129 Gasifikasi
BAB V GASFKAS
5.1. Tipe Gasifier
Ada dua tipe umum gasifier yang digunakan dalam gasifikasi material organik, yaitu fixed-bed gasifier dan fluidized
bed gasifier. Untuk tungku gas sekam padi dan serbuk gergaji kayu, tipe fixed-bed gasifier lebih cocok digunakan. Beberapa tipe
fixed-bed gasifier down-draft type gasifier dan cross-draft type gasifier didapatkan lebih efektif untuk kedua biomassa ini
dibandingkan dengan fluidized bed gasifier.
5.1.1. Jenis Gasifikasi Down Draft
Dalam tipe ini Gambar 5.1, aliran gas ke bawah downward melewati zona pirolisis ke bottom lit hot char
gasification zone, membakar tar-tar, menghasilkan pembakaran yang sangat bersih. Bahan bakar turun ke zona pembakaran.
Operasi berlanjut dengan cara memberikan bahan bakar tambahan dari atas. Kebalikannya, Inverted Down Draft IDD atau
Top Lit Updraft T-LUD gasifier Gambar 5.2 bahan bakar menyala di atas reaktor. Bahan bakar tidak bergerak tetap dan zona dari
pirolisis yang terbakar turun ke bawah. Proses pemberian bahan bakar ulang akan menghentikan proses gasifikasi.
Gambar 5.1. Down draft gasifier type
Biomasa
Pengeringan dan devolatilisasi
Gasifikasi char
Udara atau uap
Produksi gas
Biomassa
130 Produksi Gas dari Padatan
Gambar 5.2. Inverted down draft gasifier type
5.1.2. Jenis Gasifikasi Cross-Draft
Dalam tipe ini Gambar 5.3, aliran gas melintasi kolom bahan bakar dalam arah tegak lurus terhadap arah zona
pembakaran. Reaktor tipe ini mengijinkan operasi terus-menerus dari gasifier meskipun sedang dilakukan pengisian bahan bakar
dan pembuangan arang. Asap dari reaktor tipe ini dapat terlihat. Tetapi ini dapat dihilangkan dengan memodifikasi metode
penyalaan bahan bakar dan dengan menyediakan sebuah keluaran untuk asap untuk keluar dari tungku selama operasi.
Gambar 5.3. Cross draft gasifier type
Produksi Gas
Zona gasifikasi Biomasa
Udara atau uap
Udara
biomasa
Zon a ga
sifik asi
Biomassa
Biomassa
131 Gasifikasi
5.1.3. Jenis Gasifikasi Updraft
Dalam tipe ini Gambar 5.4, api utama di bagian bawah, gas panas bergerak ke atas dan kemudian keluar secara lateral,
sedangkan bahan bakar jatuh akibat ruang kosong yang terjadi. Meskipun tipe ini bekerja dengan baik untuk sekam padi, namun
terdapat kerugian utama yaitu produksi asap yang terlalu banyak selama operasi. Tungku gasifikasi sekam padi untuk tipe ini
seharusnya didesain dengan cerobong untuk membelokkan gas- gas lebih excess gases selama operasi.
Gambar 5.4. Up draft gasifier type
5.1.4. Jenis Gasifikasi Fluidized Bed
Dalam tipe ini, bahan bakar bergerak di dalam reaktor. Sebuah blower tekanan tinggi diperlukan untuk menggerakkan
bahan bakar yang sedang digasifikasi. Gasifier tipe ini sesuai untuk tungku industri dan untuk skala besar.
5.2. Rancangan Reaktor Gasifikasi
Mendesain sebuah reaktor gasifikasi adalah sebuah pekerjaan yang sulit untuk pemula. Ini dikarenakan setiap bahan
bakar yang digasifikasi mempunyai karakteristik dan sifat-sifat yang berbeda. Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan
dalam mendesain sebuah reaktor gasifikasi. Pertimbangan yang tepat dari faktor-faktor ini akan sangat membantu untuk
Produksi gas
biomasa
Zona gasifikasi
Udara
Biomassa
132 Produksi Gas dari Padatan
mendapatkan desain reaktor dan unjuk kerjanya yang diinginkan. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam mendesain
sebuah reaktor gasifikasi adalah sebagai berikut: 1. Tipe reaktor
Unjuk kerja operasi dari reaktor gasifiksi pada dasarnya tergantung dari tipe reaktor yang digunakan. Reaktor T-LUDIDD
mempunyai karakteristik operasi yang lebih baik dalam kemudahan starting bahan bakar, emisi asap dan produksi tar
paling sedikit selama operasi. Juga, teramati bahwa dalam reaktor tipe ini, produksi gas dengan operasi yang halus dapat
dicapai. Bagaimanapun, tipe ini mempunyai satu kelemahan, yaitu sulit beroperasi dalam mode kontinyu. Reaktor tipe cross draft
lebih sesuai untuk sebuah operasi yang kontinyu kecuali emisi asap dan pembakaran gas yang tak menentu dialami dalam tipe
ini. Kombinasi dua tipe ini dalam satu reaktor akan menjadi sebuah pendekatan baru dalam perkembangan desain dari
sebuah reaktor gas bahan bakar di kemudian hari. 2. Luas penampang reaktor
Luas penampang reaktor Gambar 5.5 dimana bahan bakar terbakar dan ini adalah tempat bahan bakar digasifikasi.
Gambar 5.5. Luas penampang dan ketinggian reaktor Semakin lebar luas penampang reaktor, semakin kuat daya
keluaran dari reaktor. Gasifikasi yang seragam dapat dicapai jika penampang reaktor didesain dalam bentuk lingkaran daripada
persegi.
133 Gasifikasi
3. Ketinggian reaktor
Ketinggian reaktor menentukan waktu gasifier dapat beroperasi secara kontinyu dan jumlah gas dapat dihasilkan untuk
sebuah reaktor kolom yang tetap. Biasanya zona pembakaran bergerak ke bawah sepanjang ketinggian reaktor gasifier pada
kecepatan 1-2 cmmenit. Semakin tinggi reaktor, diperlukan tarikan tekanan yang lebih besar untuk mengatasi tahanan yang
digunakan oleh fan atau blower.
4. Ketebalan alas bahan bakar
Ketebalan alas bahan bakar hanya dipertimbangkan ketika mendesain sebuah gasifier cross draft. Semakin tebal lapisan
bahan bakar dalam reaktor, semakin besar tahanan yang diperlukan untuk udara melewati kolom bahan bakar.
Keuntungan menggunakan kolom bahan bakar yang lebih tebal adalah bahwa pergerakan ke bawah ke zona pembakaran bahan
bakar lebih lambat, dimana dapat membantu meminimalisasi produksi gas flammable yang tak menentu selama gasifikasi.
5. Aliran udara fan dan tekanan
Fan menyediakan aliran udara yag diperlukan untuk gasifikasi bahan bakar. Fan tersedia dalam AC atau DC Gambar 5.6. Fan
yang digunakan seharusnya cukup mampu untuk mengatasi tekanan yang diakibatkan oleh tumpukan bahan bakar dan arang.
Fan tekanan tinggi biasanya ideal untuk reaktor gasifier tipe down- draft, sedangkan fan tekanan rendah digunakan untuk reaktor
tipe cross-draft. Jumlah aliran udara persatuan massa bahan bakar sekitar 0,3 - 0,4 dari udara stokiometrik yang diperlukan. Sebagai
contoh satu kilogram sekam padi biasanya memerlukan sekitar 4,7 kg udara untuk menyempurnakan pembakarannya.
Dalam kasus ketidaktersediaan ukuran fan yang sesuai dengan kebutuhan, maka dua fan dapat digunakan dimana bisa
diparalel atau diseri. Fan bertingkat telah terbukti efektif menaikkan tekanan untuk aliran udara yang sama. Penggunaan
blower Gambar 5.7 dapat mengatasi tekanan sepanjang reaktor atau kolom bahan bakar yang lebih tebal.
Kategori