Perpustakaan Digital ITB

Primary reformer adalah reaktor tempat terbentuknya synthesis gas. Umpan dari reaksi pembentukan gas sintesaadalah Gas alam dan steam. proses reaksi pembentukan gas sintesadi dalam reaktor pipa / tube adalah reaksi endotermis (membutuhkan panas atau panas masuk ke dalam reaktan dan terjadi reaksi pembentukan produk). sumber panas untuk reaksi pembentukan gas sintesadiperoleh dari api (flame) yang dihasilkan oleh pembakaran Gas alam dan udara yang berasal dari arch burner yang terpasang pada roof dengan aliran api pembakaran dari atas ke bawah (downward firing). Setelah beroperasi lebih dari 10 tahun, pada tahun 2015 terjadi perubahan komposisi gas yang berpengaruh signifikan pada reaksi pembakaran yaitu penurunan fraksi gas CH4 (Metan) dan kenaikan fraksi gas CO2. Kondisi ini menyebabkan penurunan firing rate di karenakan sifat gas CO2 yang bersifat mengurangi kalor pembakaran. Untuk menjaga firing rate agar tidak berubah, maka laju alir fuel gas yang terdiri dari gas alam, tail gas dan excess gas sintesadinaikkan. Akan tetapi kenaikan flow rate ini aktualnya menyebabkan firing rate kita lebih dari firing rate desain dan meningkatkan temperatur pada ruang sembur dan di dalam burner tip arch burner. Untuk kenaikan velocity api (hot gas) pada outlet tip nosel primer disebabkan fuel gas melewati nosel yang penampangnya sempit dibandingkan luas area sebelum nosel (hukum kontinuitas). Kenaikan velocity yang ekstrim menimbulkan aliran jetting. Meningkatnya kecepatan aliran mengakibatkan fluktuasi kecepatan alir juga bertambah. fluktuasi kecepatan alir meningkat maka aliran turbulen (aliran eddy yang berotasi dan bergerak translasi) semakin banyak sehingga arah aliran api ke segala arah. kondisi pembakaran tersebut bisa dikategorikan tidak baik karena bentuk aliran api (flame geometry) yang baik untuk arch burner adalah yang dominan ke arah bawah (simetris dengan orientasi burner tip). Hasil simulasi menunjukkan kondisi api yang keluar dari arch burner sama seperti kondisi aktual lapangan dengan data temperatur yang tinggi (1500-2000oC), kecepatan alir yang tinggi (720-1200 m/s) dan energi kinetik turbulen yang besar (1,37x106 m2/s2). Dengan dasar hukum kontinuitas, maka penulis melakukan modifikasi pada arch burner dengan menambah jumlah tip nosel primer dari enam (6) buah ke sembilan (9) buah. Hasil simulasi dengan modifikasi arch burner dapat menurunkan temperatur api (700-1200oC), kecepatan alir (100-300 m/s) dan energi kinetic turbulen 3,94x104 m2/s2. dari pathline terlihat bentuk aliran lebih dominant ke arah bawah dan visual aliran jetting dan besaran aliran turbulen juga berkurang. Jika dibandingkan dengan simulasi dengan burner eksisting sesuai test report burner, maka dari sisi temperatur, kecepatan alir dan energi turbulen, modifikasi arch burner layak dilakukan agar hasil pembakaran arch burner membaik