Rancang Bangun Reaktor Gasifikasi Tipe Fluidized Bed untuk Umpan Arang Sekam

RANCANG BANGUN REAKTOR GASIFIKASI TIPE
FLUIDIZED BED UNTUK UMPAN ARANG SEKAM

INDAH LESTARI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun
Reaktor Gasifikasi Tipe Fluidized Bed untuk Umpan Arang Sekam adalah benar
karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014
Indah Lestari
NIM F14100067

ABSTRAK
INDAH LESTARI. Rancang Bangun Reaktor Gasifikasi Tipe Fluidized Bed
untuk Umpan Arang Sekam. Dibimbing oleh LEOPOLD OSCAR NELWAN.
Gasifikasi tipe fluidized bed memilki efisiensi yang baik, karena luas
permukaan kontak lebih besar sehingga reaksi berlangsung lebih cepat. Tujuan
dari penelitian ini adalah untuk menentukan dimensi dari reaktor, melakukan
desain proses melalui simulasi menggunakan perangkat lunak Aspen Plus 23.0,
dan melakukan uji kenerja. Dimensi reaktor sebagai berikut: tinggi keseluruhan
1.3 m, diameter reaktor 0.2 m, diameter lubang masukan umpan 0.54 m, tinggi
pipa dalam 0.877 m, diameter pipa dalam 0.06 m, dan tinggi corong 0.287m. Dari
desain proses dihasilkan senyawa sebagai berikut: 0.031 kmol jam-1 H2, 0.012
kmol jam-1 O2, 0.111 kmol jam-1 N2, S 5 mg m-3) dan tidak cocok untuk umpan
yang memiliki kadar air yang tinggi. Berikut ini gambaran fluidized bed gasifier
dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Fluidized bed gasifier (Priambodo dan Tricahyandaru 2008)
Pemilihan reaktor gasifikasi berdasarkan apek penting dalam pemodelan dan
perancangan yaitu hidrodinamika. Hidrodinamika adalah efektivitas dari
pergerakan, interaksi gas dan partikel di dalam reaktor (Basu 2006). Berdasarkan
pada proses kontak gas-padatan serta kecepatan gas di dalam unggun, maka jenisjenis unggun dibedakan dari kecepatan gas serta kemampuan untuk

9

mempertahankan temperatur yang merata (uniform) secara keseluruhan selama
proses. Sifat dari hidrodinamika pada setiap unggun dapat dilihat pada Tabel 2.
Reaktor Gasifikasi Entrained Bed
Reaktor gasifikasi entrained bed merupakan bejana horizontal yang
beroperasi pada tekanan atmosfer atau sedikit lebih tinggi dari tekanan atmosferik.
Pengoperasian pada tekanan tinggi menghasilkan kandungan tar dan minyak
dalam gas hasil produksi sedikit atau tidak ada sama sekali. Reaktor gasifikasi
jenis ini dapat dioperasikan pada temperatur rendah untuk menjaga abu agar tetap
dalam keadaan padatan sehingga abu yang dihasilkan berbentuk lelehan cair.
Bahan baku yang digunakan sebagai bahan bakar reaktor gasifikasi entrained bed
harus berukuran sangat kecil (0.1 mm) dan homogen. Bahan bakar tersebut
dimasukkan ke dalam gasifikasi bersama dengan media penggasifikasi (oksigen

dan steam) dengan kondisi tertentu sehingga terbentuk partikel-partikel, untuk
gambar entrained bed dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Reaktor gasifikasi entrained bed (Priambodo dan Tricahyandaru 2008)
Tabel 2 Jenis – jenis unggun dan sifat hidrodinamikanya (Priambodo dan
Tricahyandaru 2008)
Sifat

Packed bed

Aplikasi

Diameter partikel
rata-rata (mm)

Fast bed

Stoker fired

Fluidized

bed
Bubbling