akan dititikberatkan pada seberapa besar kinerja katalis kombinasi tersebut untuk

memproduksi gas sintesis.

Kata kunci: gasifikasi, batubara, gas sintesis, potassium carbonat, calsium hydroxyde.

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN..............................................................................................................i

KATA PENGANTAR.....................................................................................................................ii

ABSTRAK....................................................................................................................................iiv

DAFTAR ISI...................................................................................................................................v

DAFTAR GAMBAR.....................................................................................................................vii

DAFTAR TABEL........................................................................................................................viii

BAB I PENDAHULUAN................................................................................................................1

1.1 Latar Belakang.......................................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah..................................................................................................................3

1.3 Tujuan Penelitian...................................................................................................................3

1.4 Batasan Masalah....................................................................................................................3

1.5 Sistematika Penulisan............................................................................................................4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.....................................................................................................5

2.1 Batubara.................................................................................................................................5

2.1.1 Komposisi batubara

2.1.2 Jenis batubara

2.1.3 Sifat batubara

2.1.4 Karakteristik batubara

2.1.2 Kandungan mineral batubara lignite

2.2 Gasifikasi batubara...............................................................................................................11

2.3 Katalis..................................................................................................................................12

2.3.1 Komposisi katalis..........................................................................................................12

2.3.2 Kinerja katalis...............................................................................................................13

2.3.3 Deaktivasi katalis..........................................................................................................14

2.4 Katalis gasifikasi batubara...................................................................................................15

2.1.1 Potasium carbonat dan calsium hydroxyde sebagai katalis gasifikasi

batubara..................................................................................................................................15

2.5 Analisis proksimate dan utlimate.........................................................................................15

2.6 Analisis SEM-EDX..............................................................................................................15

iv

2.7 Analisis kromatografi gas....................................................................................................15

2.8 Konsep peneliti....................................................................................................................15

BAB III METODE PENELITIAN................................................................................................19

3.1 Diagram alir penelitian.........................................................................................................15

3.2 Alat dan bahan penelitian.....................................................................................................20

3.2.1 Alat................................................................................................................................20

3.2.2 Bahan.............................................................................................................................21

3.3 Prosedur penelitian...............................................................................................................21

3.3.1 Variabel percobaan........................................................................................................21

3.3.2 Prosedur percobaan.......................................................................................................21

3.3.2.1 Sampel batubara.....................................................................................................21

3.3.2.2 Analisis proksimate dan ultimate...........................................................................21

3.3.2.3 Pirolisis batubara...................................................................................................21

3.3.2.4 Persiapan char.......................................................................................................23

3.3.2.5 Analis SEM-EDX..................................................................................................23

3.3.2.6 Gasifikasi dengan uap............................................................................................23

3.3.2.7 Analis kromatografi gas.........................................................................................24

3.4 Pengamatan data..................................................................................................................25

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................................28

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Batubara lignite.........................................................................................................6

Gambar 2.2. Mekanisme reaksi K2CO3.......................................................................................17

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian...........................................................................................19

Gambar 3.2. Diagram peralatan penelitian..................................................................................20

Gambar 3.3. Contoh Grafik konversi karbon vs waktu...............................................................26

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Tabel analisis proksimate.............................................................................................22

Tabel 3.2. Tabel analisis ultimate..................................................................................................22

Tabel 3.3. Contoh tabel pengamatan.............................................................................................25

vii

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi yang terus meningkat dari tahun ke tahun serta tidak

diimbanginya dengan produksi telah membawa Indonesia kepada permasalahan krisis

energi. Salah satu penyebabnya adalah Indonesia terlalu mengandalkan cadangan

minyak mentah. Salah satu sumber energi yang belum dimanfaatkan secara maksimal

oleh pemerintah adalah batubara. Selama ini batubara produksi Indonesia sekitar 70%

lebih diekspor ke luar negeri. Ketersediaan batubara di Indonesia sangat melimpah

dengan total sumber daya batubara 105.184,44 juta ton dan cadangan batubara

21.131,84 juta ton yang merupakan penghasil batubara terbesar ke-6 se dunia

(Kementerian ESDM,2011). Batubara dapat diolah dengan proses gasifikasi yang

akan menghasilkan H2, CO, CO2, CH4, serta bebarapa gas dengan jumlah komposisi

yang sangat sedikit. Gas hasil gasifikasi yang berupa H2 dan CO dengan rasio kurang

lebih 2:1 dapat dijadikan bahan baku untuk proses Fischer Troopsch yang akan

menghasilkan minyak sintesis. Minyak sintesis ini bisa digunakan untuk mengatasi

permasalahan krisis akan energi.

Permasalahan utama pada proses gasifikasi adalah reaksinya yang tidak

terarah dan memerlukan suhu lebih dari 1000oC menggunakan steam (Wang, 2009a).

Selain itu permasalahan lain yang belum terselesaikan khususnya di Indonesia adalah

belum adanya penelitian penggunaan batubara Indonesia untuk gasifikasi

menggunakan katalis, sehingga karakteristik batubara Indonesia apabila digasifikasi

belum dapat diketahui secara pasti. Hal ini penting dikarenakan Smolinski (2001)

telah membuktikan bahwasannya perbedaan sumber batubara yang digunakan dapat

mempengaruhi kinerja hasil dari gasifikasi batubara. Selama ini batubara Indonesia

lebih banyak dieksport dan dibakar langsung untuk PLTU serta sedikit untuk

digasifikasi tanpa katalis guna memproduksi gas yang langsung dibakar juga.

Perkembangan penelitian telah menuntun kepada penggunaan katalis. Gasifikasi

2

batubara menggunakan katalis secara efektif dapat meningkatkan laju reaksi dan

konversi dibandingkan dengan cara konvensional (Lili, 2011). Beberapa penelitian

yang dilakukan Zhang (2005) menyatakan bahwa logam alkali, logam alkali tanah

atau logam transisi memiliki pengaruh katalis terhadap gasifikasi batubara. K2CO3

telah diketahui sebagai katalis yang bagus untuk gasifikasi batubara (Nahas, 1983).

Permasalahan mengenai katalis gasifikasi batubara berkembang mulai dari cukup

banyaknya gas metana yang terbentuk sampai pengurangan limbah gas seperti karbon

dioksida. beberapa penelitian telah dikembangkan, Wang (2009a) telah melakukan

penelitian mengenai gasifikasi batubara tanpa adanya hasil metana dengan katalis

K2CO3. Selain itu Wang (2009b) telah membuktikan bahwa penambahan Ca(OH)2

pada persiapan char akan secara signifikan meningkatkan system kerja katalis

potassium karbonat dan meningkatkan regernerasi potassium karbonat itu sendiri

namun pada penelitiannya tidak disebutkan berapa kombinasi katalis kalsium

karbonat dan potassium karbonat yang sesuai serta kondisi operasinya. Kebanyakan

dari penelitian yang dilakukan adalah upaya untuk menghasilkan gas hidrogen tanpa

memperdulikan hal lain, sedangkan untuk menghasilkan gas sintetis yang terdapat

komponen gas CO sangat jarang sekali dilakukan.

Pada penelitian kali ini akan dilakukan penelitian gasifikasi batubara untuk

meghasilkan gas sintesis dengan katalis berbasis K2CO3. Dengan adanya katalis

K2CO3 dan Ca(OH)2 diharapkan mampu menurunkan suhu dan meningkatkan

selektivitas terhadap produksi gas sintesis. Metode yang digunakan pada penelitian

ini adalah dengan melakukan gasifikasi batubara pada reaktor unggun tetap dengan

bantua katalis berbasis K2CO3. Sedangkan untuk gas carier menggunakan Argon.

Pada gasifikasi kali ini penelitian menggunakan steam karena telah terbukti mampu

meningkatkan produksi dari hidrogen. Batubara lignite dari Bukit Asam dipilih

sebagai bahan baku batubara karena ketersediaannnya yang cukup banyak di

Indonesia. PT Batubara Bukit Asam dan PT Bukit Kendi saat ini mempunyai operasi

penambangan di daerah Tanjung Enim dan sekitarnya dengan produksi 10 juta ton

setahun. Sumberdaya batubara yang dimiliki oleh Bukit Asam di daerah kab. Muara

3

Enim dan Lahat adalah sekitar 5,50 miliar ton. serta kandungan komposisinya

diharapkan mampu mewakili semua batubara di Indonesia.

Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah diketahuinya kondisi optimal

proses gasifikasi batubara dengan katalis K2CO3 dengan bantuan Ca(OH)2 untuk

menghasilkan gas sintetis. Berdasarkan pada mendesaknya kebutuhan akan energi

serta belum dioptimalkannya sumber energi batubara khususnya melelui jalur

gasifikasi dengan bantuan katalis didukung oleh teorema hasil penelitian yang sudah

pernah dilakukan, maka penelitian ini besar kemungkinan apabila berhasil akan

mengurangi ketergantungan kita akan minyak mentah yang harganya makin hari

makin meningkat serta tersedianya pasokan energi baru untuk menopang kehidupan

ini.

1.2 Rumusan Masalah

Dalam upaya mencapai keberhasilan produksi gas sintesis melalui gasifikasi

batubara, hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain:

a. Bagaimana memproduksi gas sintesis melalui gasifikasi batubara dengan

katalis kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2.

b. Seberapa besar pengaruh komposisi katalis kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2

terhadap gasifikasi batubara?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Memproduksi gas sintesis melalui gasifikasi batubara dengan katalis

kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2.

b. Mendapatkan pengaruh komposisi katalis kombinasi K2CO3 dan Ca(OH)2

terhadap gasifikasi batubara.

1.4 Batasan Masalah

Pembatasan masalah yang ada dalam penelitian ini:

a. Batubara yang digunakan berasal dari Bukit Asam.

4

b. Reaktor yang digunakan adalah reaktor unggun tetap barbahan dasar

quartz.

c. Katalis yang digunakan adalah K2CO3 dan Ca(OH)2 dengan kemurnian

99%

1.5 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Meliputi latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian,

batasan masalah penelitian dan sistematika penulisan makalah yang akan

digunakan dalam penelitian.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi teori-teori dan hasil penelitian terdahulu yang sudah dipelajari

untuk menjadi landasan dan acuan dari penelitian yang akan dilakukan.

BAB III METODE PENELITIAN

Bagian ini berisi metode pelaksanaan dari penelitian yang sudah dirancang.

Bab ini menjelaskan diagram alir dari penelitian, alat dan bahan yang

dibutuhkan dan prosedur penelitian yang akan dilakukan.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Batubara

Batubara merupakan bahan bakar fosil berasal dari tumbuh-tumbuhan mati,

terbentuk melalui proses yang sangat kompleks, membutuhkan waktu yang sangat

lama (puluhan hingga ratusan juta tahun), serta dipengaruhi oleh berbagai faktor

meliputi fisika, kimia dan geologi. Batubara merupakan bebatuan organik yang

terutama terdiri dari karbon, hydrogen, dan oksigen.

Secara umum batubara dapat digolongkan menjadi 2 kategori yaitu batubara

muda dengan kualitas yang rendah serta tidak terlalu keras dan batubara tua yang

memiliki kualitas yang tinggi serta cenderung keras. Batubara yang terdapat di

Indonesia pada umumnya dari jenis bituminous dan subbituminus yang kandungan

karbonnya berkisar 50-80% (Kusumopradono, 1992).

2.1.1 Komposisi Batubara

Meskipun komposisi unsur organik pembentuk batubara berbeda-beda sesuai

dengan jenis batubaranya, tapi kurang lebih dapat dinyatakan sebagai

C100H30~110O3~40N0.5~2S0.1~3. Sedangkan untuk unsur inorganik, terdiri atas unsur

inorganik utama dan unsur inorganik minor (Budiraharjo, 2009).

Unsur inorganik utama : Si, Al, Ca, Fe, Mg, Na, Ti, K.

Unsur inorganik minor : Be, Se, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Hg, Pb,

Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, La, Ce, Nd, Sm, dll.

2.1.2 Jenis Batubara

Jenis-jenis Batubara berdasarkan bentuk dan kandungan di dalamnya dibagi

menjadi empat jenis yaitu (Kumar, 2004);

Lignite

Kata lignite berasal dari lignum yang berarti kayu. rangking terendah dari

batubara ini mempunyai kandungan air dan volatile maters yang tinggi,

6

tetapi mempunyai nilai kalor terendah. Lignite biasanya lunak dan

mempunyai warna kecoklatan yang seringkali mengandung bagian-bagian

tanaman yang mudah dikenali dari struktur selnya, karena kandungan zat

terbangnya tinggi, lignite sangat mudah terbakar dan sering terjadi

pembakaran spontan pada penyimpanan dan pengapalan, serta kandungan

air yang tinggi, maka transportasi jarak jauh tidak ekonomis. Lignite B

sering juga disebut “brown coal” yang sering ditemukan dekat bagian

permukaan bumi. (lihat Gambar 2.1.)

Gambar 2.1. Batubara lignite

Sub bituminous

Rangking batubara menengah yang tingkat kematangan proses

metamorfosanya telah mencapai suatu kondisi dimana sifat kayunya tidak

ada lagi. Batubara ini berwarna hitam kecoklatan sampai hitam yang

mempunyai kecenderungan merapuh bila diekspos keudara dan pembakaran

spontan seperti halnya lignite. Digunakan sebagi bahan bakar untuk

pembangkit tenaga listrik, produksi semen dan penggunaan untuk industri.

Bituminous

Rangking batubara bituminous paling banyak digunakan dalam pembangkit

tenaga batuabara karena mempunyai nilai kalor yang tertinggi dan

temperatur nyala yang tinggi. Biasanya berwana hitam tapi terkadang coklat

tua. selain digunakan sebagai bahan bakar pada pembangkit tenaga listrik

7

juga digunakan untuk aplikasi panas dan tenaga pada proses manufaktur dan

untuk membuat coke, produksi semen, penggunaan untuk industri, dan

pembuatan besi dan baja.

Antrasit

Rangking batubara yang tertinggi ini mempunyai kandungan zat terbang

rendah dengan hampir seluruhnya berupa karbon tetap sehingga berwarna

hitam kemilau. Diantara batubara lainnya, antrasit paling keras dan padat

namun sangat getas dan homogen. antrasit paling banyak digunakan untuk

pemanas rumah, kokas dan produksi gas.

Batubara yang digunakan dalam penelitian ini adalah barubara lignite yang

merupakan batubara coklat (Brown coal), dengan jenis maturitas organik (lamanya

waktu pembentukan) yang rendah dan memiliki heating value < 5100 kal/g serta

mengandung air 35-75% dari beratnya. Pemilihan batubara lignite ini dilakukan

karena dengan adanya proses pirolisis batubara lignite ini akan menghasilkan pori

yang besar sehingga dapat membuat inti aktif katalis terdispersi lebih banyak di

dalam pori. Hal ini berarti bahwa luas permukaan pori kontak antara katalis dan gas

reaktan akan semakin luas sehingga diharapkan proses reaksi akan berlangsung

maksimal.

2.1.3 Sifat Batubara

Dalam menentukan sifat-sifat batubara untuk dilaporkan dalam analisisnya perlu

dilakukan informasi sampel yang meliputi tanggal pengambilan sampel, jenis sampel,

lokasi sampel, cadangan deposit, kapasitas produksi penambangan, metode

penambangan. data sifat dasar batubara dapat dibagi beberapa kelompok besar yaitu:

1. Sifat fisik, yang meliputi :

Berat jenis dapat dilakukan dengan pikometer cairan, atau gas helium.

kegunaannya untuk menentukan ukuran penyimpanan batubara maupun

perkiran cadangan batubara pada tambang.

8

Porositas, yaitu perbandingan volume pori batubara terhadap volume total

batubara

2. Sifat termal

Nilai kalor

Dilakukan dengan pembakaran dalam kalorimeter. Data nilai kalor batubara

berguna untuk menghitung kebutuhan laju alir batubara bila diinginkan

pengoperasian boiler pada kapasitas panas tertentu.

Kapasitas panas

Berguna untuk melihat sifat penyalaan batubara

Indeks swelling

Mengukur kecenderungan batubara untuk membengkak akibat pembakaran,

makin tinggi indeks swelling makin cenderung pembakaran tidak sempurna

terjadi. Hal ini disebabkan oleh pelelehan abu yang menutupi permukaan

partikel batubara sehingga menahan masuknya oksigen kedalam pori

batubara, sementara pada kondisi temperatur tinggi terjadi pelepasan zat

terbang pada bagian dalam partikel batubara sehingga partikel batubara

menggelembung.

3. Analisis abu

Analisis oksida elemen abu

Yang mayoritasnya terdiri atas SiO2. Al2O3, Fe2O3

Analisis minerologi

Analisis kandungan mineral dalam bentuk senyawa kristalnya

Ash fusibility

Temperatur leleh batubara yang diukur dengan menentukan temperatur

deformasi awal temperatur pelunakan dan temperatur fluida

2.1.4 Karakteristik Batubara

Secara garis besar batubara terdiri atas komponen komponen berikut :

9

Batubara murni (pure coal), yaitu zat-zat organik yang merupakan jaringan

karbon dan hidrogen (hidrokarbon) serta sejumlah kecil nitrogen, sulfur, dan

oksigen yang terikat secara organik

Bahan-bahan mineral (mineral matter), yang terdiri atas zat-zat anorganik

yang akan menjadi abu bila batubara dibakar seperti lempung, batu pasir, dan

zat-zat lain seperti sulfur oksida serta karbondioksida

Air (moisture), yang terdiri atas air yang terdapat di dalam batubara (inherent

moisture) serta air yang terdapat pada permukaannya (free moisture).

Data karakteristik batubara di beberapa daerah di Indonesia, yang diperoleh

melalui beberapa sumber adalah sebagai berikut:

1. Rank batubara

Kualitas batubara Indonesia cukup bervariasi, dengan kelas berkisar antara

Lignite hingga High Volatile Bituminous A (HVB-A) yang dapat digolongkan

batubara muda dengan kelas antrasit, namun jumlahnya sangat sedikit. Sebagian

besar batubara Indonesia memilki kelas rendah, yaitu lignite (58,63%) dan sub

bitominous (26,63%).

2. Nilai kalor

Nilai kalor batubara di Indonesia cukup bervariasi pula, dengan nilai dari 3081

kcal/kg hingga 7889 kcal/kg. Sebagian besar memiliki nilai kalor antara 5000-

6500 kcal/kg. Nilai kalori yang tinggi ini baik sehingga untuk menghasilkan

sejumlah panas akan dibutuhkan jumlah batubara yang lebih sedikit

dibandingkan batubara yang memilki nilai kalor yang rendah.

3. Kandungan air

Kandungan air batubara di Indonesia ternyata tergolong tinggi, baik itu

kandungan air total yang berkisar 3,20%-4,8% maupun kandungan air

lembab/bound moisture (1%-29,40%). Kandungan air yang tinggi ini selain

disebabkan proses pembentukannya, juga dipengaruhi oleh penambangan,

transportasi, penyimpanan serta pencucian. Faktor-faktor ini membuat

kandungan air bebasnya (unbound moisture) meningkat sehingga kandungan air

totalnya pun tinggi.

10

4. Kandungan abu

Kandungan abu berkisar dari 0,7%-38,90%, dengan sebagian besar di bawah

10%. Kandungan abu yang rendah ini menguntungkan dalam pemanfaatannya,

mengingat abu yang dapat menyebabkan pengotoran, kerusakan pada alat-alat

yang dilaluinya, terutama pada dinding ketel dan juga akan lebih bersahabat

dengan lingkungan sebab abu terbang (fly ash) yang terdapat pada gas buang

hasil pembakaran akan mencemari udara.

5. Kandungan volatile matter

Kandungan volatile matter batubara Indonesia berkisar antara 6%-56,80%,

dimana sebagian besar bahkan hampir semuanya memiliki kandungan antara

30%-40%. Dengan kadar volatile matter yang cukup tinggi ini akan menyulitkan

terbakarnya batubara.

6. Kandungan sulfur

Secara umum kandungan sulfur sangat rendah yaitu di bawah 1%, kandungan

sulfur rendah ini sangat menguntungkan sebab dapat dihindari terjadinya korosi

pada peralatan yang dilaluinya serta dapat mengurangi dampak lingkungan sebab

pembakaran sulfur dapat menghasilkan SO2 yang bersifat merusak lingkugan.

7. Kandungan nitrogen

Kandungan nitrogen juga ternyata rendah, paling tinggi hanya 1,51%. Kadar

nitrogen yang rendah ini sangat menguntungkan sebab pada temperatur tinggi (di

atas 1100oC) hasil pembakaran batubara dapat menghasilkan NO2 yang dapat

menyebabkan polusi udara.

8. Kandungan HGI

Mengenai kemampuannya untuk digerus (grindability), batubara Indonnesia

memiliki bilangan HGI sekitar 29-66 dengan mayoritas memiliki HGI antara 40-

50, yang artinya batubara Indonesia cukup mudah untuk digerus.

2.1.5 Kandungan Mineral pada Batubara Lignite

Dalam batubara terdapat kandungan beberapa mineral yang dapat

memberikan pengaruh pada reaksi yang terjadi selama proses pembakaran. Secara

11

umum mineral yang dimaksud merupakan total dari semua mineral anorganik dan

elemen-elemen yang terkandung dalam batubara (Vorres, 1986). Kandungan mineral

pada batubara tersebut terdiri atas clay, sulfida, karbonat, sulfat, klorida, silika, oksida

dan hiroksida. Kandungan mineral pada batubara tersebut memiliki beberapa formula

dan ukuran yang dapat dilihat dengan menggunakan mata telanjang atau pada ukuran

mikro dapat menggunakan mikroskop elektron untuk mengamatinya (Vorres, 1986).

Komposisi, model keberadaan, dan kondisi sebaran mineral dalam batubara

merupakan karakteristik mendasar yang pokok untuk menjelaskan sifat serta

mekanisme pembentukan abu batubara pada pembakaran suhu tinggi dan pada proses

gasifikasi batubara. (Budiraharjo, 2009)

Mineral utama:

- Mineral lempung, misalnya kaolinite (Al2O3.SiO2.xH2O)

- Karbonat, misalnya calcite (CaCO3)

- Sulfide, misalnya pyrite (FeS2)

- Oksida, misalnya quartz (SiO2)

- Logam berikatan organik: ion exchangeable metal ( R－COO－Na+, dll)

2.2 Gasifikasi Batubara

Gasifikasi adalah konversi bahan bakar karbon menjadi produk gas C gas

yang memiliki nilai kalor yang berguna. Pengertian ini tidak memasukkan istilah

pembakaran (combustion) sebagai bagian daripadanya, karena gas buang (flue gas)

yang dihasilkan dari pembakaran tidak memiliki nilai kalor yang signifikan untuk

dimanfaatkan (Higman, 2003). Secara umum gasifikasi batubara merupakan proses

perubahan batubara yang berbentuk padatan menjadi gas sintetis utamanya adalah CO

dan H2.

Reaksi yang terjadi pada proses gasifikasi antara lain (Smolinski, 2011):

Steam reforming (batubara) C + H2O(g) → CO(g) + H2(g) R(2-1)

Water Gas Shift CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) R(2-2)

Boudouard 2CO(g) → CO2(g) + C R(2-3)

Steam reforming (metana) CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g) R(2-4)

12

Metanasi C + 2H2(g) → CH4(g) R(2-5)

Dry reforming (metana) CH4(g) + CO2(g) → 2CO(g) + 2H2(g) R(2-6)

Batubara dapat diolah dengan proses gasifikasi yang akan menghasilkan H2,

CO, CO2, CH4, serta bebarapa gas dengan jumlah yang sangat sedikit. Gas hasil

gasifikasi yang berupa H2 dan CO dapat dijadikan bahan baku untuk proses Fischer

Troops yang akan menghasilkan bahan bakar cair sintesis setara dengan minyak bumi

(Tristantini, 2007a). Salah satu syarat dalam gasifikasi batubara untuk menghasilkan

gas sintesis sebagai bahan baku Fischer-Troopsch adalah rasio H2 : CO. Untuk bahan

baku Fischer-Troopsch, rasio H2:CO maksimal menurut Tristantini (2005) adalah

2,1:1. Sedangkan gas dengan komposisi H2 rendah pun masih bisa digunakan sebagai

bahan baku Fischer-Troopsch (Tristantini, 2007b).

2.3 Katalis

Katalis didefinisikan sebagai suatu substansi yang dapat mempercepat laju

reaksi menuju kearah kesetimbangan, tanpa katalis terkonsumsi di dalam proses.

katalis tidak dapat mengubah batas kesetimbangan yang telah ditentukan oleh

termodinamika, perannya hanya terbatas untuk mempercepat laju reaksi kearah

kesetimbangan.

2.3.1 Komponen Katalis

Katalis dibentuk dari komponen-komponen yang dapat menunjang sifat

katalis agar sesuai yang diharapkan seperti aktif, selektif, dan stabil. untuk memenuhi

sifat-sifat tersebut umumnya katalis padat dibentuk dari 3 komponen utama yaitu :

1. Komponen aktif

Merupakan fungsi utama katalis yaitu mempercepat dan mengarahkan reaksi.

Diharapkan komponen tersebut secara aktif dapat mengkonversikan reaktan

dan selektif terhadap produk yang diinginkan. Mengingat peranannya yang

sangat besar itu maka, pemilihan komponen aktif merupakan langkah pertama

dalam perancangan katalis.

2. Penyangga (support)

13

Penyangga (support) mempunyai beberapa fungsi, tetapi fungsinya paling

utama adalah menyediakan permukaan yang luas untuk komponen aktif.

Komponen aktif yang tersebar pada penyangga yang memiliki permukaan luas

dapat memperluas kontak antara komponen aktif tersebut dengan reaktan.

Dalam pemilihan penyangga ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan

yaitu :

- Inert terhadap reaksi yang diinginkan

- Sifat mekanik seperti kekuatan, kekerasan, dan tahan terhadap gesekan

- Stabil di bawah kondisi operasi dan generasi

- Luas permukaan pori

- Porositas, yang terdiri atas ukuran pori rata-rata dan distribusi ukuran

pori

- Harga yang ekonomis.

3. Promotor

Promoter adalah komponen ketiga, yang bila ditambahkan pada katalis

(umumnya dalam jumlah kecil) dapat memperbaiki kinerja katalis seperti

aktivitas, selektivitas, dan stabilitas.

2.3.2 Kinerja Katalis

Arang batubara yang mengandung alkali dan alkali tanah berperan penting

sebagai sisi aktif katalis, baik dalam perengkahan metana, reformasi CO2 atas metana

serta gasifikasi dan pembakaran batubara, (Sun, 2005a,b). Katalis mereka dibuat

hanya dengan pirolisis untuk meningkatkan luas area katalis dengan cara

menguapkan cairan dan zat-zat volatil dari batubara.

Untuk meningkatkan kinerja katalis alkali-alkali tanah arang batubara adalah

dengan meningkatkan luas permukaan pori dan luas pori dari arang batubara dan

memuat alkali dan alkali tanah. Metoda ini memungkinkan lebih banyak sisi aktif

tersebar di atas permukaan katalis arang yang lebih luas.

2.3.3 Deaktivasi Katalis

14

Kecepatan reaksi pada katalis logam adalah proporsional terhadap luas

permukaan pori aktif total yang berkontak dengan reaktan. Apabila luas permukaan

pori kontak ini menurun maka kecepatan reaksi akan menurun pula, yang disebut

deaktivasi. Suatu katalis dapat kehilangan aktifitasnya karena banyak sebab, secara

umum dikelompokan ke dalam 4 macam :

Teracuni oleh racun katalis

Racun katalis adalah suatu zat pengotor yang terikut pada aliran umpan yang

dapat menurunkan aktifitas katalis, pada reaksi kompleks racun ini

mempengaruhi suatu tahap reaksi, sehingga selektifitas kearah reaksi yang

tidak diinginkan jadi meningkat dengan adanya racun.

Terkotori

Zat pengotor adalah terbentuknya komponen padat pada reaksi, yang dapat

menutupi permukaan pori katalis. Pembentukan endapan karbon merupakan

salah satu pengotor katalis. Karbon ini akan menutupi permukaaan aktif

katalis, sehingga mengurangi luas area aktif. Hal ini akan mengakibatkan

menurunnya konversi dan selektifitas.

Penurunan luas area aktif karena sintering

Aktifitas katalis juga bisa menurun akibat terjadinya sintering, yaitu terjadinya

penggumpalan dari pusat aktif, sehingga luas area aktif menjadi mengecil.

Sintering adalah fenomena yang rumit, ini bervariasi dengan sifat dasar

logam, sifat kimia dan penyangga serta keadaan alami dar gas-gas yang

mungkin ada. Selain itu juga pengaruh dari temperatur, tekanan dan waktu.

Kehilangan pusat aktif

Spesies aktif dapat juga terkonversi kebentuk lain yang kurang aktif atau

selektif, seperti berubah menjadi metal oksida kompleks. Bahkan spesies aktif

juga bisa hilang karena penguapan.

2.4 Katalis gasifikasi batubara

Perkembangan penelitian telah menuntun ilmu pengetahuan gasifikasi

batubara untuk menggunakan katalis para prosesnya. Penggunaan Fe sebagai katalis

15

telah berhasil dilakukan (Yu, 2006). Dari sekian banyak penelitian yang dilakukan

ternyata masih banyak yang belum kitra ketahui mengenai proses gasifikasi batubara

dengan katalis demikian juga dengan katalis apa yang paling optimal serta kondisi

operasi optimalnya.

2.4.1 Potasium carbonat dan calsium hydroxyde sebagai katalis gasifikasi

batubara

K2CO3 telah diketahui sebagai katalis yang bagus untuk gasifikasi batubara

(Nahas, 1983). Selain itu harganya yang cenderung murah serta dapat di regenarasi

membuat kataslis ini sangat cocok untuk gasifikasi batubara.

Penelitian dengan katalis berbasis kalium karbonat ini juga menggunakan

tambahan dua katalis yang berbeda pada tahap persiapan char-nya, yaitu dengan

menggunakan kalsium hidroksida (Ca(OH)2). Hal ini disebabkan karena Indonesia

memiliki sumber daya kalsium dan magnesium dalam dolomit yang banyak, mudah

diakses dan murah. Penelitian mengenai Ca(OH)2 memang tidak terlalu popular

dibandingkan dengan penelitian mengenai katalis kalium karbonat, namun Wang

(2009b) telah membuktikan bahwa penambahan Ca(OH)2 pada persiapan char akan

secara signifikan meningkatkan system kerja katalis kalium karbonat dan

meningkatkan regenerasi kalium karbonat itu sendiri namun pada penelitiannya tidak

disebutkan berapa kombinasi katalis kalsium hidroksida dan kalium karbonat yang

sesuai serta kondisi operasinya.

2.5 Analisis Proksimate dan Ultimate :

Analisis proksimat

Yaitu penentuan presentase abu, zat terbang (volatile meter), karbon tetap

dan kandungan air dalam bahan bakar padat menurut metode tertentu. karbon

tetap ditentukan dari perbedaan berat. Kegunaan analisis proksimat antara

lain untuk mengevaluasi sifat raktivitas penyalaan pada pembakaran

batubara, basis data dalam perancangan boiler, klasifikasi jenis batubara.

Analisis ultimate

16

Penetuan kadar unsur-unsur karbon, hidrogen, nitrogen dan sulfur yang

dilakukan secara langsung dan unsur oksigen dari perbedaannya. kegunaan

analisis ultimat antara lain adalah perhitungan kebutuhan udara minimum

untuk dapat terbakar sempurna, perhitungan presentase udara lebih,

perhitungan konsentrasi gas buang termasuk polutan oksida sulfur dan

nitrogen, perhitungan rasio atom oksigen dan karbon, dan rasio atom

hidrogen dan karbon.

2.6. Analisis SEM-EDX

Analisis Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive Xray spectra

(SEM – EDX) dilakukan untuk mengetahui interaksi antara kalium, kalsium atau

magnesium dengan bahan – bahan mineral dalam batubara.

2.7 Analisis Kromatografi Gas

Kromatografi adalah metode fisika untuk pemisahan, dalam mana komponen-

komponen yang akan dipisahkan didistribusikan antara dua fase, salah satunya

merupakan lapisan stasioner dengan permukaan yang luas, dan fase yang lain berupa

zat alir (fluid).

Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah

sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan

fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat

pada zat padat penunjangnya.

Cara kerja kromatografi gas, sampel diinjeksikan melalui suatu sampel

injection port yang temperaturnya dapat diatur, senyawa-senyawa dalam sampel akan

menguap dan akan dibawa oleh gas pengemban menuju kolom. zat terlarut akan

teradsorbsi pada bagian atas kolom oleh fase diam, kemudian akan merambat masing-

masing komponen yang sesuai dengan berat molekul masing-masing komponen

tersebut.

2.8. Konsep Peneliti

17

Mekanisme reaksi gasifikasi batubara dengan katalis K2CO3 atau Ca(OH)2

belum diketahui secara pasti. Salah satu tujuan penelitian yang dilakukan oleh

peneliti terdahulu adalah menemukan mekanisme reaksi yang tepat tetapi tetap saja

setiap usulan mekanisme reaksi yang dilakukan masih memiliki kekurangan.

Salah satu contoh mekanisme reaksi yang dikemukakan oleh Wang (2009a)

adalah sebagai berikut:

Gambar 2.2. Mekanisme reaksi K2CO3

Mekanisme reaksi tersebut disebut ”oxygen transfer and C(O) intermediete

hybrid reaction”. Meskipun demikian pada mekanisme tersebut tidak dapat

menjelaskan mengapa terdapat sedikit gas metana (CH4) yang terbentuk pada proses

gasifikasi.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Wang (2009a) telah dijelaskan bahwa

terdapat K2CO3 yang telah rusak. Kemungkinan K2CO3 tersebut telah bereaksi dengan

mineral lain yang muncul pada proses gasifikasi seperti kaolinit Al2Si2O5(OH)4 dan

illit (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)] sehingga membentuk kaliofilit

KAlSiO4.

Pada penelitian kali ini penggunaan Ca(OH)2 dtujukan untuk menghindari

K2CO3 untuk bereaksi dengan kaolinit. Meskipun Ca(OH)2 tidak secara signifikan

bereaksi dengan kaolinit untuk membentuk kalsium alumosilikat CaAl2Si2O8, tetapi

diharapkan Ca(OH)2 bisa mengubah struktur permukaan kaolinit sehingga tidak

bereaksi dengan K2CO3.

18

Pemilihan Ca(OH)2 yang mewakili Ca sebagai reduktor melalui pertimbangan

ekonomis yaitu harganya yang tidak terlalu mahal dan pertimbangan kimia yaitu

merupakan reduktor yg cukup kuat.

BAB III

19

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian

20

Gambar 3.2. Diagram peralatan penelitian

Pada Gambar 3.1. terdapat gambar diagram alir penelitian. Keseluruhan proses akan

dibahas secara detail pada sub bab 3.3.2 Sedangkan pada Gambar 3.2. terdapat

gambar diagram peralatan penelitian. penjelasan dari gambar tersebut adalah sebagai

berikut:

1. Furnace

2. Thermocouple

3. Es (heat exchanger)

4. Gas keluar (safety way)

5. Silica Gel

6. Molsieve Carbon

7. Gas Chromatograph

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

3.2.1 Alat

Alat yang akan digunakan pada penelitian:

21

o Alu dan lumpang

o Ayakan dengan ukuran 0,15 mm - 0,5 mm

o Reaktor unggun tetap

o Oven / furnace

o Termokopel

o Flowmeter control

o GC TCD-FID

o SEM-EDX

3.2.2 Bahan

Bahan yang akan digunakan pada penelitian:

o Batubara lignite

o K2CO3

o Serbuk Ca(OH)2 dan Mg(OH)2

o Steam (dari aquades)

o Gas Argon

o Quartz Wool

3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Variabel Percobaan

Variabel terkait dalam penelitian ini:

o Variabel kontrol : Massa batubara, jenis batubara, dan laju alir steam.

o Variabel terikat : Gas hasil pirolisis

o Variabel bebas : Jumlah loading katalis Ca(OH)2 dan suhu pirolisis

3.3.2 Prosedur Percobaan

3.3.2.1 Sampel Batubara

Pada tahap persiapan awal, batubara yang masih berupa bongkahan dari Bukit

Asam, Sumatera Selatan, dihancurkan dengan alu dalam lumpang kemudian diayak

hingga didapatkan ukuran partikel batubara berukuran 0.05 – 0.15 mm.

22

3.3.2.2 Analisis Proksimate dan Ultimate

Batubara ini selanjutnya dikirim ke PT.Geoservices, LTD di Bandung untuk

dilakukan analis proksimat dan ultimat. Hal ini guna mengetahui kandungan yang

terdapat pada batubara tersebut.

Tabel 3.1. Proksimate analisis

Parameter Contents (%)

Total Moisture …

Inherent Moisture …

Ash …

Volatile matters …

Fixed Carbon …

Total sulphur ….

Gross caloric value ……kcal/kg

Tabel 3.2. Ultimate analysis

Parameter Contents (%)

Moisture …

Mineral Matter  …

Carbon  …

Hydrogen  …

Nitrogen  …

Sulphur  …

Oxygen  …

3.3.2.3 Pirolisis Batubara

Arang batubara dihasilkan dengan menggunakan proses devolatilisasi

batubara atau pirolisis (ASTM D3175-07). Batubara dipirolisis dengan tujuan

memperluas pori batubara dengan penghilangan volatile matter yang terkandung

dalam batubara. Batubara dengan ukuran yang relatif seragam dimasukkan ke dalam

23

wadah alumina (crucible) sebanyak 20 gram dan diletakkan di dalam tungku panas

(furnace) dengan suhu pirolisis 700oC selama 30 menit. Selanjutnya batubara yang

sudah dipirolisis disebut char.

3.3.2.4 Persiapan Char

Char batubara hasil pirolisis selanjutnya diambil dalam jumlah tertentu dan

kemudian dicampur dengan serbuk Ca(OH)2 dengan kemurnian 95% pada berbagai

perbandingan. Untuk mempelajari keefektifan katalis dalam gasifikasi batubara ini

dipersiapkan beberapa komposisi Ca(OH)2/berat batubara. Sehingga sampel yang

dibuat adalah:

1. Sampel tanpa Ca(OH)2 yang selanjutnya ditandai dengan “char”.

2. Sampel dengan 8% Ca(OH)2 yang selanjutnya ditandai dengan “Ca char

8”.

3. Sampel dengan 12% Ca(OH)2 yang selanjutnya ditandai dengan “Ca char

12”.

Setelah itu char batubara yang telah dicampur Ca(OH)2 dan Mg(OH)2

dipirolisis lagi dengan langkah yang sama seperti diatas. Kemudian char batubara

yang dihasilkan, dihancurkan lagi dan diayak hingga didapatkan ukuran partikel

batubara dengan ukuran 0.05 – 0.15 mm. Kelima jenis batubara char tersebut

selanjutnya dianalisis SEM – EDX serta diuji keaktifannya dalam reaktor gasifikasi.

3.3.2.5 Analisis SEM-EDX

Analisis Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive Xray spectra

(SEM – EDX) dilakukan untuk mengetahui interaksi antara kalium, kalsium atau

magnesium dengan bahan – bahan mineral dalam batubara.

3.3.2.6 Gasifikasi dengan Uap

Dalam proses gasifikasi batubara, char yang sudah diperoleh dari tahan

persiapan dicampur dengan katalis K2CO3 anhidrat di dalam lumpang. Kandungan

24

K2CO3 dihitung dalam prosen berat dari K2CO3 awal didalam berat K2CO3 + char.

Kandungan K2CO3 dipilih sebanyak 10% berat terhadap berat total K2CO3 + char.

Suhu gasifikasi yang digunakan adalah 650 dan 750oC untuk setiap sampel

campuran katalis dan char. Kedua suhu ini dipilih untuk menghindari terjadinya

water gas shift reaction yang terjadi pada suhu 800oC.

Sistem reaktor gasifikasi pada penelitian ini terdiri atas generator uap dan

reaktor kuarsa diletakkan secara horizontal yang dipanaskan oleh tungku listrik. X-

char sebanyak 2 gram sampel dimasukkan ke dalam reaktor, setelah bagian ujung kiri

dan kanan ditutup dengan quartz wool.

Selanjutnya reaktor dipanaskan secara bertahap dengan laju pemanasan

10oC/menit dengan sampai dengan suhu yang telah ditentukan sambil dialiri argon

(kemurnian ≥ 99,98%). Setelah sudah mencapai suhu yang ditentukan (650oC),

gasifikasi isotermal dimulai dengan mengganti aliran argon dengan aliran uap/argon

(tekanan parsial uap: 0,5) pada tekanan atmosfer. Kecepatan aliran argon adalah

500ml/min, yang dikontrol oleh pengukur aliran massa. Gas yang keluar akan

didinginkan pada suhu ruang kemudian didinginkan lagi dengan es selanjutnya

sebagian gas yang keluar dari pendingin es dilewatkan ke dalam dua buah penjerap

cairan (moisture trappers) yang berisi gel silika. Kecepatan aliran gas kering keluar

dari gel silica diukur dengan mass flowmeter sebelum memasuki kromatografi gas.

Kromatografi gas dengan jenis TCD digunakan untuk menganalisis gas produk hasil

reaksi dengan pengambilan sampel yang dilakukan setiap 30 menit sekali.

3.3.2.7 Analisis Kromatografi Gas

Kromatografi gas (GC) berupa kolom absorbs yang berisi kolom carbosieve b

yang dapat mendeteksi komponen-komponen gas yang dihasilkan dalam proses.

Carbosieve b digunakan untuk memisahkan oksigen, metana, hidrogen,

karbonmonoksida, karbondioksida dan air. Untuk menampilkan apa yang telah

direkam kedalam kromatografi gas, maka kromatografi gas dilengkapi dengan digital

electronic integrator yang berfungsi menampilkan peak keluaran dari masing-masing

gas yang dihasilkan dalam reaksi. Argon digunakan sebagai gas pembawa (carrier

25

gas). Kromatografi gas yang digunakan pada penelitian adalah kromatografi jenis

TCD (Thermal conductivity detector).

3.4 Pengamatan Data

Pada penelitian ini akan diamati gas keluaran hasil dari gasifikasi. Selanjutnya

data tersebut dimasukan ke dalam tabel seperti yang terlihat di bawah ini.

Table 3.3. Contoh table pengamatan

Loading

Katalis

Waktu

(minute)

Konversi

Karbon

Komposisi

H2 CO CO2 CH4

Catalyst K2CO3

10%

10 … … … … …

20 … … … … …

30 … … … … …

40 … … … … …

50 … … … … …

60 … … … … …

65 … … … … …

75 … … … … …

85 … … … … …

95 … … … … …

105 … … … … …

115 … … … … …

125 … … … … …

135 … … … … …

145 … … … … …

155 … … … … …

Dari tabel tersebut selanjutnya akan dibuat beberapa grafik

1. Konversi carbon (y) vs (x)t waktu gasifikasi

Suhu dibuat tetap (6500C atau 7500C)

Dalam grafik akan terdapat 5 buah series sehingga semua sempel akan dianalisis

X=konversi karbon (%)

26

t=waktu (menit)

X=

(Σ (CO) ⟨ g .mol ⟩ .12 ⟨ g

g . mol ⟩28 ⟨ g

g . mol ⟩.12 ⟨ g

g .mol ⟩)+(Σ (CO2 ) ⟨ g .mol ⟩ .12 ⟨ g

g .mol ⟩44 ⟨ g

g .mol ⟩.12 ⟨ g

g .mol ⟩)+(Σ (CH 4 ) ⟨ g . mol ⟩ .12 ⟨ g

g .mol ⟩16 ⟨ g

g .mol ⟩.12 ⟨ g

g .mol ⟩)berat batubaraloading ⟨ g ⟩ . %berat hasil analisaultimate batubara

100 %

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

2

4

6

8

10

12

Grafik Konversi karbon vs waktu gasi-fikasi

t (menit)

X(%

)

Gambar 3.4. Contoh Grafik konversi karbon vs waktu

2. Total gas produk

Perbandingan dari ke 6 sampel dengan menggunakan diagram batang

Total gas hasil merupakan jumlah dari gas yang dihasilkan dalam reaksi dengan

satuan mol.

3. Perbandingan produksi gas sintesis (H2/CO) (y) vs (x) konversi karbon

Terdapat minimal 2 series dipilih sampel yang konversi karbonnya paling bagus

Untuk melihat pada konversi berapa produksi gas sintesis optimal sehingga pada

rancangan reaktor skala industri selanjutnya dapat didesain carbon yang bereaksi

sekian dan selanjutya akan direcycle untuk direaksikan kembali

27

H 2/CO=(Σ ( H 2) ⟨g .mol ⟩ .2 ⟨ g

g . mol ⟩)(Σ (CO ) ⟨ g . mol ⟩ .28 ⟨ g

g .mol ⟩)4. Perbandingan produksi gas (CO/CO2) (y) vs (x) konversi karbon

Terdapat minimal 2 series dipilih sampel yang konversi karbonnya paling bagus

Untuk melihat pada konversi berapa produksi gas sintesis optimal sehingga pada

rancangan reaktor skala industri selanjutnya dapat didesain carbon yang bereaksi

sekian dan selanjutya akan direcycle untuk direaksikan kembali

CO /CO2=(Σ (CO ) ⟨ g .mol ⟩ .28 ⟨ g

g . mol ⟩)(Σ (CO2 ) ⟨ g .mol ⟩ .44 ⟨ g

g . mol ⟩)

28

DAFTAR PUSTAKA

Budiraharjo, Imam. (2009). Analisis Mikro batubara,terjemahan bebas dari Coal

Science Handbook”, Bab “Sekitan no tettei kenkyuu”, sub bab “Sekitan wo

mikuro ni bunseki suru” dan “Sekitan wo mikuro kara makuro made kagaku

suru”. Japan Coal Energy Center. available from URL :

http://imambudiraharjo.wordpress.com/2009/03/11/analisis-mikro-batubara/,

diakses : 5 Juni 2012.

Higman, C., van der Burgt, M. (2003). Gasification, Oxford : Gulf Professional

Publishing.

Kementrian ESDM. (2012). Statistik batubara.

http://prokum.esdm.go.id/Publikasi/Statistik/Statistik%20Batubara.pdf

diakses : 20 Mei 2012

Kumar, K. Vasanth., Subanandam,K., Ramamurthi,V., Sivanesan, S. (2004). Solid

Liquid Adsorption for Wastewater Treatment : Principle Design and

Operation. India : Departement of Chemical Engineering – A.C. College of

Technology, Anna University.

Kusumopradono, M. (1994). Potensi Batubara Indonesia. Pidato Pengukuhan Ahli

Madya. Universitas Diponegoro : Semarang..

Lili, M., Meijun, W., Huimin, Y., Hongyan, Y., dan Lipping, C. (2011). Catalytic

effect of alkali carbonates on CO2 gasification of Pingshuo Coal. Minning

Science and technology, 21. Pp, 587-590.

29

Nahas, N.C. (1983). Exxon Catalytic coal gasification procces: Fundamental to

flowsheets. Fuel, 62. Pp, 39-41.

Smolinski, A. (2011). Coal char as a fuel selection criterion for coal-based

hydrogen-rich gas production in the procces of steam gasification. Energy

Conversion and Management, 52. Pp, 37-45.

Sun, Zhiqiang; Wu, Jinhu; Wang, Yang and Zhang, Dong-ke. (2005a). Methane

Cracking over a Chinese Coal Char in a Fixed-Bed Reactor. 5th Asia-Pacific

Conference on Combustion. The University of Adelaide. Australia.

Sun, Zhiqiang; Wu, Jinhu; Wang, Yang and Zhang, Dong-ke. (2005b). Methane and

Carbon Dioxide Reactions over a Chinese Coal Char in a Fixed-Bed Reactor.

5th Asia-Pacific Conference on Combustion. The University of Adelaide,

Australia.

Tristantini, D., Lögdberg, S., Gevert, B., Borg, Ø., Holmen, A. (2005). A study of

hydrocarbon production via Fischer-Tropsch (FT) synthesis from different

model bio-syngas over un-promoted and rhenium-promoted alumina

supported cobalt catalysts, Proceeding of The Synbios Conference,

Stockholm, Sweden, May 18-20, 2005.

Tristantini, D., Lögdberg, S., Gevert, B., Borg, Ø., Holmen, A. (2007a). The effect of

synthesis gas composition on the Fischer-Tropsch synthesis over Co/γAl2O3

and Co-Re/γ-Al2O3 catalysts, Fuel Processing Technology, 88. Pp. 643-649.

Tristantini, D., Gevert, B., Borg, Ø., Holmen, A. (2007b) Effect of Water Addition On

Direct Use Of H2Poor Bio-Syngas Model In Fischer-Tropsch Synthesis Over

Co/Al2O3 Catalyst, Proceeding of 14th Regional Symposium on Chemical

Engineering 2007 ISBN 978-979-16978-0-4, Dec. 4-5, 2007.

Vorres, K.S. (1986). Mineral Matter and Ash in Coal. American Chemical Society,

Symposium Series 302. Washington.

Wang, J., Jiang, M., Yao, Y., Zhang, Y., dan Cao, J. (2009a). Steam gasification of

coal char catalyzed by K2CO3 for enhanced production of hydrogen without

formation of methane. Fuel, 88. Pp, 1572-1579.

30

Wang, J., Jiang, M., Yao, Y., dan Cao, J. (2009b). Enhanced catalysis of K2CO3 for

steam gasification of coal char by using Ca(OH)2 in char preparation. Fuel,

89. Pp, 310-317.

Yu, J., Tian, F.J., Chow, M.C., McKenzie, L.J., Li, C.Z. (2006). Effect on iron on the

gasification of Victorian brown coal with steam: enhnancement of hydrogen

production. Fuel, 85. Pp, 127-133.

Zhang, L.X., Huang, J.J., Fang, Y.T., Wang, Y. (2005). Effect of mineral matter on

gasification and activation of typical Chinese anthracite chars. J Taiyuan Univ

Technol, 34(5). Pp, 85-90.