Pengaruh Variasi Settingan Suhu Menggunakan Sistem Pengendali Suhu Pada Zona Oksidasi Parsial Terhadap Performa Gasifikasi Tipe Downdraft

Simanjorang, Boris Ficer and Sudarmanta, Bambang (2020) Pengaruh Variasi Settingan Suhu Menggunakan Sistem Pengendali Suhu Pada Zona Oksidasi Parsial Terhadap Performa Gasifikasi Tipe Downdraft. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000146-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Potensi sumber daya biomassa di Indonesia merupakan salah satu yang terbesar dibandingkan negara lain, menurut Kementerian ESDM, potensinya apabila dikembangkan adalah 50 Giga Watt (GW). Biomassa dari limbah perkebunan kelapa sawit adalah salah satu yang dapat dimanfaat menjadi energi terbarukan, dimana luas areal pekerbunan Indonesia mencapai 12,76 juta hektar pada tahun 2018. Gasifikasi adalah tekonologi konversi termokimia biomassa yang dapat mengkonversi biomassa pelepah kelapa sawit menjadi syngas yang kemudian dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif pada mesin diesel dan pembangkit listrik. Gasifier tipe downdraft dipiilh karena memiliki laju produksi tar yang paling rendah. Gasifier tipe downdraft dirancang dengan sistem pengendali suhu yang befungsi untuk dapat mengatur variasi settingan suhu pada zona oksidasi partial. Variasi settingan suhu sangat penting karena dapat mempengaruhi efisiensi energi gasifikasi, laju alir massa syngas dan nilai LHV.Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sistem pengendali suhu yang efektif untuk menghasilkan performa gasifikasi yang baik dan pengaruh dari variasi settingan suhu menggunakan sistem pengendali suhu pada zona oksidasi parsial terhadap performa pada gasifier tipe downdraft.
Penelitian ini dilakukan dengan merancang sistem pengendali suhu yang berfungsi untuk mengontrol suhu yang ada pada zona oksidasi parsial. Pengendalian variasi settingan suhu dilakukan secara otomatis pada GCU (Gasification Control Unit). Perbandingan udara yang masuk pada zona pirolisis, oksidasi, dan reduksi dinyatakan dalam istilah AR (Air mass flow Ratio) senilai 1 : 7 : 2. Sistem pengendali suhu berfungsi mengubah putaran blower agar jumlah udara yang masuk ke dalam reaktor dapat diatur, sehingga menghasilkan jumlah dan komposisi syngas yang baik. Temperatur di tiap zona diukur menggunakan termokopel tipe K yang dipasang disepanjang reaktor. Variasi settingan suhu yang digunakan pada penelitian ini adalah 600 oC, 700 oC, 800 oC, 900 oC, 1000 oC. Laju produksi gas diukur langsung pada tabung pitot outlet. Komposisi syngas dapat ditentukan melalui uji Gas Chromatography, sedangkan untuk efisiensi gas-dingin dan LHV dihitung dari data hasil eksperimen yang dilakukan.
GCU yang dirancang dapat mengendalikan suhu sesuai setting suhu yang ditentukan dan memiliki error dibawah 10%. LHV syngas mengalami peningkatan 62,49 % dari setting suhu 600 oC ke 1000 oC, dimana setting suhu 1000 oC memiliki nilai LHV syngas tertinggi yaitu 4746,82 kj/kg. Efisiensi gas dingin mengalami peningkatan 22,93 % dari setting suhu 600 oC ke 1000 oC, dimana setting suhu 1000 oC memilki nilai efisiensi gas dingin tertinggi seniali 61,23 %. Setting suhu terbaik adalah 1000 oC dengan komposisi CO sebesar 26,12%; H2 sebesar 9,3%; CH4 sebesar 1,32%; CO2 sebesar 8,81%; N2 sebesar 50,02%; dan O2 sebesar 4,33%. Penelitian ini juga menggunakan AR 1:7:2 dengan sistem pengendali suhu mendapatkan nilai LHV dan efisiensi gas dingin senilai 4746,82 kj/kg dan 61,23% (setting suhu terbaik : 1000 oC). Sehingga terjadi peningkatan pada LHV sebesar 4,26 % dan efisiensi gas dingin sebesar 2,85%.
========================================================
The potential of biomass resources in Indonesia is one of the biggest compared to other countries, according to the Ministry of Energy and Mineral Resources, the potential if developed is 50 Giga Watt (GW). Biomass from palm oil plantation waste is one that can be utilized as a renewable energy, where the area of Indonesian plantation reaches 12.76 million hectares in 2018. Gasification is a thermochemical biomass conversion technology that can convert biomass of oil palm fronds into syngas which can then be utilized as an alternative fuel in diesel engines and power plants. Downdraft type gasifier is chosen because it has the lowest tar production rate. The downdraft type gasifier is designed with a temperature control system that functions to be able to regulate variations in temperature settings in the partial oxidation zone. Variation of temperature settings is very important because it can affect the efficiency of gasification energy, syngas mass flow rate and LHV value. The purpose of this study is to design an effective temperature control system to produce good gasification performance and the effect of variations in temperature settings using a temperature control system in the oxidation zone partial to the performance of downdraft type gasifiers.
This research was conducted by designing a temperature control system that functions to control the temperature in the partial oxidation zone. Control of variations in temperature settings is done automatically on the GCU (Gasification Control Unit). The ratio of air entering the pyrolysis, oxidation, and reduction zones is expressed in terms of AR (Air mass flow Ratio) of 1: 7: 2. The temperature control system functions to change the blower rotation so that the amount of air entering the reactor can be regulated, thus producing an amount and good syngas composition. The temperature in each zone was measured using a K type thermocouple installed along the reactor. The temperature setting variations used in this study are 600 oC, 700 oC, 800 oC, 900 oC, 1000 oC. The gas production rate is measured directly at the pitot outlet tube. The composition of syngas can be determined through the Gas Chromatography test, while the efficiency of cold gas and LHV is calculated from the data of experimental results conducted.
The designed GCU can control the temperature according to the specified temperature setting and has an error below 10%. LHV syngas has increased 62.49% from 600 oC to 1000 oC setting suhu, where the 1000 oC setting suhu has the highest LHV syngas value, namely 4746.82 kj / kg. The efficiency of cold gas has increased 22.93% from the 600 oC to 1000 oC setting suhu, where the 1000 oC setting suhu has the highest chilled gas efficiency value of 61.23%. The best temperature setting is 1000 oC with a CO composition at 26.12%; H2 at 9.3%; CH4 at 1.32%; CO2 at 8.81%; N2 at 50.02%; and O2 at 4.33%. This study also used AR 1: 7: 2 with a temperature control system to obtain LHV values and cold gas efficiency values of 4746.82 kj / kg and 61.23% (best setting suhu: 1000 oC). So that there was an increase in LHV by 4.26% and cold gas efficiency by 2.85%.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Gasifikasi, Pelepah Kelapa Sawit, Sistem Pengendali Suhu, Gasification, OPF, Gasification Control System
Subjects:	T Technology > TD Environmental technology. Sanitary engineering > TD195.B56 Biomass energy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	BORIS FICER SIMANJORANG
Date Deposited:	29 Aug 2020 08:23
Last Modified:	21 May 2025 08:09
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/81611

Actions (login required)

View Item