Perpustakaan Digital ITB

Meningkatnya kebutuhan listrik dan ketergantungan pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) batu bara merupakan tantangan signifikan dalam upaya pengurangan emisi gas rumah kaca. Amonia muncul sebagai alternatif yang menjanjikan sebagai bahan bakar dalam pembakaran bersama dengan batu bara karena sifatnya yang merupakan bahan bakar bebas karbon dan nilai kalor yang sebanding dengan batu bara peringkat rendah. Meskipun demikian, injeksi amonia menghasilkan emisi NOx. Prediksi pembentukan NOx secara akurat merupakan tantangan besar karena metode konvensional umumnya memberikan hasil yang kurang akurat ketika terdapat NH3. Studi ini berfokus pada investigasi numerik pembakaran bersama amonia-batu bara menggunakan mekanisme kinetik terperinci untuk meningkatkan akurasi prediksi NOx. Studi dilakukan menggunakan OpenFOAM dengan model coalChemistryFoam yang dimodifikasi untuk menyertakan model oksidasi nitrogen pada batu bara. Sementara itu, proses devolatilisasi pada batu bara dimodelkan menggunakan pendekatan chemical percolation devolatilization (CPD). Beberapa mekanisme kinetik terperinci yang digunakan dalam studi ini adalah GRI-Mech 3.0, Okafor et al., San Diego, serta Mendiara dan Glarborg. Mekanisme tersebut dievaluasi pada berbagai rasio pembakaran bersama mulai 0% hingga 100% NH3. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode yang diterapkan memberikan stabilitas numerik yang sangat baik, di mana mekanisme yang cocok dalam pemodelan co-firing bergantung pada jumlah NH3 yang diinjeksikan ke dalam sistem. Untuk 0% NH3, mekanisme GRI-Mech 3.0 dan San Diego memberikan hasil yang lebih akurat dibandingkan mekanisme lainnya. Untuk 10% NH3, mekanisme Mendiara dan Glarborg menunjukkan prediksi terbaik, namun memerlukan waktu komputasi yang lama. Untuk 20% dan 30% NH3, mekanisme yang diusulkan oleh Okafor et al. memberikan hasil yang sangat baik. Untuk 50% hingga 100% NH3, belum ditemukan mekanisme yang sesuai untuk memprediksi konsentrasi NO secara akurat.