Reaksi Gasifikasi Hidro hydro gasificaion
122 Produksi Gas dari Padatan
Ketergantungan temperatur pada reaksi mengarahkan pada dua jalur reaksi yang terpisah. Satu jalur adalah di bawah 1073 K dan
yang lainnya di atas 1073 K. Laju reaksi untuk di bawah dan di atas 1073 K dinyatakan dengan persamaan 4.46 dan 4.47 .
4.46 4.47
Dimana satuan dari laju reaksi adalah molldetik. Satuan dari energi aktivasi dalam persamaan di atas adalah kalmol.
Konstanta kinetika reaksi yang lain dari WGSR ditunjukkan dalam Tabel 4.19.
Tabel 4.19. Konstanta kinetika reaksi WGSR.
No A
E kJmol
Kondisi Literatur
1 3,23 x 10
7
TT 49,3
Mann, Knutson et al.,
2004 2 2,96 x 10
5
molgc ath
47,4 Menggunakan
katalis 3 5,0 x 10
12
Molar
- 0,5
s
-1
337
Dihitung dari mekanisme Bradford
Tingey, 1966 4a 1,2 x 10
13
Molar
- 0,5
s
-1
326
n = 0,5 untuk H
2
O dan m = 1 untuk CO
2
T 1073 K
Tingey, 1966
4b 7,6 x 10
4
Molar
- 13
s
-1
164
n = 13 untuk H
2
O dan m =1 untuk CO
2
T 1073 K
Tingey, 1966
5 2,5 x 10
5
m
3
mols 138
Pirolisis Orimulsion Taisuke and Kouichi, 1997
6 7,4 x 10
11
cm
3
mo l
0,5
s
-1
288,3 Tekanan 1MPa, 1070- 1134 K
Bustamante, Enick et al.,
2005
2 3
1 2
4 2
39200 exp
10 6
. 7
CO H
RT x
dt O
H d
dt CO
d
2 2
1 2
13 2
78000 exp
10 2
. 1
CO H
RT x
dt O
H d
dt CO
d
123 Konsep Dasar Pirolisis dan Gasifikasi
No A
E kJmol
Kondisi Literatur
7 2778
m
3
kmol
- 1
s
-1
12,56 Gasifikasi batu bara Biba, Macak et al., 1978
TT: Tidak tercantum Satuan
dari r
CO
, dimana
Menurut Lewis, W.K., et.al. Lewis, Gilliland et al., 1953, pada temperatur rendah dari 645 K sampai 755 K reaksi WGSR
selalu dalam kesetimbangan berapapun tekanan atau laju uap air atau penambahan gas. Reaksi heterogen yang melibatkan
karbon padat semuanya berada di bawah kesetimbangan. Menurut Pilcher, et.al. Pilcher, Walker JR et al., 1955, pada
temperatur di atas 1300
o
C, konstanta kesetimbangan WGSR lebih besar dari satu.
Pada sisi lainnya, Encinar, J.M., et.al., 2004 Encinar, Gonzalez et al., 2002 menyatakan bahwa kesetimbangan dari
WGSR dan gasifikasi uap air tidak pernah dicapai di bawah kondisi eksperimen dalam gasifikasi uap pada temperatur dari 923 sampai
1073 K dan tekanan parsial uap dari 0,53 atm. Dengan meningkatnya temperatur sampai 1073 K, bagaimanapun,
konstanta kesetimbangan mendekati 1 dan kecenderungan ini konsisten dengan hasil penelitian yang lain Herguido, Corella et
al., 1992. Herguido, dkk menyatakan bahwa kesetimbangan untuk WGSR dicapai hanya pada temperatur 1350 K dan bahkan
menjauh dari kesetimbangan pada temperatur yang lebih rendah Herguido, Corella et al., 1992. Dalam gasifikasi unggun
terfluidisasi di atas 1023 K, komposisi gas dalam freeboard dihasilkan oleh WGSR mencapai kesetimbangan Herguido,
Corella et al., 1992. Konstanta kesetimbangan teoritis dari WGSR cenderung menurun karena WGSR bersifat eksotermis. Artinya
bahwa dengan meningkatnya temperatur, reaksi WGSR bergeser ke arah kiri dan konstanta kesetimbangan menjadi berkurang.
eq O
H CO
CO H
n O
H m
CO CO
K p
p p
p p
p RT
E A
r
2 2
2 2
1 exp
124 Produksi Gas dari Padatan
Dari sifat termodinamik dan hubungan konstanta kesetimbangan untuk WGSR dapat diturunkan persamaan berikut
ini Choi and Stenger, 2003: 4.4
8 Atau dalam bentuk yang sederhana dinyatakan dengan
4.49 dimana
4.50
Gambar 4.17. Pengaruh temperatur gasifier pada kesetimbangan WGSR Herguido, Corella et al., 1992.
Reaksi shift menjadi mekanisme reaksi yang menarik dalam gasifikasi karena laju reaksinya beberapa juta kali lebih cepat
49170 10
125 .
1 10
44 .
5 ln
077 .
1 5
. 5693
ln
2 2
7 4
T T
x T
x T
T K
eq
33 .
4 8
. 4577
exp T
K
eq
CO O
H p
CO eq
p p
p K
H 2
2 2