Produksi Hidrogen dari Campuran Biomasa
TUGAS MKP 4 : TEKNOLOGI ENERGI TERBARUKAN
SELLA KURNIA PUTRI
21030111120039
Produksi Hidrogen dari Campuran Biomasa dan Limbah
Polietilen dalam Fluidized Bed Proses Gasifikasi Uap Katalitik
Meningkatnya pencemaran lingkungan akibat konsumsi bahan bakar fosil mendesak
para peneliti untuk mencari alternatif energi terbarukan. Energi terbarukan dari biomasa yang
berpotensi sebagai sumber hidrogen yaitu cangkang kelapa sawit (Palm Kernel Shell/PKS)
yang merupakan salah satu limbah dari produksi kelapa sawit. Masalah serius lainnya
mengenai lingkungan adalah peningkatan jumlah sampah plastik yang terus berkembang dari
tahun ke tahun menghasilkan limbah polietilen. Dengan mencampurkan limbah polietilen
dengan biomasa sebagai bahan baku produksi gas H2 merupakan solusi dari masalah
lingkungan tersebut. Teknologi yang menarik dan menjanjikan adalah teknologi gasifikasi
uap katalitik. Namun pemanfaatannya pada skala pilot plant tidak banyak dilakukan. Oleh
sebab itu, dilakukan penelitian untuk mengoptimalkan proses gasifikasi uap katalitik pada
skala pilot yang memanfaatkan campuran biomassa dan limbah polietilen sebagai sumber
energi untuk menghasilkan gas yang kaya hidrogen.
Bahan baku yang digunakan adalah biomassa yaitu cangkang kelapa sawit (Palm
Kernel Shell/PKS) yang diperoleh dari pabrik kelapa sawit lokal, limbah polietilen adalah
polietilen densitas tinggi (HDPE) sampah plastik kelas 2. Sampel ditumbuk dan diayak
menjadi ukuran partikel tertentu antara 1-2 mm. Bahan baku dicampurkan dengan katalis
komersial Ni. Bahan baku diumpankan gasifier fluidized bed dengan kecepatan umpan 1,2
kg/jam dengan varibel kecepatan screw pengumpan dan 2 pengunci swing hopper yang
ditekan dengan nitrogen. Sistem pengumpanan didinginkan dengan air untuk menghindari
penyumbatan akibat pirolisis dari limbah polietilen. Uap diperoleh dari boiler yang
dipanaskan hingga 270º C dimana uap digunakan sebagai agen gasifikasi. Gas hasil melewati
siklon dan scrubber untuk menghilangkan fly ash dan tar residual. Kondenser multistage
digunakan untuk menghilangkan semua komponen yang terkondensasi. Kemudian untuk
mengidentifikasi jumlah gas produk yaitu H2, CO, CO2, CH4, N2, O2, H2S dan NO2
menggunakan gas analyzer (Teledyne 7500, 7600dan 4060) serta parameter uatama dalam
Universitas Diponegoro
2014
proses seperti komposisi gas, suhu, kecepatan laju gas dan tekanan direkam oleh perolehan
sistem data.
Hasil yang diperoleh adalah semakin tinggi suhu maka semakin tinggi fraksi hidrogen
dalam komponen gas hasil dan menyebabkan sedikit penurunan kandungan CO, dengan
menambahkan komposisi CO2 yang semakin rendah dapat meningkatkan suhu, selain itu
komposisi CH4 dan tar juga menurun dengan meningkatnya suhu dan rasio S / F (uap / bahan
baku ) karena cracking dan reaksi reforming. Mencampurkan limbah polietilen dengan
biomassa sebagai bahan baku dapat meningkatkan konsentrasi CH4 dalam komposisi gas
hasil dan dengan meningkatkan suhu dan rasio S / F, konsentrasi CH4 diamati karena reaksi
reformasi adalah reaksi dominan yang menyebabkan konversi lebih lanjut dari CH4 menjadi
H2 dan CO. Dengan semakin tingginya rasio S/F, maka dapat meningkatkan kualitas gas
terlihat komposisi hidrogen naik mencapai 76,18 % vol dan CO dan CO2 turun 8,53 % vol
dan 4,39 % vol.
Kesimpulannya bahwa dengan mencampurkan limbah polietilen dengan biomasa
dapat meningkatkan hidrogen pada gas hasil. Dengan kandungan H2 tertinggi sebesar 76,18
% vol dicapai pada suhu 800 º C menggunakan 25% berat polietilen yang dicampur dengan
PKS. Yieldnya sebesar 108.8 g H2/ kg umpan. Bahan bakar gas yang dihasilkan memiliki
nilai kalori hingga 15.98 MJ / Nm3 dan memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan
bakar mesin.
Universitas Diponegoro
2014
SELLA KURNIA PUTRI
21030111120039
Produksi Hidrogen dari Campuran Biomasa dan Limbah
Polietilen dalam Fluidized Bed Proses Gasifikasi Uap Katalitik
Meningkatnya pencemaran lingkungan akibat konsumsi bahan bakar fosil mendesak
para peneliti untuk mencari alternatif energi terbarukan. Energi terbarukan dari biomasa yang
berpotensi sebagai sumber hidrogen yaitu cangkang kelapa sawit (Palm Kernel Shell/PKS)
yang merupakan salah satu limbah dari produksi kelapa sawit. Masalah serius lainnya
mengenai lingkungan adalah peningkatan jumlah sampah plastik yang terus berkembang dari
tahun ke tahun menghasilkan limbah polietilen. Dengan mencampurkan limbah polietilen
dengan biomasa sebagai bahan baku produksi gas H2 merupakan solusi dari masalah
lingkungan tersebut. Teknologi yang menarik dan menjanjikan adalah teknologi gasifikasi
uap katalitik. Namun pemanfaatannya pada skala pilot plant tidak banyak dilakukan. Oleh
sebab itu, dilakukan penelitian untuk mengoptimalkan proses gasifikasi uap katalitik pada
skala pilot yang memanfaatkan campuran biomassa dan limbah polietilen sebagai sumber
energi untuk menghasilkan gas yang kaya hidrogen.
Bahan baku yang digunakan adalah biomassa yaitu cangkang kelapa sawit (Palm
Kernel Shell/PKS) yang diperoleh dari pabrik kelapa sawit lokal, limbah polietilen adalah
polietilen densitas tinggi (HDPE) sampah plastik kelas 2. Sampel ditumbuk dan diayak
menjadi ukuran partikel tertentu antara 1-2 mm. Bahan baku dicampurkan dengan katalis
komersial Ni. Bahan baku diumpankan gasifier fluidized bed dengan kecepatan umpan 1,2
kg/jam dengan varibel kecepatan screw pengumpan dan 2 pengunci swing hopper yang
ditekan dengan nitrogen. Sistem pengumpanan didinginkan dengan air untuk menghindari
penyumbatan akibat pirolisis dari limbah polietilen. Uap diperoleh dari boiler yang
dipanaskan hingga 270º C dimana uap digunakan sebagai agen gasifikasi. Gas hasil melewati
siklon dan scrubber untuk menghilangkan fly ash dan tar residual. Kondenser multistage
digunakan untuk menghilangkan semua komponen yang terkondensasi. Kemudian untuk
mengidentifikasi jumlah gas produk yaitu H2, CO, CO2, CH4, N2, O2, H2S dan NO2
menggunakan gas analyzer (Teledyne 7500, 7600dan 4060) serta parameter uatama dalam
Universitas Diponegoro
2014
proses seperti komposisi gas, suhu, kecepatan laju gas dan tekanan direkam oleh perolehan
sistem data.
Hasil yang diperoleh adalah semakin tinggi suhu maka semakin tinggi fraksi hidrogen
dalam komponen gas hasil dan menyebabkan sedikit penurunan kandungan CO, dengan
menambahkan komposisi CO2 yang semakin rendah dapat meningkatkan suhu, selain itu
komposisi CH4 dan tar juga menurun dengan meningkatnya suhu dan rasio S / F (uap / bahan
baku ) karena cracking dan reaksi reforming. Mencampurkan limbah polietilen dengan
biomassa sebagai bahan baku dapat meningkatkan konsentrasi CH4 dalam komposisi gas
hasil dan dengan meningkatkan suhu dan rasio S / F, konsentrasi CH4 diamati karena reaksi
reformasi adalah reaksi dominan yang menyebabkan konversi lebih lanjut dari CH4 menjadi
H2 dan CO. Dengan semakin tingginya rasio S/F, maka dapat meningkatkan kualitas gas
terlihat komposisi hidrogen naik mencapai 76,18 % vol dan CO dan CO2 turun 8,53 % vol
dan 4,39 % vol.
Kesimpulannya bahwa dengan mencampurkan limbah polietilen dengan biomasa
dapat meningkatkan hidrogen pada gas hasil. Dengan kandungan H2 tertinggi sebesar 76,18
% vol dicapai pada suhu 800 º C menggunakan 25% berat polietilen yang dicampur dengan
PKS. Yieldnya sebesar 108.8 g H2/ kg umpan. Bahan bakar gas yang dihasilkan memiliki
nilai kalori hingga 15.98 MJ / Nm3 dan memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan
bakar mesin.
Universitas Diponegoro
2014