Perpustakaan Digital ITB

Pemanfaatan batubara semakin meningkat akibat kebijakan diversifikasi energi untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dan mengoptimalkan pemakaian batubara dan gas alam. Peningkatan kontribusi batubara sebagai bahan bakar pembangkit listrik berpengaruh terhadap peningkatan emisi CO2 yang bertanggung jawab dalam pemanasan global. Sejumlah penelitian menyebutkan bahwa co-firing batubara dengan biomasa merupakan solusi yang efektif untuk mengurangi tingkat emisi CO2. Proses pembakaran campuran batubara/biomasa ini sejalan dengan kebijakan energi nasional dan kebijakan energi bauran yang bertujuan mewujudkan kemadirian dan ketahanan energi yang berkelanjutan melalui pengelolaan energi, mekanisme co-firing juga akan menunjang komitmen Pemerintah untuk menurunkan emisi CO2 sebesar 26%. Di dalam penelitian ini dilakukan pembakaran campuran antara batubara dengan cangkang sawit yang telah ditorefaksi terlebih dahulu. Proses torefaksi dilakukan untuk meningkatkan kualitas bahan bakar biomasa sehingga tidak menimbulkan permasalahan saat pembakaran bersama batubara. Proses torefaksi pada cangkang sawit dilakukan pada atmosfer inert, flow rate N2 ± 300 mL/menit dan pemanasan hingga temperatur 250°C (TC1), 280°C (TC2) dan 300°C(TC3). Proses pembakaran dilakukan pada kondisi atmosfer oksigen dengan flow rate 100 mL/menit dan heating rate 10°C/min dari temperatur kamar hingga temperatur 900°C. Karakteristik pembakaran baik sampel batubara (REC), ketiga produk torefaksi serta masing-masing campuran batubara dengan ketiga biomasa dengan proporsi 70:30 (ECTC1, ECTC2, ECTC3) dipelajari melalui parameter pembakaran, diantaranya ignition temperature (Ti), burn out temperature (Tb), maximum reactivity (Rm) dan maximum temperature (Tm). Karakteristik kinetika dipelajari melalui parameter kinetika berupa energi aktivasi (Ea) dan faktor pre eksponensial (A) yang dihitung dengan menggunakan fungsi model konversi yang merepresentasikan reaksi-reaksi yang mengendalikan proses pembakaran masing-masing sampel. Berdasarkan kurva DTG(%/menit), secara umum proses pembakaran dibagi ke dalam 3 tahapan: (a)tahap penguapan moisture, (b)pembakaran utama, (c)tahap burn out. Tahap pembakaran utama terdiri dari devolatilisasi volatile matter (tahap 1) dan oksidasi char (tahap 2). Pada batubara dan campuran ECTC3, proses pembakaran utama berlangsung simultan ditandai dengan 1 peak DTG yang terbentuk, sementara sampel lainnya menunjukkan bimodal peak. Hasil penelitian parameter pembakaran dari kurva DTG menunjukkan penyalaan campuran berlangsung lebih lambat daripada batubara, kecuali pada campuran ECTC1. Sementara temperatur burn out lebih tinggi untuk semua campuran dibandingkan dengan batubara. Interaksi antar komponen dengan membandingkan DTG hasil eksperimen dan hasil perhitungan menunjukkan interaksi berlangsung anti sinergis. Perhitungan energi aktivasi sampel menunjukkan bahwa proses pembakaran sampel dikendalikan oleh proses difusi, kecuali pada tahap 2 campuran ECTC1 dan ECTC2 yang dikendalikan oleh reaksi kimia orde satu. Energi aktivasi pada tahap 1 lebih besar dibandingkan pada tahap 2, yang disebabkan oleh pengaruh volatile matter dan porositas dari masing-masing sampel. Secara umum, energi aktivasi yang diperlukan baik pada tahap 1 maupun tahap 2 campuran lebih rendah dibandingkan energi aktivasi komponen batubara maupun produk torefaksinya.