Gasifikasi kayu adalah proses untuk mengubah kayu menjadi karbon monoksida dan hidrogen dengan mereaksikan bahan baku (kayu) pada suhu tinggi dengan jumlah yang dikendalikan oksigen. Tanpa oksigen, kayu bisa \ 't terbakar sehingga berubah men jadi gas. Gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam mesin pembakaran internal. Selama Perang Dunia II kayu gas generator di mana digunakan untuk bahan bakar mobil di Eropa. Jika Anda / \ 'sudah berpikir tentang membangun satu dan melihat jika saya misalnya Anda bisa menjalankan mesin pemotong rumput kecil dari gas kayu. Kami akan mendorong Anda untuk mencobanya. Gasifikasi ada di sini, sekarang, dan mungkin dalam sarana ekonomi banyak orang Amerika. Gasifikasi skala dengan sangat mudah dan biaya efektif. Itu chevy tua 350 mesin di garasi Anda dapat kekuatan generator 100kW jika diminta. Don t \ 'membiarkan orang-orang dengan gelar sarjana menunjukkan bahwa ini adalah ilmu roket yang rata-rata orang yang dapat menggunakan beberapa alat Metalworking tidak dapat menggunakan untuk menghasilkan Energi mereka sendiri yang sangat efisien Terbarukan yang berkelanjutan. Gasifikasi adalah Teknologi 19 dan awal abad ke-20 yang penting dan akrab, dan penerapannya potensi dan praktis untuk mesin pembakaran internal yang dipahami dengan baik dari hari-hari awal perkembangan mereka. Gas kota itu dihasilkan dari batubara sebagai bisnis lokal, terutama untuk tujuan pencahayaan, setidaknya pada awalnya, dan pen galaman dalam perdagangan tersebar luas; orang teknis yang paling berlatih akan tahu banyak tentang hal itu. Gasifikasi bahan bakar fosil saat ini banyak digunakan pada skala industri untuk menghasilkan listrik. Namun, hampir semua jenis bahan organik dapat digunakan sebagai bahan baku untuk gasifikasi tetapi kayu adalah tempat yang baik untuk memulai. Anda dapat menggunakan sejumlah sumber-sumber biomassa yang berbeda, atau limbah bahkan plastik. Gasifikasi membahas masalah efisiensi dan asap. Namun, dengan biaya sangat murah kayu, dalam efisiensi biaya banyak daerah berhutan memenangkan / \ 't menjadi masalah. Gasifikasi kayu yang panjang mungkin tampil sebagai sedikit teknis atau merasa seperti itu membutuhkan gelar sarjana di bidang teknik kimia untuk benar-benar mengerti. Sebenarnya rahasia adalah bahwa cukup sederhana pada tingkat praktis, dan untuk membuat keputusan pembelian kayu boiler bijaksana, hanya ada beberapa hal yang perlu Anda ketahui. Dalam rentang suhu 395 F sampai 535 F (yaitu api biasa), sebagian besar gas-gas yang dilepaskan dari kayu dalam kombinasi dengan asap. Gas-gas mengandung sekitar 50% sampai 80% dari isi panas dari kayu. Proses ini menghasilkan campuran gas yang sering disebut sebagai gas sintesis atau syngas atau dalam kasus kayu bakar woodgas. Kayu adalah sumber daya terbarukan dan seperti yang telah dikatakan sudah proses gasifikasi adalah baik ramah lingkungan dan hemat energi. Manfaat yang sangat menarik bagi banyak rumah dan pemilik bisnis mempertimbangkan penggunaan kayu sebagai bahan bakar untuk pemanasan atau air panas. Berikut adalah contoh dari sistem gasifikasi dari jenis yang di pasar. Menurut posting web kita telah melihat, boiler gasifikasi kayu Econoburn sekarang membawa "pa ra Energy Star label. The Star Energy label, dihormati oleh mayoritas pengguna dan telah menjadi diakui oleh lebih dari 70 persen konsumen Amerika, Amerika, menurut untuk komentator US Environmental Protection Agency \ 's. Jadi, Anda harus memperhatikan ketika produk membawa segel yang Ketersediaan boiler bisnis domestik dan kecil gasifikasi dan kompor tidak h anya terbatas keAmerika Serikat Di Eropa Anda menemukan. ada juga yang baik. vendor tanaman gasifikasi Kayu dari Wolfhagen-Ippingh Wolfhagen-Ippingh -. Jerman Kami sarankan agar Anda memperoleh informasi lebih lanjut tentang suku cadang, servis, perawatan, perba ikan atau aksesori
langsung dari mikro-perusahaan yang terdaftargasifier pasokan Anda juga dapat mencari tanaman gasifikasi kayu panjang. untuk produk lebih lanjut dan layanan.
Teknologi Gasifikasi 101 1 2 3 4
5
digg
Gasifikasi Teknologi Teknologi terbaru dan sejauh dianggap yang terbaik yang tersedia limbahuntuk-energi metode baik dari segi efisiensi pembangkitEnergi dan keselamatan Lingkungan. Gasifikasi melibatkan konversi dari mudah terbakar ya ng ditemukan dalam Bahan organik seperti batubara, minyak bumi, mengotori, atau biomassa, menjadi karbon monoksidadan hidrogen. Konversi tersebut dapat dicapai dengan membuat bahan melalui suhu ekstrim dalam ruangan dengan oksigen terkontrol dan / atau uap. Setelah bahan dipecah mereka menghasilkan suatu campuran gas disebut gas sintetik atau Syngas. Gasifikasi dengan sendirinya sudah bahan bakar, tetapi selanjutnya dapat diolah menjadi bentuk yang lebih tinggi dari bahan bakar seperti listrik. Gasifikasi adalah seperti bentuk eksponensial peningkatan insinerasi, di mana jumlah energi yang dihasilkan adalah beberapa kali lebih dengan hampir tidak ada berbahaya oleh-produk yang diciptakan dalam proses. Efisiensi sangat meningkat adalah hasil dari pembakaran suhu ekstrim dari bahan. Syngas juga dapat digunakan untuk menghasilkan metanol dan hidrogen melalui mesin pembakaran internalatau untuk memproduksi bahan bakar sintetis melalui Proses Fischer-Tropsch. Fischer-Tropsch. Penggunaan dari syngas dalam menghasilkan listrik hijau bagaimanapun, adalah dianggap paling menjanjikan. Teknologi Teknologi gasifikasi rilis hampir tidak ada unsur-unsur berbahaya di lingkungan. Emisi karbon yang sangat berkurang karena seluruh proses dilakukan dalam ruang oksigen terbatas. Suhu ekstrim juga memisahkan unsur-unsur korosif seperti klorida da n kalium. Teknologi Gasifikasi Kimia
Ada empat langkah umum yang perlu diambil dalam rangka untuk mengubah materi organik menjadi syngas menggunakan teknologi gasifikasi. 1. Proses (atau devolatilization) pirolisis terjadi sebagai partikel karbon memanas. Volatiles yang dirilis dan char ch ar diproduksi, sehingga sampai dengan penurunan berat badan 70% untuk batubara. Proses ini tergantung pada sifat dari bahan karbon dan menentukan struktur dan komposisi char, yang kemudian akan mengalami reaksi gasifikasi.
2. Proses pembakaran terjadi sebagai produk yang mudah menguap dan beberapa arang bereaksi dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida dan karbon monoksida, yang menyediakan panas untuk reaksi gasifikasi berikutnya. Membiarkan C merupakan senyawa yang mengandung karbon organik, reaksi dasar di sini adalah {\ rm C} + \ begin {matrix} \ frac {1} {2} \ end {matrix} {\ rm O} _2 \ rarr {\ rm CO} 3. Proses gasifikasi terjadi sebagai arang bereaksi dengan karbon dioksida dan uap untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen, melalui reaksi {\ rm C} + {\ rm {H} _2 \ rm O} \ rarr {\ rm H} _2 + { \ CO rm} 4. Selain itu, fase gas reversibel gas air pergeseran reaksi mencap ai keseimbangan sangat cepat pada suhu di gasifier. Ini menyeimbangkan konsentrasi karbon monoksida, uap, karbon dioksida dan hidrogen. {\ CO Rm} + {\ rm H} _2 {\ rm O} \ lrarr {\ rm CO} _2 + {\ rm H} _2 Teknologi Biosfer adalah satu lagi evolusi dalam limbah-untuk-proses energi ene rgi hijau tersedia saat ini. Setelah banyak penelitian dan pengembangan, teknologi gasifikasi telah melampaui menjadi ada teknologi bio yang merupakan konversi limbah padat menjadi listrik bersih. Proses gasifikasi biosfer adalah revolusioner dalam arti bahwa hal itu dapat dilakukan tidak hanya pada tanaman gasifikasi, dapat dilakukan di gedung-gedung perusahaan dan bahkan dalam rumah tangga seseorang dengan hanya memiliki mesin biosfer diinstal. Dalam kesempatan yang jarang terjadi bahwa limbah tidak cukup tersedia untuk memberi makan mesin bio, serpih biosfer dapat digunakan sebagai pengganti untuk memastikan bahwa energi hijau tidak pernah habis bagi lembaga.
Biomass To To Liquid (Kayu dan Rerumputan) by Saepul Rohman§ Rohman§ on 24/02/09 at 1:14 pm | 3 Comments | | Masih berbicara tentang sumber energi alternatif sebagai bentuk upaya manusia menyelamatkan generasi yang akan datang dari krisis energi. BTL atau Biomass To Liquid adalah suatu teknologi pengolahan biomassa menjadi senyawa-senyawa turunan dari synthesis gas yang biasa digunakan sebagai bahan bakar. Berbeda dengan GTL yang berbahan baku gas alam, pada BTL memerlukan proses yang lebih kompleks dalam penyiapan bahan baku, karena bahan baku BTL yakni biomassa harus digasifikasi terlebih dahulu kemudian gas tersebut harus dibersihkan dari komponen lain : NOx, SOx, partikel-partikel, dan lain-lain untuk memperoleh synthetis gas dengan kemurnian tinggi. Bahan baku biomassa dibedakan menjadi dua jenis utama, yaitu pohon berkayu (woody)
dan rumput-rumputan (herbaceous). Saat ini material berkayu diperkirakan merupakan 50% dari total potensial bioenergi dunia. 20% yang lain adalah jerami yang diperoleh dari d ari hasil samping pertanian. Spesifikasi utama dari tanaman yang dapat dijadikan bahan baku untuk memproduksi bahan bakar BTL disajikan pada tabel berikut yang dilengkapi dengan karakteristi bahan baku batu bara dan gas alam pada GTL sebagai perbandingan:
Tabel karakteristik batu bara, gas alam, material berkayu dan material rumput-rumputan
Bahan Baku Berkayu Gambar Bahan yang potensial untuk produksi BTL – dari kiri ke kanan: serpihan kayu, serbuk gergaji, kulit kayu dan pellet kayu. Batang kayu merupakan contoh aplikasi biomassa untuk energi yang pertama kali dikenal. Pembakaran kayu untuk penerangan dan penghangat telah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Bagaimanapun penggunaan batangan kayu untuk tujuan energi saat ini bersaing dengan penggunaan non-energi yang mempunyai nilai lebih seperti untuk produksi pulp, industri furnitur,, dan lain-lain. Sehingga menyebabkan furnitur menye babkan tingginya harga bahan baku b aku BTL serta semakin meningkatkan konsumsi terhadap pohon. Oleh sebab itu, bahan baku berkayu
yang dimaksud di sini adalah bahan berkayu hasil sisa pengolahan kertas, furnitur, dan lain lain. Proses gasifikasi material berkayu biasanya tidak mungkin dilakukan secara langsung, karena berbagai alasan seperti ukuan partikel p artikel yang terlalu besar atau terlalu berlainan, kandungan air dan pengotor peng otor.. Oleh karenanya biomassa berkayu memerlukan perlakuan pendahuluan dan transformasi menjadi bahan baku yang tepat untuk proses gasifikasi dan proses yang lebih lanjut. Bahan baku tersebut bisa berupa serpihan kayu, serbuk kayu atau dalam bentuk pellet. Ketika mencacah kayu yang masih baru, kandungan air dari serpihan kayu bisa sangat tinggi (45-55% berat). Tingginya kandungan air dapat menghambat proses gasifikasi, sehingga kandungan airnya harus ha rus diturunkan menjadi 5-25%. Terdapat tiga cara untuk menurunkan kandungan air dalam biomassa berkayu : 1 Penger Pengeringan ingan secar secaraa alami alami material material berkay berkayu u : pohon pohon dibiar dibiarkan kan di atas tanah, kandungan air dapat turun secara alami dari 50-55% menjadi 35-45%. 2 Penger Pengeringan ingan alami serpi serpihan han kayu kayu : serpi serpihan han kayu kayu dapat dapat disimpa disimpan n di luar ruangan atau di dalam ruangan dekat reaktor gasifikasi untuk pengeringan lebih jauh. Penyimpanan di luar ruangan dapat menurunkan kadar air dari 50% hingga sekitar 30%. Namun penyimpanan di luar dapat menyebabkan berkurangnya berat kayu karena dekomposisi biologi dan atau infeksi serangga (terutama pada spesies kayu lunak) terutama pada keadaan lembab. 3 Penger Pengeringan ingan buatan biomas biomassa sa berkayu berkayu : secara secara umum umum pengeri pengeringan ngan dengan dengan cara cara ini ini harus dihindari, karena memerlukan energi dan biaya tambahan yang tinggi. Bahan Baku Rumput-rumputan Penggunaan biomassa rumput-rumputan untuk energi masih dalam tahap pengembangan. Meskipun masih dalam tahap pengembangan, energi potensial biomassa rumputrumputan sangat menjanjikan, karena sebagian besar biomassa tersebut berasal dari material sisa pertanian seperti jerami. Pengubahan bahan ba ku rumput-rumputan untuk umpan gasifikasi lebih mudah dari pada menggunakan material berkayu, karena biomassa rumput-rumputan hanya memerlukan pencacahan. Tanaman Energi Kiri: Mischantus yang baru di tanam; Kanan : Mischantus saat umur dua tahun. Penanaman rumputrumputan untuk tujuan energi merupakan suatu hal yang relatif baru. Spesies utama tanaman untuk energi adalahmischantus (rumput glagah), red canary grass, dan switchgrass. Mischantus merupakan pilihan yang menarik, karena pertumbuhannya memerlukan pupuk dan pestisida yang lebih sedikit daripada tanaman yang lain, dengan perolehannya mencapai 15 ton per hektar pada kondisi yang optimum. Kelemahan utamanya adalah sulitnya
rehabilitasi lahan untuk penggunaan yang lain karena struktur akar mischantus yang sangat dalam. Perolehan yang lebih rendah di dapat dari switchgrass ( sampai dengan 10 ton per hektar). Untuk jenis red canary grass perolehannya lebih rendah lagi yaitu 5-7 ton per hektar. hektar. Dibandingkan tanaman jangka pendek yang lain, jenis rumput-rumputan mempunyai kadar air yang lebih rendah. Meskipun demikian, spesies rumput-rumputan menunjukkan beberapa kelemahan dibandingkan dengan biomassa berkayu. Lebih rendahnya densitas, yang dapat menaikkan biaya transportasi dan penanganan. Kandungan komponen yang tidak diinginkan (kalium, klorin, sulfur, abu), yang dapat menurunkan perolehan syngas, korosi pada peralatan, penggumpalan dan fouling. Karena beberapa alasan tersebut, biomassa rumput-rumputan biasanya tidak digasifikasikan secara langsung untuk produksi BTL, tetapi diproses dalam bentuk produk setengah jadi berupa minyak pirolisis. Sisa Biomassa Tanaman Rumput-rumputan (Jerami) Jerami (gambar 2.3 ) merupakan bahan rumput-rumputan utama yang dipakai untuk energi akhir-akhir ini. Sama seperti tanaman rumput-rumputan yang lain, jerami biasanya mempunyai kandungan kadar air yang lebih rendah dari pada biomassa berkayu. Sebaliknya jerami mepunyai nilai kalor, densitas dan titik leleh abu yang lebih rendah, dan kandungan abu, klorin, kalium dan sulfur yang lebih tinggi. Kalium dan klorin dapat direduksi dengan mudah dengan membiarkan jerami di ladang, saat turun hujan sejumlah besar kalium dan klorin akan tercuci oleh air hujan. Alternatifr Alternatifr yang lain, jerami yang masih baru dapat langsung dicuci pada temperatur sedang (50-60 C). karena pencucian, kandungan air pada jerami akan menjadi sangat besar sehingga diperlukan pengeringan setelah proses pencucian. Produksi Syngas dari Biomassa Produksi syngas berkualitas tinggi dari biomassa, yang akan diguna kan sebagai umpan untuk produksi BTL memerlukan perhatian khusus. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa produksi syngas dari biomassa masih merupakan komponen yang baru dari konsep GTL. Syngas yang diperoleh dari gas alam dan batu bara merupakan teknologi yang telah lama dikenal. Gasifikasi dapat didefinisikan sebagai degradasi termal dengan keberadaan suplai agen pengoksidasi (mengandung oksigen) dari luar seperti udara, steam,oksigen. Berbagai metode gasifikasi telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir, sebagian besar untuk tujuan pembangkit listrik. Akan tetapi, untuk produksi BTL yang efisien diperlukan komposisi gas yang sangat berbeda. Dikarenakan pada pembangkit listrik syngas digunakan sebagai bahan bakar, b akar, sedangkan di proses BTL syngas digunakan sebagai umpan untuk mendapatkan produk yang lain. Perbedaan tersebut mempunyai implikasi berkenaan dengan kemurnian dan komposisi gas. Untuk produksi BTL, yang terpenting adalah banyaknya CO dan H2 (makin banyak, makin bagus). Keberadaan komponen hidrokarbon dan inert harus dihindari atau setidaknya jumlahnya serendah mungkin. Hal tersebut dapat didapatkan melalui beberapa jalan:
1 Bany Banyakn aknya ya kompone komponen n selain selain CO dan dan H2 dapat dapat diredu direduksi ksi melal melalui ui trans transfor formas masii lebih lebih lanjut komponen tersebut menjadi CO dan H2. Bagaimanapun hal tersebut juga memerlukan energi dan biaya yang lebih besar (dua proses – gasifikasi dan transformasi). Hasilnya, efisiensi energi dari keseluruhan proses produksi syngas dan BTL juga berkurang, menyebabkan biaya produksi yang lebih tinggi. 2 Bany Banyakn aknya ya berbaga berbagaii macam macam kompo komponen nen dapat dapat dipe diperke rkecil cil mela melalui lui deko dekompo mposis sisii biomassa yang lebih sempurna. Pendekatan ini sepertinya lebih sesuai ditinjau dari efisiensi energi dan biaya. Minimalisasi kandungan berbagai jenis hidrokarbon dapat diperoleh dengan menaikkan temperatur proses gasifikasi, serta mempercepat waktu tinggal umpan di dalam reaktor. Oleh karena pendeknya waktu tinggal, ukuran partikel harus cukup kecil agar proses gasifikasi sempurna dan efisien dapat berlangsung. 3 Dal Dalam am proses proses gasif gasifikas ikasii untuk untuk pembangk pembangkit it listr listrik ik biasan biasanya ya menggun menggunakan akan udara udara sebagai pengoksidasi, karena udara merupakan pengoksidasi paling murah. Akan tetapi penggunaan udara menghasilkan nitrogen pada gas produk dalam jumlah besar. Keberadaan nitrogen dalam jumlah besar pada gas produk akan mengganggu untuk produksi BTL. Menghilangkan nitrogen melalui liquifasi di bawah temperature kriogenik memerlukan energi yang sangat besar. Di antara pilihan lain yang potensial (steam, CO2, O2), oksigen merupakan pengoksidasi yang paling sesuai untuk pabrik BTL. Gasifier untuk BTL Gas (sebelah kiri) dan char (sebelah kanan) indirect gasifier Fluidised bed gasifier umumnya tidak menjumpai pembatasan skala dan lebih fleksibel mengenai ukuran partikel umpan. Meskipun demikian, gasifier tersebut masih mempunyai batas spesifikasi umpan, karena resiko adanya slagging dan fouling, aglomerasi dan korosi. Temperature operasi fluidised bed gasifier dengan hembusan udara relative rendah (800-1000 C), yang mengakibatkan dekomposisi umpan kurang sempurna, meskipun waktu tinggalnya lama. Atmospheric atau pressurised circulating fluidised bed gasifier dengan hembusan oksigen dan gas atau char indirect gasifiers (gambar 3.3) dengan hembusan steam merupakan solusi yang lebih baik untuk produksi BTL. Kedua metode gasifikasi tersebut mereduksi jumlah nitrogen dalam g as produser secara signifikan. Pada metode pertama, hal tersebut terjadi karena penggantian udara dengan oksigen. Sedangkan pada metode kedua, nitrogen keluar pada gas cerobong (flue gas) bukan pada gas produsen, karena gasifikasi dan pembakaran dilakukan terpisah – energi untuk gasifikasi didapatkan dari pembakaran char dari gasifier pertama pada reaktor kedua. Untuk mendapatkan ukuran partikel biomassa yang halus merupakan tantangan utama dari segi efisiensi energi dan biaya. Penggilingan kayu memerlukan lebih banyak energi
dari pada penggilingan material lain, misalnya sekitar lima kali lebih besar dari pada penggilingan batu bara. Lebih susah lagi pencacahan biomassa rumput-rumputan menjadi partikel berukuran begitu kecil, meskipun masih mungkin dilakukan. Efisiensi energi gasifikasi lebih lanjut di reduksi dengan penghilangan g as inert (biasanya CO2) dalam jumlah besar dari gas produser. produser. Jumlah gas inert dipengaruhi oleh densitas umpan – makin kecil densitas, makin banyak jumlah gas g as inert. Dengan begitu, alternative bentuk umpan biomassa (melalui pre-treatment) perlu dipikirkan untuk entrained flow gasifier. gasifier. Pilihan pre-treatment biomassa yang mungkin adalah torrefaction, pyrolysis dan pragasifikasi. Torrefaction merupakan perlakuan termal biomassa (terutama kayu) tanpa adanya oksigen selama 15-60 menit pada temperature 200-3000C dan tekanan atmosferik. Hasilnya, biomassa akan berubah menjadi produk yang mirip kokas. Tranformasi torrefaction adalah proses dengan efisiensi tinggi (konversi 85-95%). Energi yang dipakai pada torrefaction terbayar sepenuhnya dengan 8-10 kali lebih rendah konsumsi energi penggilingan kayu yang telah di torrefaction dibandingkan penggilingan kayu yang masih baru. Pada pyrolysis, biomassa padat (terutama rumput-rumputan) diubah menjadi keadaan cairan material setengah jadi (pyrolysis slurry) yang kemudian diumpankan ke gasifier. Tidak seperti gasifikasi, pyrolysis merupakan degradasi termal tanpa adanya suplai pengoksidasi dari luar, luar, Hasilnya, perolehan pyrolysis sebagian besar cairan (sampai 80% basis massa) dan beberapa tar dan char. char. Pyrolysis sangat cocok untuk biomassa rumputrumputan karena pre-treatment alternatif (pencacahan) jauh lebih susah dan mahal dibandingkan kayu. Gambar berikut adalah konfigurasi sistem secara menyeluruh untuk memproduksi syngas dari biomassa dengan persiapan pyrolysis untuk pemrosesan lebih lanjut menjadi bahan bakar BTL.
Gambar Carbo-V® Process of Choren Industries GmbH untuk memproduksi syngas dari biomassa Setelah dipirolisis (pada low-temperature gasifier/NTV), gas pirolisis biomassa dan char (biocoke) diunpankan ke gasifier dan akan didapatkan gas bebas tar dengan kandungan CO dan H2 tinggi. Gas yang bersih didinginkan hingga 200 C dalam heat exchanger, dengan demikian meningkatkan efisiensi energi keseluruhan proses dengan memproduksi steam kualitas tinggi. Selanjutnya gas dibersihkan dari partikel debu (di deduster) dan dari komponen selain CO dan H2 (di washer). Pada akhirnya akan didapatkan syngas yang bersih, terdiri dari CO dan H2. Pembersihan gas secara cukup menunjukkan poin penting dalam produksi syngas dan BTL. Katalis dalam sintesis BTL dapat dengan mudah teracuni oleh logam alkali, halide, senyawa sulfur, CO2 dan sebagainya, meskipun dengan jumlah yang sangat kecil.
SEKILAS TEKNOLOGI GASIFIKASI Proses gasifkasi telah dikenal sejak abad lalu untuk mengolah batubara, gambut. Atau kayu menjadi bahan bakar gas yang kini mulai dimanfaatkan. dimanfaatkan. Pada tahun-tahun terakhir terakhir ini. ini. Proses Proses gasifi gasifikas kasii mendapa mendapatt perhati perhatian an kembal kembalii di seluru seluruh h dunia, dunia, teruta terutama ma untuk untuk mengolah biomassa sebagai sumber energi alternatif yang terbaharukan. Secara sederhana proses gasifikasi dapal dikatakan sebagai reaksi kimia pada temperatur tinggi tinggi antara antara biomas biomassa sa dengan dengan udara. udara. Yang tahapan tahapannya nya dapat dapat digamba digambarka rkan n sebagai sebagai berikut (gambar I). 1 Tahap ahap pengeri pengeringan ngan.. Akibat Akibat pengaruh pengaruh panas, panas, biomassa biomassa mengalam mengalamii pengering pengeringan an
pada temperatur sekitar100oC. 2 Tahap ahap piro piroli lisi sis. s. Bila Bila temp temper erat atur ur menc mencapa apaii 250oC 250oC,, biom biomas assa sa mula mulaii meng mengal alami ami proses pirolisis yaitu y aitu perekahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil akibat akiba t pengaruh temperatur tinggi. Proses ini berlangsung sampai temperatur 500oC. Hasil proses pirolisis ini adalah arang, uap air, air, uap tar, dan gas- gas. 3 Tahap ahap reduksi reduksi.. Pada temper temperatu aturr di atas 600oC 600oC arang arang bereaksi bereaksi denga dengan n uap air dan karbon karbon dioksi dioksida. da. Untuk Untuk menghas menghasilk ilkan an hidrog hidrogen en dan karbon karbon monoks monoksida ida sebaga sebagaii komponen utama gas hasil. 4 Tahap oksidasi oksidasi.. Sebagian Sebagian kecil kecil biomassa biomassa atau atau hasil hasil pirolisi pirolisiss dibakar dibakar dengan dengan udara untuk menghasilkan panas yang diperlukan oleh ketiga tahap tersebut di atas. Proses oksidasi (pembakaran) ini dapat mencapai temperatur 1200oC, yang berguna untuk proses perekahan tar lebih lanjut. Tahap-tahap proses diatas dilaksanakan dalam satu alat yang disebut gasifier atau reaktor gasifikasi.
Gambar 1. Prinsip proses gasifikasi GASIFIER Jenis gasifier yang yang sesu sesuai ai antuk memproses biomassa adalah downdraft, dimana unggun biomassa turun sendiri karena gaya gravitasi dan aliran gas juga turun melewati unggun tersebut. Gasifier ini mempunyai bentuk konvensional berupa silinder dengan satu penyempitan dibagian tengah yang disebut tengorokan. Bentuk ini cocok untuk memproses biomassa biomassa yang mempunyai ukuran partikel besar, seperti potongan kayu dan batok kelapa. Untuk biomassa berukuran kecil. Seperti sekam padi dan serbuk gergaji, diperlukan gasifier tanpa tenggorokan dan tanpa tutup atas, seperti yang dikembangkan di ITB. PERANGKAT GASIFIKASI Gas Gas yang yang kelu keluar ar dari dari gasif gasifik ikas asii masi masih h menga mengand ndung ung koto kotora ran n dan dan temp temper erat atur urny nyaa tinggi,karena itu perlu pengolahan lebih lanjut (lihat Gambar 2): a. siklon untuk memisahkan debu kasar b. filter uutuk menyaring debu halus c. pendingin gas d. pengendap air dan tar yang terkondensasi.
Gambar 2. Unit Gasifikasi Bentuk peralatan tersebut bermacam-macam, misalnya filter dapat dibuat dari ijuk, batu, sabut sabut kelap kelapaa dan dan lain lain-l -lai ainnv nnva. a. Gas dapat dapat didi diding ngin inkan kan denga dengatt semp sempro rota tan n air air atau atau dilewatkan dalam pipa panjang. Sedangkan pemisahan air dan tar dapat dilakukan dalam tangki besar atau saringan. BIOMASSA SEBAGAI UMPAN GASIFIKASI Dengan unsur utama karbon, hidrogen dan oksigen. hampir semua jenis biomassa dapat dipakai sebagai umpan gasifikasi. Tetapi agar prosesnya berjalan lancar, ada persyaratan teknis yang perlu diperhatikan: a. kadar air biomassa tidak lebih dari 30% b. bentuk partikel mendekati bulat atau kubus, bukan panjang atau pipih c. ukuran partikel antara 0,5 - 5,0 cm d. tidak banyak mengandung zat-zat anorganik e. rapat massanya di atas 400 kg/m2 Untuk memenuhi persyaratan persyaratan tersebut tersebut di atas, kadang-kadang kadang-kadang diperlukan diperlukan pengolahan awal seperti: pengeringan. pemotongan atau pemampatan. Di samping itu biomassa harus tersedia dalam jumlah yang cukup secara kontinyu, nilai ekonomisnya rendah atau tidak ada manfaat lainnva. Kayu, batok kelapa, tongkol jagung dan batok sawit merupakan biomassa yang mendekati persyaratan tersebut diatas Sekam padi. serbuk gergaji, sabut kelapa. kelapa. kulit kulit kopi danl danl lain-l lain-lain ainnya nya adalah adalah contoh contoh biomas biomassa sa yang yang perlu perlu penanga penanganan nan khusus untuk proses gasifikasi. GAS HASIL GASIFIKASI Gas hasil gasifikasi terutama terdiri dari gas-gas mempan bakar yaitu CO, H2, dan CH4 dan gas-gas tidak mempan bakar CO2, dan N2. Komposisi gas ini sangat tergantung pada
komposisi unsur dalam biomassa, bentuk dan partikel biomassa, serta kondisi-kondisi proses gasifikasi. Sebagai ilustrasi, komposisi gas hasil gasifikasi beberapa biomassa di ITB disajikan dalam Tabel I. Dengan panas pembakaran antara 3000 - 5000 Watt, gas ini dapat dapat diumpa diumpankan nkan ke dalam dalam motor motor bakar bakar torak torak maupun maupun sebaga sebagaII bahan bahan bakar bakar untuk untuk pemanas. GAS HASIL SEBAGAI UMPAN MOTOR Motor bensin maupun motor diesel dapat digabungkan dengan perangkat gasifikasi untuk memanfaatkan gas hasil. Untuk maksud ini, gas hasil dialirkan ke dalam aliran udara masuk motor, dengan sambungan pipa silang atau sistem injeksi. Sambungan silang sangat sederhana dan murah sesuai untuk kapasitas rendah. Sedangkan sistem injektor agak rumit pembuatanya tetapi dapat memberikan pencampuran gas-udara yang lebih baik, dan sesuai untuk kapasilas tinggi. Disamping Disamping panas pembakarannya pembakarannya,, gas hasil harus memenuhi memenuhi persyaratanpersyaratan-persya persyaratan ratan berikut ini agar tidak mengurangi performansi dan umur motor: a. kandungan tar tidak lebih dari 100 mg/m3 b. kandungan abu maksimum 50 mg/m3 c. ukuran debu tidak lebih dan 10 mikrometer d. temperatur gas di bawah 40oC Dalam motor bensin, seluruh kebutuhan bensin dapat digantikan dengan gas. Daya motor dapat diatur dengan pengaturan laju alir campuran gas-udara dengan komposisi tetap. Karena kecepatan pembakaran gas kurang daripada kecepatan pembakaran bensin. maka waktu pengapian busi harus diajukan, kira-kira 15 derajat lebih atas. Dalam motor diesel, tidak seluruh kebutuhan solar dapat digantikan. Karena sedikit solar tetap diperlukan untuk sarana pengapian. Operasi ini disebut sebagai sistem bahan bakar ganda. Dalam praktek, komposisi bahan bakar ganda ini kira-kira 20% solar dan 80% gas. Pengaturan Pengaturan daya motor dapat dilakukan dilakukan dengan pengaturan pengaturan laju alir gas, sementara laju alir solar diatur pada kebutuhan minimum untuk sarana pengapian. Daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh motor bensin maupun motor diesel dengan bahan bakar gas turun sampai kira-kira 70% dari da ri daya aslinya. Motor untuk penggunaan gas hasil gasifikasi sebaiknya dipilih yang mempunyai kecepatan nominal 1500 putaran permenit. Berdasarkan pengalaman di ITB, satu liter bensin atau solar dapat digantikan dcngan 7,5 m2gas dari gasifikasi 4 kg kayu atau 6 kg sekam. GAS HASIL SEBAGAI UMPAN BURNER Gas hasil biomassa tergolong gas bahan bakar berkualitas rendah (dibandingkan dengan panas pembakaran gas alam 32000kJ/m3). Gas hasil gasifikasi dapat digunakan untuk motor diesel, motor bensin, atau alat pemanasan dan pengeringan. Gasifikasi biomassa dapat mengurangi ketergantungan akan bahan bakar minyak di tempat-tempat terpencil. Tabel 1. Komposisi gas hasil Secara teoritik satu m3 gas hasil gasifikasi
biomassa memerlukan 1,2 m3 udara untuk pembakaran, dan menghasiIkan temperatur 1600oC. Pada prakteknya, temperatur pembakar-an gas ini hanya berkisar antara 7001200oC. Berdasarkan kualitasnya, gas hasil ini tidak ekonomis bila disimpan atau didistribusikan tetapi harus dimanfaatkan di tempat proses gasifikasi. Penggunaan gas yang paling sesuai adalah untuk pengeringan hasil-hasil pertainian, perkebunan dan kehutanan yang tidak memerlukan temperatur terlalu linggi. PENERAPAN PENERAPAN GASIFIKASI BIOMASSA Secara umum, peluang penerapan gasifikasi biomassa di pulau Jawa, sangat kecil, karena adan adanya ya subs subsid idii dan dan sist sistem em dist distri ribus busii minya minyak k yang yang baik baik sehi sehing ngga ga memu memung ngkin kinka kan n masyarakat memperoleh minyak secara mudah. Disamping itu distribusi listrik PLN telah menjangkau hampir seluruh pelosok pulau. Tetapi kesulitan pengangkutan masih sering dijumpai diluar dan beberapa tempat di pulau Jawa. Jawa. Kesuli Kesulitan tan ini dapat dapat mengaki mengakibat batkan kan kelangk kelangkaan aan dan kenaika kenaikan n harga harga minyak minyak setempat. Bila di tempal-tempat semacam itu tersedia biomassa yang cukup banyak, proses gasilikasi merupakan salah satu pilihan jalan keluar. Beberapa contoh potensi penerapan gasifikasi biomassa dapal dilihat dalam tabel 2. Tabel 2. Kemungkinan Penerapan Gasifikasi Biomassa
PENGOPERASIAN DAN PERAWATAN Teknisi yang biasanya menjalankan motor diesel atau peralatan mekanik lainnya, pasti dapat diserahi tugas pengoperasian dan perawatan unit gasifikasi. Latihan selama dua minggu sudah cukup untuk mengenal unit gasifikasi. Sesuai dengan maksud penggunaannya, unit gasifikasi dirancang sesederhana mungkin untuk pengoperasian secara manual. Segi-segi pengoperasian dan perawatan yang penting antara lain: 5 pengisi pengisian an bioma biomassa ssa ke ke dalam dalam gasif gasifier ier secara secara berk berkala ala 6 pengo pengoco cokan kan abu abu di di bagi bagian an bawa bawah h gasif gasifie ier r 7 pember pembersih sihan an salur saluran an gas dari dari peny penyempi empitan tan oleh oleh tar tar dan abu abu 8 pengawa pengawasan san campur campuran an gasgas-uda udara ra yang yang masuk masuk moto motor r 9 penyi penyiap apan an biom biomas assa sa yang yang akan akan dium diumpan panka kan n 10 pembuangan pembuangan kondensat kondensat air air dan tar tar,, dan lain-lai lain-lain n KEMAMPUAN PRODUKSI DALAM NEGERI Melalu Melaluii peneli penelitia tian n dan pengemba pengembanga ngan n sejak sejak 1976, 1976, dasar dasar-da -dasar sar rancan rancangan gan gasife gasifer r
konvens konvension ional al dan sistem sistem pember pembersih sih serta serta pendin pendingin gin gas telah telah dikuas dikuasai ai oleh oleh bangsa bangsa Indonesia, khususnya ITB dan beberapa badan penelitian lainnya. Bahan-bahan konstruksi unit gasifkasi tersedia di dalarn negeri, bahkan hampir semuanya produksi dalam negeri pula. Bahan-bahan penting antara lain adalah: a. plat baja 3 mm untuk badan gasifier b. plat baja 10 mm untuk flange c. pipa besi d. semen dan bata tahan api e. bahan-bahan filter dan lain-lainnya. Pembuatan peralatannya juga sederhana, dan telah terbukti dapat dikerjakan oleh industri atau bengkel kecil. Pengerjaan pembuatan peralatan gasifikasi meliputi: a. pengelasan (welding) b. menggulung (rolling) c. pengerjaan mesin bubut, bor dsb
Gambar 3. Gasifier KAJIAN EKONOMI Penerapan gasifkasi seba sebaga gaii sumb sumber er ener energi gi alternatif jelas meme memerl rluk ukan an tamb tambah ahan an invest investasi asi dan peruba perubahan han biaya operasinya. Faktorfaktor di bawah ini perlu diperhatikan dalam melakukan kajian ekonomi secara mikro: a. umur unit gasifikasi gasifikasi (7 - 10 tahun) b. kapasitas unit gasifikasi c. harga unit gasifikasi (kira-kira (kira-kira Rp 300.000/kW) d. harga BBM BBM yang akan digantikan e. harga biomassa f. jam operasi (minimum 3000 jam/tahun) g. upah operator h. sarana perawatan, dsb. Sebagai gambaran, Tabel 3 menyajikan perbandingan harga listrik dari tenaga diesel dan tenaga diesel-gasifier di dua tempat uji coba lapangan Balong dan Randublatung. Hasil kajian ekonomi ini sangat spesifk untuk kasus yang bersangkutan. KEGIATAN GASIFIKASI DI ITB Pene Peneli liti tian an gasi gasifi fika kasi si di ITB ITB dimu dimula laii pada pada tahun tahun 1976, 1976, denga dengan n satu satu unit unit gasif gasifka kasi si berkapasitas 2 kg/jam atas kerjasama dengan TH Twente (Belanda). Dengan alat ini, berbagai limbah pertanian telah dicoba untuk memahami latar belakang ilmiah dan dasardasar rancangan unit gasifikasi. Dari pengalaman unit gasifikasi pertama tersebut, lahirlah:
11 unit gasifika gasifikasi si 20 kg/jam kg/jam untuk demonst demonstrasi rasi di ITB ITB 12 unit unit gasifika gasifikasi si 20 kg/jam kg/jam untuk uji coba lapangan lapangan di PTP XVII, XVII, kebon kebon Balong, Balong, Jepara, Jawa Tengah 13 unit gasifikasi gasifikasi 15 kg/jam kg/jam untuk demonstras demonstrasii keliling, keliling, PT BBI Surabaya Surabaya 14 unit unit gasifi gasifikas kasii 60kg/ja 60kg/jam m untuk untuk uji coba lapangan lapangan di Perum Perum Perhutani Perhutani RanduRandu blatung. Jawa Tengah. Tengah. Tabel 3. Harga listrik tenaga diesel-gasifikasi Operasi = 3000 jam/tahun ; harga solar = Rp 250/liter ; kayu = Rp 20/kg Melalui Melalui proses gasifikasi, gasifikasi, 1,5 – 2,5 kg biomassa biomassa dapat digunakan digunakan untuk menghasilkan menghasilkan I kW listrik. Keempat unit tersebut digabung dengan motor diesel penggerak generator listrik listrik produksi produksi PT. PT. BBI bersama-sama bersama-sama bengkel-bengkel bengkel-bengkel kecil di Surabaya. Surabaya. Gasifier Gasifier khusus untuk sekam padi telah berhasil dikembangkan pula di ITB, dan merupakan sumbangan sumbangan baru kepada teknologi gasifikasi gasifikasi di dunia. Uji coba lapangan gasifier sekam padi ini telah dipasang di desa Jahi, kabupaten Majalengka, Jawa Barat. Pada bulan Maret 1985 yang lalu, ITB diberi kepercayaan untuk menyelenggarakan Kursus Kursus dan Konfer Konferens ensii Intern Internasi asional onal Gasifk Gasifkasi asi atas atas sponso sponsorr negara negara-ne -negar garaa Swedia Swedia,, Jerman Barat, USA, Belanda, Perancis, dan Belgia. Kursus diikuti oleh 26 peserra dan konferensi dihadiri oleh 135 wakil berbagai negara. Kursus untuk staf Pengembangan Perkebunan-Perkebunan telah dilaksanakan di Yogya Yogya bulan April 1985. PENUTUP Teknologi gasifikasi biomassa telah ada di Indonesia, dan mempunyai masa depan yang cerah sebagai sumber energi alternatif. Kemampuan produksi dalam negeri unit gasifikasi telah kita miliki dan keandalan teknis peralatannya telah teruji. Kajian ekonomi gasifikasi biomassa sangat tergantung kondisi daerah yang bersangkutan.
GASIFIKASI PENGHASIL ENERGI PANAS 04 April 2013, 14:43 WIB | Dede Rustandi (Pustekolah (Pustekolah Info) Info) Bogor Bogor,, Gasifikasi Gasifikasi merupakan merupakan proses proses produksi produksi gas gas kayu atau atau bahan nabati lain untuk menghasilkan gas kotor, syngas atau biogas. Gas tersebut bisa dibakar langsung untuk dimanfaatkan energinya atau diubah menjadi tenaga listrik. upaya membuat alat penghasil gas kotor yang telah dipisahkan dari tar dan partikel padat serta gas tersebut digunakan sebagai bahan bakar langsung untuk kompor rumah tangga. Dengan semakin menurun potensi minyak bumi sedang konsumsinya terus menerus meningkat, banyak negara di dunia mulai mengembangkan berbagai alternatif bahan bakar nabati seperti bioetanol, biodiesel, bio-oil dan gasifikasi. Belum banyak orang
mengenal gasifikasil karena produk ini baru beberapa tahun diperkenalkan dan masih dalam taraf pengembangan. Pengembangan alat gasifikasi kayu untuk membuat alat yang bisa menghasilkan gas sebagai bahan bakar untuk keperluan kompor di rumah tangga, menurut Prof. Dr. Ir. Ir. R. Sudradjat, MSc dalam penelitian tentang alat gasifikasi kayu. Alat gasifikasi dalam skala sangat kecil bertujuan untuk membantu masyarakat dalam memanfaatkan bahan baku kayu atau bahan nabati lainnya. Indonesia yang memiliki kekayaan kayu dan biomas yang cukup banyak juga berusaha mengadop teknologi tersebut. Untuk itu pada tahun 1983, Pusat Litbang Hasil Hutan bekerjasama dengan ITB telah membuat 1 unit gasifikasi kayu down-draft kapasitas intake 100 kg/cycle dengan hasil sekitar 0,8 kWh/cycle. Bahan baku yang digunakan pada waktu itu adalah dari jenis pertumbuhan cepat. Tetapi Tetapi dalam prosesnya terjadi banyak hambatan karena sulitnya menghilangkan tar yang ada di dalam gas. Perbaikan telah dilakukan dengan bantuan ekspert Belgia (AT (ATA-251) yang memperkenalkan system fuidized-bed. Dengan system ini ternyata cukup baik karena tar tidak sempat menguap tetapi diikat oleh butiran pasir panas bergolak di dalam reaktor, sehingga gas bakar yang keluar relatif bersih dari tar.
Sketsa /desain alat Gasifikasi kayu.
Perangkat alat gasifikasi kayu ini terdiri dari kesatuan unit alat sebagai berikut : 1. Reaktor sistim “down draft”. 2. Siklon untuk menagkap partikel padat.
3. “Scrubber” untuk menangkap tar / cuka kayu. 4. Kompor dengan dua buah pengapian. 5. Blower/kipas angin. Seperangkat alat gasifikasi kayu mampu menghasilkan gas selama 1 jam dari intake kayu atau sekam sebanyak 5 kg dengan kualitas api biru dari kompor. kompor.
Uji coba alat Gasifikasi Setelah uji coba alat gasifikasi kayu di Laboratorium Energi Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan (PUSTEKOLAH) di Bogor. Bahan sekam sebanyak 5 kg dikeringkan dan dimasukkan ke dalam reaktor. reaktor. Bagian tengah reaktor diberi umpan kertas sampai ke bawah untuk memudahkan proses pembakaran. Umpan dibakar, lalu tutup reaktor dipasang. Setelah api di dalam reaktor merembet ke pada sekam, maka dari lubang udara keluar gas putih. Gas putih (uap air) dibiarkan sampai hilang sendiri dan kemudian lubang udara ditutup sehingga gas seluruhnya mengalir ke siklon dan scrubber dan kemudian ke kompor. Gas yang keluar dari kompor kemudian dinyalakan dengan api sehingga dihasilkan api berwrna biru dengan mengatur besarnya lubang udara.
