Studi Simulasi Dan Eksperimental Pengaruh Variasi Equivalence Ratio Dan Temperatur Udara Inlet Pada Proses Gasifikasi Tongkol Jagung Terhadap Unjuk Kerja Gasifier Tipe Downdraft Berdasarkan Prinsip Energi Dan Eksergi

Primandanu, Gianardo Satria (2021) Studi Simulasi Dan Eksperimental Pengaruh Variasi Equivalence Ratio Dan Temperatur Udara Inlet Pada Proses Gasifikasi Tongkol Jagung Terhadap Unjuk Kerja Gasifier Tipe Downdraft Berdasarkan Prinsip Energi Dan Eksergi. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000159-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan bahan bakar untuk energi di Indonesia tiap tahunnya tercatat semakin meningkat, akibatnya cadangan minyak dan bahan bakar fosil khususnya di Indonesia, semakin lama semakin menurun. Karena itu, solusi untuk mengurangi penggunaan energi fosil, yaitu dengan pemanfaatan energi baru terbarukan, salah satunya adalah Gasifikasi Biomassa. Dari proses gasifikasi akan menghasilkan synthetic gas yang flammable, dan akan digunakan sebagai pengganti bahan bakar fosil. Proses untuk mendapatkan unjuk kerja gasifikasi dapat digunakan analisa kesetimbangan energi, 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 dari gasifier.
Penelitian kali ini bersifat simulasi dan eksperimental. Untuk metode simulasi dengan menggunakan software Aspen Plus V10, sedangkan pada eksperimen reaktor yang digunakan untuk proses gasifikasi adalah reaktor tipe downdraft, karena bahan baku padat dan udara mengalir searah menuju ke dasar reaktor. Diperlukan pengujian untuk mengetahui pengaruh equivalence ratio (ER) dan T udara inlet terhadap unjuk kerja gasifikasi dengan analisa energi dan eksergi. Terdapat 3 variasi T inlet yang diatur dengan menggunakan indirect air heater, sedangkan untuk 5 variasi ER dilakukan dengan mengatur blower dorong menggunakan dimmer, sehingga menghasilkan nilai perbandingan udara-bahan bakar aktual tertentu. Setiap variasi dilakukan pengukuran parameter utama proses gasifikasi, seperti temperatur pada zona gasifikasi, waktu konsumsi biomassa dan untuk mendapatkan hasil komposisi syngas. Dengan penelitian ini diharapkan dapat mengetahui equivalence ratio yang optimal sehingga proses gasifikasi mendapatkan efisiensi yang optimum.
Hasil dari penelitian ini didapatkan nilai LHV tertinggi untuk hasil simulasi, yaitu pada ER 0,2 dengan T inlet 30°C sebesar 5052,65 kJ/kg, dan tertinggi untuk hasil eksperimen sebesar 3736,67 kJ/kg. Peningkatan ER dan T inlet akan menyebabkan penurunan LHV yang linier, akibat dari komposisi senyawa gas yang bersifat flammable semakin menurun. Semakin tinggi ER dan temperatur udara inlet menyebabkan distribusi temperatur setiap zona akan meningkat dan mengakibatkan kenaikan cold gas efficiency, didapatkan hasil tertinggi untuk hasil simulasi pada ER 0,35 dengan T inlet 30°C yaitu sebesar 36,47%, dan untuk hasil eksperimen yaitu pada ER 0,35 dengan T inlet 30°C didapatkan sebesar 53,84%. Sedangkan nilai efisiensi exergy tertinggi untuk hasil simulasi yaitu pada ER 0,2 dan T inlet 30°C, didapatkan nilai sebesar 34,06%, dan untuk hasil eksperimen yaitu sebesar 25,45% pada ER 0,2 dengan T inlet 30°C. Peningkatan parameter T inlet dan ER, serta banyaknya exergy yang hilang di lingkungan, akan membuat temperatur zona oksidasi semakin tinggi yang menyebabkan hasil temperatur output dari exergy physical gas semakin tinggi pada tiap perubahan variasinya, hal ini diakibatkan karena adanya perubahan LHV syngas dan media udara yang semakin banyak, menjadikan irreversibilitas sistem yang terjadi semakin besar, sehingga menyebabkan efisiensi exergy pada proses gasifikasi mengalami penurunan.
====================================================================================================
The need for fuel for energy in Indonesia is recorded to increase each year. Therefore, the solution to reduce the use of fossil energy is the use of renewable energy. One of them is corncob biomass as raw material for the gasification process. The gasification process will produce flammable synthetic gas and will be used as a substitute for fossil fuels. The process to get the gasification performance can be used energy balance analysis, to determine the energy that enters a system in terms of the quality of the energy conversion process, exergy analysis can be used. So, this study uses two analyzes, namely energy analysis, and exergy analysis to determine the performance of the gasifier.
This research uses simulation and experimental methods. In the simulation, using Aspen Plus V10 software, in the experiment, the reactor used for the gasification process is a downdraft type reactor, because solid raw materials and air flow in the same direction to the bottom of the reactor. It is necessary to test to determine the effect of equivalence ratio (ER) and inlet air temperature on gasification performance using energy and exergy analysis. There are 3 variations of the inlet air temperature which are regulated using an indirect air heater, while for the 5 variations of ER, it is done by adjusting the thrust blower using a dimmer to produce a certain actual air-fuel ratio value. Each variation measures the main parameters of the gasification process, such as temperature in the gasification zone, corncob biomass consumption time, and to get syngas composition results, here the author uses a simulation method with Aspen Plus V.10 software by entering data from experiments as supporting data in the simulation process. With this research, it is expected to know the optimal equivalence ratio so that the gasification process gets optimum efficiency.
The results of this study obtained the highest LHV value for simulation results, namely at ER 0,2 with T inlet 30°C of 5052,65 kJ/kg, and the highest for experimental results of 3736,67 kJ/kg. The increase in ER and T inlet will cause a linear decrease in LHV, as a result of the decreasing composition of flammable gas compounds. The higher the ER and the inlet air temperature causes the temperature distribution of each zone to increase and result in an increase in cold gas efficiency, the highest results obtained for the simulation results are at ER 0,35 with T inlet 30°C which is 36,47%, and for the experimental results, namely at ER 0,35 with T inlet 30°C obtained 53,84%. While the highest exergy efficiency value for the simulation results is at ER 0,2 and T inlet 30°C, obtained a value of 34,06%, and for experimental results that is equal to 25,45% at ER 0,2 with T inlet 30°C. The increase in the T inlet and ER parameters, as well as the amount of exergy lost in the environment, will make the temperature of the oxidation zone higher which causes the output temperature of the physical exergy gas to be higher for each variation, this is due to changes in the LHV syngas and air media the more, the greater the irreversibility of the system, causing the exergy efficiency of the gasification process to decrease.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Biomassa, Eksergi, Gasifikasi, Gas Sintetik, Tongkol Jagung, Biomass, Corncob, Exergy, Gasification, Synthetic Gas
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction 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:	GIANARDO SATRIA PRIMANDANU
Date Deposited:	02 Feb 2022 01:41
Last Modified:	02 Feb 2022 01:41
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/92629

Actions (login required)

View Item