27
1 PENDAHULUAN Termokimia gasifikasi didefinisikan di sini sebagai konversi biomassa menjadi pembawa energi gas dengan cara parsial "oksidasi pada tempeiatures tinggi konversi ini dapat dilakukan dalam jenis reaktor yang berbeda seperti gasifier tempat tidur bergerak dan tidur gasifier cairan.. Gas-gas yang dihasilkan tersirat terutama sebagai gas bahan bakar untuk pembangkit listrik dan pemanasan langsung. Mereka juga dapat digunakan sebagai gas sintesis dalam industri io proses menghasilkan fhethanol atau amonia. Ketika digunakan untuk produksi panas atau listrik, gasifikasi harus bersaing dengan pembakaran langsung dari biomassa atau bahan bakar alterna ¬ tive. Produksi Syng s dari biomassa? Harus dibandingkan dengan produksi dari bahan bakar fosil. 1.1 Mengapa Gasifikasi? Alasan praktis untuk memutuskan gasifikasi biomassa banyak dan mereka sangat tergantung pada keadaan setempat. Sebuah negara akan kurang "ulnerable untuk harga energi tinggi atau kekurangan energi jika memiliki gasifikasi biomassa dengan pembuangan. Selain itu, ada banyak kasus di mana gasifikasi biomassa memiliki keunggulan dibandingkan combus ¬ tion langsung dari biomassa atau bahan bakar fosil. Misalnya generasi skala kecil listrik dapat diwujudkan tanpa perlu siklus uap, . "hanya dengan pembakaran gas di ¬ recipro cating mesin. Pembakaran produsen gas di ada-'boiler ing, kiln., atau tungku bisa sangat menarik. 'Keuntungan lain dari pembakaran langsung adalah bahwa produsen gas dapat dibersihkan dalam unit relatif kompak sebelum pembakaran. Namun, gasifikasi juga memiliki beberapa kelemahan penting. Teknologi ini lebih rumit daripada tion ¬ combus langsung. Gastight padatan penanganan, pembersihan gas, bahan temperatur tinggi dan keselamatan harus memenuhi persyaratan yang lebih parah daripada untuk peralatan pembakaran. Selain itu, konversi biomassa menjadi gas bahan bakar selalu mengarah ke efisiensi termal menurun karena kerugian panas dan konsumsi listrik untuk motor dan blower. Utama ¬ pemeliharaan dan pengoperasian kombinasi gasifier-boiler yang rumit dibandingkan dengan sistem pembakaran langsung dan biasanya membutuhkan perhatian yang lebih operator. Kecil gasifikasi biomassa memiliki reputasi untuk menjadi merepotkan.

1 PENDAHULUAN

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 1 PENDAHULUAN

1 PENDAHULUAN Termokimia gasifikasi didefinisikan di sini sebagai konversi biomassa menjadi pembawa energi gas dengan cara parsial "oksidasi pada tempeiatures tinggi konversi ini dapat dilakukan dalam jenis reaktor yang berbeda seperti gasifier tempat tidur bergerak dan tidur gasifier cairan.. Gas-gas yang dihasilkan tersirat terutama sebagai gas bahan bakar untuk pembangkit listrik dan pemanasan langsung. Mereka juga dapat digunakan sebagai gas sintesis dalam industri io proses menghasilkan fhethanol atau amonia. Ketika digunakan untuk produksi panas atau listrik, gasifikasi harus bersaing dengan pembakaran langsung dari biomassa atau bahan bakar alterna ¬ tive. Produksi Syng s dari biomassa? Harus dibandingkan dengan produksi dari bahan bakar fosil. 1.1 Mengapa Gasifikasi? Alasan praktis untuk memutuskan gasifikasi biomassa banyak dan mereka sangat tergantung pada keadaan setempat. Sebuah negara akan kurang "ulnerable untuk harga energi tinggi atau kekurangan energi jika memiliki gasifikasi biomassa dengan pembuangan. Selain itu, ada banyak kasus di mana gasifikasi biomassa memiliki keunggulan dibandingkan combus ¬ tion langsung dari biomassa atau bahan bakar fosil. Misalnya generasi skala kecil listrik dapat diwujudkan tanpa perlu siklus uap, . "hanya dengan pembakaran gas di ¬ recipro cating mesin. Pembakaran produsen gas di ada-'boiler ing, kiln., atau tungku bisa sangat menarik. 'Keuntungan lain dari pembakaran langsung adalah bahwa produsen gas dapat dibersihkan dalam unit relatif kompak sebelum pembakaran.Namun, gasifikasi juga memiliki beberapa kelemahan penting. Teknologi ini lebih rumit daripada tion ¬ combus langsung. Gastight padatan penanganan, pembersihan gas, bahan temperatur tinggi dan keselamatan harus memenuhi persyaratan yang lebih parah daripada untuk peralatan pembakaran. Selain itu, konversi biomassa menjadi gas bahan bakar selalu mengarah ke efisiensi termal menurun karena kerugian panas dan konsumsi listrik untuk motor dan blower. Utama ¬ pemeliharaan dan pengoperasian kombinasi gasifier-boiler yang rumit dibandingkan dengan sistem pembakaran langsung dan biasanya membutuhkan perhatian yang lebih operator.Kecil gasifikasi biomassa memiliki reputasi untuk menjadi merepotkan. Banyak masalah yang dialami dengan penanganan padatan dan pembersihan gas. Alasan untuk ini adalah sering bahwa hal itu tidak diperlakukan sebagai sistem yang terintegrasi. Bahkan instalasi kecil untuk gasifikasi biomassa tanaman lengkap yang terdiri dari:(1) pretreatment, penyimpanan dan transportasi biomassa;(2) gasifier dengan umpan masuk gastight;

(3) peralatan gas pendingin dan gas terpilih pembersihan; (4) sistem kontrol; (5) perlakuan dan pembuangan residu padat dan cair. 1.2 Sejarah evaluasi Tanaman penghasil gas dirancang sekitar tahun 1850. Setelah 1880 teknologi ditemukan aplikasi yang lebih luas. pabrik gas Produser digunakan di sekitar Perang Dunia Pertama sangat baik dijelaskan dalam literatur (Fisher dan Gwosdz, 1921; Rambush, 1923). Sebagian besar tanaman yang digunakan batubara dan gambut karena mereka berlimpah dan dapat disediakan di bawah spesifikasi tetap. Tanaman ini telah dimodifikasi untuk gasifikasi biomassa di daerah mana batu bara tidak mudah tersedia. Pada periode ini reaktor tempat tidur bergerak gasifikasi digunakan hampir secara eksklusif. Tepat sebelum

Page 2: 1 PENDAHULUAN

Perang Dunia Kedua gasiher tidur Winkler fiuidized dan gasifier tidur Koppers-Totzek entrained dikembangkan untuk batubara (Meunier, 1962). Penerapan sistem gasifikasi kecil ¬ sistem pendokumentasian untuk traksi dianggap pro ¬ bagian besar pada akhir Perang Dunia Kedua. Sekitar 1 juta kendaraan yang didukung oleh woodblocks, gambut, arang atau antrasit (Schlapfer dan Tobler, 1937: Foley dan Barnard, 1983). Ketika minyak dan gas mengambil alih peran dominan predomi ¬ dari kkal dan kayu, pengembangan tanaman gas produser terbatas pada negara-negara dengan keadaan setempat yang luar biasa, seperti Afrika Selatan di mana besar tekanan Lurgi tanaman beroperasi (Hoogendoorn, 1976). Hanya sekitar tahun 1970 bahwa perhatian telah dibayarkan lagi untuk gasifikasi skala kecil biomassa terutama di daerah terpencil mengembangkan ¬ negara berkembang. Beberapa program tahun kemudian penelitian dan pengembangan yang dimulai sebagai lesult dari krisis energi dan kepedulian terhadap lingkungan. Banyak makalah konferensi dan lokakarya dokumen kegiatan tersebut dan pra ¬ mengirim survei yang baik atas R & D terbaru pada gasifikasi biomassa (Strub et al, 1982; IGT, 1983; Institut Beijer, 1985). Baru-baru ini, anggaran untuk R & D serta lebih lanjut commerci penginstitusian dipotong kembali secara dramatis sebagai akibat dari penurunan harga minyak sejak tahun 1981.Tujuan dari bab ini adalah, pertama, untuk menyajikan suatu diskusi singkat tentang prinsip-prinsip dasar gasifikasi biomassa dan reaktor yang dapat digunakan untuk itu. Kedua, keadaan seni gasifikasi biomassa disajikan dan kegiatan komersial dan proyek percontohan dijelaskan. Akhirnya, muncul pertanyaan untuk yang faktor yang penting untuk pelaksanaan sebuah pabrik gas produser lengkap.2 PRINSIP DASAR2.1 GasifikasiGasifikasi biomassa terdiri dari beberapa langkah dasar.(1) Partiai oksidasi biomassa oleh agen gasifying, biasanya udara atau Oz. Pari dari biomassa dibakar untuk C02 dan uap panas yang dihasilkan untuk stens (2). (3). dan (4).(2) Memanaskan dari asi biomassa dan evapor dari wafer.(3) Pirolisis melalui peningkatan lebih lanjut di tem-perature dalam biomassa. Proses sition decompo ¬ terjadi antara 150 dan 500 ° C dan hasil dalam pembentukan produk char dan gas. Komponen yang paling penting dari fasa gas uap air, CO, C02, H2, hidro ¬ karbon, asam format, dan asam asetat. Fraksi hidrokarbon terdiri dari metana untuk ter berat (C!-C36 komponen). Komposisi fraksi ini dapat influ ¬ enced oleh banyak parameter, seperti ukuran Partikel nominal ¬ dari, suhu tekanan bioniass,, kecepatan pemanasan, waktu tinggal, dan katalis (lihat Deglise dan Magne-buku ini, Bab 10 ".(4) Pengurangan komponen gas prod ¬ uced selama langkah (1) dan (3) oleh reaksi endotermik yang kuat. Char dikonversi menjadi karbon monoksida dan juga berkurang menjadi CH4.C + C02 = 2COC + H20 = CO + H2C + 2H2 = CH4 Biasanya mekanisme reaksi komplikasi ¬ kasikan dan tergantung pada proses con ¬ kondisi baik (Meunier, 1962).Hasilnya adalah gas, terutama terdiri dari CO, H2, N2, C02, uap, dan hidrokarbon. Komposisi gas ini bervariasi secara luas dengan sifat dari biomass, agen gasifying, dan kondisi proses. Hal ini dibuktikan dengan nilai pemanasan yang berbeda dari gas dari jenis proses yang berbeda. Dalam praktiknya mereka bervariasi antara 3 dan 33 MJ/Nm3.Karena C, H, 0 rasio untuk berbagai jenis biomassa yang sangat mirip, parameter biomassa utama yang

Page 3: 1 PENDAHULUAN

mempengaruhi komposisi gas produser isi moistuie nya.Ketika biomassa mengandung lebih banyak air, agen lebih gasifying (udara atau 02) diperlukan karena air harus dipanaskan dan menguap. Sebuah gas produser dari biomassa basah mengandung jumlah yang relatif tinggi uap, hidrogen dan nitrogen dibandingkan dengan gas produk dari biomassa kering. Pada prinsipnya kadar air sampai 60% secara basah ¬ admiss ible, tetapi dalam prakteknya angka ini dibatasi hingga 30-50%, tergantung pada jenis reaktor, jika kualitas gas wajar yang akan dihasilkan.Jika udara adalah agen gasifying, gas produser mengandung 40-60% vol.% dari N2. Hal ini dapat dikurangi dengan menggunakan 02 atau udara 02-diperkaya. TNE N2 konten juga bisa menurun sedikit menjadi pemanasan awal agen gasifying. Jika tindakan tersebut menyebabkan keausan tidak dapat diterima dari bahan ponent com ¬ di dalam gasifier tersebut, uap dapat ditambahkan ke agen gasifying. Akibatnya suhu akan menurun karena endo ¬ reaksi termal uap-karbon.Perbedaan dalam kondisi proses sangat tergantung pada jenis reaktor.2.2 ReaktorYang paling banyak digunakan reaktor untuk gasify kation dari biomassa adalah jenis tempat tidur bergerak dan jenis tempat tidur fiuidized.2.2.1 Pindah tempat tidur-counter saat iniThe reaktor unggun bergerak adalah poros vertikal di mana biomassa arus perlahan turun-bangsal sebagai tempat tidur dikemas. Reaktor yang memiliki sistem gastight makan di atas dan sistem pembuangan abu di bagian bawah. The reaktor unggun bergerak digunakan untuk biomassa memiliki aksesi ¬ dimensi 1 sampai 10 cm. Tiga sub-jenis dapat dibedakan: berulang, lawan dan reaktor lintas saat ini (Gambar 1).Para lawan bergerak gasifier tidur adalah reactortype paling sederhana. Gas, diproduksi di zona reduksi, daun reaktor bersama-sama dengan produk pirolisis dan uap dari zona pengeringan. Gas produser kaya hvdrocarbons dan memiliki suhu sekitar 400 ° C. Gas ini dapat digunakan untuk tujuan pemanasan langsung. Jika akan digunakan untuk pembangkit listrik oleh mesin pembakaran internal, itu harus dibersihkan secara menyeluruh. Hidrokarbon dipisahkan berisi tara-mereka juga dapat digunakan untuk pemanasan langsung. Kanal di tempat tidur dapat terjadi oleh kondensasi ter di lapisan atas dari biomassa. Hal ini dinetralkan oleh distribusi bahkan dari agen gasifying, sebuah ¬ rotat ing jeruji untuk menghilangkan abu dan garu atau pokers (Rambush, 1923).2.2.2 Pindah tempat tidur-cocurrentFitur karakteristik reaktor unggun bergerak cocurrent adalah bahwa produk dekomposisi semua dari zona pirolisis dipaksa untuk melewati zona oksidasi. Dengan demikian mereka akan diubah menjadi hidrokarbon yang lebih rendah dan berat molekul rendah gas, seperti CO dan CH4. Produk daun gasifier pada 700 ° C dan berisi sekitar 1 g/Nm3 dari ter. Untuk alasan ini sangat menarik untuk menggunakan gas ini untuk mesin pembakaran dalam. Namun, pembersihan gas sebelumnya selalu diperlukan.Poros dari tempat tidur ¬ tor bergerak cocurrent reaksi sering terbatas pada tingkat dari zona oksidasi. Dengan cara ini pirolisis prod ucts ¬ dipaksa untuk melewati satu terkonsentrasi

Page 4: 1 PENDAHULUAN

zona suhu tinggi untuk mencapai dekomposisi lengkap. Kelemahan seperti zona oksidasi terkonsentrasi adalah bahwa karena suhu tinggi slagging atau cindering abu mungkin terjadi. Sebagai hasilnya, abu akan memblokir area terbatas dan saluran dapat dibentuk. Continuous Grates abu berputar atau bagian bergerak lainnya sering merupakan solusi untuk jenis masalah. Skala dari tempat tidur bergerak cocurrent sulit jika area terbatas harus dipertahankan. Kelemahan utama dari reaktor ini atas lawan jenis adalah temperatur outlet gas yang tinggi dan membakar lebih rendah dari abu, sehingga menghasilkan efisiensi yang lebih rendah (Groeneveld, 1980; Hos dkk, 1980; Groeneveld et al, 1983).Gas yang dihasilkan oleh sebuah tempat tidur yang bergerak lintas-saat gasifier'has komposisi dan mendatang suhu di suatu tempat di antara nilai parameter yang sesuai dari gasifiers counter dan cocurrent. Reaktor lintas saat ini ditemukan sedikit aplikasi (Rambush, 1923) dan tidak menawarkan keuntungan lain dari yang baik-meability per tempat tidur. Itu digunakan terutama untuk arang sebagai bahan baku. Saat sebuah 3 reaktor MPa tidur bertekanan lintas-saat bergerak diselidiki oleh Foster Wheeler (-Beenack ers dan van Swaaij, 1984). Dalam reaktor fluidized bed tempat tidur panas partikel pasir adalah disimpan di bawah gerak konstan oleh uap, agen gasifying atau gas inert (Gambar 1). Gas fluidisasi disalurkan melalui nozel di bagian bawah dan biomassa bisa diberi makan dalam di bagian atas tempat tidur serta bagian bawah. Hasilnya adalah suhu tinggi seragam di ranjang 800-1000 ° C. Gas produk memiliki suhu yang sama dan biasanya ii mengandung jumlah kecil tar dan jumlah besar partikel abu. The fluidized bed digunakan untuk biomassa memiliki dimensi 0,1-1 cm. Memiliki throughput agak lebih tinggi per satuan volume reaktor dari tempat tidur bergerak. Kekurangan adalah outlet temperatur gas yang tinggi dan kadang-kadang kelelahan agak miskin disebabkan oleh entrainment dari denda arang. Pembentukan abu di tempat tidur dan sedimentasi partikel abu di bagian hilir sering dilaporkan. Karena biomassa rendah terus di tempat tidur sulit untuk menjaga kondisi proses, dan dengan demikian sistem kontrol yang lebih kompleks daripada untuk memindahkan reaktor tidur. Skala-up yang mudah karena penyaluran tidak menjadi masalah (Bridgewater, 1984).

2.2.4 Lain konfigurasijenis reaktor lain yang dapat diterapkan untuk gasifi-kation dari biomassa, seperti kiln berputar dan tungku perapian ganda. Keduanya memiliki kelemahan kontak terbatas antara gas dan fasa padat. Namun, kendali aliran padatan yang sangat baik. Kiln berputar memiliki reputasi buruk karena kegagalan proyek Landguard untuk limbah padat kota di Baltimore (Helmstetter, 1978). Karena bahan inert dan isi segelas biomassa lebih rendah daripada untuk limbah padat kota, slagging tidak mungkin terjadi. reaktor tempat tidur entrained telah dirancang untuk partikel batubara yang sangat halus, tetapi mereka belum diterapkan pada biomassa untuk alasan praktis. Sebuah fluidized bed untuk biomassa dengan rasio padatan tinggi daur ulang, yang disebut cepat fluidized bed, dikembangkan di Finlandia (Engstrom dan Ahlstrom, 1980).2.2.5 parameter bahan baku utamaUntuk semua jenis reaktor makan teratur biomassa dan pemindahan abu adalah penting. Pembentukan terak dan abu dapat ¬ pra vented oleh distribusi yang baik dari agen gasifying, bagian yang bergerak di tempat tidur, ¬ tion uap injec dan membatasi waktu tinggal abu dalam reaktor. Berfungsinya reaktor sangat tergantung pada sifat biomassa, pertama, ukuran, bentuk, kelembaban con ¬ tenda dan distribusi ukuran semuanya penting. Dari mereka waktu tinggal dan mengalir dari zat padat, dan sering juga pressure drop, ditentukan. Kedua, jumlah inerts dan bagaimana mereka dicampur dengan biomassa

Page 5: 1 PENDAHULUAN

pengaruh pembentukan terak atau abu. Sebuah jumlah kecil dari bumi menempel pada permukaan luar malai biomassa dapat menyebabkan slagging lebih parah daripada kadar abu yang tinggi di dalam partikel.2.2.6 MeringkasBiomassa memiliki kandungan abu kurang dari 2% menurut beratnya dan kadar air sampai 30% berat umumnya cocok untuk gasifikasi.(1) fluidized bed digunakan terutama untuk biomassa memiliki dimensi 1-10 mm dan tempat tidur bergerak untuk 10-100 mm.(2) lawan bergerak tempat tidur sederhana dalam operasi dan menghasilkan gas 400 ° C dengan kadar tar tinggi.(3) Tempat tidur bergerak cocurrent sederhana dalam operasi dan menghasilkan gas 700 ° C dengan kadar tar rendah.(4) fluidized bed lebih sulit dalam oper-asi, menghasilkan gas 700-900 ° C dengan kadar tar rendah atau menengah dan dapat menangani lebih luas biomassa.3 gasifier APLIKASIGas yang dihasilkan dari biomassa dapat digunakan untuk produksi panas dan listrik. Dalam kasus ini agen gasifying biasanya udara. gas ini dapat digunakan juga sebagai syngas baru untuk produksi metanol, amonia atau substi gas alam ¬ tute. Hal ini membutuhkan gas bebas dari inerts N2 dan lainnya. Gasifikasi dengan 02 adalah metode biasa, tetapi teknik lain yang tersedia juga.3.1 langsung pemanasanSetelah penghapusan abu dan partikel char dalam siklon satu atau lebih, gas produser bisa dipecat dalam kiln, oven atau tungku untuk pro ¬ produksi uap air atau panas atau untuk kalsinasi atau operasi memanggang. Retrofitting peralatan tion combus ¬ yang mungkin dan tidak selalu menyebabkan derating. Potensi kerugian di bagian radiasi seringkali dikompensasi oleh peningkatan perpindahan panas di bagian konvektif (Beenackers dan van Swaaij, 1984). Payback kali tampaknya menarik (Foley dan Barnard, 1983). Pendirian com ¬ pletely baru 0,38 gasifier MW / combi boiler ¬ bangsa dihitung akan lebih murah daripada sistem pembakaran langsung. Akhirnya, gas pro ¬ ducer dapat digunakan untuk pengeringan tujuan, misalnya untuk pengeringan dari biomassa basah untuk gasifikasi.

3.2 Power generasiSelain ketel uap, uap mesin atau daya turbin dapat dihasilkan oleh ¬ tion combus gas dalam mesin pembakaran internal atau turbin gas. Untuk tujuan ini gas harus dibersihkan secara menyeluruh. Untuk digunakan dalam mesin reciprocating gas harus mengandung kurang dari 20 mg/Nm3 dari konstitusi debu dan tar ¬ Ent. Partikel, terutama yang memiliki dimensi ¬ aksesi lebih dari 3 ym harus dihilangkan. Sekitar 0,8 kWh listrik bersih un ¬ diciptakan dari satu kilogram biomassa udara kering. Hal ini dimungkinkan untuk mengubah standar percikan pengapian dan mesin diesel, perubahan sederhana dan biasanya hanya terbatas pada barang-barang seperti sistem asupan gas, mixer gas-udara, dan busi. Nilai panas rendah gas / hasil campuran udara di 30-40% derating mesin maupun ¬ mally didorong oleh bensin, hal ini diatasi dengan supercharging. Sebuah mesin diesel menunjukkan derating jauh lebih kecil dari 10% karena rasio kelebihan udara yang tinggi, tetapi mereka selalu membutuhkan quantiiy kecil minyak solar untuk penyalaan campuran / gas udara. Kuantitas ini lebih kurang-mately 15% dari

Page 6: 1 PENDAHULUAN

masukan energi maksimal. Jika sistem pembersihan gas dirancang dengan baik tidak akan ada memakai exira atau pemeliharaan bagian-bagian mesin. Banyak data pada mesin melakukan Ance ¬ dan adaptasi telah dilaporkan (Schlapfer dan Tobler, 1937; Dennetiere, 1977; SERI, 1979; Mahin, 1984).unit bergerak untuk pembangkit listrik mungkin secara ekonomis sampai dengan 1 MWe, tetapi banyak tergantung pada faktor-faktor spesifik lokasi (Beenackers dan van Swaaij, 1984). sistem gas Produser untuk traksi hanya digunakan di daerah terpencil, di mana memakan waktu operasi dan pemeliharaan yang seimbang dengan harga BBM yang tinggi.Meskipun turbin gas, terutama di combi-negara dengan sistem gas produser bertekanan, tampaknya sangat menarik untuk asi un ¬ daya, tidak ada terobosan telah terjadi sampai hari ini. Karena disukai untuk api gas panas langsung ke dalam ruang pembakaran, pembersihan gas panas yang sangat efektif diperlukan. Sebuah turbin gas tidak hanya sensitif untuk partikel tetapi juga untuk menyerang komponen fasa uap seperti kalium oksida, phides ¬ sul, dan klorida.3.3 syngas untuk metanol dan amoniaSecara umum gas yang dihasilkan dari biomassa harus menjalani perawatan yang luas dan pro ¬ cessing sebelum sangat cocok untuk produksi metanol. Ter, asam, komponen sulfur, dan partikel harus dihilangkan untuk mendapatkan kemurnian gas sintesis yang tinggi. Fraksi komponen gas inert harus dipisahkan dan ini sering diperlukan untuk menyesuaikan rasio H, untuk CO dan C02 dengan katalis untuk memperoleh gas dengan ide! komposisi untuk produksi metanol pro ¬. Persamaan reaksi:CO + 2H2 = OH, OH C02 3H2 f = CH, OH + H20Karena metanol produksi di piants komersial menghasilkan gas sintesis dari batubara telah beroperasi selama bertahun-tahun teknologi ini dianggap terbukti (Hoogendoorn, 1976). Beberapa metanol dari biomassa proses-proses pro ¬ berada dalam fase demonstrasi. Jika produsen gas digunakan untuk produksi amoniak, pengolahan hilir yang sama yang luas diperlukan. Dalam hal ini komposisi gas harus hampir sepenuhnya bergeser dari CO ke H2. Persamaan reaksi:3H2 + N2 = 2NH3Gasifikasi dengan udara 02-diperkaya tampaknya cocok. Tidak ada tanaman yang direncanakan, mungkin karena ekonomi yang kurang baik.3.3.1 Pengganti gas alamSuatu gas CH4-kaya dihasilkan oleh methanation gas produk selama atau setelah gasifikasi. Persamaan reaksi:CO + 3H2 = CH4 + H20Biasanya katalisis dan tekanan tinggi digunakan. Proses ini telah ditunjukkan untuk batubara oleh Exxon (Furlong, 1979) Proses untuk kayu diuji pada skala laboratorium (Babu, 1980; Dubois, 1982).3.4 Situs-faktor spesifikThe diffeiences utama dibandingkan dengan bahan baku lain, seperti batubara atau minyak, kepadatan energi yang rendah dari biomassa dan tidak adanya jaringan distribusi untuk biomassa. produksi lokal dan transportasi biomassa harus diorganisir sedemikian rupa bahwa pasokan untuk pabrik gas produser dijamin. Biaya Biomassa dapat bervariasi-itu dapat tersedia sebagai bahan limbah murah dari pabrik

Page 7: 1 PENDAHULUAN

melihat atau sebagai potongan pohon dari hutan. Di sisi lain ketika diproduksi oleh budaya pendek intensif metode rotasi harga untuk chip kayu disampaikan berada di urutan $ 2,5 / GJ (Klass, 1980). menggunakan biomassa Daerah untuk tujuan lain mungkin bersaing. subsidi lokal yang berkaitan dengan bahan baku alternatif atau investasi juga harus tidak dilupakan. Jika impor dan transportasi batubara atau minyak yang mahal, proses konversi biomassa mungkin berada dalam posisi yang menguntungkan-hal ini sering terjadi di negara-negara berkembang. Namun, perlu bahwa tanaman harus dirancang untuk operasi dan pemeliharaan dalam kondisi yang sulit. Teknis dan implementasi sosial adalah sangat penting bagi keberhasilan proyek. Faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan adalah ity ¬ necess persiapan biomassa dan kehadiran di situs peralatan untuk penyimpanan, pengurangan ukuran, dan pembakaran. Akhirnya, berbeda ¬ disebabkan oleh perbedaan dalam undang-undang lingkungan dari satu negara ke negara lain dapat menjadi faktor penting. Hybrid pilihan kadang-kadang disukai oleh keadaan setempat. Jika gasifikasi biomassa dikombinasikan dengan gas alam reformasi, gas sintesis untuk produksi metanol dapat dihasilkan tanpa perlu reaktor pergeseran (Rock, 1982).4 TEKNOLOGI PELAKSANAANSaat ini unit lengkap dipasok oleh sejumlah besar perusahaan. Mereka dibagi ke dalam unit kecil dan menengah. Di bawah 1 MW kapasitas termal unit digunakan terutama untuk pembangkit listrik. Ini dipilih sebagai kriteria untuk menunjuk mereka sebagai unit-unit skala kecil. Lebih dari 1 MW thermal unit mendominasi dalam aplikasi pemanasan langsung. unit skala besar memiliki lebih dari 40 MW termal output. Ini adalah ukuran dimana produksi metanol menjadi kepentingan. Mereka belum diterapkan untuk biomassa.4.1 Kecil unitSurvei adalah disajikan pada Tabel 1 unit kecil yang tersedia secara komersial atau dalam fase demonstrasi. Hal ini sangat sulit untuk memberikan data tentang keandalan dan daya tahan, karena jumlah unit yang baru saja mencapai akhir fase pembangunan. Selain itu, banyak unit skala kecil yang dipasang di ateas terpencil.Jenis reaktor yang paling umum digunakan adalah tempat tidur bergerak cocurrent, karena unit yang digunakan untuk pembangkit listrik atau traksi dan gas tar-bebas adalah diperlukan untuk ini kation ¬ appli (Gambar 2). Ratusan unit sederhana untuk charcoal diproduksi setiap tahun di Brazil dan Filipina untuk aplikasi pedalaman. Di Eropa dan Amerika Utara sederhana jumlah unit yang diproduksi untuk ekspor ke negara devel ¬ mengembangkannya. aplikasi Pedalaman sering diarahkan pengurangan on-site limbah. Misalnya, kayu limbah dari sebuah pabrik gergaji bisa digunakan untuk produksi listrik untuk pabrik itu.Umumnya gasifiers tidur klasik bergerak berfungsi dengan baik dengan hav ¬ arang dan biomassa ing dimensi 10-100 mm, jika konten abu di bawah 6% berat secara kering dan kadar air di bawah 25% pada basis basah. Lebih disukai untuk menjaga kadar abu di bawah 2%. Contohnya adalah kayu balok, kayu chips kasar, batok kelapa, dan jagung tongkol. Pilihan antara arang dan kayu sangat tergantung pada sikap ¬ sirkum lokal. Selama produksi arang sekitar 60% dari nilai pemanasan kayu yang terbuang. Namun, produksi gas tar-bebas dari charcoai sederhana dan substansial menurunkan biaya investasi di dalam gasifier dan peralatan pembersih gas. Waktu yang diperlukan untuk pemeliharaan juga menurun. Ketika ada jaringan distribusi untuk arang, sering kali bahan bakar lebih dipilih daripada kayu.Hampir semua unit hingga 100 kg / jam tangan dimuat biomassa. Penuh tanaman produsen gas

Page 8: 1 PENDAHULUAN

otomatis dipasang terutama di negara-negara industri. Komponen internal gasifi-ers dapat terdiri dari baja sederhana Weli sebagai baja tahan panas dan keramik, ini yang ditentukan oleh servis dan per ¬ ketersediaan tampak dalam persentase operasi. Suatu gas pembersihan menyeluruh sistem adalah sangat penting untuk internasional! pembakaran mesin. Tar dan debu ¬ ticles nominal lebih besar dari 3 musi pm dihapus sepenuhnya dan lebih disukai untuk memiliki tidak lebih dari 10 mg/Nm3 debu. Siklon diikuti oleh sistem pembersihan basah atau kering digunakan. Komposisi gas yang dihasilkan dari kayu dan arang ditunjukkan pada Tabel 2.Konsumsi energi internal unit bervariasi dari 1 sampai 10% dari total listrik yang dihasilkan, ini menjadi sangat tergantung pada apakah atau tidak penggemar gas yang digunakan. Pada tingkat harga energi saat ini, umumnya waktu pengembalian modal untuk sistem skala kecil terlalu lama untuk memberikan keuntungan yang wajar. Mereka hanya bisa dibenarkan dalam kondisi baik ¬ con spesifik, seperti daerah-daerah terpencil dengan harga minyak yang tinggi, ketersediaan limbah dengan nilai ekonomi yang negatif atau sebagai akibat dari kebijakan administratif (Foley dan Barnard 1983;. Mahin, 1984). Generasi pertama dan kedua teknologi ¬ nology (Reed 1979, 1980) membutuhkan mempertimbangkan peningkatan ¬ mampu sehubungan dengan skala-up, pencegahan penyaluran, dan untuk meningkatkan fleksibilitas bahan bakar untuk biomasa memiliki abu tinggi atau isi denda (Groeneveld et al, 1985 ).4.2 Menengah unitSkala menengah-unit telah dikembangkan untuk tujuan pemanasan langsung dan untuk produksi metanol (Gambar 3). Pada skala ini ¬ cocur Iklan tidur bergerak diganti dengan tempat tidur bergerak kontra-saat ini dan fluidized bed gasifier, pertama, karena kandungan tar dalam gas produk ada masalah untuk pemanasan langsung, dan kedua, karena skala-up yang mudah .Untuk langsung udara pemanas unit digunakan sebagai agen gasifying. Ini skala yang lebih besar memerlukan operasi sepenuhnya otomatis dan bahan tahan panas keramik atau sering digunakan. Sistem yang paling sederhana terdiri dari gasifier diikuti oleh topan panas dan pembakar gas panas. Tergantung ¬ ing pada jenis reaktor gas produser dipasok ke burner pada suhu 300-800 ° C. Dalam sistem yang ada burner harus dikonversi atau diganti. Tingkat debu dalam gas produser mungkin dua atau tiga kali lebih besar dari standar emisi, karena dilusi terjadi selama pembakaran pro- cess. emisi Gas ini tidak masalah karena biomassa memiliki kandungan ¬ ide sulfur dan klor rendah. Komposisi gas produser didinginkan sangat mirip dengan nilai yang diberikan dalam Tabel 2, dengan pengecualian ¬ hidro karbon. Persentase senyawa CH4 dan lebih tinggi dapat mencapai 10% dengan volume pada biaya CO dan H2. Akibatnya gas dengan kepadatan energi yang lebih tinggi diperoleh. Bagaimana ¬ pernah, larutan ter, bersama-sama dengan partikel debu, dapat mengakibatkan menjatuhkan berat perpipaan. Tempat tidur bergerak countercurrenl menerima biomassa dengan spesifikasi agak lebih luas daripada reaktor cocurrent. Dalam unit komersial gasifikasi limbah kayu dengan dimensi ¬ aksesi 10-100 mm, kadar air hingga 40% berat (basis basah), dan isi abu 2% (basis kering). Jika hasil kelembaban tinggi dalam membangun struktur ¬ tempera reaktor terlalu rendah, 02 dapat ditambahkan ke agen gasifying (Hummelsiep dan Funk, 1980). Sebuah operasi slagging dengan 02 juga mungkin (Fisher et al, 1976.). The gasifier lawan juga kurang sensitif terhadap penyaluran daripada tipe cocurrent. Pengembangan kerja pada gasifier counter-saat ini sedang dilakukan ¬ komersial cially-itu bertujuan untuk meningkatkan ketersediaan operasi (Jackson, 1982; Sirois dan Cal Houn ¬, 1985). The fluidized bed gasifier adalah pra ¬ sungguh cocok untuk biomassa halus, seperti

Page 9: 1 PENDAHULUAN

serbuk gergaji, serutan, sekam, jerami dan debu sabut. kadar air tinggi, hingga 50% berat (basis basah) dan berbagai ukuran partikel yang dapat diterima; isi abu hingga 20% juga dapat diterima, kecuali mereka mengandung komponen rendah mencair ¬ ing. Gas produser mengandung ter lebih dari tempat tidur bergerak cocurrent, tapi kurang dari tempat tidur lawan bergerak. Memiliki suhu 800 ° C, yang merupakan kelemahan ¬ cal praktis. Karena sistem controi sangat rumit, tempat tidur fluidisasi hanya kepentingan untuk unit menengah dan skala besar. Pengembangan kerja diarahkan desain unit murah (Moreno dan Goss, 1983).Sistem Pyroflow disebutkan dalam Tabel 3 adalah yang cepat beredar tidur cairan, juga dikembangkan untuk batubara. carryover ini didaur ulang ke tempat tidur melalui siklon dan throughput yang lebih tinggi per satuan volume reaktor diperoleh.Metanol 4.3 sintesisUntuk produksi metanol dari biomassa, 02 atau 02/steam campuran digunakan sebagai agen gasifying. Meskipun teknologi ini terbukti untuk batubara, ia hanya mencapai fase demonstrasi untuk biomassa. Jenis reaktor yang sama dapat digunakan dan spesifikasi untuk biomassa adalah ident ical. Komplikasi yang hanya timbul dari hot spot dekat titik injeksi O, menyebabkan fenomena slagging atau memakai berlebihan lapisan. Kepadatan energi dari gas adalah dua kali lipat dibandingkan dengan gasifikasi udara. Karena sintesis metanol dilakukan sekitar 6 MPa, gasifikasi bertekanan jelas. komposisi gas Dilaporkan dua tanaman pilot fluidized bed diberikan dalam Tabel 4.Persentase CH4 tinggi adalah disadvan ¬ tase dan hilir versi ¬ katalitik atau termal con diperlukan. Lurgi berkembang cepat beredar fluidized bed (Lindner dan Reimert, 1982) pada 30 MPa dan beroperasi di ¬ ing suhu tinggi untuk mendapatkan kadar CH4 sangat rendah dalam gas produser. Sebuah proses pra ¬ sently digunakan untuk metanol dari lignit pada 1 MPa adalah tempat tidur HTW cairan (Franken et al, 1980.). Mungkin dapat dengan mudah diterapkan pada biomassa.Karena produksi 02 mahal, banyak perhatian dicurahkan pada gasifikasi di ranjang fluidized ganda, dimana penggunaan 02 dapat dihindari.Panas untuk gasifier yang disediakan oleh pasir panas yang berasal dari ruang bakar tersebut. dimana pasir yang relatif dingin dipanaskan oleh pembakaran char dengan udara. Gasifikasi dan fluidisasi di dalam gasifier ini disebabkan oleh uap dan / atau daur ulang atau gas produser (Gambar 4). Viabilitas teknis dibuktikan oleh proses Tsu-kishima (Igarashi, 1984) untuk limbah padat kota dan oleh Columbus Batelle cess pro ¬ (Feldman, 1981). Kandungan tar tinggi dari gas produser adalah suatu kerugian dan membuat gas hilir luas pembersihan diperlukan. Sebagian rentan dari sistem tempat tidur ganda fluidized adalah aliran padatan intensif. Untuk mengurangi aliran padatan upaya sedang dilakukan untuk menguji thai padatan dapat membawa O terikat secara kimia, atau panas. Contohnya adalah proses akseptor C02 (Lancet dan Cuiren, 1982). Dengan decal-cining kalsium oksida kalsium karbonat di dalam gasifier itu, 75% dari panas yang diperlukan diberikan. Karbonat kalsium dikalsinasi lagi di ruang bakar tersebut. Contoh kedua adalah proses donor 02 dari Exxon, yang sedang diselidiki oleh Weilman / Brown (Bickle et ai, 1982). Dalam kalsium bakar phide ¬ sul teroksidasi untuk suiphate kalsium dan dalam gasifier kalsium sulfat direduksi menjadi caicium sulfida oleh CO dan H2. Viabilitas teknis dari proses ini akan tergantung kuat pada laju erosi dan motivasi yang ¬ deacti dari pembawa panas.Penelitian dan pengembangan metanol dari biomassa sedang dirangsang untuk mengurangi

Page 10: 1 PENDAHULUAN

ketergantungan pada bahan bakar impor. The EEC telah aktif di bidang ini sejak tahun 1980. Tampak bahwa produksi metanol kompetitif dengan harga metanol saat ini pada tingkat produksi 500 ton per hari. Hal ini dipertanyakan apakah tingkat ini adalah realistis. Tingkat dari 100 ton per hari tampaknya lebih mungkin (Beenackers dan van Swaaij, 1984). daerah Remote dengan harga bahan bakar biomassa tinggi dan biaya rendah produksi sering memberikan perspektif yang lebih menguntungkan ¬ tive. Juga armada kendaraan dapat dikonversi menjadi metanol, terutama ketika mengemudi dis tances pendek sehingga tidak termasuk perlunya jaringan distribusi mahal.Akhirnya, terbukti dari Tabel 3 bahwa beberapa proses sampah sedang dalam pengembangan. Setidaknya sepuluh sistem skala medium uraian dimulai pada tahun 1960 dan kemudian ter menghalau pada akhir 1970-an karena operasi ini ternyata jauh lebih sulit dari yang diharapkan. Sebagian besar masalah disebabkan oleh variasi dalam komposisi limbah dan dengan pembentukan terak atau abu. The asi ¬ memanfaatkan tanaman teknis keberhasilan Purox dan Tsukishima juga dianggap terlalu mahal.S SISTEM SELEKSIPemilihan dimulai dengan jenis biomassa yang tersedia. Jika zat tersebut kasar, 10-100 mm, gasifiers tidur bergerak digunakan. Untuk tujuan pemanasan langsung reaktor counter-saat ini adalah solusi yang paling sederhana. Untuk pembangkit listrik tor ¬ cocurrent reaksi diterapkan sampai sekitar 300 kW. Output yang lebih tinggi dapat diwujudkan dengan sistem paralel atau dengan reaktor lain yang mempunyai sistem pembersihan gas yang intensif. Ekonomi yang menentukan. Reaktor cocurrent dapat menangani biomassa dengan kandungan abu hanya terbatas, maksimal 6% basis kering. Kelembaban lebih dari 30% pada hasil basis basah dalam gas yang tidak cocok untuk mesin pembakaran internal. Reaktor lawan lebih fleksibel. Biomassa dengan kadar abu 20% tampaknya akan diterima, namun ada sedikit ¬ oper Ating pengalaman dengan biomassa tersebut. Kadar air hingga 50% dapat diterima jika gas akan digunakan untuk tujuan pemanasan langsung.Jika biomassa baik-baik saja, 1-10 mm, hanya fluidized bed sesuai dan bahkan 20% abu dan kelembaban 50% dapat diterima jika GSS digunakan untuk tujuan pemanasan langsung. Karena sistem kontrol mahal, gasifiers fluidized bed tampaknya komersial dari bunga selama 3 output MW termal.Pengeringan, penyaringan, dan pengurangan ukuran adalah pilihan yang dapat dipertimbangkan untuk menyesuaikan kadar abu dan kelembaban. Meningkatkan ukuran partikel biomassa oleh mesin pelletizing jarang solusi, karena pelet yang paling membengkak dan berantakan di perapian.Harus ditekankan bahwa kebanyakan laki-laki ¬ unit disebutkan pada Tabel 1 dan 2 telah mencapai tahap komersial baru-baru ini. Sering berhasil ¬ kemampuan, servis, dan fleksibilitas sehubungan dengan biomassa harus ditingkatkan con ¬ siderably. Untuk tujuan ini keterampilan teknik profesional sangat diperlukan.Produksi metanol, amonia atau SNG hanya masuk akal di bawah sangat spesifik kondisi-kondisi. Hal ini sangat tidak pasti apakah pemerintah-pemerintah yang didanai program metanol akan menyebabkan komersialisasi lebih lanjutSebuah wawasan yang lebih rumit ke dalam faktor-faktor yang terlibat dalam pemilihan sistem dan implementasi disajikan di bawah ini.5.1 Penerapan pertimbanganSecara umum kebutuhan gasifikasi biomassa harus dinilai dengan melakukan studi kelayakan di

Page 11: 1 PENDAHULUAN

mana produksi yang diperlukan pemilihan umum-tricity, panas atau metanol harus ditetapkan, serta jumlah jam produksi per hari atau per musim, puncak, rata-rata , beban dan minimum, dan kualitas produk. Kualitas dinyatakan sebagai, misalnya quency, ¬ fre dan stabilitas pasokan eltctricity, atau bisa kemurnian metanol.biomassa cukup harus tersedia untuk memenuhi tuntutan. harga Biomassa, periode panen, jarak transportasi, quaiity jalan dan kondisi cuaca lokal harus diperhitungkan. Bersaing menggunakan biomassa di piesent, dan di masa depan, misalnya sebagai bahan baku untuk ternak, harus dievaluasi. kontrak jangka panjang adalah penting untuk menjamin harga biomassa cukup stabil dan pasokan.Angka-angka perkiraan berikut dapat digunakan untuk memperkirakan jumlah biomassa diperlukan: 1 kg biomassa udara kering memberikan:3-3,6 kWh panas, atau 0,7-0,9 kWh listrik ditambah 1,4 kWhpanas; atau 0 3-0,4 kg metanol.Selain proses-proses ekonomi alternatif ¬ pro, kelayakan ekonomi sangat influ ¬ enced oleh peraturan lokal seperti bea impor, rezim subsidi, mata uang pol es ¬ asing, dllData teknis harus berkumpul pada kemampuan memanfaatkan minyak, air, listrik, peralatan dan keterampilan personil, serta pada iklim dan sifat dalam biomassa.Biomassa 5.1.1 propertiDengan meningkatnya kadar air biomassa, fraksi komponen yang berguna di gas berkurang. Hal ini juga sangat praktis yang biomassa basah, lebih dari 30% kelembaban pada basis basah, memiliki karakteristik aliran buruk dan tangan-ling. Pengaruh musim dan lokasi harvestng dapat menyebabkan besar disebabkan oleh perbedaan ¬ berbeda di kadar air.Konstituen anorganik dari biomassa itu sendiri diserap ke dalam matriks karbon. Jika isi dari konstituen tersebut di bawah 6% menurut beratnya dari basis kering, pembentukan terak atau abu selama gasifikasi tidak mungkin terjadi, kecuali hampir sepenuhnya terbakar habis abu terkena suhu 5 = 1000 CC. Ketika ada keraguan hal ini selalu berguna untuk mencegah ¬ tambang kuantitas dan titik leleh abu, dan untuk membandingkan ini dengan angka sebelumnya yang telah diterima untuk tor ¬ reaksi yang bersangkutan. Lebih bermasalah adalah konstituen inert seperti batu, logam, pasir, dan kaca. Batu dan logam menyebabkan kerusakan besar pada sistem persiapan biomassa, sistem makan, dan gasifier tersebut. Mereka harus dipisahkan dari biomassa. Hanya pilot plant uji minimal 24 jam memberikan indikasi apakah suatu kuantitas tertentu dari komponen inert dapat diterima.Dari unsur klorin, hadir sulfur dan nitrogen dalam biomassa, hidrogen klorida, hidrogen sulfida dan amonia dapat terbentuk selama gasifikasi. Hal ini dapat menyebabkan korosi di dalam gasifier dan menuruni sistem sungai ¬. Untungnya biomassa hanya berisi sejumlah kecil unsur-unsur (misalnya jauh lebih sedikit daripada di batubara) dan tidak ada langkah-langkah khusus harus diambil untuk mencegah cor rosion ¬ atau polusi udara. Jika limbah padat, seperti plastik, karet atau kulit, dicampur dengan biomassa, ada alasan untuk perhatian. Dalam cocurrent bergerak klorida tempat tidur gasifiers hidrogen dihilangkan sampai 95% dengan penambahan jumlah kecil batu kapur ke reaktor (Hos dan van Swaaij, 1982). Bagaimana ¬ pernah, hal ini

Page 12: 1 PENDAHULUAN

tidak mungkin untuk reaktor kontra-saat dan fluidized bed.Pindah tempat tidur gasifiers digunakan untuk biomassa dengan dimensi 1-100 mm dan fluidized bed untuk 1-10 mm. Distribusi ukuran juga penting dengan sebagian besar denda terkemuka untuk penurunan tekanan tinggi di tempat tidur bergerak, fre-paling sering diikuti dengan penyaluran. Di tempat tidur fluidized mungkin ada entrainment berlebihan.Untuk penanganan dan pemberian makanan padat sistem properti biomassa lainnya, seperti kekasaran permukaan, panjang terhadap diameter, dan fibrousness, dapat menjadi penting. Tutup kontrol sifat beberapa seperti biomassa dikirimkan ke gas memproduksi tanaman necess-ary.5.1.2 persiapan BiomassaUntuk penyimpanan biomassa lantai beton diperlukan untuk mencegah pencampuran dengan bumi. Fur-thermore, setidaknya root diperlukan terhadap hujan. Ada banyak penyebab untuk ¬ chan nelling dan menjembatani fenomena yang terjadi di bunker. Langkah-langkah yang akan dilakukan adalah sangat spesifik untuk biomassa dan bervariasi antara desain ulang bunker dan biomassa menyesuaikan prop erti ¬. Penyimpanan dapat dikombinasikan dengan pengeringan oleh angin atau oleh \ panas * Pemanfaatan limbah proses.Ukuran penyesuaian biomassa sering diperlukan. jomponents kasar inert 'dapat dihapus dengan analisa saringan atau dengan magnet dan ballis pemisah ¬ tic. Denda dapat dihapus oleh siev ¬ ing atau klasifikasi udara. Pengurangan ukuran sampai 100 mm dilakukan dengan kecepatan Shredders TKI. chipper kecepatan Cepat dan hammermills cocok untuk pengurangan ukuran lebih lanjut sampai 1-10 mm. Densifikasi oleh pelletizing atau pembriketan operasi hanya solusi untuk ment ¬ meningkatkan penyimpanan, aliran dan transportasi biomassa, tetapi tidak meningkatkan gasifier per ¬ kinerja. Biomassa dipadatkan berantakan di perapian, kecuali densifikasi dilakukan pada suhu lebih dari 180 ° C, yang sangat mahal. Namun, ada beberapa excep ¬ tions: sukses gasifikasi bahan bakar sampah yang berasal dipadatkan telah dilaporkan (Groveneveld et al, 1985.).Banyak jenis menyampaikan peralatan yang tersedia dan penting untuk menyadari bahwa debu, serat, kelembaban, dan inerts hadir dalam biomassa sering membutuhkan peralatan berat. Konsumsi daya pengurangan ukuran dan mesin Densifikasi dan con panas Diasumsikan oleh pengeringan sebagian besar keseimbangan energi pabrik gas produser.5.1.3 gasifier iniIni sudah disebutkan bahwa pemilihan jenis reaktor tertentu tergantung pada banyak faktor seperti sifat biomassa, komposisi gas yang diinginkan, skala operasi, dan keadaan setempat. Untuk desain dan operasi sangat penting untuk mengetahui bahwa gasifier adalah reaktor termal, sebagian diisi dengan gas mudah terbakar dan kadang-kadang bertekanan. Persyaratan untuk ketersediaan, daya tahan, dan keamanan sama dengan yang diterapkan untuk energi lain yang menghasilkan sistem atau dalam industri kimia.5.1.3.1 Makanan sistem sesak Gas dan ketersediaan tinggi kualitas yang paling penting cf sistem makan yang baik. Alat berat tugas yang diinginkan, karena sifat biomassa sering mengakibatkan abrasi wajah sur logam-atau penyumbatan. Selain itu, sisi-con dihubungkan ke gasifier terkena

Page 13: 1 PENDAHULUAN

suhu tinggi, tar, asam, dan debu. pra-cipitate pada permukaan logam dingin dan kerak bentuk setengah-pyrolysed Mereka. Setiap pemasok tanaman gas produser hati-hati selecis sistem makan nya. Biasanya hasil ini adaptasi dari sistem yang ada untuk mendapatkan solusi optimum untuk gasifier mereka Dalam prakteknya banyak digunakan jenis: gerbong kunci, pintu air pintu ganda, pintu air berputar, feeder sekrup dan pengumpan ram. Keuntungan dari sistem bertekanan adalah bahwa mereka menyediakan kekuatan mereka sendiri untuk penyegelan, misalnya, hopper kunci.5.1.3.2 Reaktor Secara umum, reaktor terdiri dari sebuah ledakan Ves bukti baja luar sel ¬, dipisahkan oleh isolasi bahan dari baja tahan panas atau dinding bagian dalam keramik.Tempat tidur pasir dari fluidized bed adalah sup ¬ menghujani dengan udara melalui nozel pada baki di bagian bawah. Dinding dan terutama nozel terkena kondisi korosif. Biomassa dapat diberi makan ke tempat tidur di setiap tempat, biasanya di bagian bawah. Selama gasifikasi biomassa partikel dikurangi dalam ukuran sampai mereka entrained oleh aliran gas. Jika abu adalah untuk ¬ med mereka dapat dikeluarkan dari bagian bawah reaktor. Udara untuk biomassa rasio harus dikontrol sedemikian rupa sehingga kondisi gasifikasi baik digabungkan dengan kelelahan tinggi karbon. Alumina partikel juga dapat digunakan sebagai bahan tempat tidur; dibandingkan dengan silika yang memiliki titik lebur yang lebih tinggi dan kepadatan, stabil secara kimiawi, dan partikel kecil dapat digunakan. Scaling di bagian atas tempat tidur kadang-kadang terjadi oleh komponen lembam leleh rendah hadir dalam biomassa. Ini dapat dihindari dengan kontrol suhu yang lebih baik, penurunan suhu tempat tidur atau dengan menjadi puas dengan kelelahan karbon yang lebih rendah.Tempat tidur bergerak disuplai dengan udara melalui meraung atau melalui poros pusat. biomassa memasuki di atas dan perapian api terbentuk di suatu tempat di tengah tempat tidur dikemas. Dekat dengan tabung udara masuk ada bintik-bintik panas di tempat tidur, yang sering membuat perlu untuk menggunakan lapisan keramik. Tempat tidur bergerak sensitif terhadap penyaluran, yang disebabkan oleh bunkerflow buruk, pemblokiran sebagian dari tempat tidur dengan denda, dan abu pembentukan cf. bunkerflow Buruk sering hasil dari kondensasi tar, pembengkakan biomassa atau perubahan sifat dalam biomassa. Menurunkan ketinggian tempat tidur dapat menjadi solusi. Sumbatan dengan denda dan pembentukan abu dapat ¬ pra vented dengan analisa saringan keluar denda biomassa atau dengan meningkatkan tingkat penghapusan abu, pada biaya, tentu saja, efisiensi proses. Ada berbagai jenis tungku terbuka abu. Untuk tempat tidur bergerak skala kecil, yang digunakan untuk biomassa kasar, sederhana dan sebentar-sebentar dioperasikan penggarang gemetar digunakan (Schlapfer dan Tobler, 1937). Fungsi utama di sini adalah pengangkatan denda char dan abu dari tempat tidur. reaktor yang lebih besar tempat tidur bergerak memiliki penggarang rumit dengan beberapa fungsi: menghilangkan abu dan denda; mempertahankan gerakan tempat tidur biasa selama seluruh penampang-, dan mereka dapat berfungsi sebagai distributor udara. Kecepatan rotasi adalah urutan satu revolusi per jam. Sebuah kecepatan rotasi cepat mengarah ke Densifikasi tempat tidur. Tingkat kontrol, unit starter, katup, dan peralatan lain yang terhubung ke reaktor berfungsi dalam kondisi yang berat. Adaptasi sering diperlukan.Aturan untuk skala-up sulit untuk memberikan untuk setiap jenis reaktor. Namun, scaling up harus dilakukan lebih hati-hati dibandingkan dengan reaktor kimia. Variasi dalam sifat biomassa tidak

Page 14: 1 PENDAHULUAN

mengijinkan faktor skala-up tinggi. Dalam faktor umum 3-10 berhasil.5.1.3.3 Gas pendinginan dan pembersihan gas Thehot meninggalkan gasifier memiliki suhu 300-800 ° C dan mengandung debu dan ter, baik dalam jumlah 0,1-10 g/Nm3. Biasanya satu atau lebih siklon yang diikuti oleh sistem basah atau kering. Mungkin operasi ¬ kation purifi paling sulit adalah membuat gas yang cocok untuk pembakaran pada turbin gas. Jika gas panas yang akan dipecat di ruang pembakaran turbin, konsentrasi gas senyawa anorganik seperti Na20, K20 dan V203 serta senyawa klorin dan belerang, sangat kritis.Dalam pembersihan kering dan pendinginan sistem siklon panas dapat diikuti oleh suatu udara dingin didinginkan tubular dan sistem filter atau ¬ elektro presipitator statis, operasi di atas atau di bawah titik embun dari tar atau air. Akhirnya, pendingin udara kedua dan pengisi atau demister dapat diterapkan. pemisah sentrifugal juga digunakan.Sebuah sistem basah terdiri dari, misalnya, sebuah menara semprot diikuti oleh Venturi scrubber, sebuah kolom dikemas atau filter basah. Dalam setiap sistem membangun lapisan tar dan debu pada permukaan bawah 400 ° C harus diperhitungkan. Sistem Basah kurang rentan untuk membangun residu. Semua sistem membutuhkan perawatan Quent fre ¬ dan harus mudah diakses.5.1.4 Perlengkapan bantuKebanyakan tanaman produsen gas memiliki gaspump, waterpump, tekanan-dan suhu trols ¬ con, sebuah panel kontrol, dan kadang-kadang ¬ regulator tekan ure. pompa Penyiraman sangat handal untuk aliran gas kotor. Turbo penggemar bisa hanya digunakan untuk gas sangat bersih. Jika tanaman memiliki sistem basah, outlet keran untuk menghilangkan tar dan debu harus disediakan untuk. ¬ ing busuk dan serangan kimia oleh tar juga harus diperhitungkan.otomatisasi Lengkap layak, jika perawatan rutin terjadi. Perburuhan waktu untuk operasi dan pemeliharaan ¬ spec sangat situs IFIC. Biasanya itu sangat diremehkan. Gaspump dan sistem air pendingin dapat menambahkan jauh dengan konsumsi energi pabrik (1-10%).5.1.5 Keselamatan dan faktor lingkunganMengingat kemungkinan campuran gas ledak dan emisi CO, tepat ¬ tions instruksi harus dibuat untuk operasi dan pemeliharaan ¬ utama tanaman. Selama start-up dan setelah shut-down udara dan gas selalu dicampur dan dalam batas-batas prinsip ledakan dicapai. Dalam prakteknya inert gas purge tidak diperlukan, kecuali untuk operasi uji coba tanaman. Untuk sistem deteksi 02 besar dalam gas produk dan CO di sekitar langsung instalasi diperlukan. Batas ledakan bawah gas sekitar 4% di G2. tekanan mungkin Ledakan 1 MPa. Jika gasifier dan sistem hilir yang dibangun sebagai bukti ledakan, tidak ada relief tekanan yang diperlukan. relief Tekanan dapat berkontribusi untuk risiko ketika, misalnya, residu padat mencegah menutup mereka setelah ledakan.Dalam penyimpanan, transportasi, dan persiapan aration biomassa ¬ terdapat potensi bahaya kebakaran. Tanaman harus memenuhi standar pencemaran udara, air dan tanah, serta tingkat kebisingan. Ukuran pengurangan peralatan dan mesin pembakaran memiliki tingkat suara yang tinggi. Polusi udara oleh CO jarang masalah. Menembus bau dari awal-prosedur atau air limbah kadang-kadang membutuhkan solusi mahal. Pencemaran air oleh tar, fenol yang mengandung dan kresol, tidak masalah jika sebuah aliran buangan kecil dari tanaman terus diumpankan ke bacteriologi-selokan dengan cara ini mikro ¬ kal sistem akan menyesuaikan diri. Batch ¬ kosong bijaksana ing kapal dengan limbah tidak baik

Page 15: 1 PENDAHULUAN

untuk pembuangan air yang sistem. Tar mungkin mengandung karsinogenik com-pon. Abu dan residu char bisa berujung (Lammers-Schulze, 1985).6 KESIMPULANPengembangan gasifikasi termal pro-proses-proses untuk biomassa dimulai pada tahun 1970 sebagai akibat dari krisis energi. Saat ini, ratusan sistem berskala kecil diproduksi setiap tahun di Brazil dan Filipina. Di Amerika Utara beberapa sistem skala menengah untuk tujuan pemanasan langsung dibangun. Di Eropa puluhan unit yang diproduksi setiap tahunnya untuk negara-negara berkembang dan pada situs pengurangan limbah kayu di pabrik pengolahan kayu. The EEC memulai metanol dari program biomassa pada tahun 1980 yang saat ini masih dalam tahap demonstrasi.sys Banyak komersial gasifikasi biomassa-sistem yang tersedia, terutama untuk listrik-timbangkan gen sampai 250 kWe dan tujuan pemanasan langsung sampai dengan 25 MWt. Jumlah unit yang dijual oleh salah satu produsen sering kecil. Ketersediaan dan ketahanan perlu kadang-kadang menjadi jauh lebih baik.Jenis reaktor yang paling sering digunakan adalah tempat tidur bergerak dan fluidized bed. pabrik gas Produsen dapat memenuhi standar lingkungan dan kesehatan yang dibutuhkan tanpa biaya yang berlebihan.partikel kasar dan arang kayu merupakan sumber biomassa paling terbukti untuk gasifikasi, diikuti dengan kasar, abu rendah, limbah pertanian seperti tongkol jagung dan batok kelapa. jenis denda Sebagian besar biomassa dapat gasifikasi fluidized di tempat tidur. Pekerjaan pembangunan pabrik bertujuan untuk memanfaatkan kemampuan yang lebih tinggi ¬ operasi dan yang lebih luas biomassa.Penelitian dan pengembangan proses-proses baru pro ¬ diarahkan produksi anol ¬ meth dari biomassa, dengan 02, uap dan katalis, dan menuju tempat tidur ganda sistem fluidized. Penggunaan turbin gas con ¬ sidered, tetapi belum diimplementasikan. pengembangan pekerjaan tambahan pada halus, biomassa abu tinggi yang diinginkan. Tidak jelas mengapa kiln berputar tidak digunakan sebagai gasifier untuk pemanasan langsung tujuan, karena aliran padatan dapat dikendalikan dengan baik dan telah terbukti pada 30 t / d skala dengan MSW.Perhatian yang dibayarkan kepada faktor teknik praktis sering tidak cukup. Sebuah pabrik gas produser tidak pernah sederhana ini adalah sistem tem ¬ rumit dimana gasifier, persiapan biomassa, dan pembersihan gas harus terintegrasi untuk mendapatkan tanaman yang berfungsi dengan baik.Keseragaman-non biomassa sering diremehkan, serta pengaruh faktor lokasi yang spesifik, khususnya di negara-negara berkembang. Jika pengalaman tidak tersedia dengan jenis tertentu biomassa menjadi gasifikasi, diharapkan untuk melakukan tes ekstensif di pabrik percontohan.Dalam rangka untuk membuat pabrik percontohan dasar untuk sukses komersial lebih lanjut, penting untuk cadangan dana yang besar bagi setelah kegiatan penjualan.Faktor-faktor ekonomi yang paling sensitif, selain dari harga energi, untuk operasi pabrik gas produser adalah jumlah PTAI jam beroperasi per tahun, biaya biomassa dan, khususnya di negara-negara berkembang, biaya modal.Pembangunan masa depan akan ditentukan untuk sebagian besar oleh kebijakan pemerintah dan harga energi. pembangunan teknis tidak akan menyebabkan unit murah, keluar untuk ketersediaan operasional yang lebih tinggi dan lebih otomatisasi. sistem skala kecil untuk pembangkit listrik akan

Page 16: 1 PENDAHULUAN

tetap menarik bagi daerah-daerah terpencil, jika tidak sebagai permanen, maka masih sebagai teknologi menengah. Penerapan gasifikasi untuk perkuatan sistem pemanasan langsung ¬ economi Cally menarik. Ketersediaan dan kemudahan operasi akan foi konklusif masa depan. Kombinasi gasifier-boiler expens lebih ¬ ive daripada sistem pembakaran langsung dalam banyak kasus. Hal ini sangat tidak pasti apakah produksi bahan baku seperti metanol atau amonia akan menemukan aplikasi luas. Untuk penelitian, sekarang dan upaya pengembangan tampaknya didasarkan pada pertimbangan strategis dalam kebijakan pemerintah. Hasil dari proyek pemakaiannya setan ¬ dapat memberikan pandangan yang lebih baik pada penerapan metanol dari biomassa pro-proses-proses.

7 REFERENCES

Abril, P.L. (1985). Tully automatic wood gasifiers with associated burners', in CSIR.

Babu, S.P. (1980). 'Non catalytic fluidized bed hydroconversion of biomass to SNG', ir. IGT, 369-387.

Beenackers, A.A.CM., and van Swaaij, W.P.M. (1984). 'Gasification of biomass, a state of the art review' in: A.V. Bridgewater (ed.), Thermochemical Processing of Biomass, But-terworths. London.

Beijer Institute (ed.) (1985). 'Producer gas Conference 1985, The Beijer Institute, Stockholm.

Bickle, R.S., Edwards, A.J., and Moss, G. (1982). In W. Palz and G. Grassi (eds.), Energy from biomass, vol. 2, p. 43, Reidel Dordrechi, The Netherlands.

Bircher, KG. (1982). Economics of an 80 MM btu/hr wood gasifier installation, IGT.

Blomkvist, G (1982). Swedish gasification research and development at RIT. in Strub, E., era/., 896, 918.

Bridgewater, A.V. (1984). Thermochemical Processing of Biomass, Butterworths, London.

Chrysostome, G and Lemasle. T.M. (1982). 'Pressurized oxygen blown fluidized bed gasifier'. EEC, 28, 49.

CSIR, (19»5). Proceeding1: of Symposium on Forest Products Research International. Pretoria, South Africa. Council for Scientific Research (April 1985).

Denneiiere. A. (1977). Developpement de moteurs diesel/gaz fonctionnant avec du gaz pauvre de gazogenes et avec d'autres gaz, 12th Int. Congress on Combustion Engines, Tokyo, Japan.

Dubois, P. (1982). Pressurized wood gasification with oxygen or electrical heating, IGT, 763, 775.

EEC 3 (1985). International Conference on Biomass (1985: Venice). Energy from LBio-mass: 3rd E.C. Conference. W. Palz, J. Coombs and D. O. Hall (eds.). Elsevier Applied Science Publishers, London.

Engstrdm, F., and Ahlstrom, O. (1980). Pyrofiow, a circulating fluid bed reactor for biomass, IGT, 555, 567.

Feidman, M.F. (1981). Steam gasification of wood in a MSFB gasifier, IGT, 529, 548.

Fisher, F., and Gwosdz, J. (1921). Kraftgas, Theo-rie und Praxis der Vergasung fester Brennstoffe.

Page 17: 1 PENDAHULUAN

Spamer, Leipzig, Germany.

Fisher, T.F., Kasbohm, M.L., and Rivero, J.R. (1976). The Puro.x system, Chemical Engineering Progress, 75-79.

Foley, G., and Barnard, G. (1983). Biomass gasification in developing countries, Earthscan, London.

Franken, G, Adlhock, W., and Koch,.W. (1980). Chem.Ing.Techn. 52, 324.

Furlong. L.E. (1979). Catalytic coal gasification. Exxon Research and Engineering Co., Bay town, Texas.

Groeneveld, M.J. (1980). The cocurrent moving bed gasifier, Ph.D. Thesis, Twente University of Technology, The Netherlands.

Groeneveld, M.J., van Amerongen, J., and Hos, J.J. (1985). Production of tar-free gas in an annular cocurrent moving bed gasifier, CSIR.

Groeneveld, M.J., Gellings, P.E., and Hos, J.J. (1983). Production of a tar-free gas in an annular cocurrent.moving bed gasifier, !GT, 433, 450.

Helmsietter, A.J. (1978). A technical and economical evaluation of the Baltimore Landguard demonstration. Proc. National Waste Processing Conf., ASME (Am. Soc. Mech. Eng.). Chicago.

Hoogendoorn, J.C. (1976). Coal gasification at Sasol. In: D.M. Considine (ed.), Energy Technology Handbook, pp. 1/285-1/296, McGraw-Hill. New York.

Hos, J.J., Groeneveld, M.J., and van Swaaij, W.P.M. (1980). Gasification of organic solid wastes in cocurrent moving bed reactor, /G7", 333, 351.

Hos, J.J., and van Swaaij, W.P.M. (1982). Gasification of solid wastes with a cocurrent moving bed reactor, IGT, 631,645.

Hummelsiep, H., and Funk, H. (1980). Gasification of solid waste linked with purification, IGT, 721, 737.

Igarashi, M. (1984). Pyrolysis of municipal solid wastes in Japan, Transactions of the ASME. vol. 106, p.377.

IGT (1980). Symposium: Energy from Biomass and Wastes IV (Duena Vista). Institute of Gas Technology, Chicago.

IGT (1981). Symposium: Energy from Biomass and Wastes V (Buena Vista). Institute of Gas Technology, Chicago.

IGT (1982). Symposium: Energy from. Biomass and Wastes VI (Buena Vista). Institute of Gas Technology, Chicago.'

Page 18: 1 PENDAHULUAN

IGT (1983). Symposium: Energy from Biomass and Wastes VII (Buena Vista). Institute of Gas Technology, Chicago.

IGT (1984). Symposium: Energy from Biomass and Wastes VII! (Buena Vista). Institute of Gas Technology, Chicago.

Jackson, J.F. (1982). Design, Commercial Operation and Costs of Two 25 Million btu/hr Air Blown Gasifiers. IGT, 721, 737.

Jaster, K.W. (1985). Modern Development in Fixed Bed and Fluid Bed Gasification, CSIR.

Klass, D.L. (1980). Energy from Biomass and Wastes, 1979 Update, IGT, 1, 41.

Lancet, M.S., and Curren, G.P. (1982). US patent 139915, Concco, 15-6-1982.

Lammers. Schulze, P. (1985). Environmental aspects of the gasification of biomass, EEC 3, 874-878.

Lindner, C, and Reimert, R. (1982). In: W Palz and G. Grassi (eds.), Energy from biomass, vol. 2. p.115. Reidel, Dordrecht, The Netherlands.

Mahin, D.B. (1984). Downdraft gasifier-engine systems, Bioenergy Systems Report Series I-ront Royal, Virginia, USA.

Meunier, J. (1962). Vergasung fester Brennstoffe and oxydatieve Umwandlung von Kohlenwas-serstoffen. G. Thieme Verlag, Stuttgart, FRG

Moreno, F.E., and Goss, J.R. (1983). Fluidized bed gasification of high ash agricultural wastes, IGT, paper 24.

Rambush, N.E. (1923). Modern Gasprodv.cers. Benn Brothers, London.

Reed, T.B. (1979), (1980). A Survey of Biomass Gasification, SERI TR-33-239, 3 vols.. Golden, CO. 80401.

Rock, K.L. (1982).Production of methanol from mixed synthesis gas derived from wood and natural gas, IGT Til, 763.

Schlapfer, P., and Tobler, J. (1937). Theoretische und Praktische Untersuchungen ber den Betrieb von Molorfahrzeuge mil Holzgas, Selbstverlag der Gesellschaft, Bern, Switzerland.

SERI. (1979). Generatorgas: the Swedish experience from 1939-1945, Solar Energy Research Institute SP-33-140, Golden, CO, USA.

Sirois, H.R., and Calhoun, J. (1985).Retrofit wood gasification systems for boilers, commercial case studies, CSIR.

Strub, E. etal. (eds.) (1982). Energy from biomass, Applied Science Publishers, London.