Ependi, Depi Rustam (2019) Studi Eksperimental dan Numerik Pengaruh Temperatur Udara Inlet Proses Gasifikasi Pelet MSW Terhadap Performansi Multi-Stage Downdraft Gasifier. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02111750020011-Master_Thesis.pdf Download (7MB) | Preview |
Abstract
Timbulan municipal solid waste (MSW) yang tinggi dapat digunakan untuk mensubstitusi energi fosil. MSW dikonversi menjadi pelet supaya feeding pada gasifier konsisten karena ukuran dan bentuknya sesuai. Teknologi gasifikasi merupakan teknologi yang dapat digunakan untuk mengubah MSW menjadi gas yang dapat dimanfaatkan untuk pembakaran pada diesel engine dan pembangkitan listrik. Tipe Gasifier yang digunakan untuk proses gasifikasi MSW adalah tipe multi-stage downdraft. Kemudian salah satu peningkatan unjuk kerja proses gasifikasi adalah dengan cara memanaskan udara yang masuk ke dalam gasifier.
Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimental dan numerik. Eksperimen dilakukan dengan cara menambahkan pemanas udara eksternal pada masukan udara bertingkat (multi-stage). Temperatur udara inlet zona pirolisi, oksidasi, dan reduksi divariasikan dengan lima variasi, yaitu 80 oC (existing), 110 oC, 150 oC, 180 oC, dan 210 oC. Di samping itu, simulasi numerik dilakukan untuk mengetahui detail distribusi temperatur dan komposisi gas pada setiap zona yang tidak terukur pada saat eksperimen. Perangkat lunak Gambit 2.4.6 digunakan untuk pembuatan model 3D dan mesh, ANSYS Fluent 15.1 digunakan untuk simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD).
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah didapatkan temperatur oksidasi tertinggi sebesar 969 ºC pada temperatur udara 210 ºC. Komposisi syn-gas (CO, H2, dan CH4) pada peningkatan temperatur 80-210 ºC meningkat dari 21,4%, 9,99%, dan 1,775% menjadi 22,79%, 10,28%, dan 1,78%. Kemudian meningkatkan LHV laju produksi syngas masing-masing sebesar 0,2 MJ/m3 dan 5,92 L/min. Cold gas efficiency meningkat sebesar 4,75 % (dari 69,43 % menjadi 74,19 %), dan efisiensi sistem meningkat sebesar 3,05%. Kadar tar terendah sebesar 34,39 mg/Nm3. Berdasarkan simulasi numerik, peningkatan temepratur udara dapat meningkatkan komposisi CO di zona pirolisis dan reduksi sebesar 0,42% dan 2,94%, komposisi H2 di zona oksidasi dan reduksi sebesar 0,39% dan 0,69%. CH4 meningkat di zona pirolisis sebesar 0,22%.
================================================================================================
High municipal solid waste (MSW) generation can be used to substitute fossil energy. MSW is converted into pellets so that the gasifier feeding is consistent because of its size and shape. Gasification technology is a technology that can be used to convert MSW into a gas that can be used for combustion in diesel engines and electricity generation. The type of gasifier used for the MSW gasification process is a type of multi-stage downdraft. Then one of the improvements in the gasification process is by heating the air entering the gasifier.
This study was carried out by experimental and numerical methods. The experiment was carried out by adding an external air heater to multi-stage air input. The inlet air temperature of the pyrolysis, oxidation and reduction zones were varied with five variations, namely 80 oC (existing), 110 oC, 150 oC, 180 oC, and 210 oC. In addition, numerical simulations were carried out to determine the temperature and gas composition details in each zone that were not measured during the experiment. Gambit 2.4.6 software is used for making 3D and mesh models, ANSYS Fluent 15.1 is used for Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations.
The results obtained from this study are that the highest oxidation temperature is 969 ºC at an air temperature of 210 ºC. The composition of syn-gas (CO, H2, and CH4) at an increase in temperature of 80-210 ºC increased from 21.4%, 9.99%, and 1.775% to 22.79%, 10.28%, and 1.78% . Then increase the LHV and syngas production rate by 0.2 MJ/m3 and 5.92 L/min respectively. Cold gas efficiency increased by 4.75% (from 69.43% to 74.19%), and system efficiency increased by 3.05%. The lowest tar content is 34.39 mg / Nm3. Based on numerical simulations, an increase in air pressure can increase the composition of CO in the pyrolysis and reduction zones by 0.42% and 2.94%, the composition of H2 in the oxidation zone and reduction by 0.39% and 0.69%. CH4 increases in the pyrolysis zone by 0.22%.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Additional Information: | RTM 662.88 Epe s-1 2019 |
| Uncontrolled Keywords: | Municipal solid waste, multi-stage downdraft, gasification, preheated air |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis |
| Depositing User: | Ependi Depi Rustam |
| Date Deposited: | 10 Aug 2021 06:56 |
| Last Modified: | 10 Aug 2021 06:56 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/61237 |
Actions (login required)
 |
View Item |