Pengembangan sistem pembersih gas untuk menurunkan kandungan tar hasil gasifikasi tandan kosong kelapa sawit

Abstract

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan salah satu jenis limbah dari pengolahan kepala sawit dengan jumlah yang besar. TKKS dapat dikonversi menjadi energi melalui proses termokimia, atau gasifikasi, yang menghasilkan gas-gas mampu bakar seperti H2 dan CO. Akan tetapi, gas-gas mampu bakar hasil gasifikasi tersebut mengandung tar dan partikulat pengotor lainnya yang menjadi kendala dalam pemanfaatannya pada motor pembakaran di dalam (Internal Combustion Engine; ICE). Tar merupakan sekumpulan senyawa hidrokarbon ringan dan berat (aromatik), yang dapat terkondensasi dan mengendap sehingga menyebabkan pengotoran dan penyumbatan pada motor. Jenis dan karakteristik tar yang terbentuk selama proses gasifikasi dipengaruhi jenis biomassa yang di gasifikasi, yang selanjutnya mempengaruhi proses dan peralatan untuk pemisahan tar tersebut dari gas. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari karakteristik tar yang terbentuk pada proses gasifikasi tandan kosong kelapa sawit dan peralatan yang diperlukan pembersihan tar dari gas hasil gasifikasi. Penelitian dilakukan secara eksperimental dalam tiga tahap, yaitu mengidentifikasi jenis tar dan menganalisis suhu dan tekanan kondensasi tar dalam gas hasil pirolisis TKKS; melakukan kajian kinerja siklon pemisah berdasarkan temperatur kondensasi gas-gas dari TKKS yang digunakan; dan mengkaji kinerja penggunaan wet scrubber aliran gelembung dalam menangkap tar dan meningkatkan kualitas syngas. Uji pirolisis terhadap tiga sampel TKKS (sampel A, B dan C) pada suhu 400 oC menunjukkan bahwa senyawa tar yang teridentifikasi berupa senyawa phenol, guaicol, acetic dan syringol dengan jumlah konsentrasi mencapai 86,54–1523,05 mg Nm–3. Berdasarkan jenis senyawa dan konsentrasi tersebut, dapat ditentukan suhu kondensasinya, yaitu 122,43–275,05 oC. Parameter ini merupakan acuan untuk mengevaluasi penggunaan peralatan pembersih yang dikembangkan, seperti siklon dan wet scrubber. Analisis kinerja siklon dilakukan pada suhu kondensasi tar tersebut, yaitu 200–600 oC, serta pada data eksperimen 30–70 oC, dan divalidasi dengan pengukuran residu yang terkumpul. Kinerja siklon pada suhu eksperimen (30–70 oC) adalah 98,12 % dengan diameter partikel berukuran 0,76–5,0 m, sedangkan pada suhu prediksi (200–600 oC) sebesar 95,64 % dengan diameter partikel 0,95–5,0 m. Kinerja wet scrubber dipengaruhi suhu, laju aliran gas, sifat fisik cairan dan karakteristik pembentukan gelembung. Konsentrasi syngas sesudah wet scrubber terukur sebesar 8,50 %, 7,26 %, 2,79 %, dan 0,65 %, masing-masing untuk gas CO, CO2, CH4 dan H2.