Studi Numerik Pengaruh Co-Firing Biomassa pada Elevasi A, B, atau C Terhadap Distribusi Temperatur Flue Gas dan Emisi untuk Pulverized Coal Boiler

Salsabila, Tsani Putri Shafa (2024) Studi Numerik Pengaruh Co-Firing Biomassa pada Elevasi A, B, atau C Terhadap Distribusi Temperatur Flue Gas dan Emisi untuk Pulverized Coal Boiler. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201017-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Biomassa menjadi alternatif bahan bakar yang menjanjikan karena tingkat emisi karbon yang rendah. Penggantian batubara dengan biomassa sejalan dengan tujuan Indonesia untuk mencapai kemandirian energi pada tahun 2035. Namun, nilai kalor biomassa lebih rendah dibandingkan batubara, yang mengakibatkan temperatur pembakaran menjadi berkurang. Selain itu, biomassa memiliki volatile matter yang tinggi sehingga lebih mudah terbakar. Hal-hal inilah yang melatarbelakangi dilakukannya penelitian terkait pengaruh injeksi biomassa pada tingkat elevasi tertentu terhadap distribusi temperatur dan komposisi emisi gas buang pada pulverized coal boiler. Penelitian ini menggunakan software GAMBIT dan ANSYS FLUENT untuk melakukan simulasi. Variasi yang diberlakukan dalam penelitian ini mencakup persentase biomassa dan tingkat elevasi injeksi biomassa. Persentase biomassa yang digunakan adalah 5% dan 17% dari total energi, sementara tingkat elevasi yang dipilih adalah A, B, dan C. Hasil simulasi akan diambil pada masing-masing level elevasi burner, area FEGT (Furnace Exit Gas Temperature), serta pada outlet economizer. Simulasi ini mempelajari pengaruh variasi persentase biomassa dan tingkat elevasi pengumpanan terhadap pembakaran bahan bakar. Semakin besar persentase biomassa yang digunakan akan meningkatkan nilai volatile matter, yang mengakibatkan keterlambatan pembakaran. Sebagai akibatnya, bahan bakar terbakar sebagian di atas FEGT, sehingga menurunkan temperatur di area FEGT. Penurunan FEGT menandakan pembakaran yang tidak sempurna, yang juga ditandai dengan penurunan CO2 dan kenaikan kadar CO. Penurunan temperatur juga berdampak pada penurunan NOx. Variasi elevasi pengumpanan biomassa (A, B, C) menunjukkan bahwa pengumpanan pada level yang lebih tinggi meningkatkan temperatur pembakaran pada area di atas furnace, sehingga meningkatkan peluang terjadinya local heating dan overheating. Pembakaran yang tidak sempurna menghasilkan lebih banyak CO daripada CO2, sementara temperatur pembakaran mempengaruhi pembentukan NOx, yang diperkuat oleh kadar nitrogen dalam bahan bakar. Secara umum, kadar SO2 tidak dipengaruhi oleh variasi injeksi biomassa dan hanya dipengaruhi oleh variasi persentase biomassa. Berdasarkan hasil simulasi, variasi 5% biomassa yang diumpankan pada elevasi A (26,6 m) menunjukkan hasil yang paling baik dalam hal kesempurnaan pembakaran, dengan temperatur FEGT yang dicapai sebesar 1118°C.
=====================================================================================
Biomass presents a promising alternative fuel due to its low carbon emissions. Replacing coal with biomass aligns with Indonesia's energy independence goal for 2035. However, biomass has a lower calorific value compared to coal, which reduces combustion temperature. Additionally, biomass has a high volatile matter content, making it more flammable. This background motivates research on the effects of biomass injection at different elevations on temperature distribution and exhaust gas composition in a pulverized coal boiler. The study uses GAMBIT and ANSYS FLUENT software for simulation. Variations tested include biomass percentages (5% and 17%) and injection elevations (A, B, C). Simulation data will be collected at each burner elevation, furnace exit gas temperature (FEGT) area, and economizer outlet. The research examines how varying biomass percentages and injection elevations affect fuel combustion. Higher biomass percentages increase volatile matter, leading to delayed combustion. Consequently, fuel burns partially above FEGT, reducing temperature in the FEGT area. Lower FEGT indicates incomplete combustion, evidenced by reduced CO2 and increased CO levels. Lower temperatures also decrease NOx emissions. The injection elevation variations (A, B, C) show that higher elevations enhance combustion temperatures above the furnace, increasing the likelihood of local heating and overheating. Incomplete combustion results in higher CO than CO2, and combustion temperature affects NOx formation, influenced by nitrogen content in the fuel. SO2 levels are generally unaffected by biomass injection variations and are only influenced by biomass percentage. Based on the simulations, injecting 5% biomass at elevation A (26.6 m) yielded the best combustion efficiency, with a FEGT temperature of 1118°C.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Biomassa, Co-Firing, Elevasi, Pulverized Coal Boiler, Temperatur Biomass, Co-Firing, Elevation, Pulverized Coal Boiler, Temperature
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263.5 Boilers (general) T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Tsani Putri Shafa Salsabila
Date Deposited:	08 Aug 2024 02:44
Last Modified:	08 Aug 2024 02:44
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/113701

Actions (login required)

View Item