Perpustakaan Digital ITB

Pemanfaatan limbah industri seperti abu terbang batubara untuk sekuestrasi CO2 melalui karbonasi mineral merupakan jalur yang menjanjikan untuk penangkapan dan penyimpanan karbon. Studi ini menginvestigasi proses sekuestrasi CO2 terintegrasi menggunakan larutan kalium hidroksida (KOH) 1,0 M untuk absorpsi dan abu terbang batubara untuk mineralisasi. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengamati perilaku proses, menentukan parameter proses yang optimal, serta mengembangkan model siklus penuh dari sistem absorpsi-mineralisasi terintegrasi. Investigasi pada tahap absorpsi semi-batch menggunakan pelarut KOH mengidentifikasi muatan CO2 maksimum sebesar 0,79 mol CO2/mol KOH saat jenuh. Parameter cairan pelarut keluaran absorber yang optimal juga didapatkan pada pH 12, menyeimbangkan efisiensi absorpsi yang tinggi sebesar 90% dengan konsentrasi ion karbonat (CO32-) sebesar 0,364 mol/L untuk mineralisasi. Hal ini tervalidasi melalui eksperimen absorpsi kontinu. Studi parametrik dengan variabel rasio molar Ca/C pada tahap mineralisasi menunjukkan hubungan yang berbanding terbalik antara efisiensi mineralisasi dan efisiensi karbonasi. Efisiensi karbonasi menunjukkan tren yang relatif datar, berfluktuasi dalam rentang sempit 25,5% hingga 32,2% pada semua rasio molar Ca/C. Hal ini disebabkan oleh efek gabungan dari rendahnya aksesibilitas mikrostruktur dan pasivasi permukaan partikel abu terbang. Rasio molar Ca/C optimal didapat pada nilai 3, menghasilkan efisiensi mineralisasi mendekati maksimum sebesar 89,96% serta pH 13.23. Titrasi hidroksida pada filtrat cair dan analisis ion siklus tunggal menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan antara nilai [OH?] teoretis dan eksperimental pasca-mineralisasi. Diskrepansi ini meningkat seiring dengan peningkatan rasio molar Ca/C dengan nilai perbedaan maksimum sebesar 0,67 M, memerlukan kebutuhan KOH makeup 6,41 kali lebih tinggi dari prediksi teoretis. Hal ini mengindikasikan kehilangan pelarut ireversibel akibat reaksi samping dengan mineral aluminosilikat yang terkandung dalam abu terbang. Analisis ini juga mengidentifikasi akumulasi kalium karbonat (K?CO?) sebagai penyebab utama kejenuhan pada akhirnya. Temuan dari penelitian ini menyediakan parameter-parameter dasar untuk perancangan sistem skala pilot siklus penuh kontinu, dengan proyeksi efisiensi keseluruhan mampu menyekuestrasi 19,5 kg CO2 per ton abu terbang batubara yang dikonsumsi. Penelitian ini mengkonfirmasi kelayakan teknis dari sistem absorpsi-mineralisasi CO2 terintegrasi ini.