LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE GASIFIKASI BIOMASSA SISTEM UPDRAFT SINGLE GAS OUTLET MENGGUNAKAN TONGKOL JAGUNG (Tinjauan kinerja Venturi Scrubber tipe Counter Current) Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan S1 (Terapan) pada Jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang OLEH : IFTIKAR MUKTI ALI POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014

2 LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR PROTOTYPE GASIFIKASI BIOMASSA SISTEM UPDRAFT SINGLE GAS OUTLET MENGGUNAKAN TONGKOL JAGUNG (Tinjauan kinerja Venturi Scrubber tipe Counter Current) Oleh: IFTIKAR MUKTI ALI NIM Pembimbing I, Palembang, Juni 2014 Pembimbing II, Zurohaina, S.T., M.T. Ir. K. A. Ridwan, M. T. NIP NIP Mengetahui, Ketua Program Studi S1 (Terapan) Teknik Energi Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia Ir. Arizal Aswan, M.T. NIP Ir. Robert Junaidi, M.T. NIP ii

3 Telah Dipertahankan Dihadapan Tim Penguji Dijurusan Teknik Kimia Program Studi S1 Terapan Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Pada Tanggal 16 Juli 2014 Tim Penguji : Tanda Tangan 1. Ir. Fatria, M.T. ( ) NIP Dr. Ir. Rusdianasari, M.Si ( ) NIP Ir. M. Taufik, M.Si ( ) NIP Zulkarnain, S.T., M.T. ( ) NIP Palembang, Juli 2014 Mengetahui, Ketua Program Studi S1 (Terapan) Teknik Energi Ir. Arizal Aswan, M.T. NIP iii

4 MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto Dari Abu Hurairah radhiallahu anhu, sesungguhnya Rasulullah shallallahu alaihi wasallam bersabda: Barang siapa menempuh jalan untuk mencari ilmu, maka Allah akan memudahkan baginya jalan ke surga. (H.R Muslim) Tidak ada kata mengecewakan dalam sebuah perjuangan, bahkan kegagalan dalam perjuangan merupakan sebuah nasihat (Iftikar Mukti Ali) Imajinasi lebih penting dari pengetahuan. Pengetahuan itu terbatas, sedangkan imajinasi meliputi seluruh dunia, merangsang kemajuan, melahirkan evolusi. (Albert Einstein) Kupersembahkan untuk : Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW Ibuku Siti Aisyah dan Bapakku M. Ali Iskandar yang senantiasa mendukung dan berdo a untukku Kedua kakakku, Oni Sugiharto Perkasa dan Mutiara Puspita Dewi Kedua pembimbingku, Zurohaina, S.T., M.T. dan Ir. K.A. Ridwan. Teman seperjuanganku, Tama, Muzakir, Richard, Sepriyadi, dan Weni. Seluruh teman 8 EG.B dan 8 EG.A Almamaterku iv

5 ABSTRAK PROTOTYPE GASIFIKASI BIOMASSA SISTEM UPDRAFT SINGLE GAS OUTLET MENGGUNAKAN TONGKOL JAGUNG (Tinjauan kinerja Venturi Scrubber tipe Counter Current) (Iftikar Mukti Ali, 2014, 58 Halaman, 6 Tabel, 15 Gambar, 4 Lampiran) Teknologi gasifikasi merupakan salah satu cara untuk memanfaatkan limbah biomassa menjadi energi. Gasifikasi mengubah bahan bakar padat menjadi gas mampu bakar, yaitu CH4, CO dan H2 yang merupakan hasil reaksi dalam gasifier. Jenis gasifier yang digunakan dalam penelitian ini adalah sistem updraft. Gas produser atau syngas yang dihasilkan dalam sistem updraft masih mengandung partikulat berupa tar. Tar merupakan pengotor organik yang kandungannya harus dibersihkan apabila syngas diaplikasikan sebagai bahan bakar motor pembakaran dalam. Cara yang digunakan untuk mereduksi kandungan tar dalam syngas adalah dengan menerapkan teknologi pembersihan gas, yaitu venturi scrubber dengan media air. Penelitian ini bertujuan untuk meninjau kinerja venturi scrubber dalam mereduksi tar yang dibawa oleh syngas dengan memvariasikan laju aliran air yang masuk ke throat venturi scrubber. Variasi laju aliran air yang digunakan adalah 8, 12 dan 16 liter/menit. Hasil penelitian ini menunjukkan, pada laju aliran 16 liter/menit didapatkan efisiensi sebesar 55,17 % yang merupakan laju aliran air yang optimal dalam mereduksi tar yang dibawa syngas. Kata Kunci : Biomassa, gasifikasi, syngas, tar, venturi scrubber. v

6 ABSTRACT PROTOTYPE OF BIOMASS GASIFICATION OF SINGLE GAS OUTLET UPDRAFT SYSTEMS USED CORN COB (Work Study of Venturi Scrubber in Counter Current type) (Iftikar Mukti Ali, 2014, 58 Pages, 6 Tables, 15 Pictures, 4 Appendixes) Gasification technology is one way to utilize biomass waste into energy. Gasification of solid fuels change into a gas capable of combustion, is CH4, CO and H2 which is the result of the reaction in the gasifier. Type of gasifier used in this research is the updraft system. Producer gas or syngas produced in the updraft system still contains a particulate form of tar. Tar is an organic impurity abortion should be cleaned when applied as a fuel syngas combustion engine. The means used to reduce the tar content in the syngas is by applying gas cleaning technology, namely venturi scrubber with water media. This research purpose to review the performance of venturi scrubbers to reduce tar carried by syngas by varying the flow rate of water into the throat venturi scrubber. Variations in water flow rate used was 8, 12 and 16 liter/min. Results of this research showed, at a flow rate of 25 liter/min obtained 55.17% efficiency which is the optimal water flow rate in reducing tar brought syngas. Keywords: biomass, gasification, syngas, tar, venturi scrubber. vi

7 KATA PENGANTAR Segala puji bagi Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia yang dilimpahkan-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir (TA) tepat pada waktunya. Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains Terapan (SST) Jurusan Teknik Kimia Program Studi DIV Teknik Energi. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yag telah memberikan bantuan dan bimbingan kepada penulis dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, khususnya kepada : 1. R.D. Kusumanto, S.T, M.M., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Ir. Irawan Rusnadi, M.T., selaku Pembantu Direktur 3 Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Ir. Robert Junaidi, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Zulkarnain, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 5. Ir. Arizal Aswan, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Zurohaina S.T, M.T., selaku Dosen Pembimbing I Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Ir. K.A. Ridwan, M.T. selaku Dosen Pembimbing II Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 8. Segenap Dosen, Staf Teknik Kimia, dan Teknisi Laboraturium Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 9. Bapak / Ibu Dosen Teknik Kimia, selaku Dosen Pengajar Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. 10. Orang tua kami, dan saudara saudara kami yang memberikan dukungan moral dan materi. 11. Rekan-rekan Mahasiswa jurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya vii

8 Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak dan semoga kekurangan itu tidak mengurangi manfaat dari hasil penelitian ini. Akhir kata semoga penelitian ini bermanfaat bagi kita semua, terutama Bapak / Ibu Dosen jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya, serta rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Kimia prodi DIV Teknik Energi. Palembang, Juli 2014 Penulis viii

9 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Manfaat Perumusan Masalah...4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tongkol Jagung Gasifikasi Jenis-Jenis Gasifikasi Proses Gasifikasi Pembersihan Gas Sintetik Venturi Scrubber Proses Pembentukkan Tar Orifice Meter BAB III METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Pendekatan Rancangan Desain Pendekatan Desain Fungsional Pendekatan Desain Struktural Desain Prototipe Updraft Gasifier Single Gas Outlet Prosedur Penelitian Persiapan Bahan Bakar Persiapan Alat Ukur Prosedur Gasifikasi Sistem Single Gas Outlet Tahapan Pengukuran / Pengambilan Data Prosedur Mematikan Gasifier Analisa Hasil BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian ix

10 4.1.1 Variasi Laju Alir terhadap Massa Tar Temperatur Syngas pada Venturi Scrubber Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber Pembahasan Variasi Laju Alir terhadap Massa Tar Temperatur Syngas pada Venturi Scrubber Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Tipe Gasifier Berdasarkan Arah Aliran Blind Flange Slip-On Flange Ruang Pembakaran Grate Ruang Penampung Abu Cyclone Separator Counter Current Wet Venturi Scrubber Synthetic Gas Washer (Wet Impinger Tube) Separator Desain Prototipe Updraft Gasifier Single Gas Outlet Blok Diagram pada Updraft Gasifier Single Gas Outlet Variasi Laju Aliran Air terhadap Tar Variasi Laju Alir Air terhadap Temperatur Syngas Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber terhadap Laju Aliran Air xi

12 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Analisis Kimia Tongkol Jagung Kelebihan dan Kekurangan Updraft Gasifier Kandungan Tar pada Gasifikasi Daftar Peralatan yang Digunakan Variasi Laju Aliran Air terhadap Massa Tar Perbandingan antara Termperatur Masuk dan Keluar Venturi Scrubber Efisiensi Kinerja Venturi Scrubber...31 xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman I. Data Pengamatan...39 II. Perhitungan...43 III. Dokumentasi...52 IV. Surat-Surat...59 xiii