Gasifikasi batubara adalah sebuah proses konversi batubara. Batubara adalah salah satu sumber daya alam dan mineral melimpah di Indonesia. Batubara adalah sebuah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik melalui proses pembatubaraan.
Proses pembatubaraan diawali dengan penimbunan sisa-sisa tumbuhan di dalam tanah. Timbunan itu lalu mengalami tekanan dan suhu tinggi sehingga menempuh perubahan fisika serta kimiawi menjadi gambut, dan akhirnya menjadi batubara. Fase ini merupakan carboniferous period yang berlangsung antara 360 juta – 290 juta tahun yang lalu.
Unsur-unsur utama pembentuk ini adalah karbon, hidrogen, nitrogen, dan oksigen. Gasifikasi batubara menguntungkan karena menaikkan nilai dan kegunaan bahan baku padat dengan pasokan oksigen yang minim.
Apa Itu Gasifikasi
Gasifikasi batubara adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara termokimia menjadi zat gas, di mana udara yang diperlukan lebih rendah dari proses pembakaran. Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari energi yang menyertai perubahan fisika dan kimia.
Melansir jurnal Teknik Pertanian Lampung tahun 2018, definisinya adalah proses konversi biomassa melalui oksigen terbatas atau minim oksigen menjadi bahan bakar gas pada sebuah alat yang bernama gasifier. Gasifier adalah reaktor gasifikasi batubara di mana terdapat proses seperti pengeringan, pemanasan, pirolisis, oksidasi, dan reduksi.
Inovasi di bidang industri ini menjadi sebuah langkah potensial berdampak positif untuk lingkungan. Kehadirannya mampu mengurangi efek pencemaran lingkungan seperti mengurangi limbah padat.
Prinsip Kerja Gasifikasi Batubara
Prinsip kerja gasifikasi batubara adalah mengonversi batubara menjadi gas secara termodinamika. Reaksi utama pada proses gasifikasi batubara bersifat endotermis, yaitu reaksi yang memerlukan pasokan panas dari luar.
Reaksi endoterm artinya reaksi yang menyerap kalor atau perpindahan panas dari luar ke dalam sehingga suhu lingkungan menjadi dingin. Pada hal ini terjadi reaksi penyerapan energi sehingga energi sistem bertambah. Entalpi bertambah dan menjadi positif.
Tahapan Proses Gasifikasi Batubara
Dalam gasifier reaktor, terjadi beberapa proses gasifikasi batubara serta menghasilkan gas sesuai dengan spesifikasi. Berikut adalah gambaran besar prosesnya, antara lain:
1. Penguapan
Proses penguapan atau pengeringan adalah tahap awal dari proses ini. Kandungan air dalam batubara teruapkan berdasarkan perbedaan titik didih oleh gas panas. Proses ini berlangsung pada suhu sekitar 170°C.
2. Pirolisis
Setelah bahan bakar tersebut telah kering, akan mengalami pemanasan pada temperatur 500-700°C dengan bantuan udara tertentu. Zat-zat yang tidak diinginkan akan terurai menjadi asam organik, arang, dan zat-zat lain. Tahap ini, disebut juga dengan teknik pirolisis.
3. Oksidasi
Tahap ketiga adalah proses oksidasi. Zat hasil proses ini mengalami proses pembakaran menggunakan bantuan udara dan menghasilkan gas yang terbakar secara sempurna. Oksidasi berarti pelepasan satu atau lebih elektron dari suatu zat.
Bilangan oksidasi zat yang teroksidasi akan naik. Gas karbon dioksida terbentuk bersamaan dengan lepasnya energi panas. Gas terbentuk dengan baik dan dapat tertarik langsung dari dalam reaktor gasifikasi.
4. Reduksi
Tahap reduksi adalah tahap paling akhir. Pada proses ini karbon dioksida dan uap air bereaksi dengan karbon panas menjadi karbon monoksida serta hidrogen. Hal yang terjadi adalah jumlah gas akan mengalami peningkatan secara signifikan.
Reaksi Dasar Gasifikasi Batubara
Reaksi dasar terjadi pada proses gasifikasi batubara yang menggunakan pereaksi udara merupakan pembakaran tak sempurna (partial combustion) terhadap batubara.
Setiap terjadinya proses kimia, pasti akan melalui reaksi dasar untuk pembentukan senyawa baru. Hal ini berkaitan erat dengan kadar karbon yang terdapat dalam batubara. Maka, unsur yang terkandung di dalamnya adalah H, O, N, dan S dalam persentase tertentu.
Beberapa reaksi yang timbul berdasarkan jenis pereaksi yang diberikan, reaksi tersebut antara lain:
Komposisi dari gas yang dihasilkan proses ini tergantung pada batubara yang digunakan, suhu operasi, pengaruh dari uap air. Pada suhu yang tinggi, hasil proses ini lebih banyak mengandung karbon monoksida.
Pada suhu yang lebih rendah, karbon dioksida yang terbentuk justru lebih banyak. Di sisi lain, air atau uap air yang ditambahkan ke dalam reaktor gasifikasi dapat meningkatkan proporsi hidrogen dan karbon monoksida dalam produk gas dan meningkatkan nilai kalor gas.
Manfaat Gasifikasi Batubara
Kami merangkum beberapa keunggulan dari proses gasifikasi. Mungkin bisa dibilang, inilah manfaat dari penerapannya yang bisa dirasakan, antara lain:
1. Manfaat bagi Industri
Gasifikasi batubara menciptakan kemudahan dan kemajuan untuk sektor industri. Proses ini mampu menghasilkan produk gas yang konsisten untuk pembangkit listrik. Kedua, proses ini mampu untuk memproses berbagai jenis bahan bakar termasuk batubara, Crude Palm Oil (CPO), biomassa, sampah domestik maupun non-domestik.
2. Manfaat bagi Lingkungan
Gasifikasi mampu mengurangi sampah atau limbah padat yang ada di bumi. Pencemaran lingkungan akan berkurang seiring berjalannya waktu penggunaan proses ini secara merata di Indonesia. Timbunan sampah melepas gas metana yang memperkuat efek rumah kaca. Karena itu pengolahan sampah berbasis gasifikasi dapat membantu menekan pemanasan global.
Solar Industri menawarkan pembelian Biodiesel B40 dan Marine Fuel Oil non subsidi resmi Pertamina. Silakan cek penawaran kami melalui halaman produk kami.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu gasifikasi batubara?
Gasifikasi batubara adalah proses termokimia yang mengubah bahan bakar padat menjadi gas dengan pasokan udara yang jauh lebih rendah daripada pembakaran biasa. Prosesnya berlangsung di dalam reaktor bernama gasifier.
Apa saja tahapan proses gasifikasi batubara?
Ada empat tahap, yaitu penguapan atau pengeringan untuk membuang kandungan air, pirolisis yang menguraikan bahan pada 500 sampai 700 derajat Celsius, oksidasi sebagian yang menyediakan panas bagi reaksi, dan reduksi yang mengubah karbon dioksida serta uap air menjadi karbon monoksida dan hidrogen.
Apa itu gasifier?
Gasifier adalah reaktor tempat gasifikasi berlangsung. Di dalamnya terjadi rangkaian proses pengeringan, pemanasan, pirolisis, oksidasi, dan reduksi secara berurutan pada zona yang berbeda.
Apa hasil dari gasifikasi batubara?
Produknya berupa gas sintesis atau syngas yang terutama mengandung karbon monoksida dan hidrogen. Komposisinya bergantung pada jenis batubara, suhu operasi, dan jumlah uap air yang ditambahkan ke reaktor.
Apa manfaat gasifikasi batubara?
Bagi industri, gasifikasi menghasilkan gas yang konsisten untuk pembangkit listrik dan dapat mengolah beragam bahan baku, mulai dari batubara, CPO, biomassa, sampai sampah. Bagi lingkungan, prosesnya mengurangi timbunan limbah padat yang selama ini melepas metana.
Apakah reaksi gasifikasi bersifat endotermis?
Reaksi utamanya endotermis, yaitu menyerap panas dari lingkungan. Panas itu dipasok oleh reaksi oksidasi sebagian yang berlangsung di zona pembakaran di dalam gasifier.
