s1-2014-281386-chapter1

Prarancangan Pabrik Gasifikasi Batubara

Aghnia Granittia (09/281386/TK/Yugatha Halimawan Nurimam 1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sebagian besar energi yang digunakan rakyat Indonesia saat ini

berasal dari bahan bakar fosil yaitu minyak bumi, gas dan batu bara. Pada

masa mendatang, produksi batubara Indonesia diperkirakan akan terus

meningkat, tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri

(domestik), tetapi juga untuk memenuhi permintaan luar negeri

(ekspor). Dari ketiga jenis bahan bakar fosil tersebut, sumber daya

yang paling banyak di Indonesia saat ini adalah batubara. Batubara yang

banyak terdapat di Indonesia adalah jenis batubara peringkat rendah, yaitu

sub-bituminous. Pemanfaatan batubara peringkat rendah dengan teknologi

gasifikasi adalah salah satu upaya untuk meningkatkan pemanfaatan

batubara sehingga dihasilkan produk yang mudah dikonversi menjadi

sumber energi dan berbagai macam bahan baku industri kimia.

Syntesis gas atau Syngas adalah hasil gasifikasi batubara yang

merupakan campuran gas karbon monoksida, hidrogen, metana, karbon

dioksida dan gas-gas lainnya. Selain dapat digunakan langsung sebagai

bahan bakar ramah lingkungan, syngas merupakan intermediate product

yang artinya produk yang berfungsi sebagai bahan baku dari produk

lainnya. Syngas dapat digunakan sebagain bahan baku pembuatan

methanol, pupuk urea, dan lain-lain.

Kebutuhan syngas di Indonesia dapat diperkirakan dari besarnya

produksi methanol dan pupuk urea di Indonesia, yaitu methanol sebesar 330

juta galon per tahun dan pupuk urea yang lebih dari 12,5 juta ton per tahun.

Berdasarkan kecenderungan tersebut, maka pendirian pabrik

gasifikasi batubara merupakan investasi yang cukup potensial.

Pendirian pabrik akan membantu mengurangi kebutuhan gas alam dan

memanfaatkan sumber daya batubara di Indonesia.



B. Tinjauan Pustaka

Proses gasifikasi dapat dilakukan dengan beberapa proses yang

dibedakan berdasarkan tipe reaktor yang digunakan. Tipe reaktor tersebut

dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu moving-bed gasifiers, fluid-

bed gasifiers, dan entrained-flow gasifiers. Setiap tipe mempunyai

karakteristik tertentu yang membedakan satu dengan lainnya.

1. Moving-bed gasifiers

Moving-bed gasifiers (terkadang disebut fixed-bed gasifiers) mempunyai

karakteristik terdapat sebuah bed di mana batubara bergerak perlahan ke

bawah karena gravitasi diubah menjadi gas oleh aliran udara yang

kuat yang umumnya counter-current. Seperti pada counter-current pada

umumnya, gas sintesis panas dari hasil gasifikasi digunakan untuk

memanaskan dan pirolisis batubara yang bergerak ke bawah. Dengan

proses ini, konsumsi oksigen sangat sedikit, tetapi hasil pirolisis

terikut pada produk synthesis gas dan kebutuhan steam tinggi. Suhu

keluaran synthesis gas biasanya rendah sekitar 425–650°C dan

mempunyai lower

heating value sekitar 6500 kJ/Nm3. Adanya nitrogen sekitar 50% pada

hasil gas menjadi penyebabnya. Abu dikeluarkan melalui bagian bawah

reaktor. Keuntungan dari proses ini adalah prosesnya berjalan kontinyu.

Karena heating value yang rendah proses ini dianggap tidak

ekonomis.Proses ini dapat menggunakan jenis batubara apa saja, tetapi

lebih disarankan menggunakan high rank coal. Rentang ukuran umpan

sekitar 6-50 mm. Salah satu proses yang menggunakan moving-bed

gasifiers adalah Sasol-Lurgi dry bottom gasifiers (Higman and Burgt,

2007).

G



AS

Gambar 1. Sasol-Lurgi Dry Bottom Gasifiers

2. Fluid-bed gasifiers

Fluid-bed gasifiers dapat mencampur umpan dengan oksidan dengan baik,

termasuk transfer panas dan massa sehingga distribusi bahan di bed baik

dan karenanya sedikit jumlah tertentu yang hanya bereaksi secara parsial

terbuang bersama abu. Hal ini akan mengurangi konversi karbon. Operasi

dari fluid-bed gasifiers umumnya terbatas pada suhu di bawah softening

point dari abu yang dapat menimbulkan slagging yang akan mengganggu

fluidisasi bed. Beberapa usaha telah dilakukan untuk beroperasi pada ash-

softening zone untuk mengontrol abu dengan tujuan meningkatkan

konversi karbon. Suhu keluaran synthesis gas tergolong moderat, yaitu

sekitar 900 –

1050°C. Kebutuhan oksigen dan steam tergolong moderat. Ukuran partikel

berkisar antara 6-10 mm. Ukuran partikel yang terlalu kecil dapat terbawa

pada syngas dan meninggalkan bed. Biasanya dilengkapi dengan cyclone

dan dikembalikan ke dalam bed. Suhu operasi yang rendah berarti bahwa

proses ini dirancang untuk gasifikasi umpan yang reaktif, seperti low-rank

coals dan biomassa (Higman and Burgt, 2007).



Gambar 2. Bubble Fluid-Bed Gasifier

3. Entrained-flow gasifiers

Entrained-flow gasifiers beroperasi dengan umpan dan aliran udara secara

co-current. Waktu tinggal proses ini sangat singkat, hanya beberapa detik.

Umpan dihaluskan sampai ukuran 100 µm atau kurang untuk mendukung

transfer massa dan transportasi di gas. Dengan waktu tinggal yang singkat,

suhu tinggi dibutuhkan untuk konversi yang tinggi, yaitu sekitar 1250

–

1600°C dan karena itu semua entrained-flow gasifiers beroperasi pada

slagging range. Operasi pada suhu tinggi mengakibatkan kebutuhan

oksigen tinggi dan steam rendah. Proses ini tidak memiliki batas tipe

batubara yang digunakan (Higman and Burgt, 2007).

Gambar 3. Top-Fired Coal-Water Slurry Feed Slagging Entrained-Flow

Gasifier



Dari ketiga proses di atas, dipilih fluid-bed gasifiers. Proses pada

fluid-bed gasifiers menggunakan suhu yang tidak terlalu tinggi

dibandingkan dengan proses lainnya. Konversi karbon pada gasifier tidak

terlalu rendah. Umpan batubara yang dibutuhkan tidak perlu memakai

batubara high rank, cukup medium rank atau low rank yang banyak

terdapat di Indonesia, yaitu sub bituminous coal.

s1-2014-281386-chapter1

Documents