Shiddiqy, Muhammad Hasbi Ash and Fauzi, Muhammad Ridwan (2020) Pra Desain Pabrik Purifikasi Biogas PT Enero Dengan Karbonasi Mineral Ca(OH)2 dari Steel Slag (Bubble Column Reaktor). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02211640000026_02211640000037-Undergraduate_Thesis.pdf Download (8MB) | Preview |
Preview |
Text
02211640000026_02211640000037-Undergraduate_Thesis.pdf Download (8MB) | Preview |
Abstract
Berdasarkan Indonesia Energy Outlook 2016, data cadangan energi fosil pada tahun 2014 ialah 3,6 miliar barel minyak bumi, 100,3 TCF gas dan 32,27 miliar ton batubara. Dengan laju pertumbuhan PDB ( Produk Domestik Bruto ) rata - rata 6,9 % per tahun kebutuhan energi pada tahun 2050 dapat naik menjadi 7,6 kali lipat terhadap kebutuhan energi tahun 2014. Di masa depan, pengembangan energi akan bergeser dari energi berbasis fosil menjadi energi baru terbarukan. Salah satu energi baru terbarukan adalah biomethane atau biogas. Biomethane atau biogas adalah gas yang dihasilkan oleh bakteri apabila bahan organik mangalami proses fermentasi dalam reaktor (biodigester) dalam kondisi anaerob.
Upaya pemerintah untuk pemenuhan kebutuhan gas bumi adalah dengan memproduksi Coal Bed Methane. Pengembangan CBM yang saat ini diharapkan sudah berproduksi, masih banyak mengalami kendala. Shale gas meskipun berpotensi untuk dikembangkan namun belum dipertimbangkan pemanfaatannya dalam BPPT-OEI 2016 ini karena belum ada kepastian untuk eksplorasi lebih lanjut. Sehingga produksi biomethane memiliki prospek yang baik dalam pemenuhan kebutuhan energi di Indonesia. Salah satu pabrik yang memproduksi biogas di Indonesia adalah PT. Enero yang berada di Moojokerto.
Di sisi lain, produksi PCC (Precipitated calcium carbonate) memerlukan CO2 dalam prosesnya. Sehingga CO2 yang merukapan produk samping dari produksi biomethane dapat digunakan langsung pada produksi PCC. PCC merupakan kalsium karbonat yang dihasilkan dari proses presipitasi dengan kemurnian yang tinggi. Kemurnian PCC dipasaran adalah 95-99 %.
Dalam industry pembuatan baja terdapat limbah yang dihasilkan yaitu Steel Slag. Dari beberapa jenis Steel Slag, Blast Furnace Steel Slag merupakan jenis yang paling banyak kandungan Kalsiumnya yaitu 30 - 50 % dalam bentuk senyawa CaO. Dengan kandungan kalsium yang cukup banyak ini, , Blast Furnace Steel Slag dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan PCC (Precipitated calcium carbonate). Salah satu pabrik yang memproduksi baja di Indonesia adalah PT. Krakatau Steel.
Pabrik ini akan dibangun di Desa Gempolkerep, Kecamatan Gedeg Kabupaten Mojokerto, Jawa Timur. Pemilihan lokasi dengan pertimbangan bahwa dekat dengan sumber biogas, yaitu PT Enero.
Pada tahap pemurnian, gas asam yang dihilangkan adalah H2S dan CO2 sebagai produk samping dari reaksi pembentukan biogas. Gas CO2 harus dihilangkan karena bersifat korosif terhadap logam. Sedangkan H2S harus dihilangkan karena bersifat korosif dan berbahaya bagi lingkungan. Proses Pemurnian H2S menggunakan reactor Fixed Bed yang berisi Laterit Soil yang mengandung senyawa FeO yang dapat mengikat H2S. Proses pemurnian gas metana menggunakan absorpsi kimia dengan menggunakan senyawa Ca(Cl)2. Senyawa Ca(Cl)2 bersumber dari Blast Furnace Steel Slag yang telah dihaluskan dan direaksikan dengan NH4Cl pada Continus Stired Tank. Bubble coloumn digunakan untuk mengontakkan gas CO2 dengan senyawa Ca(Cl)2. Biogas masuk ke bubble column melalui bagian bawah kolom. Gas dikontakkan dengan larutan Ca(Cl)2 yang masuk dari bagian atas kolom. Didalam Bubble Column CO2 bereaksi dengan Ca(Cl)2 sehingaa biogas yang keluar dari bagian atas Bubble Column sudah tidak mengandung CO2 . Gas metana yang keluar dari bubble viii column dialirkan untuk kemudian dinaikkan tekananya dan di turunkan suhunya hingga suhu ambient untuk selanjutnya dimanfaatkan sebagai bahan bakar.
Selain itu, hasil dari reaksi CO2 dan Ca(Cl)2 di dalam bubble column reactor adalah senyawa Ca(CO)3 (Precipitatec Calcium Carbonate) yang selanjutnya akan dimurnikan. Tahap pemurnian PCC (Precipitated calcium carbonate) melibatkan Thickener yang berfungsi untuk meningkatkan kepekatan, Plate and Frame Fiter Press yang berfungsi untuk mengurangi kandungan liquid, dan Rotary Dryer untuk mengeringkan padatan, Ball Mill untuk memecah PCC yang teraglomersai menjadi ukuran yang lebih kecil.
Secara teknis Pabrik Purifikasi Biogas dengan Karbonasi Mineral Ca(OH)2 dari Blast Furnace Steel Slag (Bubble Column Reactor) dengan skala Pilot Plant dapat didirikan di Kabupaten Mojokerto, Provinsi Jawa Timur, dengan Kapasitas biogas terolah 792.000 m3/tahun, yang akan memproduksi 348,60 ton compressed biomethane gas per tahun dan 857,15 ton PCC per tahun, dan pabrik beroperasi secara kontinyu 24 jam/hari, selama 330 hari dalam setahun.
==============================================================================================
Based on the 2016 Indonesia Energy Outlook, fossil energy reserves in 2014 were 3.6 billion barrels of petroleum, 100.3 TCF of gas and 32.27 billion tonnes of coal. But on the other hand, fossil energy is non-renewable energy. With an average GDP (Gross Domestic Product) growth rate of 6.9% per year, energy demand in 2050 could increase to 7.6 times the energy demand in 2014. In the future, energy development will shift from fossil-based energy to the new renewable energy. One of the new renewable energies is biomethane or biogas. Biomethane or biogas is a gas produced by bacteria when organic material undergoes a fermentation process in a reactor (biodigester) under anaerobic conditions.
The government's effort to fulfill natural gas needs is by producing Coal Bed Methane. CBM development, which is currently expected to be in production, still faces many obstacles. Even though shale gas has the potential to be developed, its utilization has not been considered in the 2016 BPPT-OEI because there is no certainty for further exploration. So that biomethane production has good prospects in meeting energy needs in Indonesia. One of the factories that produce biogas in Indonesia is PT. Enero who was in Moojokerto.
On the other hand, PCC (Precipitated calcium carbonate) production requires CO2 in the process. So that CO2, which is a byproduct of biomethane production, can be used directly in PCC production. PCC is calcium carbonate which is produced from the high purity precipitation process. PCC purity in the market is 95-99%.
In the steel-making industry, there is waste produced, namely Steel Slag. Of the several types of Steel Slag, Blast Furnace Steel Slag is the type with the most calcium content, namely 30-50% in the form of a CaO compound. With this sufficient amount of calcium, Blast Furnace Steel Slag can be used as a raw material for making PCC (Precipitated calcium carbonate). One of the factories that produce steel in Indonesia is PT. Krakatau Steel.
The location of the factory must be close to the source of raw materials, so that the operation process can be maintained. In addition, it can reduce transportation and storage costs. The main ingredient of this factory is Biogas, so the factory location is near its parent factory, namely PT. Enero, in Mojokerto.
In the purification stage, the acid gas removed is H2S and CO2 as a byproduct of the biogas formation reaction. CO2 gas must be removed because it is corrosive to metals. Meanwhile, H2S must be removed because it is corrosive and dangerous for the environment. The H2S purification process uses a Fixed Bed reactor which contains Soil Laterite which contains FeO compounds which can bind H2S. The process of purifying methane gas uses chemical absorption using the compound Ca(Cl)2. The Ca(Cl)2 compound is sourced from Blast Furnace Steel Slag which has been mashed and reacted with NH4Cl in a Continus Stired Tank. Bubble column is used to contact CO2 gas with Ca(Cl)2 compound. Biogas enters the bubble column through the bottom of the column. The gas is contacted with the Ca(Cl)2 solution which enters from the top of the column. Inside the Bubble Column CO2 reacts with Ca(Cl)2 so that the biogas that comes out of the top of the Bubble Column does not contain CO2. The methane gas that comes out of the bubble column is flowed and then the pressure is increased and the temperature is lowered to ambient temperature to be used as fuel.
In addition, the result of the CO2 and Ca(Cl)2 reaction in the bubble column reactor is a compound of Ca(CO)3 (Precipitatec Calcium Carbonate) which will then be purified. The PCC (Precipitated calcium carbonate) purification stage involves a Thickener which functions to increase the density, a Plate and Frame Fiter Press which functions to reduce the liquid content, and a Rotary Dryer to dry solids, a Ball Mill to break agglomerated PCC into smaller sizes.
Pre-Design of PT Enero's Biogas Purification Plant with Mineral Ca (OH) 2 Carbonation from Steel Slag (Bubble Column Reactor)
Technically, a Biogas Purification Plant with Mineral Ca (OH) 2 Carbonation from Blast Furnace Steel Slag (Bubble Column Reactor) with a Pilot Plant scale can be established in Mojokerto Regency, East Java Province, with a processed biogas capacity of 792,000 m3 / year, which will produce 348 , 60 tonnes of compressed biomethane gas per year and 857.15 tonnes of PCC per year, and operating continuously 24 hours / day, for 330 days in increments.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Biomethane, Purifikasi, Steel slag |
| Subjects: | T Technology > TP Chemical technology T Technology > TP Chemical technology > TP359 Biogas |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Muhammad Hasbi Ash Shiddiqy |
| Date Deposited: | 17 Aug 2020 03:28 |
| Last Modified: | 04 Jun 2023 14:26 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/77951 |
Actions (login required)
 |
View Item |