Perpustakaan Digital ITB

Pembakaran bahan bakar fosil dapat menghasilkan emisi gas rumah kaca yang menjadi penyebab utama pemanasan global. Salah satu upaya dalam mengurangi emisi gas rumah kaca adalah penggunaan biomassa sebagai bahan bakar alternatif. Meskipun demikian, pembakaran biomassa sering menyebabkan masalah slagging dan fouling pada tungku pembakaran. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan memprediksi sifat fisik dan perilaku abu biomassa dan batu bara dalam upaya mengatasi masalah slagging dan fouling. Prediksi sifat fisik dan perilaku abu dilakukan dengan (1) pemodelan termodinamika, (2) peninjauan komposisi abu, dan (3) perhitungan indeks slagging dan fouling. Komposisi abu biomassa dan batu bara diperoleh dari studi literatur. Pemodelan termodinamika yang dilakukan dengan menggunakan FactSage versi 7.3 berupa (1) simulasi perilaku logam alkali pada pembakaran biomassa, (2) simulasi pelelehan abu, serta (3) pembuatan dan pembacaan diagram fase terner (DFT). Sistem klasifikasi SC- K-CK digunakan untuk memprediksi rentang nilai IDT dan HT abu biomassa, sedangkan indeks slagging dan fouling digunakan untuk memprediksi kecenderungan slagging dan fouling abu biomassa dan batu bara. Simulasi pembakaran biomassa memprediksi penguapan senyawa alkali berupa K, KOH, KCl, (KCl)2, K2SO4, Na, NaOH, dan NaCl. Semakin tinggi kadar K dan Na pada biomassa, maka semakin tinggi kecenderungan terjadinya slagging dan fouling. Simulasi pelelehan abu pada atmosfer pereduksi menunjukkan bahwa nilai AFT (IDT, ST, HT, dan FT) secara berturut-turut paling berkorelasi dengan T75, T75, T45, dan T50, sementara pada atmosfer pengoksidasi, nilai AFT paling berkorelasi dengan T35, T45, T45, dan T50, dengan Tn adalah temperatur saat n%-berat abu telah meleleh. Meskipun demikian, tidak terlihat tren yang jelas antara nilai AFT dan Tn karena simulasi pelelehan abu hanya meninjau aspek termodinamika, sedangkan pelelehan abu juga dipengaruhi oleh sifat fisikokimia abu. Pembacaan temperatur liquidus DFT telah digunakan untuk memprediksi nilai AFT. Simpangan baku prediksi nilai AFT dari pembacaan temperatur liquidus DFT pada abu biomassa adalah sebesar 155oC (atmosfer pereduksi) dan 110oC (atmosfer pengoksidasi), sedangkan pada abu batu bara adalah sebesar 85oC (atmosfer pereduksi) dan 50oC (atmosfer pengoksidasi). Sistem klasifikasi S-C-K-CK memberikan prediksi rentang AFT dengan kesesuaian 82% untuk IDT dan 71% untuk HT pada abu biomassa. Indeks slagging dan fouling terbaik untuk memprediksi kecenderungan slagging dan fouling abu adalah ash fusibility index (AFI) dengan kesesuaian 82% untuk abu biomassa dan 64% untuk abu batu bara. Pemodelan termodinamika secara komprehensif yang telah dilakukan dapat memprediksi senyawa logam alkali yang terbentuk pada pembakaran biomassa serta memprediksi nilai AFT abu. Hasil pemodelan ini dapat digunakan untuk memprediksi kecenderungan slagging dan fouling abu.