Taufiqullah, Farhan Prima (2021) Studi Eksperimental Pengaruh Equivalent Ratio (ER) Dan Temperatur Udara Inlet Proses Gasifikasi Pelet Kayu Terhadap Unjuk Kerja Gasifier Tipe Downdraft Berdasarkan Prinsip Energi Dan Eksergi. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 02111740000172-Undergraduate_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
02111740000172-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (2MB) | Request a copy |
Abstract
Konsumsi energi di Indonesia terus meningkat dari tahun ketahun, sebagaian energi tersebut berasal dari bahan bakar fosil. Oleh karena itu pemerintah sudah mulai mengeluarkan kebijakan mengenai pemanfaatan energi baru terbarukan. Salah satunya adalah biomassa pelet kayu sebagai bahan baku proses gasifikasi. Gasifikasi adalah proses thermokimia untuk menghasilkan gas yang flammable. Dari proses gasifikasi akan dihasilkan synthetic gas untuk dijadikan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Proses mendapatkan unjuk kerja gasifikasi dapat digunakan analisa kesetimbangan energi, namun untuk mengetahui energi yang masuk ke dalam suatu sistem dari sisi kualitas proses konversi energi dapat menggunakan analisa eksergi. Sehingga penelitian ini menggunakan dua analisa yaitu analisa energi dan analisa eksergi untuk mengetahui unjuk kerja gasifier.
Penelitian ini bersifat eksperimental, karena diperlukan pengujian untuk mengetahui pengaruh equivalent ratio (ER) dan temperatur udara inlet terhadap unjuk kerja gasifikasi dengan analisa energi dan eksergi. Terdapat 5 variasi eqivalent ratio (0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4) yang dilakukan dengan mengatur blower dorong menggunakan dimmer, sehingga menghasilakn nilai air fuel ratio actual tertentu. Sedangkan temperatur udara inlet terdapat 3 variasi (30ºC, 50ºC, 75ºC) yang dilakukan dengan menggunakan indirect air heater. Setiap variasi dilakukan pengukuran parameter-parameter uatama proses gasifikasi, seperti temperatur zona-zona gasifikasi, waktu konsumsi biomassa pelet kayu, laju alir massa, visualisasi warna api, dan temperatur api syngas. Dari parameter yang didapatkan dilakukan komparasi kesamaan beberapa parameter terhadap penelitian terdahulu untuk mendapatkan pengaruh perubahan ER dan temperatur udara inlet terhadap LHV, efisiensi energi dan efisiensi exergy. Dengan penelitian ini diharapkan dapat mengetahui eqivalent ratio yang optimal sehingga proses gasifikasi mendapatkan efisiensi yang optimum.
Hasil dari penelitian ini didapatkan ER optimum pada 0,25 dengan temperatur idara inlet 75ºC berdasarkan distribusi temperatur, visualisasi api syngas dan temperatur api syngas. Untuk mendapatkan nilai komparasi yang tepat digunakan kondisi optimum pada ER 0,3 dengan temperatur udara inlet 30ºC. semakin tinggi ER dan temperatur udara inlet menyebabkan distribusi temperatur setiap zona akan meningkat. Dari hasil komparasi dengan penelitian terdahulu didapatkan nilai LHV syngas, efisiensi energi dan efisiensi exergy akan meningkat seiring peningkatan variasi temperatur udara inlet. Peningkatan ER akan meyebabkan nilai LHV dan efisiensi exergy akan menurun secara linier, sedangkan efisiensi energi akan meningkat hingga mencapi titik optimum, kemudian akan meurun.
========================================================================================================
Energy consumption in Indonesia continues to increase from year to year, part of this energy comes from fossil fuels. Therefore, the government has started to issue policies regarding the use of new and renewable energy. One of them is wood pellet biomass as raw material for the gasification process. Gasification is a thermochemical process to produce flammable gases. From the gasification process, synthetic gas will be produced to be used as a substitute for fossil fuels. The process of obtaining gasification performance can be used for energy balance analysis, however, to determine the energy entering a system in terms of the quality of the energy conversion process, exergy analysis can be used. So this study uses two analyzes, energy analysis and exergy analysis to determine the performance of the gasifier.
This research is experimental, because testing is needed to determine the effect of the equivalent ratio (ER) and inlet air temperature on gasification performance using energy and exergy analysis. There are 5 variations of the equivalent ratio (0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0.4) which is done by adjusting the thrust blower using a dimmer, resulting in a certain actual air fuel ratio value. Meanwhile, the inlet air temperature has 3 variations (30ºC, 50ºC, 75ºC) which are carried out using an indirect air heater. For each variation, the main parameters of the gasification process were measured, such as the temperature of the gasification zones, the time of consumption of wood pellet biomass, the mass flow rate, visualization of the color of the fire, and the temperature of the syngas fire. From the parameters obtained, a comparison of the similarity of several parameters with previous studies was carried out to obtain the effect of changes in ER and inlet air temperature on LHV, energy efficiency and exergy efficiency. With this research, it is expected to find out the optimal equivalent ratio so that the gasification process gets optimum efficiency.
The results of this study obtained the optimum ER at 0.25 with an inlet air temperature of 75ºC based on temperature distribution, syngas flame visualization and syngas flame temperature. To get the right comparison value, the optimum conditions are used at ER 0.3 with an inlet air temperature of 30ºC. The higher the ER and the inlet air temperature, the temperature distribution of each zone will increase. From the results of comparison with previous studies, the value of LHV syngas, energy efficiency and exergy efficiency will increase as the inlet air temperature variation increases. An increase in ER will cause the LHV value and exergy efficiency to decrease linearly, while energy efficiency will increase until it reaches the optimum point, then it will decrease.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | pelet kayu, gasifikasi, unjuk kerja, equivalent ratio, distribusi temperatur, efisiensi energi, exergy, wood pellet, gasification, performance, equivalent ratio, temperature distribution , energy efficiency , exergy |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Farhan Prima Taufiqullah |
| Date Deposited: | 23 Aug 2021 12:53 |
| Last Modified: | 23 Aug 2021 12:53 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/89886 |
Actions (login required)
 |
View Item |