21
scrubber . Spray tower memiliki konstruksi paling sederhana, dan sangat baik
untuk menghilangkan partikulat besar dengan efisiensi 60-98, serta efisiensi reduksi tar berkisar 10-25. Centrifugal spray tower sangat efisien untuk meng-
hilangkan partikulat berukuran 1µm dengan efisiensi 85-90, sedangkan kemam- puan reduksi tar mencapai 30-70. Venturi scrubber memiliki efisiensi pem-
bersihan tar paling besar mencapai 50-90 [44,45,46]. 2.7. Perancangan PLTB
Sedikit berbeda dari kebanyakan pembangkit listrik energi biomassa yang sudah diterapkan di berbagai belahan dunia maupun di Indonesia. PLTB
dalam penelitian ini memiliki perangkat sebagai berikut: gasifier downdraft, ditambahkan integrated gas clean-up system yang mana terdiri atas siklon dan
venturi scrubber, serta rotary separator dalam satu paket.
2.7.1. Perancangan gasifier tipe downdraft
Perancangan gasifier tipe downdraft didekati dengan metode untuk meng- konstruksi gasifier downdraft imbert yang dikembangkan oleh pakar Swedia.
Gasifier ini dirancang berdasarkan atas laju gasifikasi spesifik yang dinamakan
juga dengan hearth load B
h
, yaitu jumlah producer gas yang diproduksi per satuan luas throat, yang mana adalah area paling kecil dalam penampang
melintang reaktor. Hearth load diekspresikan dalam satuan Nm
3
cm
2
jam ,
dimana N mengindikasikan volume gas dihitung pada kondisi temperatur dan tekanan normal.
Dalam gasifier downdraft imbert, nilai B
h max
mencapai nilai 0,9 untuk kondisi operasi kontinyu dan B
h min
berada pada range 0,3 sampai 0,35. Relasi yang diperoleh dari definisi hearth load yaitu :
22
g h
t
V B
A
Keterangan : B
h
= Hearth load Nm
3
cm
2
jam V
g
= laju pemasukan campuran bahan bakar m
3
jam A
t
= Luas area throat m
2
Gambar 2.5 Parameter desain gasifier downdraft [42,47]
Pada kondisi stoikiometri dengan perbandingan udara dan producer gas adalah 1,1 : 1, kebutuhan udara per m
3
adalah 1,1. Apabila V
g
adalah laju pemasukan campuran bahan bakar, pemasukan udara + pemasukan producer gas
akan 2,1 V
g
, sehingga
2
= . dan
2,1 1
= .
. . .
. 2
4
s g
s
V V
f V
rpm N D
S
. . . 2 . . . 3
Imbert Downdraft Gasifier Nozzle Imbert gasifier
FT UNILA
Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Lampung
d
t
d
r
1
d
f
d
m
h
L
r
45 - 60
o
Tugas Akhir 2012
. . . 1
L
p
23
Keterangan : V
s
= Volume hisap mesin m
3
jam f
= Efisiensi volumetrik N
= Jumlah silinder D
= Diameter torak m
S = langkah torak
m
Gambar 2.6. Grafik desain gasifier downdraft
a. Grafik luasan nosel sebagai fungsi variasi ukuran diameter gasifier throat
FT UNILA
Rachmat Cahaya Putra – Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Lampung
A
t
100 A
m
7 6
5 4
100 150
200 250
300 mm U
m
ms 35
30 25
21 d
t
U
m
A
t
100 A
m
Tugas Akhir 2012
h 1,4
1,2 1,0
0,8 0,6
0,4 d
t
100 150
200 250
300 mm d
t
h 4
3,5 3
2,5 2
d
t
100 150
200 250
300 mm d
t
1,5 70
d
f
d
t
d
r
d
t
b a
c
24
b. Grafik ketinggian penempatan nosel diatas throat terhadap variasi ukuran diameter throat gasifier.
c. Grafik ukuran diameter ring nosel sebagai fungsi ukuran diameter throat gasifier
[42]
Sementara itu, hubungan total luasan nosel dan diameter throat dituangkan dalam gambar 2.6.a Lalu seperti yang terlihat pada gambar 2.6.b, penempatan
nosel ditentukan berdasarkan grafik empiris yang menunjukan ketinggian bidang posisi nosel diatas permukaan throat. Lain halnya dengan gambar 2.6.c grafik
tersebut ditujukan untuk menentukan ukuran diameter firebox d
f
beserta
diameter ring nosel yang memiliki hubungan terhadap diameter throat [42].
Berdasarkan eksperimen tinggi zona pirolisis L
p
disarankan berkisar 45- 55 cm terhitung dari permukaan atas throat, atau 10-15 cm dari dari bidang
penempatan saluran udara. Hal ini untuk mengupayakan pembakaran tar lebih
maksimal sehingga kualitas producer gas menjadi naik [47]. Ukuran zona reduksi
L
r
tidak boleh terlalu tinggi, sebab jika terlalu tinggi heat loss akan semakin besar yang mana akan menurunkan temperatur arang dan membuat sebagian arang
menjadi abu. Akibatnya, reaksi pembentukan gas mampu bakar seperti yang dijelaskan pada subbab 2.2.1 tidak berjalan. Maka dari itu tinggi zona reduksi
yang terhitung dari permukaan atas throat, ditentukan menggunakan rasio tinggi zona reduksi terhadap diameter throat sebesar 2,51,25 untuk gasifier downdraft
imbert [47].
2.7.2. Perancangan Siklon Separator
